卟啉作为很多重要酶的模拟酶,已成为自然界中一类重要的有机化合物。尤其是金属卟啉,具有较高的催化活性,通常将它们与具有规则形状和大小的纳米材料进行有序组装,以实现其模拟金属蛋白酶的功能。金属卟啉是良好的电子媒介体,对与生命过程密切相关的生物小分子的氧化还原具有较好的电化学催化活性。另外,金属卟啉还可以与DNA功能化的纳米材料进行组装,形成检测探针,通过电流的增强来进行信号放大。因此,基于卟啉的仿生催化性质,金属卟啉与纳米材料进行有序组装形成的纳米复合物可用于构建新型的检测探针和电化学生物传感器。本论文致力于检测探针的制备和卟啉-金纳米粒子纳米材料在电化学生物传感器中的应用。1.卟啉功能化的金纳米粒子对过氧乙酸的选择性电化学检测水溶性阳离子iron(Ⅲ) meso-tetrakis(N-methylpyridinum-4-yl)porphyrin (FeTMPyP)和金纳米粒子(GNPs)通过静电相互作用交替地固定在聚(二甲基二烯丙基氯化铵)包裹的碳纳米管(PDDA-CNTs)修饰的电极上,在电极上形成了(FeTMPyP-GNPs)2/PDDA-CNTs复合膜。扫描电子显微镜和紫外-可见吸收光谱表征了卟啉功能化的金纳米粒子和这种新颖的纳米复合膜的形成过程。(FeTMPyP-GNPs)2/PDDA-CNTs复合膜修饰的电极在-0.112V和-0.154V有一对稳定、对称的氧化还原峰,这是因为金纳米粒子的引入,加速了FeⅢTMPyP/FeⅡTMPyP电对的氧化还原过程。修饰的电极对过氧乙酸(PAA)的还原具有优良的电化学催化活性。构建的生物传感器对PAA具有快速的响应(约为3s),检测范围从2.5×10-6M到1.1×10-3M3个数量级,检测限为0.50μM。更重要的是,过氧化氢(H2O2)的存在不会干扰检测。因此,制备的生物传感器在不用去除H2O2的条件下对PAA具有高选择性的响应,在实际中具有广泛的应用前景。2.基于卟啉仿生催化的DNA电化学检测基于卟啉的仿生催化发展了一种新型的电化学方法来检测DNA。将带巯基的双链DNA (dsDNA)与金纳米粒子(GNPs)结合,然后通过阳离子iron (Ⅲ) mesotetrakis (N-methylphyridinum-4-yl) porphyrin (FeTMPyP)与dsDNA之间的外部沟槽插入作用,将FeTMPyP负载在dsDNA上,制备成FeTMPyP-DNA-GNPs检测探针。得到的纳米探针复合物用扫描电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和圆二色光谱进行了表征。该检测探针修饰的金电极,经过电化学循环伏安扫描,对O2的还原表现出良好的电化学催化行为,这是由于GNPs和DNA的存在共同加速了FeTMPyP和电极之间的电子传递,并且增加了FeTMPyP在电极上的固载量。基于卟啉对O2的仿生催化还原,制备的生物传感器可以对DNA进行稳定灵敏的检测,线性范围从1.0pM到10nM,检测限为0.25pM。重要的是,该传感器可以高选择性地区别目标DNA和碱基错配的DNA链。这种检测方法可以方便地用于其他生物分子的检测。据我们所知,这是第一次将卟啉的仿生催化性质用于检测探针的制备,并为构建新型的生物分子识别元件开辟了空间。