氧化石墨烯作为制备石墨烯的重要前驱体,除了具有层状结构和比表面积大的特点外,还含有大量含氧基团,例如羟基、环氧和羧基等。含氧基团的存在不仅提高了氧化石墨烯亲水性,也为制备功能化氧化石墨烯材料提供反应位点。本论文立足于新型功能化氧化石墨烯材料制备,并将其用于蛋白组学样品预处理研究。制备基于磁性氧化石墨烯的固定化酶反应器,用于微波辅助蛋白质酶解。该酶反应器亲水性好,胰蛋白酶固载量达到0.275mg/mg。标准蛋白酶解时间缩短至15s,而且酶解效果和自由溶液酶解12h相当。利用该固定化酶酶反应器从2μg鼠肝中鉴定出456个蛋白。制备基于树枝状聚合物功能化氧化石墨烯固定化酶反应器,用于MALDI-TOF靶上酶解。该酶反应器酶亲水性良好,胰蛋白酶固载量达到0.649mg/mg。标准蛋白酶解时间缩短至15min,而且酶解效果和自由溶液酶解12h相当。原位靶上酶解有效减少样品损失,实现痕量150fmol Myo样品的快速酶解和准确鉴定。利用该固定化酶反应器从2μg血浆中鉴定出125个蛋白。制备L-半胱氨酸功能化氧化石墨烯复合纳米材料,作为新型两性离子固定相用于亲水富集N-连接糖肽。该材料具备亲水性好、比表面积大和L-半胱氨酸固载量高的优点。在100倍非糖肽干扰下,材料成功实现对糖肽的特异性富集。利用该复合纳米材料从5μg血浆蛋白酶解产物鉴定出87个糖蛋白,优于商品化ZIC-HILIC材料鉴定到的76个糖蛋白。制备4-巯基苯硼酸功能化氧化石墨烯复合纳米材料,用于硼亲和策略富集N-连接糖肽。该材料具备亲水性好、比表面积大和苯硼酸固载量高的优点。在100倍非糖肽干扰下,材料成功实现对糖肽的特异性富集,富集效果优化商品化硼酸树脂。制备聚乙二醇功能化磁性氧化石墨烯复合纳米材料,作为新型亲水固定相富集N-连接糖肽。该材料亲水性能优异,在100倍非糖肽干扰情况下,实现对糖肽选择性富集。利用该材料从20μg血浆蛋白酶解产物鉴定出127个糖蛋白,效果优于目前常用点击麦芽糖填料。利用硼氢化钠作为还原试剂在磁性氧化石墨烯表面固载银纳米颗粒。根据糖肽和复合纳米材料之间多相互作用富集N-连接糖肽。在100倍非糖肽干扰情况下,材料实现对糖肽选择性富集。利用该材料从20μg血浆蛋白酶解产物鉴定出91个糖蛋白。