纳米金属有机骨架化合物（NMOFs）兼具纳米材料、多孔材料以及无机－有机杂合材料的优点，因此基于NMOFs构建电化学生物传感器（用NMOFs固定或模拟生物活性分子）可大大增加电极有效表面积并促进直接电子传递、增进分子识别和预富集功能，且具有电化学活性及生物相容性，从而可大大提高传感器的灵敏度和选择性；同时，利用NMOFs的高度有序性及可剪裁性，还可实现对其结构和性能的精细调控及对传感机理和构效关系的研究。目前有关NMOFs的研究才刚刚开始引起重视，有关其电催化和电传感的研究更只是初露端倪。本项目将设计合成由过渡金属和配体（生物配体为主）构成的系列NMOFs，用于构建性能优良的电化学生物传感器，并深入系统地研究NMOFs的组成、结构等因素与传感器性能之间的关系，探寻其中的规律和机理。这一研究将NMOFs引入电化学生物传感领域，发展新的传感器件，具有明显的科学意义和广阔的应用前景。

金属有机配位聚合物兼具金属及有机配体的性质，又具有多孔性和可调控性，因此在众多领域都有广泛应用，成为科学研究的热点材料。然而，基于金属有机配位聚合物的电化学传感还是一个崭新的研究领域，相关文献报道还很少。但是，由于此类材料自身的特性——金属中心的氧化还原活性、有机/生物配体的功能性、多孔性等——我们认为将其应用于电化学传感是很有前途的、值得努力的研究课题。 本项目执行期间，按照计划开展了相应的研究工作，进行了金属有机配位聚合物的设计、合成及表征，并基于该类材料构建了电化学传感器，研究了材料性质与传感器性能之间的关系。主要研究工作包括基于氨基酸配体的新型配位聚合物的合成、表征及电化学传感；同晶取代对配位聚合物性质的影响；纳米配位聚合物的制备及电化学传感；利用辅助配体构建多孔配位聚合物并用于电传感；基于Mn的配位聚合物的制备及其对过氧化氢的氧化还原双催化功能；基于卟啉衍生物的双金属配位聚合物的合成及电化学传感研究；基于腺嘌呤生物配体的配位聚合物的合成及电化学传感研究；以金属硫堇配位聚合物结合适配体用于肿瘤标识物的电化学生物传感；以及以纳米配位聚合物为前驱体制备纳米氧化物并用于电化学传感；和以配位聚合物为前驱体制备碳氮材料CNx并用于电化学传感等。 资助项目执行期间，研究工作取得了丰富的成果，圆满完成任务。已取得的主要研究成果包括：在国内外学术期刊上发表研究论文11篇（其中发表于国外SCI期刊的10篇）；参加了5个国际、国内学术会议，发表会议论文计7篇；申请相关中国发明专利6项（其中4项已公开或实审）；培养了4名研究生已获硕士学位，还有5名在读。

借助酶催化反应诱导生成纳米材料是构建电化学生物传感器的一个新的研究领域。本项目拟以葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、尿酸氧化酶和乙醇氧化酶四种氧化酶为模型酶，分别利用这四种酶对其底物葡萄糖、尿酸、胆固醇和乙醇的催化反应诱导电极表面生成金纳米粒子、利用氧化酶与过氧化物酶的双酶连续催化反应诱导电极表面沉积聚苯胺以及氧化酶催化反应对碱性磷酸酶催化反应诱导电极表面生成银纳米粒子的抑制，构置基于氧化酶和具有电化学活性纳米材料的生物传感器，建立评价酶活性和高选择性、高灵敏检测相应底物的电分析新方法。该研究对于扩展生物催化诱导生成纳米材料的应用领域、丰富化学修饰电极的研究内容以及开发新型仿生器件具有重要科学意义。

构置了三类共11种基于氧化酶及其与过氧化物酶、碱性磷酸酶耦合诱导生成金纳米粒子、聚苯胺等纳米材料的新型电化学传感器，实现了在自诱导纳米材料促进下葡萄糖氧化酶的直接电子转移，提出了一种与众不同的消除电化学生物传感中抗坏血酸干扰的新模式；并将生物催化诱导生成纳米材料的研究思路扩展到DNA杂交分析和细菌催化诱导生成纳米材料的新领域；建立了葡萄糖、胆固醇、尿酸、H2O2和DNA等生物物质的高灵敏、高选择性测定新方法，使相关测定灵敏度提高1至2个数量级、线性范围达3至4个数量级。完成论文20篇，其中在《Biosens.Bioelectron.》、《J. Mater. Chem.》和《Analyst》等期刊上发表论文11 篇。项目中取得的研究成果，为生命科学中相关生物物质的电子传递作用机理、定量分析以及纳米材料生物合成的研究提供了新的手段，对丰富化学修饰电极技术与理论、拓展电化学分析技术在生物领域中的应用范围具有重要意义。协助培养博士生5名、硕士生4名。

有机多核杂环化合物的合成及其性质的研究，利用多齿配体合成多核金属环状有机化合物。研究它们的亲核取代和开环反应，特种结构的金属铟、锡、钛等金属有机化合物可能有导电性，二茂铁为高聚物骨架的金属桥联化合物可自金属杂二茂铁环吩制得。研究这种环吩的环聚合反应，探索铟有机化合物的合成性质研究。