糖尿病及其并发症作为重大非传染性疾病之一,主要体现为体内葡萄糖浓度异常波动。因此,研究对于人体分泌液中葡萄糖具有持续检测能力的传感器显得尤为重要。石墨烯场效应传感器具有结构简单、集成度高和响应快速等优点,常被应用于各种生物标志物的检测之中,对于疾病预防与诊断具有重要的研究意义和应用价值。近年来,用于葡萄糖传感领域的硼酸分子探针逐渐进入研究者的视野,但是目前已有的对于溶液中葡萄糖浓度进行检测的硼酸-石墨烯场效应管传感器的相关报道仍然较少,对于石墨烯场效应管传感器在葡萄糖检测领域的研究较少,缺乏对于硼酸与葡萄糖之间反应原理的进一步探究。同时传统血糖检测需要进行指尖的穿刺,或者是使用微针插入表皮下来进行体液的收集,容易造成糖尿病患者的进一步感染。并且大部分葡萄糖传感器都是无法贴合人体皮肤表面的刚性传感器,缺乏对于传感器柔性化的研究,限制了其在实际生活中的应用。本文针对在可穿戴式柔性石墨烯场效应管传感器在葡萄糖检测中所面临的理论和应用研究中的不足,以硼酸-石墨烯场效应管传感器为研究主体,通过密度泛函分析,对硼酸类基团与葡萄糖之间的反应进行了研究,计算了不同结合位点上的反应能。同时计算了石墨烯加入前后,硼酸基团与葡萄糖的反应能变化,分析了石墨烯对于整个反应体系的影响。计算了人体分泌液中典型杂质分子在石墨烯表面的吸附能,得到了硼酸基团在杂质分子干扰的情况下对于葡萄糖的检测能力。计算了两种含有不同碳环数量的硼酸类分子在石墨烯表面的吸附,并对两者之间的电荷转移进行了分析,解释了石墨烯的表面修饰机理,并以此建立了考虑石墨烯表面修饰的场效应管传感器理论模型。对于硼酸类分子探针修饰的液栅型石墨烯场效应管传感器的检测范围,检测极限和平衡解离常数等进行了研究。相较于酶类传感器无法长期储存,大部分非酶类传感器反应条件苛刻等缺点,此传感器在中性缓冲液中具有良好的葡萄糖检测能力。同时对传感器的多次重复使用和长期储存等能力进行了研究。研究了聚合物探针组分对于传感器信号强度的影响规律。在硼酸类分子单体修饰方法的基础上,提出了使用自由基聚合法,将硼酸类分子单体聚合之后再进行修饰的方法。并配置了多种不同比例的聚合物,研究了其配比对于传感器的性能影响,并得到了信号强度最大的聚合物配比。与硼酸类单体修饰的传感器相比,其信号强度提高157%,表明聚合物探针组分对于传感器的性能有显著的影响。同时,结合密度泛函分析,通过实验证实了传感器在真实尿液中的传感能力。以聚合物修饰的葡萄糖传感器为基础,研制了一种厚度仅为1μm的双通道超薄超柔性石墨烯场效应管传感器,实现了传感器与人体表面的完全贴合,其具备形变感知和溶液浓度的同时检测能力。柔性传感器在所经历的大幅度弯曲、折叠和皱缩等形变恢复之后,其空穴载流子和电子载流子迁移率的变化均在2%以内,保持了与未经历变形之前相当的电学性能。经过大幅度变形恢复之后的传感器,其对于相同浓度的目标物的狄拉克点变化量依然维持稳定。同时通过实验验证了传感器在无创组织间隙液中对于两种不同类型标志物的同时检测能力,证实了此传感器在临床中的应用潜力。模拟了人体在运动过程中对葡萄糖检测的场景,证实了此传感器具有对于运动状态-体液葡萄糖浓度的同时检测能力,解决了糖尿病人在运动过程中对于体液葡萄糖浓度和运动状态进行同时检测的难题。