在生物体中不可缺失某些化学分子又称信号分子,其结构和功能的研究直接关系到人类在疾病早期诊断、临床治疗和药物筛选等领域的发展。近年来,生物传感器因其简单方便的优越性成为了人们关注的焦点,并且随着对传感器性能要求的逐渐提高,以及对简便设备的不断需求,纳米材料特别是具有独特的物理或化学性能的半导体金属氧化物得到了广泛应用。同时,纸芯片具有低成本、易折叠和亲水性等优势,对纸基材料进行改性功能化处理,构筑便携式的传感器件,可实现医学、食品、环保等领域的现场快速监控。本文基于纳米材料优良的光电转化特质,设计新型的半导体纳米复合物作为电极,通过光电化学原理,构建多功能电化学传感器,实现对肿瘤的预测、诊断与治疗过程的快速监控。具体的研究工作如下:（1）基于纸材料的可折叠和多孔结构,制作具有亲疏水特性的可控流体分离器作为生物分子传输通道,通过在纸基光电化学传感器的工作区生长氧化铜纳米花/石墨烯复合物作为电极以及在反应区设计生物分子的依次反应,避免光敏材料上因多重修饰所产生的空间位阻现象,实现输出信号的级联放大,进而获得高强度电流响应。（2）利用水热法在氟掺杂氧化锡玻璃上（FTO）合成制备高性能的镍:羟基氧化铁/钒酸铋半导体纳米复合物作为光电阳极,设计普鲁士蓝（PB）阴极材料,组建光电化学同步可视化免疫传感器。通过阳极材料杰出的电子转移效率明显提高传感器的光电流,实现利用数字万用表即可获取高电流的输出信号。同时,阴极材料PB接收电子变为普鲁士白,与漆酶生物阴极相连又能够恢复到初始PB状态,此电致变色反应提供了一种更直观的可视化结果。（3）在FTO上制备纳米板状WO₃/Fe₂O₃异质结电极材料,由于其特殊的阵列结构,该纳米复合物具有更加优越的光电化学活性和电流响应。基于纸纤维的高生物相容性,设计双功能区纸基生物阴极与WO₃/Fe₂O₃半导体纳米复合物电极相连,构建双模式适配体传感器。借助于纸基反应区DNA特异性识别效应和比色区3,3’,5,5’-四甲基联苯胺显色反应,实现对两种待测物的快速监控。