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一种生物质碳源直接制备共掺杂三维石墨烯电极材料的方法，它主要是采用卤虫卵壳、豆粕、虾壳等生物质为碳源，加入赤磷或硼酸为剥离剂，金属镍盐为催化剂，在氩气氛围下700～900℃煅烧合成了氧-氮-磷多原子共掺杂三维多孔石墨烯；将所得石墨烯研磨成粉，按照石墨烯：乙炔黑：PTFE的质量比为85:10:5经超声分散于无水乙醇中，80℃干燥成糊状，取0.5～5mg均匀涂抹在1×1cm的泡沫镍上,120℃真空干燥12h，在12MPa压力下压片得到电极片。本发明所需原料来源广泛、价格低廉、设备简单、重复性好、易于实现低成本大规模工业化生产；所制得的石墨烯电极材料具有电化学活性好，比表面积大、不易重堆积等优点，在超级电容器、锂离子电池的电极材料和催化剂载体等方面具有广阔的应用前景。

本发明公开了一种复合三维石墨烯电极及其制备方法和应用，属于新材料领域。所述复合三维石墨烯电极的制备方法包括：(1)利用等离子体处理三维石墨烯电极的表面，得到等离子体处理的三维石墨烯电极；(2)在等离子体处理的三维石墨烯电极表面制备二氧化硅纳米均孔薄膜，制得所述的复合三维石墨烯电极。本发明通过等离子体处理提高三维石墨烯电极的亲水性和电化学性质，并提高了与VMSF的结合力，实现二氧化硅纳米均孔薄膜稳定修饰于三维石墨烯电极基底上。结合三维石墨烯基底和VMSF的富集作用、VMSF的防玷污/抗干扰能力，本发明提供的介孔二氧化硅均孔膜/三维石墨烯电极在复杂样品中电化学有机小分子的直接检测中具有巨大的潜力。

本发明提供了一种基于三维石墨烯界面电极的细胞动态特性监测系统及方法，具体涉及微流控芯片、PCB板、阻抗仪、注射系统、电流放大器、带有CCD的倒置显微镜等部分。通过对单个细胞/两个细胞在整个生命周期(捕获、黏附、迁移、增殖分化)内细胞阻抗变化的实时采集和细胞表面形貌的实时监测，探究单个癌细胞以及两个癌细胞之间的相互作用在癌变不同阶段的细胞内部状态和表面形貌对应的生理特征，为探究细胞生物学提供了新思路和新研究技术。与传统的金电极相比，本发明系统所采用的石墨烯电极的单细胞传感性能平均提高100％,双细胞传感性能平均提高50％。