生物传感器技术是一门由生物、化学、物理、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术。因其具有灵敏度高、选择性好、成本低廉、分析速度快等特点,在食品安全、临床诊断、生物医学、医药化工、环境监测等方面有着广泛的应用。纳米材料因其特殊的尺寸范围,使得它有不同于宏观和微观物质的许多优良性质,比如较大的比表面积、较好的生物兼容性和较高的催化活性等。为了进一步提高传感器的灵敏度,人们开始将光电化学技术与传统的生物传感器技术相结合,为生物传感器的性能改进又开启了一个新的大门。本论文采用光电化学技术,并且利用半导体纳米复合材料和聚合物材料,研制出了一些光电化学酶生物传感器,将其应用于对乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性研究。内容如下：第一章绪论本章第一部分介绍了生物传感器的工作原理和发展应用,着重介绍了电化学酶生物传感器；第二部分介绍了纳米材料的特点及其在生物传感器中的应用；第三部分介绍了光电化学的研究进展,着重介绍了半导体光电材料的工作原理。最后提出本论文的选题背景和研究意义。第二章基于可见光激发的光电化学传感器的研制及内源性神经毒素对乙酰胆碱酯酶活性抑制的研究本文研制了一种基于可见光激发的光电化学传感器,将其应用于神经毒素1(R)-methyl-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydroisoquinoline [(R)-Sal]和1(R),2(N)-dimethyl-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetra-hydroisoquinoline [(R)-NMSal]对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性抑制的研究。首先通过阳极氧化的方法制备出N/F掺杂的Ti02纳米管,然后用微波加热多元醇的方法将Ag纳米颗粒固定于N/F-TiO2纳米管上,最后运用交联法将AChE涂覆于Ag-N/F-TiO2纳米复合材料上,制成AChE-Ag-N/F-TiO2光电生物传感器。实验结果表明,(R)-Sal和(RNMSal都对AChE表现出混合型抑制,这为研究帕金森等神经系统疾病的致病机理提供了相关的参考数据。第三章基于金属氧化物纳米复合材料的光电化学传感器及其应用于镉离子对乙酰胆碱酯酶活性的抑制研究本文研制了一种新型的光电化学传感器,应用于镉离子(Cd2+)对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性抑制的研究。首先,采用电化学阳极氧化技术得到Ti02纳米管(NTs)。然后,通过电化学阴极沉积的方法将ZnO纳米棒(NRs)沉积在TiO2NTs上。最后,采用交联法将AChE固定于修饰电极表面,制成AChE-ZnO-N/F-TiO2光电化学传感器。实验结果表明,Cd2+对AChE活性抑制作用存在浓度效应和时间效应的关系。此方法为研究Cd2+对神经性退化疾病比如帕金森氏症的致病机理提供了方法和依据。第四章基于超支化聚合物和TiO2构建的光电化学传感器及其应用于氯氮平对乙酰胆碱酯酶活性的研究本文基于单分子GC-HBAP纳米颗粒与Ti02基底构建了一种新型的光电化学传感器,并将其应用于氯氮平对乙酰胆碱酯酶活性影响的研究。首先将超支化聚合物巯基化,通过Au-S键将大量的Au固定于聚合物的表面,制成单分子GC-HBAP纳米颗粒。单分子GC-HBAP纳米颗粒上的Au和酪胺上大量的氨基通过Au-NH2键结合,成功固定在TiO2基底上。最后运用交联法将乙酰胆碱酯酶(AChE)固定在此电极上,制成AChE-GC-HBAP-tyr-N/F-TiO2传感器。实验结果表明,当底物ATCh浓度较低时,氯氮平对AChE表现出明显的抑制作用。当ATCh浓度较高时,氯氮平对AChE表现出激活作用。此方法的建立为研究治疗抗帕金森病药物所引起的精神障碍的作用机制提供了参考。