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基于蛋白质（酶）的电化学生物传感器中对于固定化材料的研究是传感器研究的热点，随着传感器的广泛应用，越来越多科研工作者致力于蛋白质（酶）固定化材料的研究。蛋白质（酶）固定化对于保护蛋白质（酶）的二级结构，保持蛋白质（酶）的催化性能，构筑无媒介体传感器有决定性的作用。固定化蛋白质（酶）的性能很大程度上取决于固定化酶所使用载体材料。作为固定化蛋白质（酶）最重要的一个组成部分，载体材料的性质结构显著地影响着固定化蛋白质（酶）的催化性能。本论文以极端条件下保护蛋白质为目标，设计合成了基于无机纳米片、生物固定化材料和氧化还原蛋白质的层层组装膜，修饰在电极表面，制备了传感器。又以改善蛋白质固定化微环境提高底物分子与生物分子的有效碰撞次数为目标设计合成了三维多级孔结构的碳材料（3DC），固定氧化还原蛋白质，构筑了传感器。详细研究了两种传感器的催化性能与材料结构之间的联系。具体内容如下：（1）本工作采用了磷酸锆纳米片（ZrPNS）、脱氧核糖核酸（DNA）和肌红蛋白（Mb）作为组装基元，通过层层组装的方法构筑了适宜于极端条件下检测的生物传感器。其中DNA和Mb是通过简单混合后与ZrPNS层层组装，ZrPNS的刚性层板，形成了一种限域空间，使DNA和Mb的简单混合表现出了牢固复合的作用，使得被固载的蛋白质能良好稳定的保持本身的二级结构，并在极端条件下依然能表现出较好的催化活性。此外，本工作制备的（ZrPNS/Mb-DNA）2多层膜还具有蛋白质负载量高，组装基元比例灵活，制备方法简单的优点。（2）采用碳化再刻蚀的方法制备了一种3DC，用于固定生物分子血红蛋白（Hb）并应于生物传感器。制备的无媒介体型过氧化氢（H2O2）生物传感器表现出优良的性能。其优良的电催化性能主要归因于载体的三维多级孔结构：中孔更易于固定生物分子，不易脱落，大孔使得对反应物分子形成一定的限域空间，使得反应物分子进入大孔后，在大孔壁多次碰撞，而固载有生物分子的中孔又嵌在大孔中，从而提高了反应物分子与生物分子间的有效碰撞次数，提升了所制备薄膜的电催化性能。