TiO₂纳米材料良好的理化性能使其在一些领域中得到了充分的应用,然而导电性极差、光生电荷分离效率低且仅对紫外光有响应等缺点严重阻碍了TiO₂的实际应用。本文采用不同的方法制备TiO₂复合纳米材料对其进行改性,并将复合材料应用于（光）电化学生物传感器中的理论研究中。本文制备了TiO₂纳米棒、纳米球、纳米块与金属硫族化物复合,并用于生物传感器的构建,复合材料中各个材料的协同作用有助于传感器性能的显著提升。主要内容如下:1.MoS₂-TiO₂@Au复合纳米材料构建的电化学适配体传感器检测四环素首先,采用简单的水热法在MoS₂纳米球上生长圆柱形的TiO₂纳米棒,形成MoS₂-TiO₂花状复合物,然后将其氨基化。随后,将金纳米颗粒（Au）沉积在氨基化的MoS₂-TiO₂上以形成MoS₂-TiO₂@Au三元复合物,并作为电化学传感器的基底。将巯基化的四环素适配体通过Au-S键负载到MoS₂-TiO₂@Au修饰的玻碳电极上以构建电化学适配体传感器。四环素适配体可以很好地与修饰有生物素分子的互补DNA寡核苷酸（bio-cDNA）杂交,但更倾向与四环素特异性结合,四环素与bio-cDNA形成竞争关系。最后在H₂O₂的帮助下,利用带有亲和素的辣根过氧化酶（avidin-HRP）催化氧化对二苯酚,放大了电化学信号。通过四环素分子和bio-cDNA之间竞争结合适配体,改变电化学信号,用于定量检测四环素。2.硫化铜-二氧化钛（CuS-TiO₂）异质结结构构建的光电化学适配体传感器检测微囊藻毒素LR首先采用溶胶-凝胶法制备表面光滑的二氧化钛纳米球,随后在450°C的条件下煅烧2 h得到锐钛矿二氧化钛。然后采用水热法将硫化铜纳米粒子负载于二氧化钛纳米球表面,形成硫化铜-二氧化钛（CuS-TiO₂）异质结。用壳聚糖薄膜将CuS-TiO₂这一光敏材料作为基底固定到ITO电极上,以戊二醛作为交联剂,将氨基化的适配体固定到复合材料修饰的电极上构建PEC适配体传感器,实现对水体中微囊藻毒素LR的快速检测。CuS-TiO₂复合物具有高比表面积,能够负载更多的生物分子;同时又能延迟光生电荷的复合,因而具有很高的光电转换效率。利用空穴具有氧化性,将适配体特异性结合的微囊藻毒素LR氧化为无毒、无害的小分子,致使光生电荷分离,进而放大了光电流。3.构建Ce-TiO₂@MoSe₂异质结和金纳米粒子（AuNPs）间能量共振转移的光电化学适配体传感器检测黄曲霉毒素B1首先采用简单的水热法将稀土金属铈掺杂于TiO₂纳米块中得到Ce-TiO₂。然后再次采用溶剂法将MoSe₂纳米片生长于Ce-TiO₂表面,形成Ce-TiO₂@MoSe₂异质结,并将其作为基底用于负载黄曲霉毒素B1（AFB1）的适配体。随后将AuNPs标记的且与AFB1适配体互补的DNA序列（AuNPs-cDNA）引入电极表面构成三明治结构,实现Ce-TiO₂@MoSe₂异质结和金纳米粒子（AuNPs）间的能量共振转移（RET）。当AFB1存在时,三明治结构被打破,猝灭了RET,光电流响应得到了恢复。AFB1浓度越大,能量共振转移越弱,光电流响应就越强。