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天然酶是一类具有良好催化活性的蛋白分子,但易受温度、酸碱度等外界环境影响,极易失去自身催化活性,且体内含量低、稳定性差,其储存繁琐且价格昂贵。纳米酶,作为一类具有类酶活性的纳米材料,由于独特的性能、易存储易制备、活性可调等性质,已经广泛应用于药物递送、生物传感和纳米诊疗等众多领域。尽管如此,纳米酶目前仍然面临着诸多挑战和困难,例如,与天然酶相比,纳米酶的催化能力不突出,物理和化学性质不明确等。因此,制备表面性能可调控、催化性能优异、结构稳定性好的纳米材料,对生物医疗领域的发展有着重要意义。本论文基于不同结构具有类过氧化物酶活性的新型铁基纳米酶,探索了其在可视化生物小分子检测中的应用、并实现了DNA分子对无机纳米酶活性的精准调控。论文具体研究内容如下:第一章:简述了纳米酶的研究进展,包括纳米酶的分类和应用,重点介绍了氧化物纳米材料、贵金属纳米材料和碳基纳米材料等三大类,分析了纳米酶的应用趋势,重点概述了其在H2O2和葡萄糖检测、细胞和细菌检测、核酸检测、生物成像等四个方面的应用。第二章:利用一步法合成新型核-壳结构的磁性四氧化三铁包碳纳米粒子（Fe3O4@CYSNs）,并基于其类过氧化物酶活性,实现对H2O2和葡萄糖的高灵敏可视化无标记检测。由于其独特的蛋黄-蛋壳结构,与其它纳米酶和自然酶HRP相比,该材料具有更高的类酶催化活性,稳态动力学实验表明其催化机制符合Michaelis-Menten模型。基于其优异的催化性能,实现了对H2O2 0-2000μM动态范围的检测,检出限低至0.39μM;在此基础上,成功实现对葡萄糖0-200μM动态范围的检测,检出限低至1.12μM,且对葡萄糖同系物具有良好的抗干扰性。基于本方法,完成了对血糖实际样品的初步检测,检测数据与医院数据基本吻合,在未来的定点诊断和现场试验中具有重要的意义。第三章:利用一步法和选择性化学刻蚀制备了负镍碳化层包覆四氧化三铁的核-壳纳米管（Fe3O4@C/Ni NT）。由于镍纳米粒子和四氧化三铁纳米粒子的协同作用,该材料表现出优异的催化活性和磁性。基于该材料的类过氧化物酶活性,建立了一种检测H2O2和胆固醇的灵敏可视化方法。在优化实验条件下,实现了对H2O2 0-2000μM范围的检测,检出限为0.18μM,对胆固醇的检测范围为0-1000μM,检出限为2.90μM。该传感器在胆固醇同系物浓度为胆固醇20倍时,仍表现出良好的选择性。对血清胆固醇检测的平均回收率在88%～105%范围内,与医院数据基本吻合,有望用于血清胆固醇含量的无标记、快速、高灵敏、高特异性可视化比色检测。第四章:通过不同结构DNA与无机纳米酶的界面工程,实现对无机纳米酶活性的精准调控。无机纳米酶活性调控目前多采用复杂的材料合成或表面修饰,步骤繁琐且耗时耗力。这里采用单链DNA,短双链DNA,发夹结构DNA和杂交链式反应（HCR）扩增后长双链DNA四种不同结构DNA,实现对无机纳米酶催化活性的精准调控。结果表明,短双链DNA对纳米酶活性几乎没有提高,单链和发夹结构DNA对纳米酶活性产生了中等程度的提高,HCR扩增产物对纳米酶活性有最优的增强效果。此外,系统分析了影响DNA对无机纳米酶活性调控的因素,通过吸附和脱附实验,初步提出了不同结构DNA和纳米粒子的作用机制。基于杂交链式扩增反应和四氧化三铁纳米粒子,建立了一种简单快速、无标记、灵敏检测鼠疫耶尔森氏菌相关DNA序列的比色方法,为将来反击生物恐怖主义袭击提供了有效的策略。第五章:结论。