癌症是威胁人类健康的致命疾病。大多数癌症在早期并不表现出任何症状,因此很多患者一旦确诊癌症就已经是晚期。晚期癌症难以治愈,这不仅给患者带来痛苦,且巨额的治疗费用也给家庭带来了沉重的负担。因此,开发和应用无创或微创的生物标志物实现癌症的早期诊断,这对于提升癌症患者存活率、降低家庭和社会负担具有重要意义。miRNA是一类小型非编码RNA,参与多种人体生理活动。研究发现,多种miRNA在癌症中呈现异常表达,此外循环miRNA在体液中可以稳定存在,不易被RNA酶分解,因此miRNA被认为是实现癌症早期诊断的潜在生物标志物,对miRNA进行高特异性和高灵敏度检测可以为临床癌症检测和治疗状况判断提供新策略。然而,miRNA的短链、低丰度和高序列相似度对高效检测提出了挑战。众多检测方法中,光电化学（PEC）检测由于具有低成本、低背景噪声、高灵敏度等优点被认为是实现miRNA高灵敏检测的有效手段。但是,PEC生物传感器还存在着光利用率低、电子空穴复合快等技术难题,极大地限制了它的性能提升。探究PEC检测方法的检测机理,探索高效的光活性材料对于构建高性能生物传感器来说既是挑战,也是机遇。因此,本文构建了基于碳化钛@二硫化铼（Ti3C2@Re S2）的高性能PEC生物传感器,实现了对癌症生物标志物miRNA-141的高灵敏度、高特异性和高稳定性检测。首先,为了提升光利用率,也为了避开容易对生物分子造成损伤的紫外光区域,选择并制备了Re S2作为光活性材料。Re S2是一种新兴的过渡金属二硫化物（TMDs）,具有独特的层无关特性和窄带隙,这使得其能够在可见光范围内被激发,产生充足的光生载流子。其次,为了进一步提升PEC生物传感器性能,抑制电子空穴的复合,本论文将Ti3C2引入到电极基底的制备中,制备了基于Ti3C2@Re S2的PEC生物传感器,用于miRNA-141的检测。实验表明,Ti3C2@Re S2不仅具有更高的光吸收能力、更低的电子转移电阻,而且Ti3C2的引入有利于抑制电子-空穴对的复合。从本质上讲,这些优势主要是Ti3C2和Re S2在光活性和导电性上的协同效应带来的。Ti3C2不仅具有优异的导电性,而且Ti3C2和Re S2间形成的肖特基结可以捕捉Re S2产生的光生电子,从而充分抑制光生载流子的复合。同时,为了构建最优PEC生物传感器,本论文还对Ti3C2@Re S2中Re S2的最佳质量比进行研究。结果显示,具有45%质量比Re S2的Ti3C2@Re S2产生的光电流是Re S2的2.48倍,远大于其余质量比的Ti3C2@Re S2,因此其被选择作为PEC生物传感器的光活性基底。除此之外,还对电极的其它参数进行了优化,并使用优化后的PEC生物传感器对miRNA-141进行检测。检测结果显示,基于上述方法的高灵敏PEC检测平台对miRNA-141进行检测时,能在没有其它放大方式的支持下得到0.1 f M到1 n M的对数线性检测范围和2.4 a M（S/N=3）的外推检测极限,而且具有特异性强,稳定性好的优点。