麻省理工学院和国立交通大学的研究人员设计了一种基于氧化石墨烯的系统，该系统可以从少量血液中捕获和分析单个细胞，这可能导致几乎可以在任何地方使用的成本非常低的诊断系统。

新系统，基于经过特殊处理的氧化石墨烯片。该团队解释说，新工艺的关键是在相对温和的温度下加热氧化石墨烯。这种低温退火使得特定化合物与材料表面结合成为可能。这些化合物反过来选择并与特定的目标分子结合，包括DNA和蛋白质，甚至整个细胞。一旦被捕获，那些分子或细胞就可以进行各种测试。

虽然在过去十年中已经进行了许多其他有效设计这种装置的尝试，但其中大多数都依赖于外部修改，例如通过光刻制造技术的表面图案化，或添加微流体通道，这增加了成本和复杂性。这一新发现为实现效率的这种提高提供了大规模生产，低成本的方法。新的研究表明，这一基本过程如何有可能实现一套低成本的诊断系统，例如用于癌症筛查或治疗随访。

对于概念验证测试，该团队使用能够快速有效地捕获特定免疫细胞的分子，这些细胞是某些癌症的标志物。他们能够证明，与使用普通的未经处理的氧化石墨烯制造的器件相比，他们处理过的氧化石墨烯表面在从全血中捕获这些细胞的效率几乎是其两倍，该论文的主要作者说。

该系统还具有其他优点 - 它允许在约10分钟内在环境条件下快速捕获和评估细胞或生物分子，而无需冷藏样品或培养箱以进行精确的温度控制。此外，该团队估计，整个系统与现有的大规模制造方法兼容，可以以低于5美元的价格生产诊断设备。此类设备可用于即时检验或资源受限设置。

研究人员发现，延长退火时间可以稳定地提高细胞捕获效率：经过9天的退火后，从未处理的氧化石墨烯中捕获细胞的效率从54％提高到处理过的材料的92％。然后，该团队进行了分子动力学模拟，以了解氧化石墨烯基材反应性的根本变化。

该集团拥有专利的新系统不需要化学预处理，退火温度仅为50至80摄氏度（122至176华氏度）。原则上，可以将许多不同的测试结合到单个装置上，所有这些测试都可以放置在用于显微镜的小玻璃载玻片上。