为了提高光纤苯酚含量传感器的灵敏度和选择性，构建了一种新型苯酚含量表面等离子共振（SPR）光纤生物传感器。传感器主要由辣根过氧化物酶（HRP）修饰 SPR光纤和苯酚选择透过性膜构成。首先在光纤表面聚合聚多巴胺（PDA），用于吸附纳米金成膜并激发SPR效应，随后在金膜表面再次聚合聚多巴胺用于固定HRP，获得HRP修饰SPR光纤。β-环糊精掺杂PEBA2533苯酚选择性聚合物膜固定在HRP修饰光纤表面。水体中苯酚分子自由通过聚合物膜后，吸附在HRP表面，在过氧化氢（H₂O₂）协助下被氧化生成难溶聚合物，增大HRP膜的折射率，促进传感器共振波长发生漂移，提高其灵敏度。研究表明，传感器对苯酚含量的测量具有高选择性和高灵敏度；在传感器采样时间为300 s时，灵敏度和检测下限分别达到224.84 pm·mmol^-1·L和159 nmol/L。

纳米酶可以快速灵敏地检测生物标记物, 有效防止疾病的爆发, 但是纳米酶的催化活性低、对底物亲和力差, 严重地制约了其检测性能。蒙脱石是一种具有典型的2:1型层状结构的硅酸盐黏土矿物, 利用其良好的吸附能力和阳离子交换能力, 将Fe3+锚定在蒙脱石的表面与层间, 制备具有类过氧化物酶性质的Fe掺杂蒙脱石纳米酶, 可增强对H2O2的亲和力, 通过比色法可实现对H2O2的检测。结果表明: 在中性条件下, H2O2的检测线性范围和检测限分别为20~500 μmol/L和5.8 μmol/L。这种蒙脱石纳米酶在分析检测和疾病诊断领域具有良好的应用前景。

为了实现对H₂O₂浓度选择性、准确的检测,研制了一种基于辣根过氧化物酶(HRP)的光纤倏逝波生物传感器。首先采用氢氧化钠溶液对去除部分纤芯的抗紫外石英光纤进行羟基化,接着利用3-氨基丙基三乙氧基硅烷进行硅烷化,其次将光纤浸入戊二醛溶液中进行醛基交联,再次将光纤移入对H₂O₂具有选择催化性的HRP溶液中进行HRP分子固定,最后将固定有HRP的光纤在室温下晾干,即可获得HRP固定化光纤生物传感器。实验研究了戊二醛、HRP的浓度和固定时间、H₂O₂溶液的温度对传感器灵敏度的影响,测试了传感器的响应时间、选择敏感性及检测下限,建立了传感器的理论模型。研究结果表明,传感器对H₂O₂有高选择敏感性,在4~20 μmol·L ^-1的H₂O₂浓度范围内传感器的输出信号与浓度间具有线性关系,灵敏度达到-8.164×10 ^-4 μmol ^-1·L,相对误差为7.59%,检测下限达到4 μmol·L ^-1。

以拟南芥过氧化物酶体生成蛋白突变体pex5和野生型为试验材料, 初步研究PEX5对拟南芥根系抗逆性的影响。结果表明, 在MS基础培养基中, 突变体pex5的根长相较于野生型根长显著变短; 同时, 拟南芥pex5突变体株高也低于野生型, 说明PEX5基因功能缺失影响了拟南芥根系和茎的生长。pex5突变体在添加氯化钠或甘露醇的MS培养基上培养时, 萌发和根伸长受到的抑制显著高于野生型, 突变体幼苗的SOD和POD活性也显著低于野生型, 说明PEX5参与调控拟南芥根系的抗逆性。本研究为解析PEX5在植物抗逆中的调控机制提供了重要参考。

辣根过氧化物酶(HRP)是广泛应用的一种生物催化剂, 其光照后HRP酶活性变化的机理还未见报道。 利用紫外-可见(UV-Vis)、 同步荧光、 圆二色(CD)光谱研究了光对HRP催化活性及酶活变化机制。 实验结果表明: 光照射HRP可促使其发生还原反应, 同时其催化活性会发生变化。 UV-Vis吸收光谱数据显示, 光照射后HRP的Soret带403 nm最大吸收峰红移、 Q带498 nm处氧化峰强度下降, 说明经光照射HRPFe(Ⅲ)被还原为HRPFe(Ⅱ)。 不同波长对光照还原影响程度为280 nm>254 nm>498 nm>403 nm; 酶活为403 nm>498 nm>254 nm>280 nm; 280 nm波长光照射下, Phe, Trp, Tyr和Cys四种游离氨基酸以及谷胱甘肽的加入均对光照还原有促进作用。 酶活性与光照还原程度紧密相关, 因Fe(Ⅱ)无法提供空轨道与H2O2配位, 所以光诱导Fe(Ⅲ)还原导致酶活下降。 同步荧光和圆二色光谱揭示了光照还原后HRP血红素的构象发生了变化, 构象的变化也是光诱导酶活变化的原因之一。 紫外光影响酶活性下降的因素为光照引发活性中心Fe(III)还原, 蛋白质构象变化的贡献。 研究结果对进一步了解光对含血红素蛋白(酶)结构和功能的影响有重要的理论和实际意义。

应用可见/近红外高光谱对细菌性角斑病早期胁迫下的黄瓜叶片中所含过氧化物酶（peroxidase, POD）活性进行检测。 在380~1 030 nm光谱范围获取120个样本（健康, 病害轻微感染1级和2级）的光谱曲线, 并使用分光光度计法测量感染病害样本中的过氧化物酶活性值。 采用单因素方差分析（analysis of variance, ANOVA）对三种不同程度早期病害胁迫下过氧化物酶活性值进行统计分析, 结果表明不同程度病害胁迫下黄瓜叶片中的过氧化物活性存在显著性差异（p=005）。 采用SPXY方法将样本分为建模集（80个样本）与预测集（40个样本）。 采用random frog（RF）和回归系数法（regression coefficient, RC）方法提取特征波段, 并建立过氧化物酶活性值的偏最小二乘回归（partial least square regression, PLSR）预测模型。 最终得到RF-PLSR具有最佳的预测效果, 预测集相关系数为0816, 预测均方根误差为11235。 研究结果表明高光谱结合化学计量学方法可以实现细菌性角斑病早期胁迫下黄瓜叶片中过氧化物酶活性的测定, 为植物病害的早期无损诊断提供参考。