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合成了5种聚合磷酸盐分别为1，3-二氢苯并三氮唑磷酸盐(1)，1，2，2-三氢氨基吡啶磷酸盐(2)，1-甲基咪唑磷酸盐(3)，8-羟基喹啉磷酸盐(4)，和二乙胺磷酸盐(5)。对化合物1和2的单晶结构进行了X-射线衍射测定。化合物3～5结构进行了元素、紫外和红外光谱表征。化合物1和2晶体结构中均含有丰富的氢键网络，但在空间构型上形成了不同的聚合结构。化合物1和2分别与马心肌红蛋白(Mb)进行了静电诱导相互作用，并将对蛋白质诱导产物分别固定于微酸性(pH6.92)条件下的硅胶.凝胶(sol-gel)体系中。静电诱导的蛋白质硅胶-凝胶薄膜通过使用光谱学和电化学手段进行了详细的表征测定。Mb/sol-gel、Mb+1/sol-gel和Mb+2/sol-gel薄膜的紫外-可见吸收光谱显示蛋白质构型均为高铁肌红蛋白。蛋白质经过化合物1和2静电相互作用后其芳香族氨基酸在280nm的最大吸收峰的位置分别红移至290nm和306nm。傅立叶红外光谱测定显示静电相互作用后蛋白质中血红素铁的高自旋态明显降低，测定结构依下列顺序变化：Mb/sol-gel＞Mb+1/sol-gel＞Mb+2/sol-gel。硅胶-凝胶固定蛋白质的电子和振动吸收光谱显示由于化合物1的一维链式结构使蛋白质多肽结构的稳定性减弱；而对于化合物2，其晶体为二维结构网络，因此对于肌红蛋白多肽结构的干扰和重组的程度远大于化合物1。以上结构显示化合物晶体结构不同对于蛋白质次级结构的静电作用是不相同的，这种差异性同时导致了蛋白质直接电子转移性能的不同。在sol-gel薄膜中，经过静电相互作用后的蛋白质分子的标准电位降低，这种趋势对于化合物2更明显。在石墨碳电极的电化学测定结构显示静电诱导的蛋白质分子的阳、阴极锋电位的差值增加；电极表面的电活性浓度以及电子转移速率系数均发生了降低。本论文提供的光谱学和电化学测定参数有助于了解血红素蛋白质的结构和氧化还原性能，同时能够促进和推进对于肌红蛋白质在生物电子装置和生物医学中的反常行为的理解。
报道了由高铁血红蛋白和高铁肌红蛋白分别与卵磷脂胶束相互作用形成的具有电化学和催化活性的复合膜。在碳糊电极表面，由蛋白质和卵磷脂形成的功能复合膜中的电子转移速率远大于溶液蛋白质在碳糊电极表面的电子转移速率。对于血红蛋白和肌红蛋白而言，循环伏安图均显示良好的准可逆氧化还原峰，分别对应于蛋白质中的血红素FeⅢ/FeⅡ氧化还原电对。在相同实验条件下，微分脉冲伏安图显示了蛋白质分子与循环伏安测定相同的标准电极电位。电子和振动光谱吸收结果显示在和卵磷脂形成的功能复合物中的蛋白质分子没有发生变性，但在次级结构上与相应的自然状态的蛋白质分子有较小的差别。肌红蛋白在卵磷脂功能薄膜中的标准电位与外界溶液pH呈线性变化关系。肌红蛋白在以上复合物薄膜中能够催化O2和H2O2的电化学还原反应，肌红蛋白的复合物薄膜极大地降低了以上物质的电化学还原的过电位。论文中确了了过氧化氢第三代生物传感器的分析性能。
首次在温和实验条件下合成了核苷一元磷酸锆[Zr(NMP)2·xH2O，其中NMP=腺苷一元磷酸(AMP)、鸟苷一元磷酸(GMP)和尿苷一元磷酸(UMP)]的孔状纳米小球，并对其结构进行了元素、紫外和红外光谱吸收测定。对上述方法得到的3种材料分别与肌红蛋白(Mb)、血红蛋白(Hb)和细胞色素C(CytC)进行了纳米结合和生物连接。紫外-可见吸收和红外吸收光谱显示上述材料分子分别与蛋白质分子之间的纳米结合是完全生物分子相适应的，即蛋白质分子在复合物中维持了与其相应自然状态下的蛋白质分子相似的结构。