Персонализированная медицина обладает большим потенциалом, особенно при лечении рака, который остается серьезной проблемой из-за как внутренней, так и приобретенной резистентности к традиционным химиотерапевтическим средствам.
Хотя генетические аспекты гетерогенности раковых клеток и взаимосвязь между мутациями и лекарственной устойчивостью изучались довольно широко, разработка технологий предварительного скрининга для выявления гетерогенности раковых клеток является актуальной задачей.
Оценка гетерогенности клеток может быть проведена путем измерения ионов металлов, уровней активных форм кислорода и азота, уровня лактата и рH.
Раковые опухоли являются гетерогенными и обладают низкими значениями pH в связи с высокой скоростью метаболизма в сочетании с плохим кровоснабжением. Поэтому локальный высокий метаболизм и отсутствие перфузии приводят к анаэробному пути метаболизма, который приводит к снижению уровня внеклеточного рН за счет образования большого количества молочной кислоты.
Высокая разрешающая способность метода по измерению по pH имеет большое значение не только для разработки новых противораковых лекарств и носителей, но и для определения эффективности терапии, так как большинство новых систем доставки лекарств предлагают использовать рН-чувствительные полимеры.

Одним из самых перспективных методов внутриклеточных исследований раковых клеток является применение наноразмерных электрохимических сенсоров. Использование подобных скриниговых сенсоров позволяет получать информацию о содержании метаболитов в клетках и реакцию на оксидативный стресс с высокой точностью, что дает представление об клеточных механизмах и воспалительных процессах, происходящих в опухолевых клетках. Кроме того, существующие аналоги проведения данных внутриклеточных исследований, включающих в себя оптические и флуоресцентные зонды, имеют ряд ограничений, таких как быстрый износ зондов, необходимость в большом количестве клеток.

Одними из самых перспективных и чувствительных методов для детектирования различных маркеров, соответствующих протеканию опухолевых заболеваний, являются электрохимические методы исследования. И на данный момент ключевой задачей для понимания механизмов возникновения, роста и развития опухолей является определение уровней клеточных метаболитов in vitro и in vivo. В свою очередь определение клеточных метаболитов в ответ на лекарственные препараты может позволить оценить эффективность препарата.