纳米酶是一类具有类酶催化活性的纳米材料,以其易于制备、价格低廉、稳定性好、贮存时间长等优势而成为新一代天然酶的替代品,在生物分析、成像、治疗、环境保护等方面具有广阔的应用前景。碳基纳米酶由于来源丰富、成本低廉、生物毒性低等优点,成为纳米酶领域炙手可热的研究对象。本论文以不同轻质元素掺杂的石墨烯为研究对象,考察了不同元素掺杂对石墨烯类酶活性的影响。其中,氮元素的掺杂能够显著提高石墨烯的类过氧化物酶活性。动力学分析结果显示,通过氮掺杂,可以显著增强石墨烯对过氧化氢的亲和力,并且使其对过氧化氢的亲和力优于天然辣根过氧化物酶。基于氮掺杂带来的优异性质,我们进一步在氮掺杂的基础上引入第二种元素掺杂,探究双元素掺杂石墨烯的类酶活性。结果证明,硼元素的引入能够增加类过氧化物酶活性,硫元素的引入能够增加类氧化酶活性。农药是农业上防除害虫和杂草、调控作物生长的一类化学药剂。在增加作物质量和产量的同时,农药的过量使用也会污染环境,破坏生态,危害人体健康。因此,农药的检测十分重要。常用的农药检测手段包括色谱技术、酶联免疫吸附测定、生物传感器等。这些方法虽然灵敏度高,选择性好,但是或依赖于昂贵的仪器,需要复杂的样品准备过程;或需要用到昂贵的天然酶和抗体,检测系统重复利用率低,检测农药种类单一。本论文利用上述所合成的纳米酶(氮掺杂石墨烯、氮硫双掺杂石墨烯和氧化石墨烯),构建纳米酶传感器阵列用于农药检测。通过传感器阵列生成交叉响应的数据阵列,实现对不同种类分析物的同时检测。由于芳香类农药能够通过π-π作用吸附在石墨烯基纳米酶上,抑制其类过氧化物酶活性,因而我们利用该纳米酶传感器阵列实现了对五种芳香类农药(即乳氟禾草灵、氯氟吡氧乙酸异辛酯、苄嘧磺隆、氟磺胺草醚和丁醚脲)的检测。此传感器阵列能够在5-500μM浓度范围内区分五种农药的种类,还能够对11种不同浓度下(0-1000μM)的同种农药进行区分。此外,该传感器阵列还能够区分不同比例的两种农药的混合物。在实际应用方面,该传感器阵列能够对土壤样品中的五种农药进行鉴别。