随着化学传感技术的不断发展,光电化学（PEC）传感技术在分析检测和分子识别方面展现了独特的优势,为发展新型高灵敏传感器提供了广阔的前景。为了改善传感器的性能,对传感器的信号进行放大,构建多级信号放大体系,将新型复合纳米材料、酶催化、杂交链式反应等不同信号放大方法与PEC传感技术相结合,制备了一系列基于多级信号放大策略的PEC传感器,从而实现对肿瘤标志物、重金属离子、环境污染物等物质的高灵敏低浓度检测。本论文对新型纳米复合材料的制备、感光层的构建、分子信号识别层的组装以及信号放大技术的创新等进行了探索,主要进行了以下的工作:1)利用CdSe/三聚氰胺形成网状复合物作为二抗标记物和Au-TiO₂作为光敏基底构建了夹心型的PEC传感器用于癌胚抗原（CEA）的检测。Au-TiO₂基底减少了空穴与光生电子的复合,促进了电荷在界面间的传递。抗原抗体特异性结合后,网状二抗孵化物被捕获到电极表面,由于Au-TiO₂和CdSe之间的相互作用,加快了界面间的电子传递速率,加强了光电流的响应。构建的传感器检测CEA的线性范围为0.005¹000 ng·mL^-1,检测限低至5 pg·mL^-1。2)基于表面等离子共振（SPR）、T-Hg²⁺-T特异性结合以及DNA-CdSe信号放大技术,发展的新型PEC传感器用于Hg²⁺的超灵敏和高选择性检测。利用Au@Ag的SPR效应可增强MoS₂ NSs的光电响应,MoS₂-Au@Ag复合材料被首次合成作为基底材料,能够改善电子传递速率,实现信号放大。当Hg²⁺存在时,由于T-Hg²⁺-T作用,促使富T单链DNA形成发夹式折叠结构,将信号分子CdSe QDs拉近,增强了电荷传递速率,实现了响应信号的进一步放大。结果证明,此方法实现了对Hg²⁺的灵敏、特异性检测,在实际测定中具有极大的应用潜力。3)基于Cu:TiO₂/g-C₃N₄作为光敏活性基底和酶促原位产生抗坏血酸（AA）作为电子供体构建了PEC传感器用于CEA的高灵敏检测。Cu掺杂可以调控TiO₂的禁带宽度,Cu:TiO₂与g-C₃N₄的复合增强了光电活性,加强了电极表面光生空穴-电子的分离和有效的电荷转移。以碱性磷酸酯酶（ALP）作为检测抗体的标记物和Au NPs复合到CEA的检测抗体上,将其通过夹心免疫引入电极表面。ALP可催化底液中的磷酸抗坏血酸酯（AAP）生成能作为空穴捕捉剂的AA。AA可提供电子与Cu:TiO₂/g-C₃N₄所产生的光生空穴所结合,也可与TiO₂其形成AA-Ti电荷转移物,提高基底材料的光电转换性能,实现双重放大的光电响应。根据光电流响应的改变,可以实现对CEA的定量检测。所制备的CEA传感器具有良好的稳定性、重现性和选择性,在CEA的实际测定中拥有巨大的应用潜力。4)将邻近表面杂交分析方法和PEC传感技术结合,构建了一种新颖的PEC传感器用于雌二醇检测。以Au-TiO₂作为光敏活性基底和多功能的载体,通过DNA杂交技术使修饰有CdSe QDs的信号DNA与DNA2-Ab₂结合。抗原-抗体特异性结合后,邻近效应促使信号DNA末端序列与电极表面的捕获DNA进行高效的杂交,使得CdSe QDs和电极充分靠近而发生高效的电荷传递,产生显著的光电流。传感器检测雌二醇的线性范围是0.001¹00 ng·mL^-1,检测限达1 pg·mL^-1,而且特异性、重现性和稳定性都良好。