纳米酶(具有类酶催化特性的纳米材料)由于其易制备、稳定性好、催化效率高而被广泛地应用于比色传感、环境保护、疾病诊断和治疗等领域。因此,设计合成新型的纳米材料对进一步提高纳米酶的性能至关重要。近年来,多孔有机骨架化合物(如MOFs、COFs等)在构筑纳米酶方面一经应用,以其优异的性能立刻引起了人们巨大的关注,成为了纳米酶研究领域的重要课题。然而,金属有机骨架(MOFs)作为纳米酶仍面临着一些急需解决的问题,如催化活性不高,底物识别特异性不好等。此外,基于共价有机骨架(COFs)纳米酶的研究还处于起步阶段。基于此,本论文利用后合成、仿生矿化等策略设计合成了基于多孔有机骨架化合物的新型纳米酶并开展了其在比色传感中的应用研究。主要内容包括:1.通过简便的后合成方法成功制备了基于铁-卟啉的共价有机骨架(Fe-COF)并首次证明基于COFs的材料具有过氧化物模拟酶活性。在过氧化氢(H₂O₂)存在下,Fe-COF可以催化显色底物3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色,这表明它具有内在的过氧化物模拟酶活性。此外,动力学研究表明,Fe-COF纳米材料对底物H₂O₂和TMB的亲和力都高于天然酶辣根过氧化物酶(HRP)。在优化的实验条件下,Fe-COF纳米材料被应用于灵敏检测H₂O₂的比色传感中。实验结果表明,其检测的线性范围为7-500μM,检测限为1.1μM。而且,实验发现Fe-COF与葡萄糖氧化酶(GOx)结合后可以实现一步法检测葡萄糖。实验测得的检测范围为5-350μM,检测限为1.0μM。实验结果表明,该传感可成功用于检测人类血清样品中的葡萄糖浓度。Fe-COF作为过氧化物模拟酶,具有制备简便、稳定性好、催化效率高等优点。我们相信,本工作将促进基于COFs的材料作纳米酶在生物医学领域的应用研究。2.合成了一种具有内在的过氧化物模拟酶活性的铁镍双金属有机骨架(FeNi-MOF)作为固定酶的载体。通过一步仿生矿化法,得到GOx介导的模拟多酶体系(GOx/FeNi-MOF)。FeNi-MOF同时具有过氧化物模拟酶和作保护涂层的双重作用。因此,得到的多酶体系既具有FeNi-MOF过氧化物模拟酶活性,又具有GOx的生物活性。FeNi-MOF作为过氧化物模拟酶,对H₂O₂具有较高的亲和力。FeNi-MOF催化活性增强可能是由于铁与镍金属中心的协同作用引起的。此外,选择GOx/FeNi-MOF作为概念验证,成功地依靠级联催化实现一步法比色检测葡萄糖。3.开发了一种新颖的、简便的溶剂热法合成新型亚100 nm的过氧化物模拟酶锆卟啉金属有机骨架(Zr-Por MOF)。实验结果表明,与经典合成法得到的微米级晶体相比,胶体Zr-Por MOF的催化性能、稳定性和在水中的分散性均有明显提高。合成的胶体Zr-Por MOF进一步成功地应用于比色检测过氧化氢,获得了满意的检测性能。此外,胶体Zr-Por MOF还成功地用于构建基于过氧化物酶的级联催化体系中。以葡萄糖氧化酶为例,该体系已成功用于实际的人血清样品的葡萄糖检测中,证明了其在糖尿病诊断中的实际可行性,并表明其在与过氧化物酶相关的复杂生物基质的应用中具有很高的潜力。