石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构新材料，具有特殊电子结构和优异导电性能，有望能够实现直接的、快速的、低成本的基因电子检测技术。DNA遗传因子中的碱基分子在遗传病理学中起着举足轻重的作用，准确定位碱基分子对人类健康具有重要意义。　　本文采用密度泛函理论，非平衡态格林函数，理论上构建一种石墨烯基DNA生物分子检测器件，探索快速区分DNA分子胞嘧啶及其变异结构的方法。计算模拟三种碱基分子（胞嘧啶、甲基胞嘧啶、羟甲基胞嘧啶）通过纳米间隙时对器件横向电流产生的影响，实现三种碱基分子的精确定位。研究表明:由于三种碱基分子的结构差异，碱基与器件之间存在不同强度的耦合作用，导致器件横向电流出现明显变化，变化幅度约有一个数量级，且在不同偏压下，器件具有不同的区分能力;单碱基通过纳米间隙时，碱基与器件之间存在不同取向，碱基取向影响它们之间的耦合强弱;此外，相邻碱基分子之间也会相互影响，当碱基链通过纳米间隙时，器件的电流也会发生改变。因此，根据不同的电流大小对应不同碱基类别，器件对这三种碱基具有区分能力，为准确定位DNA链中的变异碱基分子提供了一种新的思路。　　此外，构建硼氮修饰石墨烯基纳米孔洞检测器件，探索快速区分四中碱基A、T、C、G的方法。计算模拟四种碱基分别通过硼氮修饰石墨烯基纳米孔洞时，分子对器件电流的影响。研究表明:四中碱基分子对孔洞器件的输运能力会产生不同影响。石墨烯的电子传输通道在带边缘，中心分子对石墨烯纳米带孔洞检测器件电流影响较小;边缘碳被硼氮取代的纳米带孔洞检测器件，边缘最外层为硼的纳米带孔洞器件对分子的区分能力最强，因为这种器件的电子输运通道需穿过中心石墨烯带，是跨边缘传输，分子对器件电流影响大;边缘最外层为氮的孔洞检测器件电子传输通道在碳与硼氮原子接触处，分子对器件电流影响小，电流值变化范围也较小。因此，硼修饰边缘的石墨烯基纳米孔洞检测器件对分子具有高灵敏度，有望能够成为下一代新型生物分子检测器件。