1.一种基于三维石墨烯界面电极的细胞动态特性监测系统,其特征在于,该系统包括:微流控芯片、PCB板、阻抗仪、注入系统、带有CCD的倒置显微镜;
所述微流控芯片包括由两个储液槽(22)和位于两个储液槽(22)之间的测试流道(21)构成H形PDMS流道,以及布置在测试流道中的子芯片;
两个储液槽(22)和测试流道(21)分别具有盖板,储液槽的槽壁或密封该储液槽的盖板具有开孔,其中一开孔与所述注入系统相连;
所述子芯片包括设置在其对称轴上的中心参考电极(20),以及对称布置于中心参考电极(20)两侧的一个或多个相互独立的细胞电极(10);两侧细胞电极的捕获方向相反,且垂直于中心参考电极(20),一侧构成工作电极,另一侧构成对电极;工作电极、对电极、中心参考电极分别与阻抗仪相连,阻抗仪向中心参考电极输出电信号,以施加电场;同时获取工作电极和对电极采集的细胞信号;所述细胞电极(10)包括电极底座(11)和位于电极底座(11)上的捕获槽(12),所述捕获槽(12)由多个微电极组成,相邻的微电极之间具有5μm的缝隙(13);多个微电极有序排列构成一个垂直于电极底座(11)的弧形捕获面,其弧线为沿短轴分割的半椭圆;且所述电极底座(11)包括金层和位于金层上表面的石墨烯层(14),捕获结构的弧形捕获面覆盖有石墨烯层(14),石墨烯层(14)与金层导通;所述石墨烯层(14)具有和细胞表面的丝状伪足相匹配的微纳褶皱和纹理结构;电极底座(11)中的金层通过引线与布置在芯片边缘的接线端子相连,以连接阻抗仪,倒置显微镜的镜头对准子芯片。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述细胞电极(10)为单细胞电极或双细胞电极,对于单细胞电极,其弧形捕获面对应的半椭圆的短轴长度为16-20um,长轴长度为32-
36um;对于双细胞电极,其弧形捕获面对应的半椭圆的短轴长度为27-33um,长轴长度为40-
45um。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述捕获槽(12)的高度为30um。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,测试流道处的盖板是可以打开的,使得光学显微镜的物镜镜头可以直接深入流道的内部,物体表面和物镜镜头的距离小于1mm,以清楚地观察细胞的运动。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括电流放大器,与所阻抗仪配套使用,电流放大器的放大倍数为10k。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括流速控制系统,用于控制注入系统的流速。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,还包括与微流控芯片相匹配的PCB板,用于固定微流控芯片,并且增加信号的稳定性。
8.一种权利要求1所述系统的癌细胞动态特性实时监测方法,其特征在于,该方法包括:(1)通过注入系统向其中一储液槽注入细胞液,细胞液流经测试流道,部分被捕获槽(12)捕获,其余部分流向另一储液槽,通过开孔排出;
(2)阻抗仪产生一个幅值为0.5V,频率为5k和10kHz的交流信号,采样率为220个/秒,用6
于时域测试;或产生一个幅值为500mVP,频率从100到10Hz的正弦信号,用于频域测试;
(3)捕获细胞的一侧为工作电极,另一侧为对电极; 阻抗仪的两个通道分别获得实时的工作电极和对电极的阻抗信号,将工作电极的阻抗值减去对电极的阻抗值,即获得单细胞/多细胞生理活动的电阻抗信号;
(4)采集电阻抗信号的同时,倒置显微镜的物镜深入微流控流道内部,CCD实时记录细胞表面形貌的变化。