生物传感器是一门涉及化学，生物学，材料学．电子技术等诸多领域的交叉学科，在临床医学、工农业生产、环境保护等许多领域有着广阔的应用前景。在生物传感器的研究中，酶基电化学生物传感器是十分重要的一类。而对于研制酶生物传感器，生物分子的固定化是一个关键因素。纳米材料颗粒比表面积大、表面自由能高，吸附能力较强，使更多的酶分子可以固定在纳米颗粒表面上。另外，由于纳米颗粒尺寸很小，有可能与酶内部的亲水基团发生作用，从而引起酶构型上的变化。这种变化使得酶的活性中心更接近底物，提高了酶的催化效率。纳米沸石(nanozeolite)作为新型纳米材料，除具有上述纳米材料的一般特征外，还具有在溶液相和有机相中良好的分散性，表面电荷易调控，适合组装成膜等特点，是固定生物分子的良好载体。本论文首先研究基于纳米沸石的生物传感器的制作，进而用电分析化学的方法研究层层组装(Layer-by-Layer,LbL)的纳米沸石膜对酶的吸附能力，最后将纳米沸石组装膜应用于酶生物传感器和酶微反应器的制作和研究中。论文包括以下四部分内容： 1．概述纳米材料及其在生物传感器中的应用从以下几个方面对该领域研究概况进行评述(1)生物传感器的概念及制作(2)纳米材料及其在生物传感器中的应用(3)层层组装技术在传感器中的应用(4)本论文工作的目的与意义 2．基于纳米沸石的过氧化氢生物传感器的研究本实验通过纳米沸石溶胶及纳米沸石组装膜分别固定辣根过氧化物制备新型过氧化氢生物传感器。前种方法制作的酶传感器存在不稳定、使用寿命短的问题，而后者能很好的克服这个缺点并具有优良的性能。工作条件经优化后，该传感器在25℃，外加电压为-0.25V，pH 7.4缓冲溶液中检测H<,2>O<,2>溶液的线性范围为2×10<-6>M～1.0×10<-4> M，检测限为1×10<-6>M。传感器有良好的重现性和稳定性，在使用一个月后，仍能保持其响应活性的80％。实验说明纳米沸石是固定酶分子良好的载体，为酶分子提供了适宜的微环境使固定化的酶能长期保持活性，在固定化酶生物传感器的研究中有良好的应用前景。 3．纳米沸石组装的表面及其应用于酪氨酸酶传感器的研究本实验通过纳米沸石与阳离子聚电解质采用层层组装技术(LbL)在导电玻璃电极上构建功能性的表面，并用石英晶体微天平监测该组装膜的形成过程和酪氨酸酶在该组装膜上的吸附行为。实验数据表明该表面具有很强的吸附酶的能力(大约每1克纳米沸石可吸附350mg的酪氨酸酶)。将该组装膜应用于传感器的制作并用其检测溶液中痕量的苯酚，具有很高的灵敏度(400μA mM<-1>)、低的检出限(0.5 nM)和较宽的线性范围(10 nM-18μM)。同时通过改变沸石的组装层数可调控酶的负载量，从而控制酶电极的催化性能。由上述事实可见纳米沸石组装膜有良好的生物相容性、强的固酶能力及可调控性，在生物分子固定方面具有很大的应用潜力，在生物传感器、酶反应器等纳米生物器件中有广泛的应用前景。 4．纳米沸石组装的表面应用于芯片酶微反应器的研究本实验利用层层组装的纳米沸石膜修饰PET芯片微通道内表面，并在通道内固定胰蛋白酶制作出芯片酶反应器。(Nanozeolite/PDDA)<,N>多层膜提供了一个亲水性和生物相容性的界面，使固定化的胰蛋白酶仍保持良好的催化活性，同时由于大量的胰蛋白酶被限定在微通道中，使得标准蛋白质在该酶反应器上能实现快速高效的酶解，酶解效率(350 mM min<-1>μg<-1>)远远优于传统溶液酶解的方法。结合基质辅助激光解析离子化飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)检测，该芯片微反应器能够酶解低至0.5μg/mL标准蛋白样品，并得到可信度较高的肽段质谱鉴定图谱。该固定化酶的芯片酶微反应器制作简单，性能优越，有望应用于实际样品的酶解和鉴定，为蛋白质的鉴定提供了新研究方法。