近年来,酶基生物传感器在生物传感领域已经具有相对成熟发展。但仍然存在一些缺陷。例如,酶生物传感器的催化性能的热稳定性,抗干扰性和耐酸碱性都有待提高,酶基电极制备方法较为复杂使得成本相对较高。在载体上固定酶分子之后,固酶载体与氧化还原酶活性中心之间很难实现高效直接电子转移。据文献报道含有芳杂环以及大共轭π键芳香族化合物材料有助于实现高效直接电子迁移,多孔三维材料作为固酶载体不仅有较好导电性能还可维持蛋白质分子中的活性构型。由于非均相催化动力学较为复杂,鲜有文献报道非均相催化动力学的机制且没有确定整个催化循环的决速步骤。针对上述问题,本文选择几种含有芳杂环以及大共轭π键芳香族化合物材料作为固酶载体,并通过化学偶联的方式制备得到固酶电极。通过光谱学方法研究酶-载体间的相互作用是否对酶化学性质产生影响,采用电化学方法研究固酶电极的直接电化学以及对相关底物的催化性能,评估此固酶电极作为酶基电化学传感器的性能,通过分析酶催化反应的动力学来确定酶基电极催化性能的关键步骤。1在满足底物和电子介体在固酶纳米复合物修饰层滞留的量分别相对于本体中这些物质的总量可以忽略不计的前提下,研究了固定漆酶的壳聚糖-多壁碳纳米管复合物修饰玻碳电极非均相催化氧还原反应的动力学。检测结果显示,在基质内介质和底物的滞留可以被忽略的前提条件下,通过将催化循环中每个步骤的速率常数归一化到相同单位下进行比较,得出电子介体的扩散为整个催化循环的决速步骤。2以Fe3O4为核,羧甲基壳聚糖为壳的磁性纳米复合材料作为基体,通过化学偶联的方式固定电子介体和肌红蛋白,制备出Mb基生物阴极,用光谱和电化学方法检测直接电子转移和催化H202还原性能。结果分析表明,在电子介体的/酶氧化还原位点中,聚合物和辅因子中的杂原子之间相邻的络合物将对蛋白质的光谱和电化学性能产生很大的影响。这些相互作用会改变电子转移的途径和催化机制。3采用偶联4-巯基苯甲酸和4-巯基苯甲酸功能化纳米金粒子多壁碳纳米管作为固酶载体,制备了固定肌红蛋白酶基电极,研究了这种固酶电极的有效电子迁移和催化过氧化氢还原性能。实验结果表明:这两种固酶电极在H202浓度1.506～3.237μmol/L的范围内,催化电流与H2O2浓度保持良好的线性关系;对H202浓度检测限分别可达到0.268μmol/L、0.302μmol/L。这两种固酶电极对H2O2 的米氏常数分别为 16.12 μ mol/L、23.81 μ mol/L。