北京大學的段小潔研究員課題組及其合作者開發(fā)了一種基于石墨烯的質(zhì)輕、柔性、通明的角膜觸摸電極。他們依據(jù)待測眼睛的角膜曲率設計了曲面石英模具，使用化學氣相沉積技能在曲面石英模具上生長了近球面形狀的高導電性、高透光性、高化學安穩(wěn)性和生物相容性的二維晶體材料石墨烯作為導體層，然后在石墨烯外表生長構成完全敷形的超薄柔性高分子聚合物Parylene-C作為絕緣基底層，從而制備出與角膜高度共形的柔性通明角膜觸摸式石墨烯電極（graphene contact lens electrodes，GRACEs）。作者經(jīng)過眼前節(jié)光學相干成像(AS-OCT)技能和淚液層熒光素鈉染色法對GRACE電極與角膜的界面進行表征，發(fā)現(xiàn)相對于硬質(zhì)觸摸鏡電極，GRACE電極與角膜能夠構成愈加適形嚴密的界面，且在眨眼后還能保持安穩(wěn)。

    他們將其應用在食蟹猴的全視界ERG和多焦ERG丈量，驗證了其高信號強度、高質(zhì)量的圖案化影響響應性能。

    此外，除了單通道電極之外，為了進一步完成大范圍高通量ERG信號的記載，他們還制備了多通道柔性通明石墨烯微電極陣列，并以兔子成功實驗了角膜外表空間分辨的ERG記載，經(jīng)過表征視網(wǎng)膜電活動在眼球外表的空間散布特征，首次觀察到ERG信號幅值在角膜中央最高，并向顳側和鼻側呈遞減的角膜外表電勢散布的異質(zhì)現(xiàn)象。
挑選合適的電極對ERG測驗至關重要，而該課題組基于石墨烯電極的優(yōu)異性質(zhì)，制備的基于石墨烯的角膜觸摸鏡式電極完成了高信噪比、高安穩(wěn)性的ERG丈量，表現(xiàn)出比傳統(tǒng)電極更高效的測驗才能，有望替代傳統(tǒng)電極應用于臨床診斷。別的，視網(wǎng)膜的部分損害或病變可引起明顯的角膜外表電勢幅值空間散布改變，文中所展示的安穩(wěn)角膜外表多位點ERG記載有望對這種改變進行精準表征。

    與角膜共形的通明柔性石墨烯電極陣列的制備為開發(fā)新型高效的功用性視網(wǎng)膜電生理成像技能供給了可能性，有利于發(fā)展單亮光影響下視網(wǎng)膜病變的檢測方法，有望為愈加精確地診斷相關的視網(wǎng)膜疾病供給可行的途徑。

    這一成果近期宣布在Nature Communications 上，文章的一起榜首作者是北京大學的博士研究生殷榮康和徐政。

    視網(wǎng)膜電圖（Electroretinogram, ERG）是臨床視覺電生理的一項根本查看項目，能夠依據(jù)視網(wǎng)膜對特定亮光影響的生物電響應差異來反映視網(wǎng)膜功用的完整性，用于各種眼底疾病的早期診斷，如急性獲得性視網(wǎng)膜變性、糖尿病性視網(wǎng)膜病變和遺傳性眼底疾病等。

    角膜電極是臨床ERG丈量中最常用的電極之一，但目前的角膜電極一般為硬鏡，不光容易損害角膜，而且難以與眼表結構適配構成嚴密安穩(wěn)的界面，難以滿意高精度的光學影響需求。

    別的，構成電極的導體部分一般為不通明的金屬原料，限制了電極記載位點在眼表的散布方位，無法對角膜外表電勢散布進行精確表征。假如能夠使電極兼?zhèn)涔鈱W通明度和柔軟性，那么獲得高信噪比、高安穩(wěn)的信號和全角膜電勢散布的測驗等想象均有可能完成。