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石墨烯衍生材料因兼具石墨烯本身的诸多优良特点和修饰材料的复合功能性，成为目前材料科学领域的研究热点。通过简单的非共价修饰方法，将石墨烯与其它的功能性材料结合(例如功能纳米材料，生物材料，高分子聚合物等)，可以为石墨烯引入多功能性和良好的可修饰性，这种衍生的石墨烯复合材料常作为功能基底或增强材料被广泛用于高性能电化学传感器的构建。在本论文中，通过简单的非共价修饰方法，我们制备了一些功能性石墨烯衍生材料，并探索了其在高性能电化学生物传感器领域的应用研究。具体工作如下：1.制备了磷脂双层膜-金纳米粒子-石墨烯复合材料。该复合材料具有高的表面积，兼具磷脂膜良好的生物相容性和金纳米粒子以及石墨烯本身优良的电荷传导性，作为一种新型的固定化基质用于酶的固定化及电催化研究。该复合材料可以良好的保持生物酶的结构并有效提高其电催化活性，实现了微过氧化物酶-11(MP11)的直接电化学，成功用于第三代电化学生物传感器的制备。制备的传感器表现了高的电催化活性、稳定性和重复性。另外，我们利用细胞在药物刺激下产生双氧水，实现了对癌细胞的实时监测。2.以三维大孔石墨烯泡沫(3DG)作为工作电极，创新性的构建了三维免疫传感界面，用于肿瘤标志物的灵敏检测研究。通过在3DG表面原位聚合产生聚多巴胺(pDA)修饰层，并以具有反应活性的pDA层作为一种内源绿色交联剂，直接共价固定凝集素(Con A)单层分子，基于Con A对糖蛋白辣根过氧化物酶(HRP)的特异性结合能力，定向组装了HRP标记的癌胚抗原抗体(HRP-Ab)，制备了三维免疫传感界面。项目构筑的免疫传感器，在无需外加交联剂的情况下，实现了对CEA的快速(30min)、高灵敏、高选择性地检测，具有宽的检测范围(0.1-750.0ng/mL)和低的检测限(90pg/mL)。3.通过层层自组装技术，将二茂铁功能化的聚丙烯氯化铵修饰的石墨烯(Fc-PAH-G)、聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和适配体(AS1411)交替修饰在金电极表面，制备了用于检测癌细胞的适配体传感器。Fc-PAH-G为电化学检测提供了探针，促进了探针与电极间的电子转移。另外，层层自组装技术可以将更多的氧化还原探针修饰在电极表面，提高了信号强度，从而提高了检测的灵敏度。我们制备的适配体传感器在对癌细胞的检测上表现了良好的灵敏性和高的稳定性，得到了一个宽的检测范围10-106个细胞/mL和一个低的检测限10个细胞/mL。