天然酶是一类具有高效催化活性和底物专一性的生物大分子,由于稳定性差,提取困难和成本高等内在的缺陷极大地限制了其广泛应用。纳米酶作为新一代的人工酶,是指一类具有天然酶特性的纳米材料,当前已被开发模拟天然酶的结构和功能。类氧化酶是一类能模拟天然氧化酶的纳米材料,当前已报道的类氧化酶已应用于分析检测、癌症治疗、环境保护和体外抗菌等领域。由于催化活性可调、制备简单和成本低,近年来具有氧化酶活性的锰基纳米材料在分析检测、生物医学、污染物降解等领域逐渐崭露头角。然而,相关报道集中于研究MnO2和Mn3O4纳米结构的类氧化酶性质。因此,锰基类氧化酶的种类和应用都还比较有限。此外,目前关于锰基类氧化酶中低价锰与底物亲和性以及结构依赖的催化活性的研究相对较少。因此,本论文主要对低价态锰系纳米结构的类氧化酶性质及其作为分析探针在生物分子检测中的应用展开研究。通过水热法合成了具有类氧化酶活性的碳酸锰纳米颗粒（MnCO3NPs,+2）;采用多种手段表征了样品的成分、形貌和结构;以3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）为底物评价其类氧化酶活性并探讨其催化机理;并结合反应动力学和米氏方程研究MnCO3NPs与底物TMB亲和性和催化活性之间的关系;此外,基于谷胱甘肽调控MnCO3类氧化酶活性发展了一种灵敏可靠的血清中谷胱甘肽的比色分析新方法,该方法的线性范围和检测限是0.5～18μM和0.3μM（3σ/k）。实验结果表明,MnCO3对底物TMB优异的亲和性来源于其自身丰富的Mn2+,其Km=7.30μg·m L-1。但是,MnCO3较低的Vmax(1.29×10-8 M·s-1)激发了我们研究Mn3+影响纳米结构催化活性和底物亲和性的兴趣。因此,采用水热法制备了片状羟基氧化锰（MnOOH HNFs,+3）类氧化酶,并以TMB作底物研究Mn3+在MnOOH催化过程中扮演的角色。然而,具有反应活性的半胱氨酸引入体系后会抑制Mn3+的催化活性。因此,基于此原理可实现对血清中半胱氨酸的比色分析,其线性范围是0.05～20μM,检测限是0.1μM（3σ/k）。实验发现,与MnCO3相比,已合成的MnOOH在较宽的p H范围（2.6～7.6）表现出类氧化酶活性,能在中性环境催化氧化TMB发生氧化还原反应。实验结果表明,MnOOH的催化活性强于MnCO3,而底物亲和性弱于MnCO3。基于以上研究,猜想Mn2+可能会增强底物亲和性,Mn3+可能会提高催化活性。为了验证上述假设,利用水热法合成了含Mn2+/Mn3+混合价态的Mn3O4六边形纳米片（Mn3O4HNSs）,以TMB作底物研究其类氧化酶性质,并深入探讨其潜在的催化机理。实验结果证明,含Mn2+/Mn3+混合价态的Mn3O4类氧化酶具有与MnOOH相似的Km,说明其底物亲和性相当,但活性弱于MnOOH。实验发现,多巴胺能够调控Mn3O4HNSs的类氧化酶活性,基于此原理构建了一种可靠的血清中多巴胺的比色检测新方法,其线性范围是3～60μM,检测限是0.3μM（3σ/slope）。三种类氧化酶催化活性的差异可能源于自身产生羟基自由基的能力。通过对比研究三种锰基类氧化酶的结果表明,其中酶的比活性a(Mn3+)＞a(Mn2+/Mn3+)＞a(Mn2+),底物亲和性Km(Mn3+)≈Km(Mn2+/Mn3+)≈2Km(Mn2+)。