大自然的生命体历经了亿万年的演化，几乎完善了智能操控的一切过程。向自然学习，是人工智能新材料和新体系发展的永恒主题。天然酶作为生物催化剂,能够巧妙调节有机体的一切生命活动。然而，由于天然酶的蛋白质组成，大大限制了它的实际应用，获得高效稳定的酶模拟物便成为了研究热点。纳米材料以其比表面积大，表面能较高和生物相容性好等特性，近年来已经被广泛应用于模拟酶的构建。本文正是在这一背景下，利用生物化学，纳米化学，界面化学等综合研究方法，设计合成了一系列具有天然类酶活性的纳米材料和体系。推动模拟酶系统具有更好的生物相容性和实际应用价值，也进一步为功能纳米材料的应用奠定了基础。主要内容如下：1)以生物体内广泛存在的转铁蛋白天然外壳为材料基础，利用其中空球形纳米结构空腔为模板，通过点控制技术合成去铁蛋白双金簇纳米粒子（Au-Ft）。经过TEM,紫外可见光谱，荧光光谱表征，其结果与前期工作相符，证明成功制备了该粒子。详细研究了Au-Ft的类过氧化物酶的酶学性质。Au-Ft对温度和pH均存在类似于HRP的依赖关系。Au-Ft的最适反应条件为pH4.0，温度45℃。对比于粒径较大的金粒子，Au-Ft具有突出的类酶活性，并且去铁蛋白外壳对金粒子的酶活性有促进作用。Au-Ft具有较好的pH稳定性，在高温环境下仍然具有部分酶活性。进一步的稳态动力学表明其具有米氏酶特性，并确定其反应机制符合乒乓机制。Au-Ft对底物TMB的Km值低于天然酶，而对底物H2O2的Km值高于天然酶，表现出了不同的底物亲和力。最后，我们将其与GOx偶联，构建了简单快捷的葡萄糖检测法。2)以仿生智能纳米通道为基础，通过离子径迹和化学刻蚀相结合的方法，制备出具有二极管整流性质的非对称单孔材料。通过EDC/NHS修饰法，将具有GPx活性中心的生物活性肽（SRGDU）修饰到单锥纳米孔道内表面。活性中心的Se与底物GSH和tBuOOH的反应能够引起孔道内有效孔径的变化。当酶通道系统与底物GSH，tBuOOH依次作用时，纳米通道的整流强度和电流均呈现先减小后增大的趋势，且对tBuOOH的响应程度随着浓度增加而增大。在对比实验中，裸孔道和修饰对比活性肽的纳米通道则表现出相反的变化。这种模拟酶体系还能够实现多次循环响应。这种仿生智能模拟酶体系为模拟酶的发展提供了新的设计思路。3)本论文还进行了仿生智能孔道在生物毒素检测方面的研究。伏马毒素（fumonisinB1）主要存在于农业中。它不但污染粮食和相关制品，并对家畜产生潜在的致癌性和毒性。我们基于仿生智能孔道材料，设计具有伏马毒素响应性的非对称纳米孔检测体系。通过化学修饰法，将伏马毒素抗体修饰到智能孔道内表面，制备出对伏马毒素具有特异性响应的检测器件。随着对毒素响应浓度的增大，孔道呈现的整流比逐渐减小。未修饰的纳米孔与一系列伏马毒素作用，未呈现出电流和整流比的变化。本研究基于仿生智能纳米材料，探究了伏马毒素检测的新体系，为生物毒素的检测提供了新的思路。综上所述，本论文遵循向自然学习的思路，以天然铁蛋白为模板，制备去铁蛋白双金簇（Au-Ft）纳米粒子，并首次发现Au-Ft的类过氧化物酶活性。进一步探究了其催化反应的条件，性质和反应机制。最后将其应用于葡萄糖生理水平的检测。然后我们在仿生材料的基础上，构建了具有类GPx反应性的模拟酶体系。通过电流和整流比的改变，来评价体系的响应性。同时，我们还将仿生纳米材料用于生物毒素的检测，成功构建了伏马毒素检测的新方法。