利用全內(nèi)反射下石墨烯對介質(zhì)折射率異常敏感的光學(xué)現(xiàn)象，實現(xiàn)了超靈敏單細胞實時流動傳感。這一科技成果可以使癌細胞在形成之初即被精確“光測”出來，精度可達細胞數(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 和分辨率達到最高。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合微流體技術(shù)和病變細胞的折射率差異，將之應(yīng)用于單細胞傳感。

       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胞通道。實驗時，光束從棱鏡的一面射入，穿透石墨烯照射在細胞通道 上，反射光從棱鏡另一面射出。由于癌細胞的形態(tài)、大小、性質(zhì)不同于正常細胞，導(dǎo)致它對反射光偏振態(tài)的影響也與正常細胞大不相同。實驗人員通過光電轉(zhuǎn)化，即 可得到一份波形圖。如果細胞通道中存在癌細胞，則波形圖上將會呈現(xiàn)出明顯的波峰。現(xiàn)場實驗結(jié)果表明，即使數(shù)千個正常細胞中有一個發(fā)生了病變，這種“光測” 方法都可以將其準(zhǔn)確識別出來。通過這種方法可以對流動細胞樣本進行快速檢測，能夠盡早使癌細胞被發(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。

       利用石墨烯進行超靈敏單細胞實時流動傳感的研究目前備受各國科學(xué)家關(guān)注。