生命信息分子是调控人体生理活动的一类重要物质,对其高灵敏的检测分析可以帮助人们揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等基本规律,并准确阐释生命活动机理,从而对多种人体疾病的发现与治疗具有重大意义。生物传感器是目前检测生命信息分子的主要工具之一,它是由生物活性物质制成的生物功能敏感元件,再配上合适的信号转换器而构成的传感器。本论文的研究工作集中在制备以过渡金属磷化物、金属氧化物为基底的新型电化学和光电化学生物传感器,主要包含利用过渡金属磷化物半导体纳米材料建立新的电化学传感分析平台（EC）和以金属氧化物复合纳米材料构建新型光电化学传感分析平台（PEC）,实现对小鼠单核巨噬白血病细胞（RAW 264.7细胞）释放出的过氧化氢（H₂O₂）的高灵敏、高选择性检测。在此基础上,将金属氧化物与生物适配体识别单元相结合,设计光电极与适配体之间有效的电荷转移通道,构建高效的光电化学适配体传感器。另外,以等离子共振纳米粒子协同二维纳米光子晶体为基础,发展了新一代近红外（NIR）光响应型的光电化学传感检测平台,为开辟生物体内实时传感的新模型提供可能性,并为多种重要生命信息分子在活体器官和脑中深层组织中的活体、原位检测奠定基础。将本论文的具体工作包含以下五个方面:第一章绪论本章内容主要介绍了电化学生物传感器的理论,概念以及应用,光电化学概述及光电化学生物传感器的分类发展应用,最后提出本论文的研究意义与创新之处。第二章基于Cu₃P纳米线构建的电化学分析平台实现细胞中过氧化氢的灵敏检测在这项工作中,率先利用过渡金属磷化物建立新型阴极电化学无酶分析平台实现对H₂O₂高灵敏和选择性检测。使用电化学阳极氧化法在三维多孔铜泡沫上制备氢氧化铜纳米线（Cu（OH）₂ NWs/CF）作为前驱体,之后通过低温磷化的方式得到铜的磷化物纳米线（Cu₃P NWs/CF）电极,从而避免常规依赖贵金属材料制备的弊端。基于Cu₃P NWs/CF的传感器具有良好的电催化活性,实现对H₂O₂的还原检测限为2 nM,在保证高灵敏检测的同时,并且实现活细胞中释放H₂O₂的检测。第三章TiO₂@Cu₂O核/壳纳米结构实现光电还原型检测分析平台的构建在本工作中,使用p型半导体,氧化亚铜（Cu₂O）,作为光电阴极的核心单元,建立新的光电阴极分析平台。借助简单的保护策略,TiO₂@Cu₂O光电阴极实现了H₂O₂高效光电化学传感性能,检测限为0.15μM,并对RAW 264.7细胞释放出的H₂O₂进行检测,达到良好效果。TiO₂通过简单的溶胶-凝胶法作为保护层包覆于Cu₂O表面,以形成准核/壳结构（TiO₂@Cu₂O）,与复杂工序原子层沉积制备（ALD）的TiO₂@Cu₂O样品相比,溶胶-凝胶法显著提高了Cu₂O的光稳定性。这种光电阴极策略开辟了一种新的目标检测方法,拓展了半导体材料的应用范围,从而进一步将光电化学技术与分析方法进行融合。第四章适配体-Au/Fe₂O₃光电极实现对溶菌酶的高灵敏和高选择性检测光电化学适配体传感器是一种高灵敏度,高选择性的新型检测平台。适配体作为生物分子识别单元,具有极高的亲和力和对目标选择的特异性。在这项工作中,合理地设计高效的光电化学适配体传感器-金（Au）纳米粒子（NPs）修饰的赤铁矿（Fe₂O₃）纳米棒光电极,该光电极对于溶菌酶（Lys）的检测具有优异的灵敏度和选择性,达到3 pM的低检测极限,检测的线性范围为10 pM至100 nM。Au NPs不仅作为桥梁在光电极和适配体之间搭建有效的电荷转移通道,而且合理地调节Fe₂O₃的载流子浓度,有助于提高PEC性能。光电极的设计开发为多功能光电化学适配体传感器的分析方法提供了一条独特的道路。第五章等离子共振纳米粒子协同二维纳米光子晶体构建近红外光响应型光电化学传感器光电化学生物传感是一种新型的分析方法,具有灵敏度高的显著优点。然而,由于紫外-可见光在生物体内深层组织中的穿透深度有限,难以实现原位的光电化学检测应用。因此,发展新一代近红外光响应型的光电化学传感检测平台对实现原位、高灵敏的生物检测至关重要。我们将具有等离子共振特性的Au NPs溅射在周期性排列的二维TiO₂纳米凹坑光子晶体中,从而大大增强近红外光电化学响应。另外,将具有生物分子识别能力的适配体与光电极结合,在保证高灵敏检测的同时,实现高选择性检测。基于近红外响应的新型光电化学适配体传感器将开辟体内生物传感的新模型,并为多种重要生命信息分子在活体器官和脑中深层组织中的活体、原位检测奠定基础。