氧化还原蛋白质或酶的电化学研究，可以为研究酶在真实生命体内的电子转移机制提供模型，也可以为构筑新型的电化学生物传感器、生物反应器和生物医学器件奠定重要基础，因此日益受到研究者们的关注。本论文主要研究了肌红蛋白(Mb)和葡萄糖氧化酶(GOD)在吸入型SiO2纳米粒子层层组装薄膜电极上的电化学和电催化行为。用循环伏安法(CV)、方波伏安法(SWV)、电化学阻抗谱(EIS)、石英晶体微天平(QCM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱分析(EDX)等多种方法对薄膜进行了表征。对蛋白质进入薄膜的作用模式，特别是薄膜中原位沉积的金纳米粒子对蛋白质直接或间接电子传递的促进作用的原因和机理进行了探讨。　　 第一章简述了氧化还原蛋白质电化学研究的意义、发展历史和现状。　　 简述了层层组装技术和吸入型层层组装薄膜的研究进展，特别介绍了其在蛋白质电化学研究方面的应用。简要综述了金纳米粒子的制备，特别是原位合成金纳米粒子的方法，以及金纳米粒子在电化学中的应用。对本论文涉及到的几种氧化还原蛋白质或酶的基本性质也在本章中做了介绍。　　 第二章 SiO2纳米粒子层层组装薄膜对肌红蛋白的吸入及其电化学研究。　　 首先用带相反电荷的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)和SiO2纳米粒子在电极表面构建{PDDA/SiO2}n层层组装薄膜，再浸入Mb溶液中吸入Mb，以形成{PDDA/SiO2}n-Mb薄膜。通过监测Mb中血红素辅基Fe(III)/Fe(II)氧化还原电对的循环伏安响应来考察Mb在{PDDA/SiO2}n薄膜中的吸入行为。作为对比，还研究了Mb在{PDDA/PSS}n薄膜(PSS为聚苯乙烯磺酸钠)中的吸入行为。实验表明，含有刚性SiO2纳米粒子的{PDDA/SiO2}n薄膜比完全由柔性聚电解质形成的{PDDA/PSS}n薄膜更加疏松多孔，因此更有利于吸入Mb到其内部，并表现出更大的电化学响应信号和更好的电催化性质。通过一系列对比实验发现，Mb从溶液中扩散进入薄膜的主要驱动力很可能是带相反电荷的Mb和薄膜中SiO2组分之间的静电引力。而{PDDA/SiO2}n-Mb薄膜在空白缓冲溶液中所表现出的良好稳定性，则可能主要是由于Mb和{PDDA/SiO2}n薄膜之间存在的疏水作用力。　　 第三章{壳聚糖/SiO2]n层层组装薄膜中金纳米粒子的原位合成及其对肌红蛋白直接电化学的促进作用。　　 以带相反电荷的壳聚糖(CS)和SiO2纳米粒子所形成的{CS/SiO2}n层层组装薄膜为载体，将Mb和Au(III)离子从它们的混合溶液中同时自发地吸入到薄膜内部，再通过电化学还原的方法将Au(III)离子还原为金纳米粒子，形成蛋白质纳米复合薄膜，表示为{CS/SiO2)n-Mb-Au。对比研究表明，Mb在含有金纳米粒子的{CS/SiO2}n-Mb-Au薄膜中的直接电化学信号和电化学催化H向应要远大于不含金纳米粒子的{CS/SiO2}n-Mb薄膜。这可能是由于薄膜中原位合成的金纳米粒子更接近Mb的氧化还原中心heme辅基，因此可以作为Mb分子间以及Mb与电极间电子传递的桥梁，使薄膜中更多的Mb表现出电化学活性。对薄膜中金纳米粒子促进蛋白质直接电化学的机理的深刻理解，将为发展第三代基于酶的直接电化学的电化学生物传感器开辟新的途径和思路。　　 第四章层层组装薄膜中原位沉积的金纳米粒子密度的提高及其对Fc(COOH)电化学响应和生物电催化的促进作用。　　 首先将聚烯丙基氯化铵(PAH)和SiO22纳米粒子在热解石墨(PG)电极表面构建{PAH/SiO2}n层层组装薄膜，再将薄膜浸入HAuCI4溶液中使Au(III)离子扩散进入到薄膜内部。然后将薄膜浸入NaBH4溶液中，以使薄膜中的Au(III)离子转化为金纳米粒子。反复进行这- Au(III)离子的吸入和还原过程可以提高薄膜中金纳米粒子的密度。虽然{PAH/SiO2}n薄膜作为扩散屏障限制了溶液中单羧酸二茂铁(Fc(COOH》在电极表面的CV响应，但薄膜中形成的高密度的金纳米粒子却可以极大提高Fc(COOH)的CV响应，并伴随着峰电位差的减小。薄膜中金纳米粒子密度的增加对Fc(COOH)电化学的促进作用也被应用于提高GOD电催化氧化葡萄糖的响应信号。探讨了薄膜中金纳米粒子改善Fc(COOH)电化学响应的机理。