光电化学过程是指光电活性物质在吸收一定频率的光子后，发生电荷转移，进而产生电流或电压的过程。光电化学的研究内容，就是研究在电磁辐射（主要是可见光、紫外光）作用下，各种电极上所发生的电化学过程。光电化学传感器是利用光电活性物质来检测待测物的传感装置。若待测物与电极上的光电活性物质能够产生物理化学作用，则传感器的光电流或者光电压会发生变化，而光电流或光电压的变化与待测物浓度存在一定的关系，因而可以通过测定光电流或光电压的变化来检测待测物浓度，这就是光电化学传感器的工作原理。　　光电化学传感器根据测量物理量不同，可分为电位型传感器和电流型传感器，而电流型传感器又可分为光电淬灭型和光电增强型传感器两种。光电活性材料根据材料性质主要分为无机和有机光电材料两种，其中，纳米半导体无机材料因为量子尺寸效应、表面效应等原因具有比本体材料更优越的光电性质，成为光电材料研究领域的热点。TiO2纳米材料具有大的比表面积，高的表面吸附能力以及良好的稳定性等优点，而它的主要缺点是只能在紫外光下激发，且光生空穴氧化性过强，不能直接用于细胞分析。使用卟啉及其衍生物敏化后的TiO2，光电效率大幅提高，且能在可见光下激发，能够很好的应用于细胞分析。本文制备了基于纳米TiO2和卟啉衍生物为基底光电活性物质，3-氨基苯硼酸(APBA)为唾液酸探针和细胞捕获剂的光电化学传感器，实现了对细胞的测定。主要内容如下:　　1.基于TiO2-TPPTA-APBA基底的能够特异性识别唾液酸的细胞光电化学传感器的研制　　设计了一种以纳米TiO2与卟啉衍生物TPPTA为基底光电活性物质，3-氨基苯硼酸(APBA)为唾液酸探针和细胞捕获剂的细胞光电化学传感器。复合材料中的TPPTA一方面降低了TiO2的禁带宽度，最小激发波长红移至可见光范围，减小了空穴-电子对的复合几率，大幅提高了光电流强度和灵敏度;另一方面，利用缩合试剂EDC，能够将TPPTA上的羧基与APBA上的氨基反应，使APBA连接到传感器上。然后利用生理条件下，APBA与唾液酸的特异性结合，测定细胞的状态和数量。实验证明，光电流差值与HL-60细胞的浓度的对数成线性关系，其原因是细胞与传感器的结合阻碍了溶液中电子供体（抗坏血酸）向传感器的电子传递。其检测范围为1.0×102到1.0×106 cells/mL，检测限为1.0×102cells/mL。此方法细胞捕获效果很好，检测限较低。另外在唾液酸酶条件实验中，利用唾液酸酶去掉细胞表面的唾液酸残基后，APBA捕获细胞的能力大幅减弱，也证明了APBA确实是和细胞表面的唾液酸产生了特异性结合。　　2.以HP-MWCNT为光电活性物，纳米Au修饰活细胞的光电增强型细胞传感器的初步研究　　介绍了一种新型的光电流增强型细胞光电化学传感系统。电极为ITO，传感器基底为壳聚糖(CS)。首先将HL-60细胞用金纳米粒子修饰，然后利用ITO/CS膜捕获具有光电流信号放大作用的纳米Au修饰的HL-60细胞，最后通过3-氨基苯硼酸(APBA)将光电活性的血卟啉(HP)-多壁碳纳米管(MWCNT)复合物与细胞结合。纳米Au修饰的细胞，其本身光电性能大幅增强，细胞对传感器体系的阻碍作用小于其促进作用，因此细胞数量越多，光电流越强，初步探索了其作为增强型细胞光电化学传感器的可能。