无机纳米材料通常被认为是生物惰性物质,但最新研究发现,许多无机纳米材料甚至有机-无机杂化纳米材料能够模拟天然酶的催化活性,这类具有模拟酶活性的纳米材料被称为纳米酶。纳米酶因具有稳定性高、成本低、活性易调控的优势,一跃成为酶学领域的研究新热点。在目前开发的纳米酶中,含铁纳米酶展现了尤为高的催化活性和稳定性,在众多纳米酶中脱颖而出。然而,目前开发的含铁纳米酶在生物分析应用中的灵敏度仍有待提高,检测模式仍有待丰富,应用范围也有待拓展。本文通过开发新型含铁纳米酶,研究其模拟过氧化物酶的催化性质和催化机理,并通过将纳米酶的理化性质和催化活性相结合,构建了用于生物小分子和癌细胞检测的高灵敏传感平台。研究并发现共沉淀法制备的磷酸亚铁纳米花（Fe3（PO4）2·8H2O NFs）具有过氧化物模拟酶活性。对影响其催化活性的因素和催化动力学研究显示,其催化活性受温度、pH、H2O2浓度和纳米酶浓度的影响,对H2O2和四甲基联苯胺（TMB）的亲和力高于辣根过氧化物酶（HRP）。催化机理研究证明,其催化活性源于产生的羟基自由基（·OH）。将Fe3（PO4）2·8H2O与葡萄糖氧化酶（GOx）通过温和的合成策略进行集成,得到了类绣球花形貌的杂化纳米花（HNFs）。详细研究该集成式纳米酶的催化活性和稳定性,发现其比游离酶具有增强的催化活性和稳定性。基于该集成式纳米酶构建了一种自激活级联检测葡萄糖的传感策略,成功实现人血清中葡萄糖的检测,线性范围为0.01–20 mmol/L,检测限为0.1μmol/L,并证明该方法具有高的选择性。加标回收试验测得葡萄糖的回收率为96.41%–108.29%,RSD小于6.89%。利用GOx-Fe3（PO4）2·8H2O HNFs进一步设计了一种便携式的新型可视化分析装置用于现场葡萄糖检测。成功合成了具有过氧化物模拟酶活性、荧光特性以及靶向癌细胞功能的多功能Fe3（PO4）2·8H2O-碳点（CDs）-叶酸（FA）杂化纳米花（h NFs）。催化动力学研究显示,该荧光纳米酶对双底物的亲和力高于HRP和其它报道的纳米酶。基于其优异的催化性能和靶向癌细胞的能力,开发了一种比色和可视化癌细胞检测方法,该方法可实现肉眼分辨25个人宫颈癌细胞（He La细胞）。催化机理研究证实,其可催化H2O2产生·OH,进而将hNFs用于H2O2和抗坏血酸（AA）介导的癌细胞选择性杀伤中。利用h NFs的荧光成像能力,直观证实其靶向癌细胞的特异性,并证明两种策略均具有良好的杀伤效果。以对苯二甲酸（TA）为有机配体,采用溶剂热法制备了具有八面体形貌的MIL-101（Fe）,详细研究其过氧化物模拟酶催化性质和催化机理,结果显示,其具有优异的过氧化物模拟酶活性,对双底物的亲和力高于HRP,催化活性源于·OH的产生。MIL-101（Fe）的有机配体TA可被催化产生的·OH氧化生成高荧光产物,赋予其催化和荧光发射的双重功能。将该双功能纳米酶用于构建牛奶中胆碱和人血浆中乙酰胆碱（ACh）检测的无标记荧光生物传感器,两者的线性范围分别为0.1–10μmol/L和0.01-100μmol/L,检测限分别为20.0 nmol/L和8.9nmol/L。干扰试验研究表明,该方法对胆碱和ACh均具有高的选择性。该方法测得实际样品的结果与胆碱实际加标浓度和商业试剂盒所测ACh浓度一致,两者的回收率分别为99.63%–102.00%和97.20%–102.91%,RSD分别为1.02%–3.24%和0.88%–2.56%,表明该方法具有高的准确性。以Fe3O4为核、聚多巴胺（PDA）为内壳、MIL-101（Fe）为外壳,成功合成了具有增强的过氧化物模拟酶活性的核-壳-壳磁性微球。对其催化机理探讨,结果显示催化活性源于·OH的产生。产生的·OH一方面使Fe3O4@PDA@MIL-101（Fe）的荧光增强,另一方面将无色的邻苯二胺（OPD）氧化为黄色产物（ox OPD）,ox OPD又反过来使增强的荧光发生淬灭。基于该原理构建了一种荧光/比色双模式传感平台,用于检测牛奶中胆碱和人血浆中ACh。胆碱在荧光和比色模式下的线性范围分别为0.05–40μmol/L和0.05–50μmol/L,检测限分别为11.3 nmol/L和18.5 nmol/L,ACh在荧光和比色模式下的线性范围分别为0.02–20μmol/L和0.05–20μmol/L,检测限分别为9.8 nmol/L和16.6 nmol/L。该双模式传感平台测得实际样品的结果与胆碱实际加标浓度和商业试剂盒所测ACh浓度一致。加标回收试验显示,两者的回收率分别为97.07%–101.13%和97.52%–103.55%,RSD分别为0.55%–1.83%和0.98%–3.28%,表明该方法具有高准确性。