Сканирующая электрохимическая микроскопия (SECM) является важной техникой электрохимической характеристики, принцип которой основан на измерении токовой реакции ультрамелкого электрода (UME) вблизи подложки в растворе для получения информации о поверхности образца. Размеры ультрамелкого электрода в трех измерениях варьируются от нанометрового масштаба (несколько нанометров) до микрометрового (25 микрометров). При приближении ультрамелкого электрода к поверхности подложки электрохимическая реакция может предоставить важную информацию о физико-химических свойствах подложки, включая, но не ограничиваясь, морфологией поверхности, электрохимической активностью и кинетикой реакции. В статье систематически рассмотрены системы окислительно-восстановительных пар SECM, применяемые для анализа клеток, с акцентом на физико-химические свойства окислительно-восстановительных пар и механизмы их взаимодействия с клетками. Среды разделены по молекулярной структуре на железооснованные (например, ферроценовый карбонат, ферроцианид), рутониевые (например, гексаамминрутений), другие металлы (например, комплексы кобальта, гексахлориродат), хиноны (например, бензохинон, метилнафтокинон), амины / фенолы (например, пара-аминофенол) и другие (например, тиоэтион), обобщены ключевые характеристики таких веществ, как гидрофильность/липофильность, проницаемость мембраны и потенциалы окисления-восстановления. Анализируются особенности их применения в клеточном анализе: гидрофильные среды (например, ферроценовый карбонат, гексаамминрутений) не проникают через клеточную мембрану и в основном используются для визуализации морфологии клеток и оценки целостности мембраны; гидрофобные среды (например, ферроценол, бензохинон) способны проникать через мембраны клетки, используясь для мониторинга внутреннего окислительно-восстановительного состояния, метаболической активности и ферментативных реакций; некоторые среды с помощью комбинированных стратегий (например, ферроцианид с метилнафтокиноном) позволяют усилить сигнал. Статья обобщает выбор систем и конкретные приложения с целью предоставить рекомендации и руководство для применения технологии SECM в клеточной биологии, токсикологии и исследованиях механизмов заболеваний.

Сканирующая электрохимическая микроскопия;Окислительно-восстановительные системы;Окислительно-восстановительные среды;Визуализация клеток;Анализ одиночных клеток