氧化还原蛋白质的直接电化学在生物学和生物电化学领域引起了广泛关注。蛋白膜伏安法是一种新的有效的方法研究氧化还原蛋白质的直接电化学，可以给蛋白质的氧化还原反应提供重要的动力学和热力学数据，另外，研究固载蛋白质和电极间的直接电子传递可以为制备新型的无媒介传感器提供理论基础。本论文中分别采用天然的胞外多糖—结冷胶(GG)，聚乙二醇接枝的多壁碳纳米管(PEG—g—MWCNTs)，晶化的有序介孔C—TiO2(MCT)复合材料和新型的蠕虫状二氧化钛等新型高聚物和纳米结构材料为载体固定蛋白质，并研究它们的生物电化学性质。本论文的主要研究工作如下： 1、一种新型的细胞外多糖结冷胶和室温离子液体的复合膜首次作为基底去包埋蛋白质分子，并且研究了它的生物电化学性质。选择血红蛋白(Hb)作为一种模型蛋白去研究结冷胶和离子液体复合体系。采用紫外可见分光光度法、循环伏安法和电化学交流阻抗技术表征了膜的性质。结果表明Hb在膜中能够很好的保持天然结构和显示良好的电化学行为。在pH7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中，出现了一对清晰的准可逆的氧化还原峰，其势量电位(E°’)为—0.368V(vs.SCE)，与典型的血红素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)氧化还原对电位一致。Hb—IL—GG修饰电极对过氧化氢(H2O2)表现出良好的电催化还原能力。 2、采用共价接枝法制备了聚乙二醇(PEG)修饰的多壁碳纳米管(PEG—g—MWCNTs)，合成的材料具有良好的水溶性和生物相容性。用傅立叶红外光谱，透射电子显微镜，热重分析法表征PEG—g—MWCNTs，证明PEG嫁接到了MWCNTs表面上。并以PEG—g—MWCNTs为生物载体来固载Hb，研究其生物电化学行为。采用电化学交流阻抗技术证明了Hb有效吸附到PEG—g—MWCNTs修饰电极表面。Hb/PEG—g—MWCNT修饰电极在pH7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中的循环伏安结果显示了一对清晰的准可逆的氧化还原峰，其峰电位为—0.34V(vs.SCE)，与典型的血红素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)氧化还原对电位一致。Hb固载到PEG—g—MWCNTs显示出对亚硝酸盐良好的生物电催化还原活性。 3、以酚醛树脂和“酸碱对”TiCl4和Ti(OC4H7)4分别为碳源和钛源，通过三嵌段共聚物直接模板法合成了有序介孔C—TiO2(MCT)纳米材料，通过无定型的碳将纳米晶锐钛矿很好的“粘连”堆砌在一起组成晶化墙壁，具有有序的介孔结构，高的比表面积(200㎡/g)，大的孔体积(0.15cm3/g)。其中二氧化钛的含量高达87wt％。将有序介孔C—TiO2用于蛋白质固定和生物电化学研究，循环伏安结果表明，MCT修饰电极在pH7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中的显示了一对清晰的准可逆的氧化还原峰，其峰电位为—0.336V(vs.SCE)，与典型的血红素Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)氧化还原对电位一致。Hb固载到MCT上对H2O2显示出良好的物电催化活性。 4、以新型的蠕虫状二氧化钛和室温离子液体复合膜为载体，首次用于辣根过氧化物酶(HRP)的固载及其生物电化学性质研究。采用紫外光谱(UV)和电化学交流阻抗(EIS)研究了HRP/wTiO2/IL膜的性质，结果表明wTiO2和IL膜提供了一个很好的微环境保持HRP的生物活性。通过循环伏安法研究了wTiO2和IL对HRP的直接电子转移反应，HRP/wTiO2/IL修饰电极在pH7.0的磷酸缓冲溶液中显示出一对良好的、对称的氧化还原峰，峰电位为—0.349V(vs.SCE)。实验结果还表明该修饰电极对过氧化氢具有良好的生物电催化作用。