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近年来，发展电化学基础来研究蛋白质结构、蛋白质和酶的氧化还原转化机理以及涉及氧化还原的的代谢过程已经越来越受关注了。理解这些基本反应就可以深入了解生理学的电子转移过程，也可以进一步推动生物传感器和生物电催化系统的发展。本篇论文主要是为了实现葡萄糖氧化酶(glucose oxidase GOD)以及血红蛋白(hemoglobin Hb)的直接电化学行为和电催化行为，合成了几种具有良好生物兼容性的纤维素衍生物功能化的还原型石墨烯(reduce graphenen oxiderGO)，并将血红蛋白或葡萄糖氧化酶固定在复合材料中，这几种材料不仅能促进血红蛋白或葡萄糖氧化酶与电极间的电子转移，并且能为血红蛋白和葡萄糖提供较好的微环境来实现其直接电化学行为和对底物电催化行为。本论文中的主要工作概括如下：(1)用一种简单温和的方法合成了羧甲基纤维素(carboxymethyl celluloseCMC)功能化还原型石墨烯(rGO-CMC)，并构建了一种新型的基于rGO-CMC纳米复合膜Hb的生物传感器。采用了扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对rGO-CMC/Hb膜进行表征。用循环伏安法研究rGO-CMC/Hb修饰电极的直接电化学行为，结果表明，在此修饰电极中的Hb保持了其生物活性并展现了一对很好的、可逆的氧化还原峰。包埋于复合膜中的Hb对一氧化氮(nitric oxide NO)和过氧化氢(hydrogen peroxide H2O2)的还原有很好催化效果。(2)合成了一种稳定的、具有生物相容性的纤维素季铵盐(quaternizedcellucose QC)功能化还原型石墨烯(rGO-QC)，并首次将rGO-QC用来固定血红蛋白。在pH为7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)中，研究了玻碳电极上rGO-QC/Hb复合膜的直接电化学，有一对很好的且可逆的氧化还原峰，其式量电位为-0.331V。固定在复合膜中的Hb展现了对NO和H2O2的良好的电催化行为。rGO-QC/Hb修饰电极有好的重现性、稳定性和高灵敏度。并且，此生物传感器还可用于检测活体细胞释放的NO。(3)合成了纤维素季铵盐纳米金(quaternized cellucose nano-gold Au@QC)功能化还原型石墨烯(rGO-Au@QC)，利用这种复合材料的高导电性和良好生物兼容性，将葡萄糖氧化酶固定在次复合膜中。Au@QC为葡萄糖氧化酶提供生物相容的微环境，rGO具有促进电子传递速率的作用。包埋在rGO-Au@QC复合膜中的GOD展现了较好的直接电化学行为并对葡萄糖的氧化具有良好的催化作用。实验结果表明此传感器有较好的稳定性、重现性、较宽的线性范围和低的检出限。