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长， 但这种方法操作复杂， 反应条件比较苛刻， 容易引起酶蛋白二级结构的变化，
从而导致其活性中心部分破坏，因此往往得不到活性高的固定化酶。
（4）交联法：它是指使用交联剂将蛋白质分子结合到惰性载体上或是蛋白质分
子之间彼此交联成网状结构。戊二醛是常用的交联剂。
（5）凝胶包埋法：它是指是将生物分子分散在聚合物的单体溶液中，单体聚合
后即将其包埋并固定在高分子聚合物的三文网状结构中。
（6）微胶囊法：它是指将酶溶液包裹在膜内，膜既能使酶存在于类似细胞微环
境之中，又能有效阻止酶的脱落，酶可以直接与微胶囊外环境接触。小分子底物
能迅速通过膜与酶相互作用，产物也可迅速扩散出来。
1.1.3 生物识别元件的固定化载体材料
生物识别元件的常用固定化材料有以下几种：
（l）生物材料：生物材料所特有的生物结构能为酶的存活提供良好的生物微环
境，使酶的活性保持率高且寿命长。
（2）无机材料：由于纳米粒子具有比表面积大、表面活性中心多、吸附能力强、
表面反应活性高、催化效率高等特性，可作为固定化酶的载体材料。如纳米金、
碳纳米管、纳米 TiO2、纳米 ZrO2 等已成为良好的固定生物分子的载体。酶的固
定化过程中纳米材料的使用，极大的提高了酶传感器的稳定性和灵敏度。纳米技
术的兴起为生物传感器的发展开拓了新的方向。
（3）有机聚合物材料：将酶固定在有机聚合物的薄膜上，制备成酶生物传感器，
能达到良好的检测效果。 （4）凝胶材料：溶胶－凝胶体系是被广泛应用的固定化酶载体材料。Zhang等
将葡萄糖氧化酶包埋在溶胶－凝胶矩阵里，制备成葡萄糖传感器，很好的保持了
葡萄糖氧化酶的生物活性。
充分利用具有亲水性和适宜的生物相容性的天然材料作为载体， 对天然材料
载体进行适当的修饰改性，以及开发和合成新型性能优良的酶固定化载体材料，
研究具有特殊性能的无机与高分子的复合材料， 以及合成固定化酶的智能载体材
料，将是今后固定化酶载体材料应用与发展的主要方向。而这也正是我们研究的
重点所在，我们希望能通过复合的方式得到具有良好生物相容性高分子材料。
1.2 石墨烯概论
1.2.1 石墨烯的发展
作为零文材料，在 1985 年英国 H. W. Kroto 和美国 R. E. Smalley 等人在
氦气流中以激光汽化蒸发石墨实验中发现 C60。C60 分子是一种由 60个碳原子
构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。由五元环、751元环等构成的封闭
式空心球形或椭球形结构的共轭烯 C60 是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，
它具有 60个顶点和 32个面，其中 12个为正五边形，20个为正751边形。其
相对分子质量约为 720。处于顶点的碳原子与相邻顶点的碳原子各用 sp2杂
化轨道重叠形成σ键，每个碳原子的三个σ键分别为一个五边形的边和两个
751边形的边。碳原子的三个σ键不是共平面的，键角约为 108°或 120°，因
此整个分子为球状。每个碳原子用剩下的一个 p轨道互相重叠形成一个含 60
个π电子的闭壳层电子结构，因此在近似球形的笼内和笼外都围绕着π电子
云。分子轨道计算表明，足球烯具有较大的离域能。C60具有金属光泽，有
许多优异性能，如超导、强磁性、耐高压、抗化学腐蚀、在光、电、磁等领
域有潜在的应用前景。