选择合适的基底材料构建细胞传感器(Cell Sensor),实现对体外细胞行为的有效调控和实时检测在细胞生理及病理研究、疾病诊断及药物筛选等领域具有重要意义。类金刚石(DLC)薄膜凭借低成膜温度、良好的耐摩擦磨损能力、耐酸碱腐蚀及长期的稳定性、生物相容性好等特性成为制备细胞传感器的优选材料。但DLC薄膜的高内应力、低电催化活性及生物化学惰性限制其作为生物电极材料的使用。本文将元素掺杂及化学分子修饰应用于DLC薄膜的改性,并探讨了改性对薄膜微观结构、细胞相容性及电化学性能的影响。采用磁过滤阴极真空电弧(FCVA)技术,以氮气(N2)、磷烷(PHa)为气体掺杂源,或在石墨阴极靶中掺入适量的硼粉或铂粉实现掺杂DLC薄膜的制备。采用原子力显微镜(ArM)、拉曼(Raman)光谱及X-射线光电子能谱(XPS)表征薄膜的表面形貌和微观结构。结果显示,掺杂没有破坏薄膜的光滑平整表面,且没有显著改变薄膜的非晶结构,但增加了sp2杂化碳含量。PCI2神经细胞的粘附、增殖及凋亡实验表明,B、N、P元素的掺杂提高了薄膜的细胞相容性,但Pt的掺入起了相反的作用。培养5天后,相比于未掺杂DLC薄膜,掺P薄膜上细胞密度增加约60%,凋亡率降低约40%,而N、Pt共掺的薄膜上细胞密度降低约40%,凋亡率提高约30%。电化学测试显示,不同元素掺杂的薄膜对双氧水(H2O2)的电催化能力不同,其中N、P的掺杂能更有效地提升薄膜的催化活性。通过共价键合方式在掺氮类金刚石(DLC：N)薄膜表面分别连接化学活性分子多巴胺(DA)、三氨基苯硼酸(APBA)及三磷酸腺苷(ATP),实现对掺杂薄膜的进一步改性。修饰后的薄膜微观结构没有明显变化,粗糙度略有增加(约0.3 nm)。经APBA及ATP修饰后的薄膜具有更好的细胞相容性,DA修饰获得了相反的效果。培养3天后,APBA及ATP修饰的薄膜上PC12细胞的活性约为修饰前的两倍,而DA修饰薄膜的上细胞活性仅约为修饰前的40%。化学分子修饰提高了薄膜对H2O2的催化能力,APBA修饰的薄膜检测1H202浓度的灵敏度约增加为原来的4倍,因而体外检测细胞受激释放H2O2的能力也随之提高。光刻法制备的DLC：N阵列电极检测H2O2浓度的灵敏度约为原薄膜电极的10～30倍。总之,元素掺杂及化学分子修饰能同时实现对DLC薄膜电化学性能及细胞相容性的调控,通过选择合适的掺杂元素及化学分子可以获得适宜的细胞传感器基底材料。