氧化还原蛋白质在电极表面的直接电化学研究是生物电化学领域和生命科学领域非常热点的研究问题。它的研究对于人们获得蛋白质的热力学和动力学性质,深入认识蛋白质和酶等生物大分子在生命体内的生理作用及电子传递反应、传递机制以及开发新型的生物传感器、新型的生物燃料电池等生物电子器件都具有重要的理论和实际指导意义。另一方面,抗氧化剂被证明是很有效的自由基清除剂,并且在阻止自由基对人体的损伤方面起着重要作用,因此研究抗氧化剂的自由基清除过程和抗氧化能力也显得尤为重要。基于上述情况,本论文开展了若干研究工作,具体内容如下:1.设计了一种新型的基于氨基酸离子液体(AAILs)和碳纳米管(CNTs)复合物的电化学传感界面。其中,氨基酸离子液体被用作一种新型的葡萄糖氧化酶(GOD)溶剂。通过将碳纳米管修饰的玻碳(GC)电极浸泡在含有葡萄糖氧化酶的氨基酸离子液体溶液中,就可以方便的获得GOD-AAILs/CNTs/GC电极。用循环伏安法研究葡萄糖氧化酶在GOD-AAILs/CNTs/GC电极上的直接电化学,获得了一对可逆的氧化还原峰。同时固定在电极上的葡萄糖氧化酶仍然保持了它们的生物活性以及催化溶解氧还原的能力。在氨基酸离子液体和碳纳米管的协同作用下,该GOD-AAILs/CNTs/GC电极展现了对葡萄糖良好的电催化活性,其检测线性范围为0.05-0.8 mmol/L,检测限为5.5μmol/L(S/N = 3)。并且该传感器显示了良好的稳定性以及排除常见共存物尿酸和抗坏血酸干扰的能力。2.基于带正电的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)包裹的金纳米棒(AuNRs)与带负电的超氧化物歧化酶(SOD)在半胱氨酸(Cys)修饰金电极上的层层自组装,开发了一种检测超氧自由基( O2?- )的第三代生物传感器((SOD/AuNRs)2/Cys/Au电极)。SOD在电极表面的直接电子转移以及其本身双功能化的催化活性为O2?-的检测提供了阳极检测和阴极检测两种途径。无论是在氧化电位还是还原电位下(SOD/AuNRs)2/Cys/Au电极都显示出了良好的分析性能,如宽的检测范围,低的检测限,快的响应时间以及良好的稳定性及重现性。3.开发了一种新型、简单、比色的基于DNA酶的抗氧化剂自由基清除能力检测方法。在这个新的策略中,DNA酶作为辣根过氧化物酶(HRP)的模拟物催化H2O2氧化2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)(ABTS2-)产生蓝绿色的ABTS?-自由基。而ABTS·-自由基又能够被抗氧化剂清除并导致颜色的变化。典型的抗氧化剂抑制的ABTS?-产生动力学曲线分为两个截然不同的阶段:平台期(阶段I)和线性增长期(阶段II)。我们利用平台期时间t和线性增长期直线斜率k的乘积kt值作为抗氧化能力测定的参数。这个基于DNA酶的抗氧化剂检测体系被成功的应用到了对抗氧化剂浓度的定量检测以及不同抗氧化剂和实际样品的抗氧化能力的评估。