模拟酶是将天然酶的催化原理运用到合成催化材料的设计中,通过化学手段制备的具有天然酶的高效专一性的新型催化剂,具有制备方法简单、成本低、易于大规模生成等优点。这类材料在电化学中的应用也受到了广泛关注。血红素是一种典型的具有类似酶的活性中心的催化材料,它属于卟啉类化合物,是血红蛋白、肌红蛋白等的辅基,负责生物体内电子和氧的转移。血红素分子中的四个吡咯环通过四个甲炔基相连形成的一个环形结构,Fe2+位于环中心,与吡咯环上的氮原子结合,形成4个配位键。将血红素与其它纳米材料相结合制备而成血红素基纳米复合材料,既可以保持血红素良好的催化性能又具有增强的稳定性和良好的催化性能,是一类具有潜在应用的模拟酶材料,有望应用于生物传感领域。本研究基于血红素优良的模拟酶催化性质,研究了锌掺杂的血红素复合材料,血红素-氧化石墨烯复合材料以及血红素-氮化硼复合材料的制备及其在葡萄糖以及植物激素吲哚乙酸测定方面的应用。1、锌掺杂的血红素复合材料的合成、表征及其在葡萄糖测定中的应用。通过简单的水热法,合成了锌掺杂的血红素复合材料,探讨了葡萄糖氧化酶(GOD)在该复合材料上的固定及电化学响应。研究表明该新型锌掺杂的血红素复合材料稳定性好,能为GOD的固定提供良好的微环境,很好的保持了固定的GDO的生物活性。能作为模拟酶,促进GOD和电极表面之间的电子传递。该复合材料修饰电极对葡萄糖检测的线性范围为5.0 μM-0.5 mM,检出限为0.5 μM (S/N=3),相关系数R为0.998。结果表明锌掺杂的血红素复合材料提高了GOD对葡萄糖的选择性及灵敏度,对实际样品检测的结果令人满意。2、血红素-氧化石墨烯复合材料的合成、表征及其在植物激素测定中的应用。通过水热法合成了血红素-氧化石墨烯复合材料(Hemin/rGO),通过扫描电子显微镜、拉曼光谱以及紫外可见光谱对该复合材料进行了表征。该材料具有过氧化物酶的性质,将该复合材料修饰到玻碳电极表面,在有氧的情况下能实现对吲哚乙酸的催化氧化。在磷酸盐缓冲溶液体系中,利用电流时间曲线法,设计了一种方便、快速和低成本检测植物激素吲哚乙酸(IAA)含量的新方法。该方法对IAA测定的线性范围是0.1μM-0.185mM,相关系数R为0.999,检测限为0.05μM,能用于实际样品的检测,结果令人满意。3、血红素-氮化硼复合材料的合成、表征及其在植物激素测定中的应用。利用水热法合成了血红素-氮化硼复合材料(Hemin/BN),利用该复合材料的拟过氧化物酶的性质,制备了一种能够直接用于测定吲哚乙酸(IAA)的新型电化学生物传感器。将制备的Hemin/BN复合材料修饰到玻碳电极表面,在有氧的条件下,利用电流时间曲线法,实现了对吲哚乙酸简单、快速、高选择性的测定。该传感器对IAA测定的线性范围为0.5μM-0.08 mM,检出限为0.15μM(S/N=3),相关系数高达0.997。将该传感器用于测定水果和果汁中的吲哚乙酸,结果令人满意。