在自然界中，卟啉分子是组成叶绿素、血红蛋白等生物大分子的重要化合物，被称之为“生命的染料”。由于其具有平面大环π-π结构和可见光区的强吸收和发射等良好的光电性质，使得其在植物叶绿体内的光合作用中充当原初电子参与着多步反应过程。因此卟啉及其衍生物是仿生化学、催化、太阳能敏化、医学和分析化学等研究领域的重要化合物。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，在这一过程中光反应中心的光子的捕获和电子的传递是决定性的因素。构建具有光捕获性能的化合物，研究其分子内部的光捕获电子转移及电荷分离等成为近期的研究热点，本文即以卟啉化合物为核心，通过引入功能化的碳纳米材料，设计合成了模拟光捕获天线的仿生模型，通过扫描电化学显微镜（ScanningElectrochemical Microscope）与紫外可见光源联用技术（UV-vis/SECM）研究其内部的光捕获电子转移过程。为进一步实现对光合作用的模拟和光电器件的制备提供可行性的思路和方法。其研究工作主要包括以下三个方面：一、本章制备了新型的5,10,15,20-四(4-羟基)卟啉金纳米核壳复合结构（Au@THPP）和两端功能化的碳纳米管（CNTs），ITO导电玻璃通过重氮化反应将Au@THPP和CNTs组装在表面。根据光合作用中光系统的复杂的空间构造和其动力学特性，结合具有三维空间结构和优异的光电性质的纳米复合材料Au@THPP/CNTs建立了模拟光捕获天线的简单仿生模型，并通过SEM、TEM、UV-vis、IR、XPS和AFM等手段进行了表征。这种仿生模型可以为光诱导电子转移提供了一个良好的界面。二、对构筑的Au@THPP/CNTs仿生模型，使用UV-vis/SECM平台详细分析了模型和其各个组分的作用，结果表明，模型中所有的组件都扮演着独特作用，并以协同的方式共同促进着光捕获电子转移。通过UV-vis/SECM来测定电活性分子苯醌（BQ）再生，可以反映出光捕获电子转移的动力学过程，从而能够更好地模拟光捕获过程。更重要的是，我们推断出该仿生模型的两种可能电子转移途径，并讨论了相关的可能反应机理。对于该模型在高频区的电子转移速率较快而在低频区较慢，电子转移的程度与激发波长以及其模型中的结构有着一定的关系。仿生的特异性选择与自然界中光捕获天线对于光的吸收的选择性是一致的——以实现最大吸收光能。构建的仿生模型在560nm波段的光激发时，光捕获电子转移速率最快，即模型与波长能量匹配，实现最大程度地吸收光能。因此，UV-vis/SECM的双分子反应体系可以为生物体系中的电子转移提供一个高效的研究平台。三、利用卟啉金纳米核壳结构功能化碳纳米管复合纳米材料构建了一种对生物分子谷胱甘肽（GSH）检测的平台。这种纳米复合材料修饰ITO电极在560nm光和-0.2V电位激发下，由于碳纳米管和卟啉金纳米核壳结构的协同效应，与GSH发生反应且产生较强的光电流响应并考察了波长、偏压对光响应的影响。这种方法表现出了较好的灵敏性和重现性。这种方法可为多种生物分子的检测提供了平台，使得其在环境检测，生物电化学等领域显示出广泛的应用。