细胞是生命结构和功能的基本单位，其研究对疾病的发生发展过程至关重要。细胞的大多数生理活动都涉及到电活性粒子的定向有序的传递和转移，以及细胞物质有序、专一、特异的氧化还原反应。电化学方法能揭示其中电子转移的具体过程，因此逐渐成为研究和探讨生命现象和本质的最有力手段之一。然而，常规的电化学方法一般以大量细胞为研究对象，用平均结果反映单个细胞的化学信息。但是，由于生物组织中各种化学成分分布及细胞本身的个体差异，大量的细胞分析常常得不出准确甚至错误的结论。因此，直接分析单个细胞的生理状态和化学成分十分重要。单细胞的化学分析已经成为一个十分重要的议题。与细胞集群水平的研究相比，单细胞的研究可以提供更加具体的关于细胞异质性、细胞间与细胞外交流的信息，使得人们对生物体与疾病有一个更好的认识。扫描电化学显微镜(SECM)作为一种对单细胞的操控、传感、成像的新工具和方法已经被发展起来。鉴于此，本论文主要利用扫描电化学显微镜研究了细胞与新型碳硼烷分子以及某些纳米材料的作用，进行了原位实时监测，并进行细胞三维成像。　　 癌症作为一种目前医学上棘手的疾病之一，它的准确检测及有效治疗一直是生物、医学领域的研究重点。本文将一种新型二茂铁-碳硼烷衍生物(FcSBl)分子引入到肿瘤细胞的高灵敏识别检测中。以白血病细胞作为研究对象，利用该分子良好的电化学特性，通过电化学手段来对其进行检测。进一步，利用SECM的恒高成像模式对肝癌细胞与FcSB1的作用进行了实时原位三维细胞成像。研究结果表明，此新型碳硼烷分子能够明显地区分白血病敏感细胞和耐药细胞。该分子上高度疏水的二茂铁基和高度亲脂的碳硼烷基使其极易穿透细胞膜，引发急性细胞毒性。　　 与此同时，我们探讨了多壁碳纳米管修饰的ITO电极、紫外光照以及二氧化钛纳米颗粒在紫外光照下对肝癌细胞的影响与SECM成像分析。研究结果表明，相比裸ITO电极，多壁碳纳米管修饰的ITO电极上的细胞成像电流范围增加了4倍多，能够明显增强成像时细胞与背景的对比度，提高细胞成像的分辨率。由于二氧化钛纳米颗粒具有光催化效应，其诱导的细胞损伤强于紫外光照本身。　　 进一步地，我们还利用电化学分析法研究了新型四硫富瓦烯衍生物探针分子TTF-(COONBu4)2对细胞的识别作用。特别地，以白血病敏感、耐药细胞作为研究对象，借助接触角和倒置荧光显微镜对其作用细胞的形态和形貌进行了表征，并利用相关探针分子电化学性质的显著变化对白血病细胞进行识别和区分。研究结果表明，由于不同种类的白血病细胞（如敏感细胞和耐药细胞）膜特异性将引起探针分子的电化学行为的变化，因而利用四硫富瓦烯衍生物等电活性分子探针可以快速识别和检测不同种类的白血病细胞。