纳米材料因其具有特殊的结构及由此产生的独特的物理、化学性能,其应用已涉及到环境检测、生物传感器、纳米化学、催化、医药、纳米制造技术及生物技术等诸多领域。近年来,石墨烯因其具有非同寻常的导电性能、超高的比表面积、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,已成为近期研究的“明星材料”,它的出现有望在现代材料科学领域引发一轮革命,应用前景非常广阔。新型石墨烯纳米复合材料为构建性能优良的电化学传感器提供了新的途径。本论文就石墨烯及其复合材料在电化学传感器中的应用进行综述,最后提出了本论文主要研究内容。1.介绍了电化学生物传感器的概念、种类、研究进展情况。简单介绍了纳米材料的应用及其在电化学生物传感器中发展前景。分别对敏感材料和石墨烯做了概括性的介绍,并论述了敏感材料与石墨烯复合材料的研究现状及发展前景。2.选用还原石墨烯(rGO)和丙烯酸(AA)作为初始反应物,以过硫酸铵为引发剂,通过活性自由基聚合制备聚丙烯酸-石墨烯复合材料(PAA-g-rGO),将其修饰于电极表面后构建了pH敏感性响应性界面。通过红外光谱、扫描电子显微镜、接触角等实验分别表征了PAA-g-rGO复合材料的形貌、结构、以及亲疏水性。采用循环伏安法和交流阻抗法对响应性界面的导电性能、稳定性以及对pH响应的重现性进行了研究。结果表明,构建的响应性界面具有良好的导电性,对pH有良好的响应性,可通过pH的改变调控铁氰化钾以及肌红蛋白在响应性界面电化学行为的“开”和“关”状态,且具有良好的重现性、可逆性和稳定性,表明这种pH敏感性响应性界面在新型生物传感器和生物执行器等领域具有良好的应用前景。3.以多巴胺为还原剂,氯金酸为氧化剂,在石墨烯存在的条件下,一步还原合成纳米金-聚多巴胺-石墨烯复合纳米材料(Au-PDA-rGO),进而负载乙酰胆碱酯酶(AChE)后,构建了用于有机磷农药检测的乙酰胆碱酯酶传感器。采用扫描电镜、红外光谱、紫外光谱等方法对合成的Au-PDA-rGO复合纳米材料进行表征,通过电化学方法对不同材料修饰电极的性能进行了考察。结果表明,合成的Au-PDA-rGO复合纳米材料不仅具有良好的生物相容性,能够有效保持固定酶的生物活性,提高酶的利用率,另外,石墨烯的二维纳米结构极大地增大了AChE在电极表面的负载量,有效提高了复合材料的导电性。PDA和rGO的协同作用有效提高了AChE对乙酰胆碱(ATChI)的催化作用,增强了复合材料电极对其水解产物硫代胆素的响应信号,而有机磷农药存在则抑制了AChE的活性,修饰电极表面AChE对ATChI的催化能力下降,使得产生的硫代胆素减少,电信号下降,据此实现了对有机磷农药乐果的高灵敏检测。采用示差脉冲伏安法对乐果测定的线性范围为0.3～1000ng mL-1,检出限为0.15ngmL-1。本法构建的传感界面对乐果检测的检出限低、灵敏度高、稳定性好,具有良好的应用前景。