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近年来,蛋白质直接电化学行为受到越来越多研究者的持续关注。通过对氧化还原蛋白质直接电化学行为的研究,不仅可以获得蛋白质热力学、动力学方面的重要信息,对于了解生命体系的能量转换和物质代谢、生物大分子结构和各种物理化学性质的关系,探索蛋白质等生物大分子在生命体内的生理作用以及作用机制具有重要的理论意义,而且对于第三代无试剂型生物传感器的研制以及新型生物燃料电池的开发具有重要的指导意义。在众多固载材料中,纳米材料由于其卓越的性能,且能为蛋白质的固载提供优良的仿生微环境而备受瞩目。纳米材料的制备方法多种多样,本论文在前人的研究基础上,制备了三种新型纳米材料,并将其用于辣根过氧化酶的固载,成功实现了酶与电极表面的直接电子转移,有效保持了生物酶的生物活性以及电化学活性。第一章:绪论简要介绍蛋白质直接电化学行为的研究意义、研究背景以及常用研究方法等。在众多修饰电极中,重点回顾了纳米材料修饰电极的制备方法、表征手段,并总结了已有文献报道的各种蛋白质固载方法。在现有的蛋白质纳米材料修饰电极基础上,提出了本论文的研究内容以及研究意义。第二章:基于模板合成的电场导向层层组装辣根过氧化酶及其直接电化学研究首次将电场导向层层组装技术与模板合成法结合,成功实现了辣根过氧化酶（HRP）以及聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）在氧化铝模板修饰的玻碳电极表面的成功固载,并运用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、紫外分光光度法（UV-vis）和电化学阻抗分析等多种技术对该材料的各种性能进行检测。实验结果表明,采用该方法可以实现蛋白质纳米管的高效制备与生物活性保持。电化学实验表明,在0.2mol·L-1pH=7.0的磷酸缓冲溶液中HRP纳米管的具有一对准可逆氧化还原峰,其表观电位为0.015V（V.S.SCE）,转移电子数以及电子转移常数分别为1.05和0.59s-1。HRP/PDDA纳米管修饰电极对双氧水有良好的催化活性和生物活性,表观米氏常数(Kmapp)为8.7mM。该电极检测双氧水的线性范围为1.0×10-6mol·L-1-0.1mol·L-1,最低检测限达4×10-7mol·L-1（S/N=3）。第三章:自生长法制备TiO2纳米管及其用于辣根过氧化酶直接电化学的研究运用自生长法,在Ti片上直接制备TiO2纳米管,并运用扫描电镜（SEM）技术进行了表征。利用TiO2纳米管电极,实现了辣根过氧化酶（HRP）的高活性固载,循环伏安（CV）、i-t实验证实了HRP在TiO2纳米管上的直接电化学行为以及其作为过氧化氢酶的作用。实验结果表明,HRP在TiO2纳米管上的电化学行为涉及一电子一质子转移过程,HRP的氧化还原峰的表观电位为-0.122V;该修饰电极对H2O2有明显的催化作用。该修饰电极对过氧化氢的线性范围为:5.0×10-7mol·L-1～1.0×10-4mol·L-1和1.0×10-4mol·L-1～1.0×10-2mol·L-1,检测限为2.0×10-7mol/L,该电极的米氏常数为1.9 mM。第四章:基于3-巯基丙基三甲氧基硅烷修饰金电极的辣根过氧化酶直接电化学研究本章研究了基于3-巯基丙基三甲氧基硅烷（3-MPT）修饰金电极的辣根过氧化酶直接电化学行为及其对过氧化氢的电催化活性。该修饰电极在0.1 mol/LpH=6.0的磷酸缓冲溶液中表现出一对氧化电位为147mV,还原电位为23mV的准可逆峰。通过对该修饰电极在不同扫速及pH值情况下的分析,该修饰电极的电子传递过程属于一电子伴随一质子过程,且电子传递速率为3.25s-1。研究发现,辣根过氧化酶在3-MPT修饰的金电极上的表面覆盖率为5.14×10-11mol/cm2,说明辣根过氧化酶在该修饰电极上是单分子层固载。另外,研究表明,该HRP修饰电极在5.0×10-7mol·L-1至1.0×10-4mol·L-1以及1.0×10-4mol·L-1至2.0×10-2mol·L-1范围内对过氧化氢有很好的电化学催化活性。米氏常数为0.07mM,说明电极表面固载的HRP具有较好的生物亲和性。