荧光生物传感器因其具有灵敏度高、选择性好和操作简单便捷等优点,已在生物小分子、金属离子、生物酶活性以及癌症标记物的分析检测等领域得到广泛应用。随着纳米技术的飞速发展以及纳米模拟酶概念的提出,纳米酶因其可模仿天然酶的催化功能且具有良好的稳定性,在生物传感及纳米诊疗体系发挥着重要作用。截至目前的文献报道,基于纳米酶构筑的传感器主要集中在利用其催化底物（如:OPD、TMB、ABTS）显色,实现待测物定量检测的应用中,且大多以单信号输出为主,对目标物的检测灵敏度较低。因此,针对上述问题,本论文围绕构建新型荧光传感器（单信号和双信号输出模式）、拓展具有酶活性的纳米材料的生物应用为出发点展开研究,主要的研究内容如下:1.通过简单的一步水热合成法制备生物相容性良好的氮化硼量子点（BN QDs）,基于谷胱甘肽（GSH）调控二氧化锰纳米片（MnO2NS）对BNQDs的荧光内滤效应,设计了“turn off-on”模式的生物传感器。MnO2NS极强的光吸收能力可有效地淬灭BN QDs的荧光,而GSH的引入使MnO2分解为Mn2+可以恢复体系荧光,并且恢复的荧光依赖于GSH的浓度。在最佳条件下,该传感平台对GSH的线性检测范围为0.5μM～250μM,检测限为160nM。并在人体血浆样品中具有很好的选择性,验证了该系统具有很好的实际应用价值。2.利用二维锰-铁层状双氢氧化物（Mn-Fe LDH）的信号放大以及催化功能构筑了基于抗坏血酸（AA）的比率型荧光传感器。一方面,Mn-Fe LDH模拟氧化酶的功能,催化邻苯二胺（OPD）氧化成OPDox,OPDox在565nm处产生发射荧光。另一方面,Mn-Fe LDH作为能够高效催化AA与OPD的化学反应的催化剂,可以生成3-（1,2-二羟基乙基）呋喃[3,4-b]喹唑啉-1（3H）-1（N-杂环化合物）,在425nm处出现最大发射峰（放大倍数约6倍）。Mn-Fe LDH纳米片的存在不仅导致了 N-杂环化合物在425 nm处的发射增强,并且基于AA的刻蚀会导致565 nm处的荧光减弱,依据425 nm和565 nm处的荧光响应,构建比率型荧光传感平台（△F425nm/ΔF565nm）用于检测AA。同时,根据在碱性磷酸酶（ALP）水解底物L-抗坏血酸-2-磷酸三钠盐（AAP）生成AA,设计比率平台来检测ALP的活性,检测限低至0.16mU mL-1。与传统引入两种荧光探针的比率传感平台不同,该体系是基于原位产生荧光信号,无需引入额外的发光探针,大大简化实验流程,在生物领域具有广阔的应用前景。3.采用“点石成金”策略,通过Cu2+与Zr-MOF中的2,2’-联吡啶配位简单地引入催化活性位点,成功构筑基于单原子纳米酶信号放大型荧光传感器。基于电子顺磁共振和同步辐射的X射线吸收细结构光谱证明了 Zr-MOF-Cu中Cu活性位点的配位环境,制备的Zr-MOF-Cu表现出良好的催化能力,可催化AA为脱氢抗坏血酸（DHAA）,并进一步引发后者与OPD的反应,产生强度增大8倍的荧光信号。基于ALP催化AAP去磷酸化生成AA,构建了定量测量AA和ALP活性的灵敏荧光体系,并以癌胚抗原作为模型进行了相关荧光酶联免疫分析测定试验,在0～100ng/mL范围内具有良好的线性响应。此外,Cu活性位点的稳定负载使传感平台的稳定性高,经六个月储存没有催化活性的损失且可重复使用。4.首次揭示了 CuFe LDH具有氧化物酶和过氧化物酶活性且可自生成H2O2。电子自旋共振光谱证实了活性氧（羟基自由基、超氧阴离子以及单线态氧）的生成。不仅如此,CuFe LDH还具有氧化GSH的能力,进一步抑制了活性氧的消耗,提高其抗菌性能,达到协同治疗的效果。无需要引入额外能量,对大肠杆菌（E.coli）以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的抗菌效率达99%以上,小鼠体内实验表明,MRSA感染的伤口经CuFe LDH杀菌后加速了伤口愈合。更重要的是,CuFe LDH具有良好的生物相容性以及低毒性。该工作首次阐述了 LDH的协同抗菌机理,拓展了其在抗菌领域的应用。