基于蛋白质界面构建的电化学传感器具有选择性高、分析速度快、操作简单、价格低廉和可进行在线甚至活体检测等优点，在工业控制、环境监测、食品检测和重大疾病诊断等方面均有重要应用价值。探索合适的方法设计蛋白质界面以实现它的信号转换是该领域研究的重点和难点。采用具有良好生物相容性和导电性的材料构建既有利于保持蛋白质的活性又能有效地转移电子的界面，既能使氧化还原蛋白质与电极进行快速的电子交换，又能发展响应快、灵敏度高的电化学传感器。沿着这条思路，本研究以细胞色素c（Cyt c）为模型蛋白质，致力于发展新型材料固定方法，以达到改进固定生物材料活性、延长传感器使用寿命等目的，进一步构筑Cyt c和辣根过氧化物酶（HRP）的双蛋白质界面以揭示蛋白质间的相互作用机理和信息传递规律，并发展更灵敏的电化学传感元件。具体开展的研究工作如下：1.基于PDDA-Gp-Au复合材料的Cyt c直接电化学及其电化学生物传感研究。利用聚二烯丙基二甲基氯化铵（简写为PDDA）为还原剂还原氧化石墨烯（GO），制备PDDA功能化的石墨烯（Gp），并在其原位生长金纳米颗粒（AuNPs），得到了PDDA-Gp-Au纳米复合物。此处掺入的PDDA可以作为“粘合”分子使石墨烯片层结构转而成为一个可原位生长Au NPs的平台，还可用作制备石墨烯纳米片胶态分散液的稳定剂。该复合物由于Gp和Au NPs的协同作用，具有良好的导电性和生物兼容性。将其用来构筑Cyt c修饰电极，并详细研究了Cyt c在该复合物内的直接电化学和电催化特性。实验结果表明，PDDA-Gp-Au纳米复合物可有效固载Cyt c分子，Gp和Au NPs的引入对Cyt c的直接电子转移发挥了较好的协同促进作用，且Cyt c/RTIL-Au-Gp-PDDA/MUA-MCH/Au电极对过氧化氢（H₂O₂）表现出优良的催化活性，可用作检测H₂O₂的传感器。2.基于PFS-DNA复合膜的Cyt c直接电化学及其生物传感器。DNA是一种生物大分子，其碱基对的堆积排列可看作是能够实现电子转移的共轭π电子体系，能促进其他电活性物质的电子转移。它能与带正电荷且具有电活性的聚电解质聚二茂铁硅烷（PFS）形成一种三维（3D）多孔结构，该孔状结构可用来固载具有堆垛结构的物质并用作生物兼容的母体。将Cyt c固载在PFS-DNA复合物的3D多孔膜中，研究Cyt c在多孔膜中的直接电化学和电催化特性。结果显示，PFS-DNA膜的3D多孔结构为Cyt c提供了良好生物兼容的微环境，促进了Cytc的直接电子转移；且Cyt c/PFS-DNA/Au电极展示了优良的生物电催化还原H₂O₂的特性，因此，可用作检测H₂O₂的传感器。3.基于GO-壳聚糖（CHIT）修饰的Cyt c和HRP的双蛋白质界面的电子传递的研究。此设计中，将具有良好生物兼容性的CHIT与具有良好电子传导性的GO制成纳米复合物用作电化学研究平台以固载双蛋白质。即利用GO-CHIT复合物来固载Cyt c和HRP混合蛋白质，构筑掺杂Cyt c的双蛋白质界面，研究双蛋白质在界面中的电子传递和其电催化特性。结果显示，双蛋白质体系能够与电极之间实现直接电子转移，电子传递速率为ks,（Cyt c-HRP）=2.63s^-1，比Cyt c和HRP单蛋白质修饰电极都大(ks,（Cyt c）=1.44s^-1, ks,（HRP）=1.53s^-1)。此外，双蛋白质修饰电极展示了优良的生物电催化还原O2和H2O2的特性，有望应用于O₂和H₂O₂的检测。4. Cyt c-HRP与GO-CHIT自组装多层膜的制备及其电化学传感研究。利用LBL技术将Cyt c单层膜电极交替地浸入GO-CHIT溶液和Cyt c-HRP溶液中组装制成双蛋白质多层膜修饰电极。使用紫外光谱和电化学交流阻抗谱（EIS）研究了多层膜电极的构建过程。重点考查了组装层数对双蛋白质相互作用以及电子传输的影响，比较了双蛋白质多层膜界面与单蛋白质多层膜界面性能的异同，揭示蛋白质界面中信息的传递规律。并研究了双蛋白质多层膜界面对电催化还原O2的性能。结果显示，双蛋白质在GO-CHIT膜中实现了层层组装，并保持了其生物电活性，在低扫描速率下对O2的电催化性能优越。