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随着纳米技术的进步和发展,纳米材料的应用已经达到新的水平。基于纳米材料独特的物理化学性质和性能,目前已被广泛应用于多种领域。石墨烯(GN)和氧化石墨烯(GO)作为新兴的碳纳米材料,因其具有机械强度高、表面积巨大、导电导热性好、热稳定性高、透过率高、生物相容性好等诸多优异特性,其在能源、光电、机械、催化、传感器、环境保护、药物运载、生物医学成像等大量研究领域中呈现出良好的发展趋势和应用潜能。目前,石墨烯基纳米材料已经被越来越多地应用于电化学领域。电化学具有成本低、易操作、污染小、灵敏度高、响应速度快等优势,其已发展为与生物、能源、催化、医学等学科相互交叉、相互渗透的重要技术。癌症目前已成为威胁人类健康的重大疾病,对癌症标志物进行高效灵敏分析有利于癌症的早期诊断和及时治疗。本研究以石墨烯、氧化石墨烯为基体材料,在充分利用其自身优异的物理和化学性质的基础上,进一步对其进行了适体分子修饰、纳米粒子修饰以及电活性物质修饰,构建了基于石墨烯、氧化石墨烯的适体传感器,而后将其用于癌症标志物的特异性捕获,并通过电化学分析手段对癌症标志物进行了检测。本文以构建灵敏度高、选择性好、稳定性强的癌症标志物电化学传感器为目标,开展了如下两个方面的研究工作:1.基于氧化石墨烯的免标记电化学适体传感器用于甲胎蛋白的分析将氧化石墨烯进行羧基化处理,对羧基官能团活化后再将氨基功能化甲胎蛋白适体共价结合到氧化石墨烯载体上,对传感界面上的非特异性吸附位点封闭后再将其用于甲胎蛋白捕获,并进行循环伏安测试。在优化的实验条件下,采用该传感器对一系列浓度的甲胎蛋白进行了检测。研究结果表明,该分析方法具有较宽的线性范围、较低的检出限以及较好的选择性。所得检测结果令人满意主要得益于:羧基化氧化石墨烯具有巨大的表面积,其可共价连接大量氨基化适体;采用适体构建传感器选择性好、稳定性高,且抗外界干扰能力强;采用免标记方法构建传感器步骤简单,有利于维持传感界面更多的活性位点。2.三维石墨烯基比率型信号放大电化学适体传感器用于粘蛋白的检测通过水热反应和冷冻干燥处理合成了金纳米-三维石墨烯复合基底材料,再将二茂铁标记的巯基化粘蛋白适体嫁接于金纳米颗粒表面,并用牛血清蛋白对传感界面的非特异性位点进行封闭。当二茂铁标记适体将粘蛋白捕获到电极表面后,再用甲基蓝标记粘蛋白适体-金纳米复合物与之共同孵育而后用于交流伏安检测。本研究以金纳米-三维石墨烯复合物为基底材料,不仅能够增强电极的导电性,还有利于嫁接更多的适体分子而提高检测的灵敏度;采用适体构建传感界面,有利于增强传感器的稳定性和选择性;同时,将二茂铁、甲基蓝两种电活性物质引入传感体系中,可分别起到内参比作用以及信号放大作用。使用本方法对粘蛋白进行检测,可获得较宽的线性范围,较低的检出限以及好的选择性。该比率型信号放大电化学适体传感器对粘蛋白检测具有潜在地应用价值。