将纳米粒子运用于研究蛋白质与电极之间的直接电子传递具有重要的理论和实践价值。一方面,纳米材料具有一些独特的物理、化学性质,它已经广泛应用于纳米生物传感器、环境和生物医学等领域中,另一方面,纳米材料因为亲和能力强和催化活性高等优点,可以用来固定生物分子从而保持了生物分子的活性。本论文采用了壳聚糖/纳米金粒子和二氧化硅纳米粒子,它们能够为固定在其上的蛋白质分子提供一个类似于其天然系统的微环境,并通过纳米粒子通道加速其电子传递过程。本论文就蛋白质分子在纳米粒子上的固定、电子传递和传感应用开展了如下工作:（1）细胞色素P450在纳米粒子修饰电极上的电化学以及其对药物催化的应用研究了细胞色素P450在金胶-壳聚糖修饰电极上的直接电化学性质。细胞色素P450 286（CYP286）是细胞色素P450家族中CYP2B亚家族中的主要成员,人类CYP 286主要存在于肝脏细胞的内质网上,其参与催化多种内源、外源化合物的代谢,特别是在多种临床药物的生物转化中,具有重要的生物学意义。在本课题中集中研究了CYP 286对三种常见临床药物的催化作用:盐酸利多卡因（LDC）,盐酸安非他酮（BUP）和环磷酰胺（CYS）。一般来说,这些常见临床药物在生物体内的代谢,需要一些如NAD（P）H这样的黄素蛋白或者铁氧还蛋白来参加,它们作为辅酶提供代谢所需要的两个电子。目前,在避免使用NAD（P）H这样的辅酶方面做了很多工作,最佳的方法就是CYP酶活性中心直接从电极上获得所需电子。在我们的工作当中,CYP 286固定在金胶-壳聚糖修饰的玻碳电极上,研究CYP 286的电化学性质以及它对临床药物代谢作用。循环伏安法和示差脉冲伏安法是用来研究CYP 286电化学性质的主要手段,另外一些像紫外可见分光光度法（UV-vis）、电喷雾质谱（EMS）和高效液相色谱（HPLC）等方法用来协助研究CYP 286电催化的作用机理。实验结果显示,我们成功得到了固定于电极上的细胞色素P450的直接电化学和电催化活性响应,同时此修饰电极具有较好的电化学信号。Au-chitosan复合物为酶固定提供了理想的生物微环境,而且金胶纳米粒子起到了增强电子传递的作用。无氧条件下,CYP 286/Au-chitosan修饰电极在电位-433和-457mV处-（0.454±0.006）V。有氧条件下,固定化CYP286对氧气表现出优良的电催化信号,其催化效率为I_cat（Bup）/I_{r d}:I_cat（O₂）/I_{r d}=I_cat（Bup）:I_cat（O₂）=1.18。同时此电极对临床药物显示出电催化活性,此传感器大约在12s内达到稳态电流的95%,这样快速的响应时间使得此传感器成为一种理想的药物传感器。（2）基于聚氨酯薄膜（PUE）及SiO₂为固定基质的AFP免疫传感器研究构建了新型的免分离AFP电化学免疫传感器。聚氨酯是一种成膜性和稳定性较好的高分子材料,可用于制备优良的生物传感器。光谱研究表明,固定在PUE膜中的AFP分子保持了其天然活性。在此体系中,先将AFP抗原通过戊二醛交联剂连接到SiO₂纳米粒子表面上,再将其滴涂在电极表面并用PUE薄膜固定制得AFP修饰电极。以硫堇和过氧化氢为酶反应底物并用竞争免疫分析方法来检测AFP抗原。修饰电极在含有酶标抗体和AFP抗原的混合溶液中于37℃环境下温育45分钟,电极的安培响应随着温育液中AFP抗原浓度的增加而减少。该传感器检测AFP线性范围的为0ng/mL-80ng/mL,在信噪比为3时,检测线为0.3ng/mL。该传感器具有良好的稳定性,重现性和准确性,可以重复使用,因此可以用于临床AFP抗原检测。