利用全內(nèi)反射下石墨烯對(duì)介質(zhì)折射率異常敏感的光學(xué)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了超靈敏單細(xì)胞實(shí)時(shí)流動(dòng)傳感。這一科技成果可以使癌細(xì)胞在形成之初即被精確“光測(cè)”出來，精度可達(dá)細(xì)胞數(shù)的千分之一。

       石墨烯是一種呈蜂巢狀排列的單層碳原子結(jié)構(gòu)，也是目前已知的最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能。在全內(nèi)反射這種特殊的結(jié)構(gòu)下，對(duì)于介質(zhì)折射 率異常靈敏是石墨烯材料的重要特性之一。折射率的靈敏度與石墨烯的層數(shù)有極大關(guān) 系，并且層數(shù)有一個(gè)最優(yōu)值。通過不斷控制石墨烯的層數(shù)，最終  優(yōu)選出厚度為8納米的石墨烯材料，其折射率的靈敏度 和分辨率達(dá)到最高。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合微流體技術(shù)和病變細(xì)胞的折射率差異，將之應(yīng)用于單細(xì)胞傳感。

       將石墨烯均勻鋪于三棱鏡的一面，緊貼石墨烯上方建有一條細(xì)胞通道。實(shí)驗(yàn)時(shí)，光束從棱鏡的一面射入，穿透石墨烯照射在細(xì)胞通道 上，反射光從棱鏡另一面射出。由于癌細(xì)胞的形態(tài)、大小、性質(zhì)不同于正常細(xì)胞，導(dǎo)致它對(duì)反射光偏振態(tài)的影響也與正常細(xì)胞大不相同。實(shí)驗(yàn)人員通過光電轉(zhuǎn)化，即 可得到一份波形圖。如果細(xì)胞通道中存在癌細(xì)胞，則波形圖上將會(huì)呈現(xiàn)出明顯的波峰?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，即使數(shù)千個(gè)正常細(xì)胞中有一個(gè)發(fā)生了病變，這種“光測(cè)” 方法都可以將其準(zhǔn)確識(shí)別出來。通過這種方法可以對(duì)流動(dòng)細(xì)胞樣本進(jìn)行快速檢測(cè)，能夠盡早使癌細(xì)胞被發(fā)現(xiàn)，這一成果的應(yīng)用或?qū)榘┌Y預(yù)防提供一 條新途徑。

       利用石墨烯進(jìn)行超靈敏單細(xì)胞實(shí)時(shí)流動(dòng)傳感的研究目前備受各國科學(xué)家關(guān)注。