Das Raster-Elektrochemische Mikroskop (SECM) ist eine wichtige elektrochemische Charakterisierungstechnik, deren Prinzip darin besteht, die Stromantwort einer ultramikroelektrode (UME) in der Lösung in der Nähe des Substrats zu messen, um Informationen über die Probenoberfläche zu erhalten. Die dreidimensionalen Abmessungen der UME liegen im Nanometerbereich (einige Nanometer) bis zum Mikrometerbereich (25 Mikrometer). Wenn sich die UME der Substratoberfläche nähert, kann die elektrochemische Reaktion wichtige Informationen über die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Substrats liefern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Oberflächenmorphologie, elektrochemische Aktivität und Reaktionskinetik. Dieser Artikel gibt einen systematischen Überblick über die für die Zellanalyse angewandten SECM-Redoxsysteme mit Fokus auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Redoxpaare und deren Interaktionsmechanismen mit Zellen. Die Medien werden entsprechend ihrer molekularen Struktur in Eisen-basierte (z. B. Ferrocencarbonsäure, Ferrocyanid), Ruthenium-basierte (z. B. Hexaammineruthenium), andere Metallarten (z. B. Kobalkomplexe, Hexachloroiridat), Chinone (z. B. Benzchinon, Methylnaphthochinon), Amine / Phenole (z. B. p-Aminophenol) und andere (z. B. Dithion) eingeteilt. Schlüsselmerkmale wie Hydrophilie / Lipophilie, Membrandurchlässigkeit und Redoxpotentiale werden zusammengefasst und deren Eigenschaften bei der Zellenerkennung analysiert: hydrophile Medien (z. B. Ferrocencarbonsäure, Hexaammineruthenium) können die Zellmembran nicht durchdringen und werden hauptsächlich für die Zellmorphologiebildgebung und Membranintegritätsbewertung verwendet; hydrophobe Medien (z. B. Ferrocenmethanol, Benzchinon) können die Membran passieren und werden zur Überwachung des intrazellulären Redoxzustands, der Stoffwechselaktivität und enzymkatalysierter Reaktionen eingesetzt; einige Medien können durch Kombination (z. B. Ferrocyanid und Methylnaphthochinon) Signalverstärkung erzielen. Der Artikel fasst die Systemauswahl und spezifische Anwendungen zusammen, um Referenzen und Leitlinien für die SECM-Technologie in der Zellbiologie, Toxikologie und Erforschung von Krankheitsmechanismen bereitzustellen.

Raster-Elektrochemische Mikroskopie;Redoxsysteme;Redoxmedien;Zellbildgebung;Einzelzellanalyse