随着时代的发展和人口的增加,农药的使用已经成为粮食增产、粮油作物品质提升的一大助力,是现代农业中不可或缺的一部分。然而,由于大多数农药普遍具有毒性高、降解难、易通过食物链进行生物积累等特点,容易对自然环境造成危害,同时威胁着食品安全和人类健康。传统的农药检测方法,如气相色谱、液相色谱、质谱等,具有准确度高,稳定性好等优势,但也存在着样品前处理复杂,仪器昂贵,不能实时在线检测等缺点。近年来,生物传感器类检测方法,因其灵活性好、灵敏度高等优势引起了人们的广泛关注。其中,光电化学（PEC）传感器相比于传统电化学传感器,具有与之相当的灵敏度和检测限,同时由于激发源和检测信号具有不同的能量形式,其背景噪声明显降低。相对于其他光学类检测方法,PEC传感器价格低廉、仪器简单,更适合发展基于现场实时监测的相关应用,是一种具有广阔前景的检测方法。然而,目前基于PEC传感器进行农药检测的报道并不多见,因此,开发出针对农药残留的新型PEC检测方法具有十分重要的意义。本论文以PEC技术为载体,以草甘膦为检测对象,基于其对乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性抑制开发了两种高灵敏检测方法,同时对光电活性材料和小分子之间的相互作用机理进行了探讨:1.基于CuO纳米颗粒的增强型阴极光电化学传感器采用电沉积法制备了 CuO纳米颗粒（CuO NPs）作为光阴极,同时在液相中利用AChE催化产生氯化硫代胆碱（TC）,该产物可以与CuO NPs相结合,并加速Cu（Ⅱ）在电极表面的还原过程,从而使阴极光电流得到增强,实现了一种增强型阴极光电化学检测模式,可以对样品中AChE的活性进行测定。同时,基于OP类农药对AChE活性的抑制作用,同时实现了以草甘膦为代表的OP类农药的检测,并对其在稻田水和果汁基质中应用的可行性进行了验证。由于采用了阴极光电材料,该方法可以有效避免样品中还原型物质的干扰,适合食品残留检测;电极的制备过程简单,省去了繁琐的酶固定步骤,操作简便,有利于现场实时分析。2.基于酶催化原位掺杂的光电化学传感器采用水热合成法,制备了 TiO2纳米棒（TiO2 NRs）光电极,并在其上原位生长了MnO2纳米片（MnO2 NFs）。由于MnO2是一种窄禁带半导体,与TiO2复合时可以增强其可见光区的光吸收。另一方面,由于AChE的水解产物TC具有一定还原性,可以将MnO2 NFs还原为Mn2+,逐渐对其进行刻蚀。产生的Mn2+又可以对TiO2进行掺杂,在TiO2禁带区域产生杂质能级,减少光生电子-空穴对的复合,从而使光电流进一步升高,其升高程度和AChE的浓度线性相关。由此,可以实现AChE的活性检测和草甘膦的浓度检测。