近年来,光电化学分析技术因设备简单,易于操作,灵敏度高,激发信号与检测信号分离等优点受到了研究人员的广泛关注,在环境检测,生物分析和食品分析等方面均有研究和应用。发展新的光电化学分析技术主要有以下两条路径:一是开发新型光电活性材料。光电活性材料对光电化学传感器的光电转换效率和分析性能有重要影响;二是开发新的传感体系和信号转导路径。这些策略也可以起到放大信号,提高检测灵敏度和实用性的作用。金属有机骨架（Metal-Organic Framework,MOF）材料是一类新兴的有机无机杂化多孔材料,由无机单元（金属离子或者团簇）和有机单元通过配位键等自组装形成,具有比表面积大、孔隙率高、结构和功能可调等优点,在气体吸附、分离、化学传感等多个领域都显示出重要的应用价值。本论文对MOF材料在光电化学传感器领域的应用开展了以下研究:（1）通过水热法制备了沸石咪唑酯骨架结构材料—ZIF-8,在氮气保护下对ZIF-8进行碳化（C-ZIF-8）,并将C-ZIF-8吸附在NiO/ITO上制备高效光电阴极（C-ZIF-8/NiO/ITO）。利用铅离子(Pb2+)诱导钾离子（K+）稳定的氯化血红素（Hemin）嵌插G-四链体构型改变,释放出Hemin。释放的Hemin对C-ZIF-8/NiO/ITO电极具有敏化效应,提高了电极的光吸收能力和载流子分离能力,增强了光电流。据此建立起了光电流大小与Pb2+浓度之间的相关性,构建了可用于Pb2+检测的光电化学生物传感器。研究发现,该光电化学传感器对Pb2+有着优异的分析检测能力,在10 p M～5 n M的浓度范围内表现出良好的线性关系,检出限低至2.6 p M（S/N=3）。（2）MOF材料不仅可以被用作光电极材料,还可以作为包覆材料,用于生物分子等的封装。本章中采用沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-90包封光活性染料亚甲基紫（Methyl Violet,MV）,形成MV@ZIF-90杂化材料。被封装的MV可以通过三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate,ATP）诱导的ZIF-90裂解而被释放。释放的MV不仅具有荧光发射特性,而且由于染料敏化异质结的形成,对ZnInS光阳极产生敏化作用,增大了光电流信号。基于MV对ZnInS光电极的敏化效应和荧光发射信号,建立了一种光电化学（Photoelectrochemistry,PEC）和荧光（Fluorescence,FL）双信号测试技术用于ATP的检测。该传感体系可实现对ATP的无酶、免标记检测,线性范围宽,检出限低（PEC 3.2 p M,FL 4.1 p M）,而且两种信号可以互相验证,提高检测结果的可靠性。（3）在上一体系研究基础上,采用ZIF-8作为包封载体,研究了不同尺寸、形貌ZIF-8对ATP检测的效果。首先,采用不同的制备方法制备了两种不同形貌和尺寸的ZIF-8材料,并且在制备过程中将光活性染料亚甲基蓝（Methyl Blue,MB）封装在其中,得到两种MB@ZIF-8杂化材料,分别标记为MB@ZIF-8（W,M）和MB@ZIF-8（W,M,CATB）。然后,研究了两种MB@ZIF-8杂化材料对ATP的检测效果。对比发现,基于MB@ZIF-8（W,M,CATB）构建的光电化学生物传感体系具有更宽的线性范围（10 f M～1μM）、较低的检出限（5.32 f M）和更短的检测时间。另外,该传感体系具有较高的选择性,在实际样品检测中也显示出令人满意的回收率测试结果,具有广阔的实际应用前景。