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光化学传感器由于响应速度快且具有高通量、可视化检测的特点，在公共安全、人类健康及环境监测等领域具有广泛的应用前景。利用纳米材料的催化活性来放大检测信号从而提高光化学传感器的灵敏度，是一个重要的研究方向。本论文设计了三种基于催化活性的双功能纳米材料光化学传感器，为提高光化学传感器的灵敏度提供了新思路。主要研究内容如下：1.提出了利用具有荧光性质和催化活性的金纳米团簇设计荧光传感器的方法。利用具有生物功能的辣根过氧化物酶制备了金纳米团簇（HRP-AuNCs），无需后续的功能化修饰得到了同时具有荧光性质和酶催化活性的双功能纳米材料，用于构建光化学传感器。HRP-AuNCs表面的HRP可以催化H2O2的氧化还原反应，导致金纳米团簇的荧光淬灭，从而可以实现H2O2的检测。该方法对H2O2的检测限达30nM，与不具有酶催化活性的BSA-AuNCs相比灵敏度提高了10倍。2.利用具有催化活性和识别性能的模拟酶纳米材料构建了高灵敏、高通量、可视化的蛋白质传感器阵列。制备了两种具有模拟酶活性的功能化Fe3O4NPs，其催化活性用于信号放大，其表面的功能化配体用于生物识别。生物分子与配体的相互作用可以调节其对显色底物的催化活性，从而提供响应信号的变化。由这两种双功能纳米材料组成的传感器阵列可有效区分11种蛋白质。响应灵敏度可低至50nM，对于部分蛋白质，最低可达1nM。与常规的显色阵列传感器相比，灵敏度提高了1000倍；与基于酶放大的阵列传感器的灵敏度相当，但纳米材料模拟酶比生物酶具有更好的稳定性且成本更低。3.利用纳米材料的催化活性和吸附性能，设计了可实现室温富集-原位检测的高灵敏催化发光传感器。选取了同时具有吸附性和催化活性的纳米二氧化锆作为传感材料，其吸附性用于乙醇的预富集，其催化活性用于输出原位发光信号。与传统的催化发光传感器相比，其灵敏度提高了3000倍。该传感器具有寿命长、灵敏度高、能耗低、无需发光试剂的优点，成功用于酒后呼吸气中乙醇的检测。在此基础上，还发展了由不同纳米材料组成的室温富集-原位催化发光检测的传感器阵列，并将其用于信息素的识别。