石墨烯是一种呈蜂巢状排列的单层碳原子结构，是目前已知的最薄、最坚硬的纳米材料，具有优良的物理化学性能。在全内反射这种特殊的结构下，对于介质折射率异常灵敏是石墨烯材料的重要特性之一。

　　南开大学物理学院田建国、刘智波领导的研究组发现，折射率的灵敏度与石墨烯的层数有极大关系，并且层数有一个最优值。通过与南开大学化学学院陈永胜课题组不断控制石墨烯的层数，最终制出厚度为8个纳米的石墨烯材料，其折射率的灵敏度和分辨率达到最高。这也是目前国际上现有报道的最高水平。

　　在此基础上，课题组结合微流体技术和病变细胞的折射率差异，将这一超高的折射率灵敏度成功应用于单细胞传感。

　　记者在实验室看到，实验人员将制备出的8纳米厚石墨烯均匀铺于一块三棱镜的一面，紧贴石墨烯上方建有一条细胞通道。实验时，一束光从棱镜一面射入，穿透石墨烯照射在细胞通道上，反射光从棱镜另一面射出。由于癌细胞的形态、大小、性质不同于正常细胞，导致它对反射光偏振态的影响也与正常细胞大不相同。实验人员通过光电转化，即可得到一份波形图。如果细胞通道中存在癌细胞，则波形图上将会呈现出明显的波峰。

　　现场实验结果表明，即使数千个正常细胞中有一个发生了病变，这种“光测”方法都可以将其准确识别出来。

　　“这种方法的优点就是可以对流动细胞样本进行快速检测。如果未来投入应用，将大大提前癌细胞被发现的时间，为人们预防癌症和早期干预治疗提供助益。”刘智波说。

　　据了解，该课题组论文已在国际纳米科学技术领域权威刊物《NanoLetters》发表，美国著名的纳米技术与纳米科学网“Nanowerk”将该工作作为科研亮点进行了同步报道。