石墨烯是一种由6个碳原子以sp2杂化轨道组成的单层片层结构的材料。由于其结构的高强度性能、优异的导热导电性、超大的比表面积以及良好的生物相容性,近年来已成为研究热点,在催化、吸附、传感、电极、材料等领域均表现出广泛的应用前景。尤其在生物医药领域,也表现了突出的优势,受到了普遍关注。本论文结合层层组装技术(一种通过在基底表面交替沉积带相反电荷的聚电解质来制备多层膜的方法),构建了石墨烯-纳米粒子复合超薄膜。层层组装技术操作简单、组装条件温和可控及对设备、基底、原材料没有特殊要求,在生物相容性表面设计中具有独特的优势。本论文内容简述如下,第一章,利用层层组装技术将带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵修饰的普鲁士纳米粒子PDDA-PB与带负电荷的葡萄糖氧化酶(GOx)和石墨烯组装于电极表面,构建了石墨烯-普鲁士蓝纳米粒子葡萄糖生物传感器。借助石墨烯良好的电子转移率,实现了石墨烯纳米片与普鲁士蓝的协同作用,提高了普鲁士蓝的电化学活性,进而提高了该传感器的电催化性能。通过对H2O2的电化学还原实现了对葡萄糖的敏感响应,包括较宽的葡萄糖线性响应浓度范围0.1 mM到6.5 mM,较灵敏的响应速度2 s以及较低的检测限6μM,并且也表现出了很好的抗干扰性能。利用简便的、先进的自组装技术,结合多功能材料石墨烯与普鲁士蓝制备了性能优良的葡萄糖生物传感器。第二章,光热疗法是近年来新兴的癌症治疗手段,其基本原理是借助光热试剂将光辐射能量转化为热能,从而导致癌细胞发生热消融,这是一种非侵入性治疗方法。围绕这一原理,本部分工作是利用石墨烯优越的传热性能,借助层层组装技术,将石墨烯与金纳米棒复合组装制备了对近红外光敏感的光热转换薄膜,并应用于癌症的光热诊疗。该体系很好地实现了石墨烯与金纳米棒的协同作用,光热效果得到显著增强,并以携带鳞状细胞上皮癌肿瘤的老鼠为实验模型,制成薄膜贴剂来进行浅表性肿瘤的治疗。细胞实验和活体实验结果均证明了该薄膜具有显著的肿瘤杀伤效果,这种高效的非侵入式薄膜贴剂有望用作新一代癌症诊疗材料。