酶具有底物特异性强,催化效率高及绿色化学等优点。然而,在工业的应用中,酶常常受到的稳定性低、回收困难以及缺乏可重用性等因素的限制。酶的固定化是克服这些缺陷的最有吸引力的方法之一。与游离酶相比,固定化酶可防止酶分子聚集、自溶或水解,通过多点共价连接增强酶结构的硬化,形成了良好的微环境。固定化酶具有操作稳定性高、对映体选择性强、操作简便、产物分离方便等优点。此外,固定化酶可以循环利用,可提高酶的回收性,减少酶的污染,降低生产过程的成本。金属有机框架材料(MOFs)是由金属节点和有机配体通过配位键连接组成的多孔配位聚合物。一般来说,MOFs具有孔隙率高、比表面积大(超过6000 m2/g)、功能多样化、热/机械稳定性高和良好的光电性能优势、结构中有机和无机成分的高度可变性等独特的性能,MOFs成为酶固定化材料的研究热点。本论文主要以MOFs为载体固定酶比色法检测胆固醇与有机磷农药。第一章,绪论部分。首先,概述了固定化酶的研究进展,然后,介绍了 MOFs合成方法。最后,介绍了 MOFs在固定化酶的应用以及优势。第二章,高浓度水平的胆固醇会导致动脉粥样硬化,是冠心病、心肌梗死和中风的主要原因之一。检测胆固醇的含量对于人体健康具有十分重要的意义。由于有限位点的竞争两种酶在单一载体上的共固定化普遍表现出较低的效率。水稳定性的金属有机框架(MOFs)[即采用较大的表面积和超大空腔的PCN-333(A1)]高效的吸附胆固醇氧化酶(ChOx)和包埋辣根过氧化物酶(HRP)。通过SEM、XRD、共焦显微镜、N2吸附等温线和热重分析(TGA)对制备的PCN-333/ChOx&HRP进行了表征。大表面积和高浓度介孔笼的促使ChOx和HRP的高负载量。吸附的ChOx和包埋的HRP在不进行化学修饰的情况下表现出良好的催化活性。固定化酶在与蛋白酶反应、有机溶剂、温度变化、pH值变化等反应后活性稳定。因此,利用固定化双酶的级联催化反应制备了一种用于胆固醇检测的比色生物传感器,生物传感器获得从0.0-40.0 μM良好的线性范围,检出限为0.6 μM。酶的共固定化作用为高稳定、灵敏的比色生物传感器的开发提供了一个新的良好的平台。第三章,有机磷农药(OPs)作为杀虫剂在农业领域得到了广泛的应用,农产品中的OPs残留对人体健康产生巨大危害。有机磷和氨基甲酸酯类农药都可以抑制乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,借助MOFs ZIF-8为载体固定AChE,固定酶可与OPs分离减少接触时间,防止OPs与AChE反应时间的延长,抑制的AChE老化活性无法再恢复,使用复活剂解磷定重活化被OPs抑制的AChE活性,以排除其它抑制剂产生的影响。通过SEM,XRD,TGA,物理吸附和CLSM等技术,对固定化的AChE进行了表征,并成功地建立了检测OPs的比色法。实验原理为:ZIF-8/AChE催化底物硫代乙酰胆碱水解生成硫代胆碱,5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(DTNB)作为显色剂与硫代胆碱进一步作用生成黄色产物5-巯基-2-硝基苯甲酸(TNB),借助OPs对固定化AChE活性的抑制作用,通过测量生成物TNB在412 nm处吸光度值的变化,对有机磷的含量测定,并利用复活剂进一步证实有机磷的抑制作用。该方法对对氧磷的检测线性响应范围为0.1-5.0 μμM,检测限是0.08 μM。本研究为基于MOFs作为酶固定载体的生物传感应用提供了基础,并为有机磷的检测提供了一种简单快速的方法,所建立的方法具有良好的灵敏度、选择性和稳定性。