随着人们对材料性能的要求越来越高，具有优异性能新材料的开发成为材料学的研究热点。研究新型有机/无机复合材料成为近年些年来发展新材料的重要内容。以有机大分子为模板原位沉积无机物的方式制备有机/无机复合材料，其两种材料能实现分子水平的复合，且有机大分子能通过自身的尺寸、形貌和分布来调控无机材料的尺寸、形貌和分布。因此，有机大分子为模板制备的有机/无机复合材料具有材料稳定性好、种类丰富、性能多样等优点。据此，本论文以聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)和纳米纤维素晶体(NCC)为模板，用原位沉积的方法制备了PDMAEMA/硅氧化物和NCC/银纳米颗粒(NCC/AgNPs)的复合材料，并研究了PDMAEMA/硅氧化物复合材料在材料表面亲水化改性和酶固定化的应用，以及NCC/AgNPs在葡萄糖检测和抗菌方面的应用。　　利用层层自组装和原子转移自由基聚合技术成功将PDMAEMA引入具有不同形貌和尺寸的聚苯乙烯（聚苯乙烯平板、聚苯乙烯微流控管道、聚苯乙烯纤维）及棉纱纤维表面，并以基底材料表面的PDMAEMA为模板原位沉积了硅氧化物，实现了不同材料的表面硅氧化物修饰。证实了该方法可以用于不同形貌、不同化学材质的材料的表面修饰。　　以修饰了PDMAEMA的聚苯乙烯平板为模型，研究了正四甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)三种有机硅源，分别在pH5.8和7.2两种条件下，原位沉积的硅氧化物的覆盖面积、厚度、硅元素含量及其稳定性。证明在pH5.8条件下，以MPTMS为硅源沉积的硅氧化物对聚苯乙烯基底材料覆盖均匀，厚度适中，稳定性最好。采用在预先制备好的硅氧化物上吸附以及共沉积两种方式，探讨了酶的固定化机理。证实了共沉积制备的固定化酶，其活力的绝大部分来自于包裹在硅氧化物中的酶。　　当聚苯乙烯平板经过巯基硅氧化物修饰之后，水与材料表面的接触角更小，证实了硅氧化物可以实现疏水材料的亲水化改性。将聚苯乙烯材料的微流控管道内壁修饰上巯基硅氧化物后，微流控芯片能实现生物样本的自动进样。进一步地，在微流控管道的不同区域，采用巯基硅氧化物分别固定葡萄糖氧化酶和胆固醇氧化酶，并利用智能手机读取色值的方法，实现芯片中单样本的双靶标读出。采用磷酸缓冲液(PBS)绘制了葡萄糖和胆固醇在固定了酶的芯片中检测的标准曲线，不过在实际血样的检测中，存在较大偏差。　　利用乙醇的水溶液收集静电纺聚苯乙烯超细纤维，成功得到了能在水中分散的聚苯乙烯纤维。将PDMAEMA引入纤维表面，再以共沉积的方式在聚苯乙烯纤维上制备了以MPTMS为硅源的硅氧化物固定的漆酶。由于硅氧化物能束缚漆酶，使其构象难以改变，并为漆酶提供不同于宏观体系的微环境，因此，与自由漆酶相比，固定化漆酶在极酸、高温以及蛋白水解酶存在的条件下表现出更加稳定的催化活力。　　将PDMAEMA成功引入以纤维素为主的棉纱纤维表面，再以共沉积的方式在棉纱纤维表面固定了糖化酶，并对固定化过程进行了优化。发现40 mg的棉纱纤维能在2h内能将2 mg的糖化酶全部固定;固定化45 min时，硅氧化物刚好完全覆盖棉纱纤维表面，固定化糖化酶表现出最高的活力。此外，通过对固定化时间分别为45 min和5h的固定化糖化酶进行了为期3个月多达100次的重复使用检测，该固定化漆酶分别保留了初始固定化酶活力的67％和93％，证实了该方法制备的固定化酶具有良好的使用稳定性。　　利用传统的银镜反应，以NCC为模板，在其表面原位沉积银纳米颗粒(AgNPs)，制备了NCC与AgNPs的复合材料(NCC/AgNPs)。利用正交实验考察了银离子浓度、NCC浓度、葡萄糖浓度以及反应温度对生成的AgNPs的浓度、尺寸与形貌的影响。发现了NCC能将AgNPs制备的温度降低到常温。由于溶液中AgNPs的浓度决定了溶液的颜色及其在410nm的吸光度，而溶液中葡萄糖的浓度又决定了产物溶液中AgNPs的浓度。基于这个原理，在优化的银离子浓度(0.6 mM)和NCC浓度(0.05 mg/mL)条件下，发展了以产物溶液吸光度来检测葡萄糖浓度的方法，并将该方法用于人血清和培养基中葡萄糖的检测。与常规的葡萄糖氧化酶法相比，该方法具有线性范围宽(0.116μM-0.4 mM)、检出限低(0.116μM)、不涉及酶的参与等优势。进一步以商用AgNPs为参照，探索了NCC/AgNPs对大肠杆菌、多药耐药大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及耐氨苄西林的金黄色葡萄球菌的抗菌效果。由于NCC能辅助AgNPs在培养基中的稳定分散，而AgNPs却容易在培养基中聚集，NCC/AgNPs复合材料表现出比单纯的AgNPs更低的最低抑菌浓度。　　综上所述，本论文系统地研究了以PDMAEMA和NCC为模板，原位沉积硅氧化物和AgNPs，制备PDMAEMA/硅氧化物及NCC/AgNPs复合材料的方法。利用PDMAEMA/硅氧化物对聚苯乙烯材料进行了表面亲水化改性，发展了一种聚苯乙烯微流控管道内壁亲水化修饰及生物样本自动进样的方法。由于制备条件温和，PDMAEMA硅氧化物成功用于漆酶和糖化酶的固定化，制备的固定化酶具有良好的稳定性。利用NCC/AgNPs中AgNPs表面等离子体共振对410nm光的吸收，成功将NCC/AgNPs用于葡萄糖检测，同时NCC/AgNPs表现出比AgNPs更好的抗菌活性。