生物传感技术是一个由生物、化学、材料、医学、物理等多种学科相互渗透形成的领域。基于酶在电极上直接电子转移的第三代电化学生物传感器是当前生物传感器的研究热点。如何在电极表面有效地固定生物分子,使被固定的生物分子既能保持生物活性,又能实现有效的电子转移,对于研制新型第三代电化学生物传感器具有非常重要的意义。纳米片是一类新型的片状纳米材料,其厚度大多为一纳米或几个纳米,横向尺度可达亚微米级甚至几个微米,因此具有比表面积大和表面能高等特点。带有正电性或负电性无机纳米片一般能够在溶液中稳定存在,具有胶体和聚电解质的特性。本论文分别采用两种新型纳米片（水滑石纳米片和石墨纳米片）固定肌红蛋白（Mb）、辣根过氧化物酶（HRP）、血红蛋白（Hb）和葡萄糖氧化酶（GOD）,实现酶的直接电化学,构筑性能优秀的第三代电化学生物传感器。研究内容包括以下四部分:1、采用锌铝水滑石纳米片（Zn-Al-LDHNS）作为固定Mb的载体,Zn-Al-LDHNS固定的Mb保持了良好的生物活性。电化学研究发现,Zn-Al-LDHNS固定的Mb修饰玻碳电极,Zn-Al-LDHNS能够显著促进Mb的直接电化学反应,而对比实验发现,剥层前体层状水滑石固定的Mb在电极上未能实现直接电化学行为。修饰电极对底物H₂O₂较好的催化行为。2、通过将水滑石剥离重组,合成了HRP-Ni-Al-LDHNS的插层化合物;通过XRD和HRTEM表征,说明HRP-Ni-Al-LDHNS形成了规则的层状结构,由于Ni-Al-LDHNS的良好的生物相容性和为HRP提供了适合的分子取向,并实现了HRP与电极之间有效的直接电子转移。修饰电极对底物H₂O₂和TCA具有良好的催化行为,制备的传感器表现出良好的稳定性和抗干扰能力。3、利用新型石墨纳米片（GNS）材料与Nafion溶液混合形成复合物,进一步固定Hb构筑第三代H₂O₂和NaNO₂传感器;Hb在复合薄膜中保持了其原有的天然二级结构和生物活性,实现了Hb与电极之间的直接电子转移。基于此制备的H₂O₂和NaNO₂传感器显示出高的灵敏度、低的检测限、响应时间短。4、石墨纳米片/Nafion复合薄膜固定了GOD,基本保持了其生物活性;石墨纳米片/Nafion复合薄膜促进了GOD和GCE快速可逆的直接电子转移,电子转移的速率常数为12.6 s^-1。基于GOD在石墨纳米片复合薄膜中的直接电化学制备了第三代生物传感器,具有对葡萄糖响应灵敏度高、快速、抗干扰和稳定性佳等众多优点。