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光电化学生物传感的检测原理是一定波长的光照条件下,识别元件（通常使用半导体材料）可以和目标生物分子发生生物识别作用而使得电信号（电压或电流）发生改变。因价格低廉、装置简单、易于微型化、相对灵敏度高、背景信号低等优势,使得光电化学生物传感在生命分析中吸引了更多的关注,如酶传感、免疫分析、DNA分析和细胞分析。通常而言,光电化学传感器的核心部分是电活性材料和分析策略两方面。目前,常使用的光电活性物质为有机光电活性物质和无机光电活性物质及复合材料（改性或掺杂已有的半导体材料,两种或两种以上的半导体材料构成的异质结）。常用的分析策略则有能量转移、空间位阻、敏化效应、原位生成电子供体和活性物质做标记物等。脂质体通常是由磷脂和胆固醇构成而具有双分子层结构的球形空心囊泡。脂质体的磷脂双分子层内可以包裹一些亲油性物质,而脂质体球形囊泡内可以包裹一些亲水性物质。目前,脂质体被热衷用作药物载体,有体内靶向给药、降低药物副作用、定位定时定速释放药物等作用。本文侧重于脂质体包裹水溶性物质,通过戊二醛耦合法和二抗相连而实现免疫夹心复合物,进而实现光电化学生物传感研究。基于此,本论文进行了如下几方面工作:1. 基于AA和葡萄糖双信号灵敏脂质体光电化学免疫分析研究本工作使用的脂质体的空腔包裹两种水溶性小分子AA（抗坏血酸）和葡萄糖,其中,AA敏化纳米颗粒状二氧化钛实现光电流的增强,从而实现前列腺特异性抗原的定量检测,而葡萄糖通过血糖仪来定量检测。在脑利钠肽、癌胚抗原、人脂肪酸结合蛋白、人磷脂酶A2等抗原的干扰下,该传感器对前列腺特异抗原具有明显的选择性。因具有极其高的组织器官特异性,前列腺特异抗原被用作诊断前列腺癌的首选标志物。本体系的创新点是,利用脂质体的空腔实现两种信号的检测。体系中使用的基底材料二氧化钛,通过硼酸和氟钛酸铵的反应,25度48小时沉积在ITO（氧化铟锡玻璃）上,然后退火烧结,通过SEM（扫描电子显微镜）表征,可以发现呈颗粒状。AA分子上的双羟基能够和半导体Ti O2上Ti原子形成五元环,致使溶液中AA的电子或者电极表面AA上的电子能够快速转移到二氧化钛材料表面上,进而再转移到ITO电极上,从而实现光电流的增大。2. 聚吡咯@Bi2WO6有机-无机异质结的制备及其在光电化学免疫分析中的研究本工作利用无机半导体材料Bi2WO6（钨酸铋）和有机半导体材料聚吡咯复合组成的无机-有机异质结作为基底,实现肌酸激酶一定范围内的定性检测。首先,将Bi（NO3）3·5H2O和Na2WO4·2H2O通过水热合成法合成Bi2WO6,然后将5mg/m L的Bi2WO6滴涂在新制备的ITO上,在马弗炉400℃上进行褪火1小时。然后,将制得的Bi2WO6/ITO通过光催化氧化聚合的方式组装聚吡咯PPy。具体的方式是Bi2WO6/ITO电极被插入到一定浓度的吡咯水溶液中,再在500W的氙灯条件下光氧化3小时得到PPy/Bi2WO6/ITO。此时,有机-无机异质结构成,且光电流得到明显地增大。最后,肌酸激酶通过免疫夹心复合的方式得到检测。5-溴-4-氯-3-吲哚基磷酸酯（BCIP）遇到链霉亲和素标记的碱性磷酸酶会被氧化成不导电的生物沉淀,沉淀覆盖在电极表面PPy/Bi2WO6/ITO使得其不能和溶液接触,以至于光电流明显地降低。本体系的检测对象是心肌疾病和骨骼肌疾病的诊断标志物-肌酸激酶。3. 基于包裹多巴胺键和硫化镉脂质体与苯硼酸亲和的光电化学免疫分析研究本工作中利用的无机量子点硫化镉属于阳极半导体材料,在含0.1M AA的PBS溶液中,AA作为硫化镉的电子供体,从而能够实现稳定的光电流。利用多巴胺和苯硼酸形成的顺势二羟基在一定的酸性条件下能够断裂,致使光电流的明显减小,如果再次孵化,能够实现光电流的再次增大,以此循环可逆从而实现光电流的增大。免疫分析中,包裹Dopa-Cd S的脂质体表面的氨基和一定浓度的戊二醛上的醛基相连,然后戊二醛另一端上的醛基再和二抗上氨基相连接,即所谓的戊二醛耦合法。然后用BSA来封闭过量的醛基,最后再来离心未能够连接的二抗和BSA。本体系的检测对象是癌坯抗原,其可以作为早期直肠癌和结肠癌的诊断特异性标志物。