目前,智能手机已经广泛应用于传感检测,从便携式的成像分析、荧光分析发展到了生物小分子的检测,成为了一个搭建便携式传感检测平台的重要工具。在传感检测方法中,电化学检测是一种主流方法,但是电化学检测往往依赖电能提供反应能量,需要较高的能量消耗。与电化学方法相比,光电化学检测是一种利用半导体的光敏特性,产生光致电流的检测方法,其能耗更低,更有利于检测系统的便携化。基于光电化学的传感方法已经广泛应用于生物小分子的检测中。而半胱氨酸作为一种重要的氨基酸,在人体中参与很多生理过程,尿液中的半胱氨酸浓度与人体代谢水平、肾脏疾病等有关,而且尿液与血液相比可无创获取,对于检测来说心理负担更小,更有利于长期的监测。因此,尿液中的半胱氨酸的定量检测对于疾病的诊断和治疗具有重要意义。目前对于半胱氨酸的主流检测手段是基于标记的方法,如荧光探针、生物发光等,但是这些方法价格昂贵、操作复杂,难以实现快速、定量,以及现场实时的半胱氨酸检测。氨基酸可以与部分金属离子特异性结合形成稳定的络合物,这种现象叫做离子螯合效应,本文基于离子螯合原理,选择镉离子(Cd2+)做为探针实现了半胱氨酸的无标记特异性检测。在本研究中,光电反应产生的能量提高了螯合物参与氧化还原反应的效率,极大地增强了检测信号,而且降低了化学反应对电能的消耗,有利于检测系统的便携化。由此,开发了基于智能手机的便携式传感系统,实现了半胱氨酸的快速定量检测。具体研究内容和结论如下:（1）探究了金属离子Cd2+与半胱氨酸的特异性结合现象,使用核磁共振氢谱和电化学分析法等多种方法确定了离子螯合反应的发生,并且基于这一原理进行了半胱氨酸的特异性、快速以及定量的检测。（2）基于智能手机搭建了基于光电原理的便携式半胱氨酸检测平台,平台由透光敏树脂3D打印的小型化的电化学反应池、自行设计并制作的用于数据采集和发送的小型电路板,以LED作为光源,蓝牙作为数据传输方式以及作为数据展示平台的智能手机组成。（3）基于光电化学检测方法实现了半胱氨酸的定量检测,选用石墨相碳氮化物（g-C3N4）做为光电材料,通过高温、酸解、超声等方法制作出纳米层状的g-C3N4,并通过相转移的方法将其固定在氧化铟锡电极（Indium Tin Oxide,ITO）上。使用光电化学沉积的方法在ITO电极表面的g-C3N4层上修饰纳米金颗粒,进一步提高电荷转移效率,以增强光电流。利用修饰电极和便携式检测平台进行半胱氨酸的检测,并进行数据分析和处理,对系统的特异性和稳定性进行实验验证。最后使用加标法对人工尿液样本进行了检测,将检测结果与拟合曲线进行比对,证明了便携式半胱氨酸检测系统可以对真实样本进行准确检测。在对加标尿样中的半胱氨酸定量检测实验中,样本回收率达到了96.1-100.57%。经过上述研究,验证了本研究中的集成了光电化学传感器、自主设计的检测电路和智能手机的便携式检测系统,可用于半胱氨酸的定量检测。在性能方面,该系统具有高便携性、足够的准确性和灵敏度,并大大降低了床旁半胱氨酸检测的复杂性和成本,在智能化诊断领域具有广阔的应用前景。