中文摘要：

首先将氧化还原酶或蛋白质与带有相反电荷的聚离子层层组装到纳米粒子或亚微米粒子上，形成以纳米粒子为"核"，{酶/聚离子}n层层组装薄膜为"壳"的核-壳型纳米簇。再将这种酶的核-壳型纳米簇与带有相反电荷的聚离子进一步层层组装到电极表面，形成酶的核-壳型纳米簇的层层组装薄膜电极，从而实现氧化还原酶在此种新型薄膜电极上的直接电化学，并应用于各种底物的电化学催化。本课题将蛋白质的直接电化学与核-壳型层层组装纳米簇相结合，将纳米粒子在为蛋白质提供良好微环境方面的优点与层层组装技术在精确控制薄膜组成和厚度方面的优点，以及核-壳型纳米簇在固定蛋白质方面的优点相结合，提出了氧化还原酶的直接电化学研究的新思路，为蛋白质的直接电化学研究提供了一个新的有潜力的研究方向。这将为研究酶在生命体内的电子交换提供模型，对认识酶在生命体内的电子转移机制具有重要意义，也将对研制和开发第三代酶的电化学生物传感器提供重要基础。

结论摘要：

本项目研究了多种血红素蛋白质在各种核-壳型纳米簇层层组装薄膜电极上的直接电化学行为，及其对多种底物的电催化性质。所采用的"核"材料既包括各种无机纳米粒子，也包括碳纳米管，还包括亚微米级的功能化的聚苯乙烯微球。而对于"壳"的构建，除了采用直接吸附蛋白质和在"核"表面层层组装{蛋白质/聚电解质}n多层膜以外，还采用有机树枝状聚合物dendrimer来包裹Au纳米粒子。再用这种蛋白质核-壳型粒子与聚电解质，或dendrimer-Au核-壳型纳米结构与蛋白质在电极上进行层层组装。对层层组装的驱动力，蛋白质、聚电解质和纳米粒子之间的相互作用，影响蛋白质在层层组装薄膜中的电活性的因素，薄膜中蛋白质的电子转移机理等进行了深入的研究。三年来，发表SCI论文30篇，包括在J. Phys. Chem. B、Biosens. Bioelectron.、Langmuir和Biomacromolecules等高质量期刊上发表11篇；已有4名博士、6名硕士研究生毕业；项目主持人2007年曾赴美国University of Connecticut与James F. Rusling教授进行短期合作研究。