La detección de estructuras biológicas a través de un método rápido y fácil se ha convertido en un punto de investigación destacado. La detección de dopamina (DA) es crítica para el diagnóstico temprano de una variedad de enfermedades/trastornos neurológicos. Aquí se describe un estudio sobre la detección óptica en tiempo real de DA utilizando óxido de grafeno (GO) funcionalizado con quitosano (Cs). Por lo tanto, se lleva a cabo un modelo computacional basado en un alto nivel teórico de teoría del funcional de densidad (DFT) utilizando el modelo B3LYP/LANL2DZ para estudiar las propiedades físicas y electrónicas de la interacción propuesta entre GO funcionalizado con Cs y su interacción con DA. Se verificó que el GO funcionalizado con un biopolímero de Cs tiene una estabilidad y reactividad mucho mayores. Además, la adición de DA al GO funcionalizado produce estructuras con la misma estabilidad y reactividad. Esto asegura que GO-Cs es una estructura estable con una fuerte interacción con DA, que es energéticamente preferida. Los mapas de cálculo del potencial electrostático molecular (MESP) indicaron que el impacto de la interacción entre GO y Cs aumenta el número de nubes electrónicas en los terminales, asegurando la gran capacidad de este compuesto al interactuar con DA. Por lo tanto, estos cálculos y resultados experimentales respaldan la viabilidad de utilizar GO funcionalizado con Cs como un biosensor de DA.