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酶生物传感器是以酶分子为识别元件,利用酶的高效高特异性催化等生物特征,实现对酶反应底物、酶反应抑制剂或激活剂等的高灵敏检测的技术。随着科技和工业的迅速发展,环境污染日益严重,污染物排放量日益增加。开发新型酶生物传感器运用于高效检测环境污染物成为生物传感领域的研究前沿之一。本学位论文中,我们简要综述了酶生物传感器的工作原理、制备方法及其应用,并结合重金属离子对酶的抑制作用,研发了系列高性能酶电极及酶抑制型生物传感器并将其应用于酶反应底物及抑制剂等环境污染物的检测。具体工作如下:(1)提出了聚酪氨酸(PTy)-酪氨酸酶(Tyr)-葡萄糖氧化酶(GOx)复合物(PTy-Tyr-GOx)修饰电极的简易制备方法及其对Tyr底物(双酚A和苯酚)、Tyr抑制剂(Cr(Ⅲ))、GOx底物(葡萄糖)和GOx抑制剂(Cr(Ⅵ)传感的应用。以酪氨酸(Ty)为聚合单体,Tyr为催化剂催化氧化Ty聚合的同时包埋Tyr和GOx,将所得酶复合物滴于金电极表面,成功制备了双酶生物传感器并用于葡萄糖、酚类污染物及重金属离子的检测。实验结果表明,所得PTy-Tyr-GOx/Au电极对葡萄糖检测的灵敏度高达146.4 μA mM-1 cm-2,检测下限(LOD)为0.22 μM,线性范围为 1.0 μM～2.3×103 μM;对 Cr(Ⅵ)的 LOD 低至 5 nM,线性范围为0.01～0.12 μM;检测双酚A的灵敏度为2845 μA mM-1 cm-2,LOD 为 16 nM,线性范围为 0.1～12.1 μM;对 Cr(Ⅲ)的 LOD为80 nM,线性范围为0.1～1.0μM。该生物传感器实现了同时对多种物质的高灵敏检测,同时稳定性好、制备及操作简单,有望在葡萄糖、酚类物质及重金属离子检测中广泛应用。(2)以去甲肾上腺素(NE)为聚合单体,在H2O2存在下,利用辣根过氧化物酶(HRP)催化NE氧化聚合的同时包埋HRP和GOx,成功合成了双酶生物聚合物(PNE-GOx-HRP),藉此构建了双酶生物传感器。实验结果表明,所构建的传感器在5.0×10-4～0.42mM与0.42～3.4 mM两个浓度范围内对葡萄糖均有良好的线性响应关系,灵敏度分别高达628.38 μA mM-1 cm-2和208.85μA mM-1 cm-2,LOD为0.08 μM;对 Cr(Ⅵ)的 LOD 低至 0.2 nM,线性范围为 0.5～6.0 nM;检测H2O2的灵敏度为33.83 μA mM-1 cm-2,LOD为29 μM,线性范围为 0.05～30.15 mM;对 Cr(Ⅲ)的 LOD 为 0.1μM,线性范围为 0.1～3.8μM。所制备的传感器对葡萄糖、H2O2以及重金属离子均具有高灵敏度响应,同时LOD低且抗干扰能力优异。相比常规的生物传感器对单一底物的检测,本文中所制备的传感器实现了对多种物质的检测,相对降低了成本且提高了效率,有望在葡萄糖、H2O2及重金属离子检测中得到广泛应用。(3)基于阳离子聚电解质PDDA的还原性及MWCNTs优良的导电性和高比表面积,通过一步水热法成功合成了 MWCNTs-AuPtPd NPs纳米复合材料。将所合成的复合材料滴干于金电极表面,然后通过静电吸附作用在复合材料修饰金电极表面吸附GOx,构建了性能良好的GOx/MWCNTs-AuPtPd NPs/Au电极。将所制备的酶电极运用于对葡萄糖的检测,灵敏度为74.03μA mM-1cm-2,LOD为2.4μM,线性范围为10 μM～7.0 mM。利用Cr(Ⅵ)和Ag+对GOx活性的抑制作用,所得修饰电极同时实现了对Cr(Ⅵ)和Ag+的检测,对Cr(Ⅵ)的LOD低至8 nM,线性范围在10 nM～110 nM之间。实验结果表明MWCNTs-AuPtPd NPs复合材料为酶分子的固定提供了理想微环境,能够较好保持酶的生物催化活性并促进酶与电极之间的电子传递。