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生物标志物作为环境样品毒性评价的新方法受到日益的关注，和传统方法相比它具有众多优势。酶活性的改变是一种常用分子生物标志物，能准确、敏感地评价早期、低水平的污染物暴露及其对各类生物体的毒性效应。电化学方法对于测定酶活性具有很大的优越性：灵敏度高、选择性好、试剂用量小和仪器设备简单。同时，各种生物传感器可应用于现场和原位检测。电化学方法用于测定酶活性将是环境科学与分析科学相结合的重要发展方向之一。
本论文研究了生物分子丙酮酸在悬汞电极上的电化学行为，以及Al(Ⅲ)和丙酮酸的相互作用，并且以电化学分析法研究了金属离子、有机污染物及纳米微粒对乳酸脱氢酶酶促反应体系的影响。具体内容如下：
1．对生物标志物进行了综述，包括生物标志物的定义、研究意义与主要的检测方法，重点介绍了乳酸脱氢酶作为生物标志物的应用及检测方法。
2．研究了酸性、中性、碱性范围内丙酮酸(pyr)在悬汞电极上的电化学行为，对实验条件进行了优化，在最佳条件下丙酮酸的还原峰电流和浓度有良好的线性关系。同时，在不同pH值条件下，研究了Al(Ⅲ)和丙酮酸的相互作用，结果表明：不同pH值范围内Al(Ⅲ)和丙酮酸的相互作用均为弱作用，弱作用强度为酸性＞碱性＞中性。
3．在乳酸脱氢酶酶促体系中：丙酮酸盐+NADH+H+(LDH)乳酸盐+NAD+(NADH与NAD+为辅酶I的还原型和氧化型)，通过检测NAD+的还原峰电流的变化，测定了乳酸脱氢酶(LDH)的活性、酶促体系的米氏常数KmNADH及反应最大速率Vmax。通过分别改变体系的的酶量、pH、温度，研究了不同环境条件对乳酸脱氢酶酶促体系的影响。试验结果表明：反应速率随酶量增加而增加，酶的特征常数KmNADH保持不变；反应体系最佳pn值为7.5，pH值增加或减少，酶活性都会下降，酶和底物结合能力也变差；反应速率随温度升高而增加，但温度升高对酶的稳定性影响增大，导致其和底物结合能力变差。
4．采用示差脉冲伏安法研究了Al(Ⅲ)及金属Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)及Cr(Ⅲ)对LDH酶促体系的影响，结果表明：(1)不同酶用量、pH及温度条件下，不同浓度的Al(Ⅲ)对LDH活性有着不同的影响：低浓度微弱激活，高浓度抑制或只表现为抑制。抑制程度随着酶用量的增加、pH值减小、温度升高而增加。(2)米氏常数及最大反应速率的测定显示Al(Ⅲ)对乳酸脱氢酶酶促体系的抑制均为混合型抑制，但不同pH值及温度条件下Al(Ⅲ)对LDH酶促体系的抑制机理有所不同。(3)氟化铝和柠檬酸铝对LDH活性的几乎没有影响，但铝的羟基配合物却有不可忽略的作用。(4)相对于AL(Ⅲ)，Pb(Ⅱ)、Cd(II)及Cr(Ⅲ)对LDH活性的影响要小的多。
5．采用示差脉冲伏安法研究了苯酚及两种硝基苯酚对LDH酶促体系的影响：苯酚对LDH活性有抑制作用。米氏常数及最大反应速率测定显示：苯酚对LDH酶促体系表现为反竞争型抑制；硝基苯酚对LDH活性有一定激活作用。但两种硝基苯酚对酶的影响随浓度变化趋势略有不同。
6．采用示差脉冲伏安法研究了纳米微粒(TiO2、Al2OH、AlN和ZnS)对LDH酶促反应体系的影响，研究表明：纳米物质对酶活性有抑制作用，并且根据种类、粒径及吸附的变化展现多变的特征。同时，电化学和紫外光谱实验结果表明，短时间内体系中纳米物质的吸附和酶在汞电极上的吸附问题对体系的测量影响均不大。