由于酶应用的普遍性,在过去几十年里,制造高活性、稳定、廉价的人造酶一直是仿生化学最激动人心的前沿课题。最近,一些纳米材料（如Fe3O4、金/铂/氧化石墨烯纳米颗粒）被发现具有意想不到的类似于酶的活性,被称为纳米酶。纳米酶被认为是新一代的人工酶,正在生物传感、医学诊断和治疗和污染物去除等方面得到迅速应用。稀土离子独特的发光性能（大的Stokes位移、长的发光寿命、锐利的发射峰等）使得稀土发光探针能通过时间分辨荧光技术有效地消除各种非特异性荧光的干扰,具有极高的检测灵敏度。由金属离子和有机桥联配体组成的金属有机骨架（MOF）由于其结构和组成的灵活性,是理想的功能材料组装平台。本论文以稀土离子为发光离子,以MOF为结构设计合成了新型的稀土发光探针和一系列发光纳米酶,并建立了基于这些纳米酶的酶促发光分析法。主要研究内容如下:1、反应触发的Ce4+/Tb3+MOF发光探针检测二氧化硫及其衍生物二氧化硫分子越来越被认为是一种与多种生理过程相关的气体递质分子。设计、合成了一种双金属镧系金属有机框架荧光探针（Ce4+/Tb3+MOF）,用于二氧化硫（SO2）气体及其衍生物亚硫酸盐（SO32-）的检测。这种双镧离子MOF探针由反应活泼的Ce4+、荧光的Tb3+和桥联配体间苯二甲酸（PA）组成。Ce4+与SO2或SO32-可以发生氧化还原反应,反应产生的能量转移给Tb3+,使Tb3+的荧光增强。设计的这种传感新原理,使制备的Ce4+/Tb3+MOF材料成为一种高灵敏的、turn-on型的荧光探针,能测定人体血清中低达50 nM的SO32-和2 ppm的SO2分子。用Ce4+/Tb3+ MOF材料制备的发光试纸条能检测40 ppm的气体SO2分子。这种反应响应的传感策略为生物探针的设计和生物样品的分析提供了新思路。2、发光Tb-MOF纳米酶检测和降解雌激素类内分泌干扰物利用金属有机框架材料（MOF）灵活的结构和组成,设计、制备了一种具有催化和发光传感器双重功能的人工纳米酶,用于测定和降解激素17β-雌二醇（E2）及其衍生物（E1、E3、EE2）,一类对人体内分泌系统有强烈干扰的环境污染物。该纳米酶由发光的Tb3+、催化辅酶因子Hemin和天线配体OBBA组成,并既能像天然辣根过氧化物酶（HRP）一样降解E2,又能发光检测低至50 pm的E2分子。该纳米酶的催化机制是通过催化生成活性的羟基自由基和高价铁氧中间体氧化E2及其衍生物的分解。相比天然酶,所制备的纳米酶在多能性、使用寿命和制造成本上具有优势。这种集催化与发光传感于一体的发光纳米酶用于检测,可替代目前广泛应用的天然酶与显色剂（底物）的组合,在生物分析/传感器等方面具有广阔应用前景。所提出来的直接从功能单元构建人工酶的策略为设计和发展智能、多功能的人工酶提供了新思路。3、发光纳米酶Tb-IDA-Fe3O4催化检测酪氨酸设计、合成了一种用于酪氨酸（Tyr）发光检测的发光纳米酶。该发光纳米酶（Tb-IDA-Fe3O4）由发光的Tb3+、催化的Fe3O4纳米粒子和天线配体4,5-咪唑二羧酸（IDA）通过MOF结构构成,催化反应触发Tb3+发光的传感机制能检测人血清中pM水平的酪氨酸。Tb-IDA-Fe3O4具有过氧化物酶和发光传感双重功能,可替代目前广泛采用的天然酶与显色剂的组合,为革新各种基于酶的分析法提供了新方法。4、高效协同催化的发光纳米酶CeO2@Tb-Cu MOF降解和检测己烯雌酚设计、合成了一种协同催化的发光纳米酶,用于降解环境污染物己烯雌酚（DES）和酶促荧光检测己烯雌酚。该纳米酶由共催化的Cu2+及CeO2粒子、发光的Tb3+和功能配体二吡啶甲酸通过MOF结构形成。该纳米酶不仅具有漆酶、辣根过氧化物酶、氧化物酶多种酶的活性以及发光传感DES的功能,而且通过CeO2氧化作用使Cu2+再生,具有协同、增强的催化效应,这种协同催化效应大大地提高了己烯雌酚的降解率。通过降解产物敏化Tb3+的发光,可检测环境样品中pM水平的己烯雌酚。这种高效协同催化的发光纳米酶可以代替天然酶应用于环境污染物的降解和超灵敏发光检测。利用多催化中心产生协同催化效应的策略,为开发针对污染物的高效人工酶提供了新方法。5、铜纳米簇作为漆酶催化传感神经递质分子肾上腺素参照天然漆酶的结构,我们以铜原子为催化中心,选择半胱氨酸和组氨酸作为保护剂和还原剂,合成制备了发光铜纳米簇。该铜纳米簇集催化性能和发光性能于一体,不仅具有与漆酶相同的催化活性,还具有铜纳米簇特有的发光性能,我们称之为“超微发光漆酶（Cys-His-Cu）”。它可以取代漆酶催化神经递质分子肾上腺素,同时利用其发光性质检测肾上腺素。超微发光漆酶对开发价廉、高效的纳米簇纳米酶具有重要价值。