酶是具有生物活性的生物大分子。因其具有高效而专一的催化性质而被广泛的应用于催化领域。但它也具有一些缺点,如催化活性不可调控和稳定性差等等。如果上述问题得以解决,则可以提高经济效益。因此开发一种廉价、高效、高选择性的酶基复合催化剂是十分必要的。在地球上分布着大量的碳元素,因此碳基材料是最为廉价的。而碳点由于具有低毒性、优良的生物相容性、强的催化活性和荧光性以及优异的光电性质等优点,而成为制备酶基复合物的首选材料。本文通过温和的实验方法制备了不同酶基/碳点复合物,并探索了这些复合物在反应体系中的催化活性以及在生物检测上的应用。本论文先后介绍了脂肪酶/碳点(PPL/CQDs)复合催化剂,漆酶/磷酸根修饰碳点(Laccase/PCDs)复合催化剂、碳点/酪氨酸(CDs/TYR)复合荧光探针、N掺碳点/漆酶(NCDs-LAC)复合荧光探针、C3N4/酪氨酸酶C3N4-TYR)复合物荧光探针的制备、催化性质及其应用。具体工作包括以下几部分:1、酶工程被广泛的应用于改进催化。在这里,我们报道了在可见光下,通过碳量子点(CQDs)来调节(猪胰脂肪酶,PPL)酶催化活性。通过实验发现,在可见光照射下,PPL/CQDs的催化活性相对于PPL来说,可以增加10%;而当无可见光照射时,PPL/CQDs的催化活性相对于PPL来说,可以降低30%。基于Michaelis-Menten动力学方程,证实CQDs在PPL/CQDs体系中起到了非竞争性抑制剂的作用。该研究结果为开发应用于催化领域中的复合酶催化剂提供了新想法。2、由于磷酸根功能化碳点(PCDs)具有高的生物相容性和低的毒性,可作为制备漆酶(Laccase)复合催化剂(Laccase/PCDs)的一种有效复合材料。一系列实验表明,Laccase/PCDs的催化活性比Laccase的催化活性高47.7%。当Laccase/PCDs复合催化剂在可见光照射下(Laccase/PCDs-Light),其催化活性比Laccase的催化活性高92.1%。通过实验证明,在该复合酶系统中,Laccase中T1位点的铜与PCDs表面上的磷酸基团相联接,这可以提高Laccase/PCDs复合催化剂与催化底物的结合能力;另外,可见光的照射可以增加Laccase/PCDs复合催化剂中pcds的得失电子的能力,近而促进其催化活性。3、制备碳点/酪氨酸(cds/tyr)复合荧光探针用于多巴胺的检测。该荧光探针表现出低成本、灵高敏度,强稳定性和精准的特点。通过实验测试,获得了其对多巴胺的最低检测限为6.000×10-8mol·l-1,检测范围是1.318×10-4mol·l-1至2.060×10-7mol·l-1。这种荧光探针在制备过程中不需要酶的固定和修饰,并且实验结果在样品与探针孵育后即可获得。更重要的是,用该探针获得的测试结果与用临床荧光检测和高效液相色谱(hplc)的结果基本吻合。4、高强度碳荧光点(cds)与酪氨酸酶(tyr)制备的复合物,作为荧光探针,该探针可以高效、快速、稳定和灵敏的检测左旋多巴(l-dopa)。同时,该荧光探针对l-dopa的最低检测限为9.00×10-8mol·l-1,并且其线性检测范围为3.17×10-4mol·l-1至3.11×10-7mol·l-1。探针对l-dopa高效选择性检测归因于cds所具有的优异的电子受体/供体,以及其高的质子(h+)吸附能力。值得一提的是,探针中的tyr不需要修饰和固定化,同时实验结果在样品与探针孵育后即可获得。此外,通过对比,用该探针测得的结果与用高效液相色谱(hplc)方法测得的结果相差不大。实验结果表明,cds在制备多种酶基生物探针方面具有巨大的发展潜力。5、通过一步回流c3n4和乙二胺混合溶液的方法,制备得到n掺杂的碳点(ncds)具有良好的水分溶性、强荧光、低毒性、质子(h+)吸附能力和光诱导得失电子(e-)能力。基于这些独特的特性,ncds在不经任何功能化为前提下,可以作为荧光探针用于细胞成像。此外,ncds可与漆酶(lac)复合,形成ncds-lac复合物,该复合物可以作为灵敏的、稳定的和低成本的荧光探针对邻苯二酚和邻苯二酚衍生物进行检测。6、c3n4与酪氨酸酶(tyr)复合物(c3n4-tyr)作为荧光探针,该探针可以准确、灵敏和简便的检测多巴胺(dopa)。在最佳的检测条件下,c3n4-tyr荧光探针对dopa的检测范围为1×10-3mol·l-1至3×10-8mol·l-1,并且线性关系式的相关系数为0.995。在该检测系统中,所达到的最低检测限为3×10-8mol·l-1。值得注意的是,通过对比,测试用该探针测得的结果与用高效液相色谱(hplc)方法测得的结果相差不大。此外,将C3N4-TYR复合物放置于玻片和制备成试纸条,并对这两种形式的探针进行检测评估,结果发现这两种探针具有检测灵敏和极佳的稳定性。基于以上的结果,为以后制备检测生物分子的多官能纳米探针的设计提供了一种新方法。