生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand: BOD)是在规定条件下，微生物分解水中的某些可氧化的物质，特别是分解有机物的生物化学过程消耗的溶解氧。其作为反应水体中可被微生物降解的有机污染物含量的一个综合指标，在环境污染监测和预警方面具有重要的意义。现行的标准检测方法为五日法和微生物传感器法。前者操作复杂，测量周期长;后者测量周期短，可实现自动化检测，但是存在信号漂移问题。　　为了克服传统微生物传感器中的信号漂移问题，我们考虑引入光电复合检测的策略，以区分响应信号的真伪。实际微生物传感器为溶氧电极和生物膜的结合，而相敏成像生物传感器是一种对传感界面上的物理、化学、生化过程具有高灵敏度和高通量性能的光学生物传感器，因此有可能将相敏成像传感器引入溶氧电极表面来实现光电复合检测。为此需要解决一系列科学、技术问题:(1)如何将电学传感方法与光学测量耦合？(2)如何实现光、电耦合溶氧测量以识别电信号漂移？(3)如何优化光、电复合检测条件以建立溶氧测量实验条件？(4)光电复合相敏成像生物传感器的动态范围和灵敏度能否符合地表Ⅰ-Ⅴ类水的BOD检测？　　为回答上述问题，考虑将相敏成像传感表面的金膜作为光电复合传感的共用传感表面:既作为微生物传感器的工作电极也是相敏成像传感器的感应表面，由此形成符合快速BOD光电复合检测的设计。利用基于此设计的实验装置观测了溶氧的光电复合检测的同步响应。实验结果表明，光电复合相敏成像生物传感器可观测光电响应是否一致，从而有效识别电信号是否存在漂移现象。进一步考虑电学测量条件所引起的传感界面上的法拉第过程和非法拉第过程对光学信号的影响:对于界面处有电子交换的法拉第过程，电流由电极附近溶液中反应物、生成物的浓度梯度决定，光学信号由该浓度引起的折射率变化决定，从而光、电信号相对应。对于界面处没有电子交换的非法拉第过程，电学响应主要为传感界面处电子密度变化及邻近溶液中离子浓度变化引起的电势变化，光学响应为上述电子密度及离子浓度变化引起的界面及邻近溶液中的折射率变化，即共同的物理信号变化导致光、电同时响应。在此基础上，优化了电学测量的电势偏置与相应的光学测量的入射角及偏振设置。在优化的工作条件下，溶氧在电极表面处引起的光学响应的信噪比约为40。为提升光电复合检测的光学响应信噪比，在感应表面引入光学信号放大介质——表面弱聚电解质膜层。该膜层是一种对溶液pH值敏感的聚合物膜层，其光学厚度在一定范围内随溶液pH增加而增加，而溶氧在电极表面的还原会使得传感表面邻近的溶液pH值升高，从而该膜层具有光学信号放大的潜力。利用相敏成像传感器多通量的特点，引入对比通道和传感通道同时检测，构建了平行光电复合检测单元，实现了地表Ⅰ-Ⅴ类水的BOD实时快速检测。