分别以zr(UMP)2·H2O和zr(AMP)2·H2O与肌红蛋白(Mb)进行的生物连接以便实现蛋白质分子的直接电子转移。在玻璃碳电极表面Mb-Zr(UMP)2·H2O和Mb-Zr(AMP)2·H2O复合物薄膜均显示了良好的准可逆循环伏安曲线，其氧化还原峰分别对应于血红素FeⅢ/FeⅡ电对的电子转移。基于肌红蛋白与遗传性生物分子之间的纳米连接产物所显示的卓越的催化性能，由此建立了无介质的过氧化氢第三代生物传感器。对于Mb-Zr(UMP)2·H2O和Mb-Zr(AMP)2·H2O薄膜，测定过氧化氢的线性浓度范围分别为3.92-180.14μM和3.95-156.64μM。对于Mb-Zr(UMP)2·H2O测定过氧化氢的表观Michaelis-Menten常数(Km)以及基于信噪比为3时的检测线分别为196.1μM和1.52μM。同样，对于Mb-Zr(AMP)2·H2O测定过氧化氢的上述参数分别仅为92.91μM和0.51μM。这里报道的表观Michaelis-Menten常数和测定检测线远小于目前报道的其它的肌红蛋白薄膜的测定结果，上述的过氧化氢生物传感器具有极佳的稳定性和很好的测定重现性，并且使用寿命长达20天。
首次报道血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)分别与三环式丙酮过氧化物(TATP)形成的复合物膜。以上复合物薄膜通过紫外-可见吸收、反射吸收红外光谱以及电化学方法进行了表征和测定。在碳糊电极表面，以上复合物薄膜中的蛋白质均显示良好的准可逆循环伏安曲线，其氧化还原峰分别是由相应蛋白质分子中的血红素中心FeⅢ/FeⅡ电对之间的电子转移引起的。文中测定和报道了以上蛋白质分子在碳糊电极表面发生氧化还原反应的动力学参数如标准电位(E°)、电子转移速率常数(ks)、电化学反应得蛋白质活性浓度(Г)。循环伏安测定结果显示Hb和Mb在薄膜中的标准电位均与外界溶液pH呈线性变化关系。固定的蛋白质对O2和H2O2电化学还原反应显示了良好的催化特性，对这些H2O2催化反应的线性范围和检测线进行了报道。这种氧化性蛋白质复合物膜的特性、电子转移以及催化性能有助于了解蛋白质分子在功能界面上的电化学，同时可以应用于生物电子装置的构建中。
合成了氨基酸金属配合物：[Cu(glygly)(mim)]·H2O(1)、[Cu(gly)(phen)Cl]·3H2O(2)、Cu2(glygly)2Cl2(H2O)2(3)和Ni(gly)2(py)2(4)，并进行了单晶结构表征。其中，化合物1和2金属中心Cu(Ⅱ)分别为平面四边形和四方锥构型。化合物1和化合物2应用于转录RNA连接和降解酶特性通过紫外.可见和荧光光谱，循环伏安，毛细管电泳和原子力显微镜手段进行了研究。化合物1和化合物2分别与RNA连接后，其中性配体的π→π*电子跃迁的紫外吸收峰分别红移了3nm和9nm。对照紫外-可见光谱分析得到化合物1和化合物2与RNA(1/RNA，2/RNA)的结合常数(Kb)分别为1.24×105L.mol-1和2.06×105L·mol-1；3-维荧光光谱显示1和RNA作用后荧光最大猝灭效率为0.41。通过将化合物1和化合物2及其与RNA连接产物修饰到-SH基的Au电极表面，循环伏安测定结果显示电极反应的不可逆程度由于化合物和RNA分子间强的作用而增加。在生理条件(pH7.0磷酸缓冲和37oC)，化合物1和化合物2均能够有效地时降解RNA的高级结构，降解效率分别为90％(113h)和97％(72h)。RNA切割碎片经原子力显微扫描结果显示排列整齐、首尾间隔的形貌，说明化合物1和化合物2对RNA进行了序列选择性切割。上述配合物有可能在消除微生物污染及克服现代分子生物学手段的不足等方面得到应用。