近年来,环境污染问题日益严峻,严重威胁到人类健康,各种癌症疾病的发生趋向低龄化态势。发展快速、灵敏、简便的重金属离子和生物标志物等分析物检测方法对于环境保护、临床疾病早期诊断和预防及治疗过程中的监控都具有重要意义。相较于传统检测方法,以稳定性高、成本低、合成简单且催化活性可调的模拟酶为基础构建的比色生化传感器,由于其具有可视化半定量、操作简便、响应快速、成本低、不依赖大型仪器设备以及可实现即时检测（POCT）等优势,在对复杂基质中目标物的准确、快速测定方面中有着非常可观的应用前景。另外,水凝胶具有优异的生物相容性、柔韧性和机械稳定性,可以很好地与热稳定性较好的模拟酶结合,为设计各种高灵敏、便携式的比色生化传感器和新方法提供了新思路,也有利于拓宽模拟酶的应用范围。为此,本论文将基于类氧化酶活性增强的模拟酶与具有生物相容性和刺激响应性能的水凝胶材料相结合,在重金属离子和生物标志物高灵敏便携检测的比色生化传感器构建中开展了以下两个工作:1.内含新型模拟酶水凝胶分析管的制备及用于汞离子的同时检测与去除结合类氧化酶活性增强的复合材料和琼脂糖水凝胶,本工作成功发展了一种汞离子(Hg2+)快速、简便检测的比色传感新方法。首先通过一锅法制备壳聚糖/Cu/Fe（CS/Cu/Fe）复合材料,得到一种环境友好且经济有效的模拟酶。该CS/Cu/Fe模拟酶在催化氧化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）过程中表现出明显增强的类氧化酶活性。再利用CS/Cu/Fe较好的热稳定性和水凝胶优异的生物相容性,进一步将CS/Cu/Fe与琼脂糖水凝胶结合,制成了一种内含模拟酶的便携式分析管。基于在半胱氨酸存在下抑制CS/Cu/Fe对TMB的催化氧化,以及半胱氨酸与Hg2+的特异性络合使CS/Cu/Fe的类氧化酶活性恢复,通过对溶液的显色比较和吸光度的测定,实现对分析管中Hg2+的快速比色检测。在优化条件下,该方法在40 n M到8.0μM线性范围内,可以实现对Hg2+的准确检测,检出限低至8.9 n M。该方法对自来水和湖水中Hg2+检测也有较高的选择性和可靠性。此外,利用CS/Cu/Fe和琼脂糖水凝胶对Hg2+的高效吸附,还可以实现对Hg2+的有效去除。因此,本工作不仅制备了一种高效、低成本的模拟酶,还提出了一种可以同时监测和去除污染水中有毒Hg2+的智能策略,因而在环境保护方面有着较大的应用潜力。2.基于焦磷酸根触发CoOOH纳米酶可控释放及活性增强的ALP比色检测基于焦磷酸根（PPi）特异性触发水凝胶解离释放出具有类氧化酶活性的羟基氧化钴（Co OOH）纳米酶,成功建立了一种高灵敏检测碱性磷酸酶（ALP）的比色分析新方法。实验利用Cu2+作为交联剂与海藻酸盐（Alg）作用,将Co OOH纳米酶包裹在Cu/Alg基质中,制备一种Co OOH@Cu/Alg水凝胶。由于PPi与Cu2+具有较强的亲和力,当向Co OOH@Cu/Alg水凝胶中加入PPi后,PPi可竞争结合Cu2+形成PPi-Cu2+配合物,从而破坏Co OOH@Cu/Alg水凝胶的网状结构,释放出Co OOH纳米酶。这种凝胶溶胶转化过程不仅可以用肉眼观察,还可以利用释放出的Co OOH纳米酶催化氧化TMB显色来体现。而且实验研究发现PPi和PPi-Cu2+可以进一步提高所释放的Co OOH纳米酶的类氧化酶活性。ALP可以催化PPi水解反应生成磷酸根（Pi）,使其无法触发Co OOH@Cu/Alg水凝胶解离释放Co OOH纳米酶。因此,基于上述Co OOH纳米酶可控释放策略,可建立一种ALP比色检测新方法。在优化条件下,该方法在0.1～250 m U/m L范围内对ALP具有良好的线性响应,并计算得到ALP检测的检出限为0.07 m U/m L。此外,该方法还成功用于实际人血清中ALP的检测,并能区分正常人血清和病人血清中ALP的浓度水平。本工作中所建立的ALP比色传感方法不仅操作简单、响应速度快、无需大型仪器设备,而且灵敏度高、选择性好。因此,该方法具有一定的实际应用前景。