纳米酶是一类具有生物酶活性的纳米材料的统称。相比于传统生物酶,纳米酶具有成本低廉、结构稳定、易于制备和储存等优点,近年来逐渐成为生物化学、生物传感等领域的研究热点。然而,纳米酶仍然存在催化效率低、选择性差等问题。卟啉及其衍生物是自然界中很多生物酶的催化活性中心,其本身具有大量离域π电子、良好的电子转移能力和氧化还原性质。基于此,本文设计合成了两种卟啉衍生物和金纳米颗粒(AuNPs)的复合物,详细研究了其类过氧化物酶活性,并利用两种纳米酶分别构建了脑尿钠肽(BNP)和葡萄糖的生物传感器,具体研究内容如下:1.基于金纳米颗粒@血红素的纳米酶检测心力衰竭标志物BNP脑尿钠肽(BNP)已成为国际公认的心力衰竭诊断和预后的生物标志物,因此BNP的新型传感器的研发具有重要的现实意义。本文首先制备AuNPs@血红素的纳米酶,并进一步将BNP蛋白标记到纳米酶表面,制成纳米酶探针,与修饰有Anti-BNP的磁纳米颗粒(MNPs)在待测液共孵育。待测液中靶标BNP与纳米酶探针竞争结合MNPs上的BNP抗体位点,外加磁场分离后,上清液中竞争出的游离纳米酶探针能催化ABTS显色。结果证明,检测试剂的紫外吸收强度与BNP的浓度成正相关,成功实现了BNP的比色法检测。该方法的检测限为802.30 pg/mL,可用于血液中BNP的检测。为提高检测的灵敏度,本文设计了BNP检测的电化学方法。使用亚甲基蓝作为纳米酶催化的底物和电化学信号分子,待测液中存在的BNP与纳米酶探针竞争结合磁纳米上的Anti-BNP位点。磁性电极可富集分离磁纳米复合物,亚甲基蓝的电信号与BNP的浓度呈负相关。通过磁性电极的分离作用可以避免其他物质的干扰,进一步增强该传感器的选择性,实现0.0237 pg/mL的低检测限。综上,基于纳米酶探针的传感系统不仅可以应用于溶液中的比色分析,而且把其转移到界面上的电化学分析方法提高了传感器的灵敏度、稳定性和选择性。这种基于卟啉衍生物的纳米酶探针开拓了新的蛋白质检测平台,在临床样品分析中有很好的应用前景。2.卟啉介导的三维结构纳米酶用于葡萄糖的检测研发高效、低廉、简便、快速的葡萄糖传感器依然是生物传感领域的挑战。为此,本文首先用一锅法合成超分子杯芳烃修饰的AuNPs,卟啉通过主客识别作用介导AuNPs自组装成具有三维结构的纳米酶。该纳米酶具有葡萄糖氧化酶和过氧化物酶双重活性,活性分子卟啉的存在提升了AuNPs的催化效果。三维结构的AuNPs增加了电催化中的电子转移,高比表面积能促进反应物与催化中心的充分接触,提供更多催化活性位点。本研究中利用纳米酶催化性能构建了葡萄糖电化学传感器,并应用于临床尿液和血液样品中的葡萄糖检测,其检测限为0.61 mM。本传感器具有简单、绿色、高效和稳定等优点,在临床快速诊断方面有很好的应用前景。