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电解质-绝缘层-半导体(Electrolyte-Insulator-Semiconductor，EIS)型石墨烯生化传感器是EIS型传感器与石墨烯材料的优异特性，以及生物分子特异性识别机制的有机融合。本文从石墨烯材料的合成与功能化、EIS型石墨烯生化传感器的制备与应用、检测系统的构建等方面开展了如下工作: 1)石墨烯及其功能化:采用改良Hummers法，制备了羧基化氧化石墨烯(carboxyl graphene，GO-COOH);采用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy，XPS)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope，SEM)等对GO-COOH进行表征。 2)光寻址电位传感器(light addressable potentiometric sensor，LAPS)表面GO-COOH修饰及循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells，CTCs)检测:采用共价键方法，使用GO-COOH构建基于LAPS的EIS型石墨烯传感器—G-LAPS;以anti-EpCAM为CTCs探针将其功能化为CTC-LAPS，实现了模拟环境以及前列腺癌症病临床样本中的CTCs检测，检测限为10个/mL。 3)石墨烯-场效应晶体管(Graphene field effect transistor，GFET)型生化传感器研制:以还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide，rGO)为导电沟道制备GFET，在其表面固定单链DNA(Single stranded DNA，ssDNA)探针，先后实现了互补DNA(complementary DNA，cDNA)和Hg2+检测,两者灵敏度为1pM。 4)移动智能终端-EIS型生化传感器检测系统的研制:针对EIS型生化传感器的测试需求，研制了以移动智能终端（如手机等）为人机交互平台的EIS型生化传感器检测系统，可实现电压扫描范围为0～1V，分辨率为0.1V;电流信号检测范围为10-5～10-2A，频率范围为0～10kHz;该系统采用嵌入式系统为微处理器，具有体积小、便携的优势，实现了对溶液中CTCs、Hg2+的检测。 5)GFET型DNA传感器的建模与仿真:以Sentaurus为仿真环境建立了GFET器件级模型，实现了GFET基础器件、ssDNA修饰前、后以及cDNA杂交后GFET的仿真分析，通过与实测数据对比，验证了该模型及仿真方法的可行性。 6)EIS型传感器数据分析模型的研究:建立了基于BP神经网络和遗传算法的数据分析模型，使用Matlab软件实现EIS型传感器数据分析，最大相对误差为1％。