生化需氧量，简称 BOD，指的是微生物分解水中有机物所消耗的氧气，是反映水体污染程度的一个重要指标。目前 BOD 检测方法主要有五日检测法和微生物电极法。五日检测法耗时长，重复性差；微生物电极法虽然检测迅速，但是存在着信号漂移问题。为了满足快速准确检测 BOD 的需求，研究人员发展出了光电复合检测 BOD 的方法。该方法将全内反射椭偏光学成像系统和电化学工作站相结合，利用聚苯胺修饰电极，实现了光信号和电信号的同步输出，解决了单一信号输出时存在的信号漂移问题。
光电复合检测虽然实现了快速准确检测 BOD 的要求，但是存在着以下两个问题：一、聚苯胺检测膜层的光学响应机理以及光信号和电信号的输出关系不清；二、光电复合检测使用的反应池是单通道反应池，无法发挥全内反射椭偏光学成像系统的高通量检测优势。
为解决以上问题，一方面我们从聚苯胺检测膜层着手，在全内反射椭偏成像系统中根据聚苯胺膜层氧化还原过程中光学厚度的变化推算出光信号和聚苯胺检测膜层氧化态占比的关系，并利用能斯特方程获得电信号和聚苯胺检测膜层氧化态占比的关系，二者结合得到光信号和电信号的关系，并对其光学响应机理进行解析。另一方面，我们设计了双通道和四通道反应池，并利用所设计的反应池完成了 BOD 的高通量检测，使光电复合检测的速度获得大幅提升。