本发明公开了一种聚合物刷修饰的分子压印光电化学传感器及其制备方法和应用，分子压印光电化学传感器包括，电极基底；分子印迹层，附着于所述电极基底表面，所述分子印迹层具有多个模板位点，各模板位点对特定生物分析特异；以及，聚合物刷，所述聚合物刷占据所述分子印迹层的非模板位点部分；其中，所述聚合物刷的材料选自PEGMA及其衍生物中的一种。本发明通过表面引发的原子转移自由基聚合，在电极的压印PDA上引入聚合物刷，阻断非压印位点的官能团，减少PDA对蛋白质的非特异性吸附，从而提高MIP‑PEC传感器的定性分析能力。