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血红蛋白（Hemoglobin, Hb）是脊椎动物红细胞内的呼吸蛋白,由珠蛋白和血红素组成,是血液中分子氧的载体。研究血红蛋白的电化学行为,不仅可以探索生物大分子之间的长程电子传递的机理,进一步认识生物大分子的结构与功能之间的关系,而且有助于我们了解生命体系内的物质代谢和能量交换的过程及生命过程的氧化还原机理,从而更有效地开发和研制具有高催化性能的电化学生物传感器。本论文以实现血红蛋白的直接电子传递为目的,分别选取具有良好生物相容性的碳纳米材料、高分子材料等仿生材料作为血红蛋白的固定材料,并采用适当的方法将血红蛋白固定于电极表面,基于这些材料与血红蛋白之间的特殊相互作用,实现了血红蛋白与基底电极之间的直接电子传递。这些固定材料不但为血红蛋白保持自然结构和生物活性提供了适宜的微环境,而且显著提高了血红蛋白与电极间的电子传递速率。基于此制备的化学修饰电极能够催化还原过氧化氢（H2O2）、一氧化氮（NO）等小分子。本论文的主要工作有:（1）首次将乙炔黑与离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（BMIMPF6）组合制得复合膜,并成功将Hb固定在电极表面,为Hb的电化学研究建立了新的平台。用紫外-可见光谱法和电化学交流阻抗对Hb/AB-BMIMPF6复合膜进行了表征,结果表明Hb在AB-BMIMPF6复合膜中保持其生物活性,同时该膜促进了Hb与电极间电子的传递。该修饰电极对H2O2、NO的还原具有良好的催化作用。（2）采用一种新型合成的高分子材料-纤维素季铵盐,利用静电吸附作用,采用层层自组装法将荷负电的血红蛋白包埋于荷正电的纤维素季铵盐内,并固定在电极表面,从而实现了血红蛋白的直接电化学。研究表明,固定在纤维素季铵盐膜内的血红蛋白没有变性,能催化还原H2O2。基于此,我们构建了一种无媒介体的新型过氧化氢传感器。（3）结合亚甲基蓝和纳米活性炭微球的优异性能,制备出一种复合膜,并成功实现Hb的包埋固定。Hb在此复合膜内表现出优良的直接电化学行为。原子力显微镜、电化学交流阻抗、紫外-可见光谱研究表明,该复合膜与Hb之间存在着静电作用,它改变Hb的结构取向,因而更利于电子传递。固定于亚甲基蓝-纳米活性炭微球复合膜内的Hb也表现出了良好的生物催化活性,能催化还原H2O2。（4）采用β-环糊精和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（BMIMBF4）制得修饰膜,利用它们优异的生物相容性包埋固定血红蛋白,实现了血红蛋白在电极表面的直接电子传递。紫外-可见光谱实验表明,固定于β-环糊精-BMIMBF4复合膜内的血红蛋白仍然能维持其原始构象和生物活性。该复合膜修饰的玻碳电极能有效地催化H2O2还原,同时响应快、稳定性高。