酶是绿色生物制造的芯片,作为一种生物催化剂可以合成化学品,与化学催化剂相比,具有高选择性、高特异性和温和性等优点。但由于酶的脆弱性,很容易受环境影响失活。因此,开发高效的固定化酶载体,在维持酶活的同时提高酶的使用稳定性且便于其分离重复使用是酶在体外工业催化应用中亟待解决的重要问题。目前,金属有机框架材料（MOFs）作为一种具有高比表面积和孔道结构可调的多孔材料在酶固定化领域有着广阔的应用。然而,目前大多数MOFs只具有微孔孔道（＜2 nm）,而酶分子的尺寸通常较大（至少3-5 nm）,存在着酶分子与MOFs孔径不匹配的问题。针对此问题,本论文设计合成了具有介孔孔道结构的金属有机框架材料,受到分子印迹技术的启发,提出了一种物理印迹制备适于酶分子固定化的介孔MOFs的新方法。本论文的主要研究成果包括:（1）介孔金属有机框架材料的设计合成。选择不同分子量的蛋白质细胞色素C（Cyt c）、辣根过氧化物酶（HRP）、脂肪酶（Lipase）和牛血清白蛋白（BSA）作为模板分子,在合成ZIF-8的过程中将蛋白质作为模板包封在材料中,之后通过煅烧除去蛋白模板从而形成介孔载体材料。通过扫描电子显微镜观察到包封蛋白模板及通过煅烧去除模板后形成的材料与ZIF-8的形貌一致,为菱形正十二面体。通过透射电子显微镜及孔径分布表明通过该物理印迹方法构建的介孔平均孔径为10.32-20.15 nm。（2）介孔金属有机框架材料固定化酶的催化性能研究。以合成的介孔金属有机框架材料作为载体固载酶,EDS Mapping表征显示固载后蛋白质的特征元素硫元素在介孔MOFs材料中的均匀分布,证实了酶分子在介孔孔道中的负载。HZIF-8[Enzyme]的酶负载量为HZIF-8[BSA]的两倍左右,对酶蛋白的负载量差异表明,HZIF-8[Enzyme]形成的介孔尺寸及孔道结构对酶分子具有选择性,更适合酶蛋白的稳定固载。通过比较固定化酶与游离酶的酶活,发现由于介孔载体的限域效应,不仅提高了酶的稳定性,甚至很大程度的提高了酶活。例如,Cyt c和Lipase固载后酶活比游离酶分别提高了16.7倍和1.9倍。研究比较了固定化酶和游离酶的反应动力学,结果表明固定化酶的催化效率kcat/Km显著提高,比游离酶分别提高了20倍和21倍。同时,与游离酶相比,固相酶在强酸、强碱和高温环境中都显示出了良好的稳定性,且在18次循环使用后仍保持了约80%的催化活性。