疾病的发生发展与某些生物标志物的异常存在紧密联系,因此,疾病标志物的灵敏检测对疾病的早期发现和治疗具有重要意义。光电化学（Photoelectrochemical,PEC）分析是一种基于电分析和光分析方法而发展建立的分析检测方法,具有响应速度快、背景信号低、操作简单等优势,在生物分析领域引起了广泛关注并成为研究热门之一。光电材料和生物识别单元是PEC生物传感器的重要组成部分,其中,光电材料的光电转化效率直接影响到生物传感器的分析性能,生物识别体系中信号放大关系到传感器的检测灵敏度。因此,开发分析性能优异的PEC生物传感器,制备、选择优异的光电材料和设计高效的信号放大策略是至关重要的。鉴于此,本文以性质优异且稳定的光电材料为基础,核酸探针为识别元件,结合核酸信号放大策略,构建了具有优异分析性能的PEC生物传感器,实现了对不同癌症标志物micro RNAs的灵敏检测。主要研究内容如下:（1）具有较大禁带宽度的光电材料对光的利用率较低,且单一光电材料光电转化效率较低,严重限制了其在PEC生物传感器中的应用。近年来,缺陷工程可在宽带隙中引入新的缺陷带,提高光的利用率。构建异质结可有效促进光生-电子对的分离,提高光电转化效率。基于此,本工作通过缺陷工程策略在宽带隙的Zn S中引入新的离子缺陷带,间接性地降低了带隙,介导形成了Z型异质结Cd S/Zn S-VZn。该异质结构不仅可以增强了可见光区的光捕获和利用,也能有效抑制光生电子-空穴对的复合,显著提高了光电转化效率,得到增强的PEC响应信号。并以Cd S/Zn S-VZn为光电材料,Si O2为信号猝灭剂,结合酶辅助信号放大策略,构建了一种新型的PEC生物传感器,成功应用于检测异常表达与肝癌相关的micro RNA-122。该传感器分析性能优异,灵敏度高,线性范围为10 amol/L～100 pmol/L,检测限低至3.3 amol/L。该传感器在高效核酸检测和体外诊断方面显示出巨大的应用潜力。（2）近年来,信号“增强”或“猝灭”型生物传感器面临着假阳性或假阴性信号的困扰,严重限制了其检测的灵敏度。极性反转模式型PEC生物传感器可有效消除测试过程假阳性或假阴性信号的干扰,有利于提高传感器的分析性能。基于此,在本研究中以5,10,15,20-四（4-氨基苯）-21H,23H-卟啉（Tph-2H）为光活性材料,Cd S量子点为PEC响应信号方向的诱导剂,结合链置换反应和酶辅助信号放大策略,构建了极性反转模式型PEC生物传感器,成功应用于检测异常表达与乳腺癌相关的micro RNA-141。通过有机光敏材料与无机半导体材料的结合,拓宽了光的吸收范围,提高了光电转换效率。该传感器具有出色的抗干扰能力及可完全消除负面背景信号影响等优势,分析性能优异,灵敏度高,线性范围为1 fmol/L～1 nmol/L,检测限低至0.33 fmol/L。为micro RNAs的检测开辟了一条新的路径,在医学早期分析和疾病诊断中检测其它生物标志物方面具有巨大的潜力。