功能性金属-有机杂化材料由金属离子连接器和有机桥接配体组成,这种结构很值得研究。金属离子和有机分子的存在使金属-有机杂化材料具有多样化的组成、结构和性质。金属-有机杂化材料已经在能量,催化,传感和生物医学等各领域展现出应用潜力。通常,可以通过很多因素的调整使金属-有机杂化材料具备不同数量的键、桥接配体、配位数以及配体与金属之间不同的相互作用。然而,值得注意的是,绝大多数纳米级金属-有机杂化材料是使用芳环或C-C双键/三键作为有机配体来构造的。生物分子基于它的多样性结构、金属结合位点、生物相容性、手性和自组装性质,具有构建金属-有机杂化材料的广阔前景。然而,以低成本实现材料的高稳定性和温度敏感性仍然是一个挑战。这项工作致力于研究和构建具有高效率、高稳定性和生物分子可重复使用性的新型金属-有机杂化材料。以下是本论文研究的主题:研究了葡萄糖氧化酶（GOx）和辣根过氧化物酶（HRP）在铜离子基质和GMP（鸟苷5’-单磷酸酯）体系中的共固定化,以提高催化活性。获得了一种选择性,热稳定性和结构稳定性显著提高的结构。纳米配位聚合物GOx&HRP@Cu/GMP的稳定性在90℃提高了 8.5倍,在pH为3的条件下提高了 10倍。保存13天的稳定性提高了 8倍,8次循环使用后仍保持90%的活性。共固定化酶显示出对蛋白酶和有机溶剂的良好抗性,在葡萄糖生物传感器测试时表现出优异的选择性。用磷酸氢钙（CaHPO4）固定碱性蛋白酶制备碱性蛋白酶-无机杂化纳米复合材料,获得的具有花状形态特征的复合材料对大豆分离蛋白（SPI）具有水解活性,是游离碱性蛋白酶的1.57倍。碱性蛋白酶@CaHPO4杂化材料在使用7个循环后仍保持90%的相对活性,在70℃下保持100%的相对活性,在pH=4的酸性条件下保持65%的相对活性。复合材料在储存10天后表现出80%的储存稳定性,而碱性蛋白酶@CaHPO4杂化纳米材料产生的SPHs与游离碱性蛋白酶相比具有更高的自由基清除能力和钙结合能力。本文研究了一种对Cu2+和GMP（鸟苷5’-单磷酸酯）具有优异亲和力的血红素纳米复合材料。血红素@Cu/GMP显示出对不同底物的优异的双酶模拟活性,其性能比漆酶和辣根过氧化物酶相对更好。在五种不同类型的染料降解过程中,并且伴随高温和苛刻的化学条件下,显示出很高的催化性能。血红素@Cu/GMP复合材料在循环使用5次后,对包括阳离子、阴离子和其他有机溶剂在内的无机自由基保持60%的稳定性。