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近年来，使用纳米材料模拟天然酶的研究成为关注的热点之一。与天然酶相比，纳米材料模拟酶具有稳定性较好、催化活性高和成本低等优点。但是，金属/金属氧化物纳米材料作为模拟酶，存在合成过程繁琐、表面易聚集/易被氧化而使之催化活性丢失等问题。并且，金属/金属氧化物纳米材料作为氧化物/过氧化物模拟酶的催化性质，究竟是源自于纳米材料本身，还是源自于相应的金属离子（自由/表面键和的），一直是一个具有争议性的问题。针对以上问题，本论文重点研究Fe3+或Cu2+离子是否具有类似于相应金属纳米材料的模拟酶性质？能否基于这些模拟酶性质而建立高灵敏的环境毒物/生物分子的传感体系？因此，本论文围绕这些问题，开展了如下的研究工作: (1)以Fe3+离子代替传统的Fe3O4 MNPs，作为过氧化物模拟酶，以TMB-H2O2体系为催化对象，借助乙酰胆碱脂酶(AChE)和胆碱氧化酶(CHO)，构建多重催化反应体系，建立了一种快速、高效、高灵敏的有机磷/有机氯化合物的光化学传感方法，并将该光化学传感体系应用于果蔬样品中DDVP的检测研究。标准加入回收率实验表明，其在98.9％～102.6％之间，具有优异的准确性和应用性。所构建的光化学传感体系，对乙基对氧磷、敌敌畏、乐果和滴滴涕的检出限分别为0.15 nM、0.35 nM、11nM和0.85 nM。 (2)在以上研究基础上，进一步将Fe3+离子催化TMB-H2O2体系生色反应拓展。将一定数量的S2-离子和Hg2+离子依次引入Fe3+-TMB-H2O2体系中，借助Hg2+离子与S2-离子之间有极高的络合常数，通过切换生色反应的“off-on”模式，发展了一种简单、高灵敏的Hg2+离子光化学传感方法。Hg2+离子的检出限为1.8×10-10M。进一步将该光化学传感体系应用于自来水样中Hg2+离子的检测研究。标准加入回收率实验表明，其在97.2％～98.2％之间，并且新鲜自来水样中未能检出Hg2+离子。 (3)基于对Fe3+离子的过氧化物模拟酶性质的认识，进一步研究发现，Cu2+离子具有类似的氧化物模拟酶性质，可以催化OPD氧化生荧反应，且其催化活性高于相应的纳米Cu/CuO。基于该催化生荧反应体系，并借助组氨酸(His)与Cu2+离子之间具有强络合作用，建立了一种简单、高选择性、高灵敏的His荧光传感方法，检出限可低至0.33μM。尿液样品中的His检测研究表明，其回收率在96.3％～102.5％之间。