目前,纳米酶因其优异的酶模拟活性、高催化活性、高稳定性、低成本等优点受到了人们的广泛关注,并被应用于生物传感、纳米医药、肿瘤诊疗、生物催化、环境修复等领域。虽然纳米酶已进入了一个制备方法多样化、模拟酶类型多样化以及应用多样化的阶段。但仍然存在着模拟酶活性单一,应用过程复杂和催化效率低等问题,这促使全球数以百计的研究小组对纳米酶进行更深层次的研究。与单酶样纳米酶相比,多酶活性的纳米酶具有更高的催化效率和环境响应选择性,且酶与酶之间的协同效应、级联反应使得多酶活性纳米酶更适合应用于复杂的生命系统。此外,在分析传感方面,多酶活性纳米酶不仅能够简化操作过程而且能够缩短传感时间。目前,开发生物传感系统以ASSURED为标准,即时检测(POCT)技术首当其冲的受到了人们的青睐,其能简单和快速应用于常规和大规模高通量检测,并且检测设备具有操作简单、经济和小型化等特点,特别是在资源匮乏地区应对大规模的检测极其有效。近年来,研究表明纳米酶与POCT的结合更是一个全面的应对方案。由于纳米酶与天然酶有着相似的化学性质,能够催化一系列特定的化学或生化反应,产生特异性的输出信号。此外,明Pullulan biosynthesis确的鲁棒性、低成本和现场应用的高稳定性使纳米酶更适合作为POCT设备中的转导元件,在仿生学、生物传感和生物医学应用方面展示出了巨大潜力。基于以上研究背景,本论文致力于构建多酶活性纳米酶并与POCT设备(便携式数显温度计和智能手机)结合,应用于生物分子的传感中,实现快速便携式超灵敏现场检测。(1)谷胱甘肽(GSH)作为一种重要的内源性抗氧化剂,时刻维护着免疫系统功能的正常运行。尽管已经有各种各样的检测GSH的方法在帮助我们解决问题,但高成本、非便携的设备设施、复杂的检测过程及需要专业的操作人员等特点使其无法成为可持续发展的解决方案。受此启发,本项工作通过简单的绿色溶剂热策略制备了具有四酶模拟活性的荔枝状Cu_2O/CuO分级微球(Cu_2O/CuO HMSs)。Cu_2O/CuO HMSs表现出了类过氧化物酶(POD-like)、类漆酶(Laccase-like)、类超氧化物歧化酶(SOD-like)和类过氧化氢酶(CAT-like)活性。基于Cu_2O/CuO HMSs的类过氧化物酶活性,设计了多信号响应GSH传感平台,由于GSH能够与3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)竞争性的消耗H_2O_2,影响检测系统的吸光度、颜色和温度信号。因此,结合了紫外-分光光度计,智能手机以及便携式数显温度计构建了三模式传感策略用于定量便携式检测GSH。实验结果均显示出了良好的选择性和可重复使用性,并且能够成功地应用于人血清样品中GSH的检测。本项工作提供了一种新的制备多酶模拟物的解决方案,同时也展示了多酶模拟物能够作为一种生物便携式传感候选物的范式。(2)肝素潜在的抗凝血性能,使其被广泛用于临床治疗。然而肝素应用量的失衡也会给生命系统带来巨大的破坏。为了时刻保护生命系统的正常运行,设计POCT生物传感技术,以灵敏和准确地检测肝素显得十分重要。本项工作,首先通过单锅法合成了一种双过渡金属基的配位聚合物纳米花(CoNi CPNFs),其次以CoNi CPNFs为支撑基质PARP抑制剂锚定金纳米颗粒(Au NPs)形成Au/CoNi CPNFs。令人惊喜的是,Au/CoNi CPNFs表现出了四重独立的类酶活性:类氧化酶(OXD-like)、类抗坏血酸氧化酶(AAO-like)、类漆酶(Laccase-like)和类超氧化物歧化酶(SOD-like)活性。此外,基于Au/CoNi CPNFs的氧化酶样活性与紫外-分光光度计,便携式数显温度计以及智能手机联动构建了一个比色-光热-RGB三模式便携式传感平台,以实现肝素的快速现场量化检测。研究机制表明,肝素可通过抑制Au/CoNi CPNFs的氧化酶样活性,并且生成了蓝紫色的产物,导致溶液的颜色转变。更重要的是MG132配制,构建的传感平台实现了对肝素的高灵敏度和特异性识别。总之,这项工作为具有多酶活性的多功能纳米酶的开发和应用提供了良好的指南。