酶驱动微纳米马达是一种通过酶促反应进行驱动的人工微纳米器件。由于其尺寸小,能自主运动,因此酶驱动微纳米马达在生物传感、主动给药和微创手术等生物医药领域具有广泛的应用前景。目前用于构建酶驱动微纳米马达的生物酶主要包括过氧化氢酶、葡萄糖氧化酶和脲酶。其中,以过氧化氢酶为催化剂的酶驱动微纳米马达主要依赖气泡驱动机理,驱动力强。但是,由于它们需要使用高浓度的H₂O₂为燃料,因此生物相容性差,不适合应用在生物体内。以葡萄糖氧化酶和脲酶为催化剂的酶微纳米马达分别利用体液成分葡萄糖和尿素为燃料,生物相容性好。然而,这类酶微纳米马达主要依赖自泳驱动机理,驱动力弱,目前在体液中无法保持自主运动。针对以上问题,本文以脲酶为例,提出通过增加酶含量来提高酶驱动微纳米马达驱动力的新方法,研究内容主要包括以下两部分:第一,基于表面粗糙的双面神磁性微珠结合增加偶联位点的半胱胺偶联技术,制备得到脲酶驱动双面神马达。该马达的脲酶含量得到增加,因此马达驱动力得到提升。研究结果表明,利用半胱胺偶联技术在表面粗糙的Au/MMP双面神粒子上修饰的氨基数量增加大约21倍。该马达的运动速度随着尿素浓度的增加也随之增加,当尿素浓度达到10 mmol/L,马达的速度趋向饱和,并且可以达到3.75±0.01μm/s。在外加磁场作用下,马达能够按照预定路线运动到指定位置。本工作中提出了一种提高脲酶驱动微纳米马达驱动力的新方法,并且超顺磁性的磁珠赋予马达快速磁响应性、磁驱动性和可逆的聚集-分散磁控性能,为其应用在生物医药领域在人体内提供了可能。第二,基于增加偶联位点的方法,提出利用蛋白质自组装技术实现酶在三维空间上扩展来增加马达上酶含量,进一步提高酶驱动微纳米马达驱动力的方法。多层脲酶驱动双面神马达是利用链霉亲和素和生物素的特异性结合将Biotin/脲酶组装到Biotin/Au/MMP双面神粒子上得到的。研究结果表明,制备的马达的运动速度显著提高,在尿素浓度为10 mmol/L时,可以达到21.49±0.62μm/s,比之前文献报道的脲酶驱动微纳米马达的运动速度高2–3倍;制备的马达的运动速度可以通过调节蛋白质组装条件进行调节,最佳的蛋白质组装条件为:链霉亲和素和Biotin/脲酶的浓度比为1:3;Biotin/脲酶的初始质量为60μg以及反应时间为12 h。马达的运动速度随着脲酶含量的增加随之增加,当增加到一定程度马达速度不再增加。在外加磁场下,制备的马达在外加磁场控制下能够按照预定路线路线运动到指定位置。同时制备的马达能够在模拟血液粘度溶液（10 mmol/L尿素,35 w/v%蔗糖）中自主运动,运动速度可达1.89μm/s。本工作提出了通过三维空间扩展增加酶含量提高脲酶驱动双面神马达驱动力的方法,促进了酶驱动微纳米马达在生物医药领域的应用。