光电化学传感器是基于物质的光电转换特性通过化学/生物识别过程分析待测物的一类检测装置。光电化学传感器包括传感识别单元和光电转换单元,其中光电材料的选择和传感识别策略的设计是构建灵敏光电化学传感器的关键。光电化学分析方法以光作为激发信号,光电流作为检测信号。光信号和电信号的分离使得系统具有较低的背景信号。该方法具有背景信号低、灵敏度高、设备简单、响应快速等优点,因此在环境检测和生物分析等领域受到了广泛关注。本文以氧化锌为光电材料,杂交链反应为信号放大策略,结合实验室在纸芯片上的研究,构建了纸基光电化学生物传感器,实现了对抗原、多糖和蛋白质的灵敏检测。主要研究工作如下:(1)基于多枝杂交链反应和PdAu模拟酶的微流控纸基光电化学免疫传感器的研究。我们采用原位生长法在纸上生长金纳米粒子增强基底导电性。以不同尺寸量子点敏化后的氧化锌为光电材料,通过多枝杂交链反应引入大量PdAu模拟酶,实现对癌胚抗原的灵敏检测。(2)用于检测细胞表面N-糖表达的超灵敏光电化学生物传感器的研究。该体系引入了局部表面等离子体共振、多枝杂交链反应和石墨烯量子点引发的信号放大策略,同时以化学发光为激发光源去激发光电材料。设计的传感器可用于快速灵敏的检测细胞表面N-糖的表达。(3)基于级联DNA放大策略和血红素/G-四联体模拟酶的内部光源驱动三维还原氧化石墨烯/纤维素光电化学设备的研究。设计带有中空通道的贺卡式折叠纸芯片传感器,以三维还原氧化石墨烯/纤维素为基底,采用靶向模拟链循环放大策略,引入血红素/G-四联体模拟酶,实现对凝血酶的的高灵敏检测。