光电化学（PEC）分析是基于光激发下的光活性材料与待分析物之间的直接或间接相互作用引起光电流信号变化而建立起来的分析检测方法。PEC分析采取不同能量形式的激发和检测信号,具有灵敏度高、响应快速、成本低等优点。将PEC传感技术与生物分子识别过程相结合在未来生物分子检测中具有很大的应用潜力和实际价值,也受到了很多研究者们的关注。光活性材料是PEC分析中光电流产生和信号变化的关键,铋基化合物材料作为最近出现并具有良好性能的光活性材料已经引起了广泛关注,其中铋基化合物阳极PEC传感器发展迅速,但PEC阳极分析模式容易受体系中还原性物质的干扰,这限制了其在生物检测中的广泛应用。相反,PEC阴极分析模式具有良好的抗还原性物质干扰的能力。本文探讨了铋基化合物用于PEC生物传感器构建的现状和前景,并设计了三种铋基化合物阴极PEC传感体系,实现了对多种目标物的检测。本论文的主要研究内容如下:1.基于目标物循环信号放大策略的新型无标记光电化学传感器检测赭曲霉毒素A基于铁氰化钾作为电子受体增大BiOI的阴极光电流建立了检测赭曲霉毒素A（OTA）的PEC阴极传感器。电极表面修饰的双链DNA（dsDNA）在界面处产生空间位阻和静电排斥作用,使BiOI电极表面铁氰化钾的通量降低,光电流减小。当OTA存在时,OTA与dsDNA中适配体的识别作用导致电极表面dsDNA的解离并进一步被RecJ_f核酸外切酶消化,消化后脱落的OTA又可以重新与dsDNA作用实现循环信号放大。最终电极表面的dsDNA离开电极,电极表面铁氰化钾的通量增加,阴极光电流增大。该信号增强和无标记型PEC适配体传感器除了具有操作简单,稳定性好,选择性高等优点外,通过改变特异性适配体类型还可以将此检测方法进一步拓展至其他目标物的检测。2.电极表面反应增强阴极光电流构建的高通量光电化学免疫传感器邻苯二酚（CA）可与BiOI表面的Bi³⁺结合形成Bi-CA复合物,增强阴极光电流。另外,在NADH存在时,酪氨酸酶（TYR）可以催化氧化苯酚生成CA。基于此,设计了分离型阴极PEC传感器用于TYR活性的测定,并将TYR作为信号标记示踪剂进一步建立免疫检测体系,实现了对大肠杆菌O157:H7的检测。所构建的检测体系将生物反应与PEC检测有效的分离,不仅避免了固定化的生物分子对PEC信号传导的影响,还提高了传感器的通量,实现了更有效的检测。3.基于表面形成复合物的分离型光电化学传感器检测葡萄糖-6-磷酸和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）可以催化底物葡萄糖-6-磷酸（G-6-P）的脱氢反应生成NADPH。而在NADPH存在下,对羟基苯甲酸羟化酶（PHBH）可以催化底物对羟基苯甲酸（PHBA）的加氧反应生成原儿茶酸（PCA）。基于PCA对Bi₂O₃电极阴极光电流的显著增强效果,将G6PD的催化脱氢反应与PHBH的催化加氧反应联用,实现了对G-6-P和G6PD的灵敏检测。该传感器具有简单,操作方便,特异性好,灵敏度高等优点,其检测G-6-P和G6PD的检测限分别为2.0×10^-99 M和2.5×10^-55 U/mL。