氧化还原蛋白的活性中心与电极表面的直接电子转移可以被用来模拟许多重要的生命过程，因此引起电化学界的广泛关注。但是由于氧化还原蛋白电活性中心深埋、电子迁移速率不高，以及生物活性难以保持等问题，在传统电极表面难以探测其直接电化学。氧化还原蛋白在电极表面良好取向是实现蛋白质-电极直接快速电子传递的前提，采用适当的方法固定氧化还原蛋白，是目前蛋白质电化学研究的热点。因此，制备一种生物相容性好又有利于缩短氧化还原蛋白酶活性中心与电极距离的功能性材料迫不及待。新型纳米材料石墨烯因独特的电子、结构和机械性能自发现以来就备受瞩目，最新研究证明，基于石墨烯的材料可以成为一种理想平台以适应蛋白，并促进蛋白的电子转移，有望克服氧化还原蛋白在电极上难以实现直接电化学的难题。石墨烯具有非同寻常的导电性能、超出钢铁百倍的强度、极好的透光性等，它的出现有望在现代电子科技、材料、新能源等领域引发一轮革命。但由于石墨烯结构完整，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与介质的相互作用较弱，表现出疏水性。另外，石墨烯片与片之间有较强的π-π共轭作用和范德华相互作用，且比表面积大，易形成不可逆的聚集，甚至会重新堆积形成石墨，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。针对这一难题一些科研小组开始研究具有特定性能的石墨烯——功能化的石墨烯，即利用石墨烯在制备过程中表面产生的缺陷和基团，通过共价键、非共价键或掺杂等方法，使石墨烯的某些性质发生改变，更易于研究和应用。这对于蛋白的直接电化学、环境污染物的检测以及发展生物传感器具有非常现实的意义。本论文分别用共价键法和非共价键法修饰石墨烯，研究了氧化还原蛋白在功能化石墨烯修饰电极上的直接电化学行为，并讨论了修饰电极对H2O2的催化活性。主要研究内容如下：1、功能化石墨烯的制备及其表征分别用共价键法和非共价键法修饰石墨烯，均得到在水中具有良好分散性的功能化石墨烯纳米材料，并分别用高分辨率透射电子显微镜、拉曼光谱、紫外-可见光光谱对其表征。在石墨烯的共价键修饰中，我们采用对苯二胺还原氧化石墨烯，所得到的功能化石墨烯均匀分散到水相或极性有机溶剂中，形成稳定的分散相；在石墨烯的非共价键修饰中，我们从石墨烯出发，基于分子间的π-π共轭作用，采用一种简单的超声方法制备了L-色氨酸功能化的石墨烯纳米材料，该方法可以有效地避免石墨烯共轭结构的破坏，同时使石墨烯纳米材料表面带有带有丰富的-COOH。这不仅使石墨烯在水中表现出良好的分散性，更有助于石墨烯纳米材料的进一步应用。2、氧化还原蛋白在功能化石墨烯修饰电极上的直接电化学研究L-色氨酸功能化石墨烯表面带有丰富的-COOH，我们利用静电作用和疏水作用成功的将三种氧化还原蛋白（肌红蛋白，辣根过氧化酶，细胞色素c）固定在该纳米材料修饰的电极表面，并用电化学方法对其表征。三种固定有氧化还原蛋白的修饰电极在-0.1v~-0.25v扫描范围内出现稳定的氧化还原峰，说明三种氧化还原蛋白在纳米材料修饰电极表面有效地实现了直接电子转移，实验结果证明三种氧化还原蛋白在电极表面表现为一电子一质子转移过程。用循环伏安法研究三种修饰电极对H2O2的电催化还原，结果表明修饰电极对H2O2表现出良好的催化活性，可望应用于构筑第三代电化学生物传感器。