天然酶是活细胞产生的拥有特定催化性能的一类蛋白质或核糖核酸，然而，其较差的稳定性限制了其在复杂环境中的活性，且高昂的成本阻碍了其广泛的应用。因此，近几年来模拟酶材料应运而生，模拟酶是指具有类似某些天然酶催化能力的材料，与天然酶相比，模拟酶具有稳定性高、成本低、易于生产、催化性能可调控等特点，逐渐被应用在药物治疗、生物传感、环境保护等领域。尽管相关研究取得了重大进展，但是，模拟酶的一个关键性问题在于其催化活性的调节，之前报道的多数模拟酶需要过氧化氢或贵金属的引入以增强其催化活性，这增加了体系的不稳定性和合成的成本。我们的研究中采用清洁能源可见光为驱动力，设计光响应模拟酶展现类似酶的催化活性。

共轭微孔聚合物（CMPs）是由芳香环连接而成的具有扩展共轭体系的无定型微孔骨架材料，具有比表面积大，稳定性高，且孔径与结构可精细调控等特点，由于其独特的结构特点，CMPs在气体吸附分离，污染物移除，非均相催化，荧光传感，光捕获，电能存储等领域展现出巨大的应用潜力。与其他的多孔材料相比，CMPs最大的特性在于其结合了π共轭特性与微孔结构，最近的许多研究已经表明它们可以被用作光解水产氢、光催化降解染料、光催化有机反应等，在光催化领域展现广阔的应用前景。受此启发，我们报道了CMPs作为光响应氧化酶用于生物医学传感方面的应用。

首先，我们设计合成了基于吡嗪并喹喔啉的CMPs材料，该CMPs材料在可见光照射下展现较好的氧化酶催化活性。本工作首次采用新颖的CMPs作为光响应氧化酶用于构建生物酶荧光传感器。在可见光驱动下CMPs与水中的溶解氧产生超氧自由基，可以氧化常见的TMB、OPD、ABTS、PPD、硫胺素等底物，其中硫胺素被氧化为具有蓝色荧光的脱氢硫胺素，且此催化过程具有高度的pH（4.6-4.8）依赖性。我们通过对光照时间、光源、底物浓度、pH的筛选优化了催化反应的条件。为进一步研究反应机理，利用不同牺牲剂和电子顺磁共振波谱仪（ESR）确定了催化反应中的活性中间体主要为超氧自由基。脲酶可以水解其相应的底物以触发pH值变化。因此，构建了一个对脲酶有较高灵敏度和选择性的pH荧光传感器。该方法的检测限为0.42U/L，且被用于实际唾液样品中的脲酶分析。脲酶分布在生物体的各种新陈代谢中，脲酶活性的功能障碍会引起许多人类疾病，因此对生命体中脲酶含量的检测具有重要意义。

此外，同时设计合成了D-π-A型CMPs作为光驱动的氧化酶用于谷胱甘肽（GSH）的比色传感。可见光下CMPs能有效的氧化无色的TMB变为蓝色，而谷胱甘肽可以有效地抑制催化反应的进行，实现对还原型谷胱甘肽的比色传感。定量检测GSH的范围为0.2-20μM，检出限为0.06μM。此外，该方法还用于GSH分析在人血清样品中的应用，证明了其在实际检测中的应用前景。本工作同样筛选了催化条件，研究了反应机理。在以往的研究中已报道谷胱甘肽是一种生命体中重要的具有还原性的物质，其含量的高低和许多疾病甚至癌症都有着重要的关系，因此对谷胱甘肽的检测至关重要。

这两项研究不仅丰富了光响应CMPs的构筑类型，也开启了CMPs材料作为光响应模拟酶用于生物医学传感领域的序幕。该两项工作均发表在Sensors & Actuators: B. Chemical上。第一作者为博士研究生王顺、王孟珂。

Sensors & Actuators: B. Chemical 316 (2020) 128157; Sensors and Actuators: B. Chemical 326 (2021) 128808;王顺导师：梁志强教授，宋晓伟教授