作為一種新型的二維納米材料，石墨烯以其獨特的物理性質引起了極大的關注。和其它結構相比，石墨烯具有極高的電導率、熱導率、及出色的機械強度；并且作為單原子平面二維晶體，石墨烯在高靈敏度檢測領域具有獨特的優勢。然而目前人們對石墨烯與生物的界面卻知之甚少，這一問題的研究對于石墨烯能否應用于生物電子學至關重要。
  
    國家納米科學中心方英課題組和美國哈佛大學Lieber課題組合作首次成功制備了石墨烯與動物心肌細胞的人造突觸。研究人員首先通過納米加工技術得到高信噪比的石墨烯場效應晶體管集成芯片，進而在芯片表面培養雞胚胎心臟細胞。研究發現，石墨烯和單個心肌細胞之間形成穩定接觸，實現了對細胞電生理信號的高靈敏度、非侵入式檢測。更重要的是，該研究第一次實現了通過門電勢的偏置引起同一石墨烯器件n型和p型工作模式的轉變，進而在細胞電生理過程中得到了相反極性的石墨烯電導信號，充分證明了測量生物信號的電學本質。另外，研究人員進一步比較了不同尺寸石墨烯生物傳感器、石墨烯與硅納米線集成傳感體系對同一心肌細胞的檢測，為發展高集成納米生物傳感陣列提供了理論指導和實驗基礎。

    該項工作建立了一維、二維納米材料與細胞相結合的獨特研究體系，將為生物電子學的研究帶來新的機遇。相關結果已經發表在2010年3月的Nano Letters上（http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/nl1002608），上述研究工作得到中國科學院院長特別基金和國家自然基金委面上項目的支持。