基于酶的生物传感器由于具有高选择性而广泛用于医疗保健,特别是在疾病诊断和生物分析中。光电化学（PEC）技术是一种相比较于电化学来说新开发的分析方法,该方法拥有实验设置非常简单、背景电流较低、灵敏度很高等优势。PEC是通过电化学方法衍生的,因此显示出比传统电化学方法所获得的检出限更低的优点。PEC和酶促反应过程的结合使基于光电化学酶的生物传感器可以结合两种方法的优势,同时具有高选择性和高灵敏度。酶促生物传感器的性能通常由换能器的转换效率以及酶的催化效率所决定。在光电化学生物传感器系统形成之后,电信号的变化可以主要归因于光电化学活性单元和酶促产物的相互反应。因此,酶的催化效率同样重要。值得指出的是,酶的催化效率主要取决于酶的活性以及产物和底物向反应中心的扩散效率。然而,由于缺乏对酶促产物和底物扩散的最佳空间扩散控制,酶的利用率仍然较低。二氧化钛（TiO₂）由于其强的光吸收,良好的能带排列和环境友好性,是生物传感器最普遍的候选材料之一。因此,选择具有出色扩散效率和高周转频率的TiO₂电极材料是我们研究的主要方向。（1）由于缺乏暴露的活性位点和位阻效应,使用常规的酶促葡萄糖生物传感器难以实现超高灵敏度。因此,在本工作中,我们开发了一种新型的基于3D镂空TiO₂纳米线簇（NWc）/GOx的PEC酶促葡萄糖生物传感器,提供了更多暴露的活性位点、更广的酶负载面积以及更好的空间扩散控制,成功构建了对葡萄糖反应具有更高亲和力的传感器。对于葡萄糖的检测,获得了出色的性能,超高灵敏度为58.9μA m M^-1 cm^-2,线性范围为0-2 m M,测出限为8.7μM。我们所设计的独特结构在酶促光电葡萄糖传感器的领域实现了性能突破。（2）在FTO上以钛的盐溶液为钛源合成TiO₂纳米棒阵列（NRs）的方法因为其设备简单,价格低廉以及成品率高等优点一直被广泛应用于TiO₂电极的制备。在本次工作中,我们以盐酸异丙醇钛为前驱体,在FTO上合成了金红石相的TiO₂NRs。对于葡萄糖的检测,TiO₂ NRs/GOx电极取得了4.33μA m M^-1 cm^-2的灵敏度,0-3m M的线性范围。此外,为了比较换能器和酶促效率的影响,我们借助水热反应和光聚合的方法成功的在TiO₂ NRs表面合成了TiO₂量子点（QDs）以及聚多巴胺（PDA）膜。电化学测试表明,在TiO₂QDs/PDA构建的高质量电子传输界面的帮助下,TiO₂ NRs/TiO₂QDs/PDA/GOx生物传感器在模拟太阳光下获得了较好的传感性能,检测限0.058 m M,线性范围0-7 m M,灵敏度为9.93μA m M^-1 cm^-2。（3）TiO₂纳米管阵列（NTs）是应用最为广泛的一种结构。在本次研究中,TiO₂NTs通过阳极氧化法得到,并且TiO₂ NTs/GOx生物传感器获得了线性范围为0-3 m M,灵敏度为6.13μA m M^-1 cm^-2的性能。此外,为了比较换能器和酶促效率的影响,我们通过用聚多巴胺（PDA）和氨基官能化的石墨烯量子点（N-GQDs）/GOx修饰TiO₂纳米管（NTs）,构建了超灵敏的光电化学双电子受体生物传感器。PDA通过电聚合生长在TiO₂ NTs的顶部,并且通过微波辅助将N-GQDs加载到TiO₂ NTs的内部。TiO₂ NTs/PDA/N-GQD双电子受体生物传感器显示出增强的光电响应,出色的电子空穴分离效率,低检测限0.015 m M,宽线性范围0-11 m M和高灵敏度13.6μA m M^-1 cm^-2。相比于TiO₂ NRs/GOx的4.33μA m M^-1 cm^-2以及TiO₂ NTs/GOx的6.13μA m M^-1 cm^-2,新型的3D镂空TiO₂NWc/GOx生物传感器获得了令人惊叹的58.9μA m M^-1 cm^-2的性能。此外,在对TiO₂ NRs以及TiO₂ NTs进行了异质结以及多重电子通道构建之后,3D镂空TiO₂NWc生物传感器依然保持着绝对的性能优势,这足以说明,在酶促传感器中酶的催化效率对性能的影响远大于换能器的转换效率。所以,三维网状镂空结构的二氧化钛更有利于保持酶促效率,更有利于酶基葡萄糖生物传感器的性能。