脑神经化学过程的研究已经引起了广泛的关注，因为脑内信息传递以及与脑神经相关的各种生理和病理过程无不具有化学物质的参与。利用电化学分析方法来进行中枢神经系统中各种生理活性物质的活体实时动态分析，在脑神经化学过程及相关生理和病理研究中发挥着重要的作用。本论文在系统分析和比较了电化学分析方法在脑神经化学过程研究中应用的基础上，针对电化学分析在脑神经化学研究中存在的关键问题，以发展基于原电池原理的活体分析方法为研究的切入点，开展了脑神经化学过程的电分析化学研究。具体工作可以概括如下:　　 (1)基于原电池原理的活体分析新方法研究:利用微流控芯片技术提出了两极可在各自独立却又适宜的环境下工作的生物燃料电池，并进一步结合活体微透析技术，建立了基于原电池原理的活体在线电化学分析方法。研究结果表明，当葡萄糖脱氢酶(GDH)和漆酶(laccase)分别作为阳极和阴极的催化剂时，所建立的原电池型活体分析方法对葡萄糖具有良好的线性、选择性和稳定性，可用于鼠脑透析液中葡萄糖活体在线分析。与传统的电解池型活体分析方法相比，该方法具有仪器简单和操作方便等优点，为脑化学的研究提供了新的思路。　　 在以上研究基础上，进一步利用碳纤维微电极建立了可在鼠脑内工作的抗坏血酸/O2活体生物燃料电池。该生物阴极由于使用了尖端极细的玻璃毛细管，使得漆酶在脑内复杂的生理环境中仍具有很好的效率。所建立的生物燃料电池在鼠脑内具有稳定的输出性能，开路电位为0.70V，最大输出功率可达32μW cm-2。　　 通过利用电子媒介体ABTS加速阴极的生物电催化效率，使抗坏血酸在阳极上的氧化为抗坏血酸/O2电池功率输出的决定步骤，以此提出并建立了可活体原位检测鼠脑内抗坏血酸的原电池型分析新方法。所建立的方法对脑内抗坏血酸的分析具有良好的线性、选择性和稳定性。本研究发展脑化学的无线传感提供了可能。　　 (2)脑内抗坏血酸和神经元电活动的同时分析研究:利用碳纳米管修饰的碳纤维微电极和内充有3 M KCl的玻璃毛细管微电极，建立了一种简单有效、可同时测定脑内抗坏血酸和神经元电信号的活体分析新方法。所建立的方法对抗坏血酸的分析具有很好的选择性和稳定性，并且电化学和电生理这两种信号的分析没有交叉干扰，可用于原位实时记录鼠脑缺血/再灌注过程中脑内抗坏血酸和神经元电活动信号的动态变化。研究表明，大鼠经全脑缺血20 min再灌注90 min后，脑皮层中的抗坏血酸浓度升高至基础值的270％，神经元活性则下降至基础值的1％。本方法为研究脑功能过程中化学和电信号的实时分析提供了新的思路。　　 (3)基于电解池原理的电化学分析研究:利用普鲁士蓝(PB)可逆的电化学性质和电极电势对K+敏感的特点，提出并建立了计时电位法检测中性溶液中的K+的电化学分析新原理。研究结果表明，PB与聚苯胺(PANi)的复合可提高了PB在中性溶液中的稳定性。通过利用计时电位法精确控制PB/PANi在电极表面的电化学反应，可建立K+的电化学分析新方法，该方法具有灵敏度好、选择性高等优点，可望应用于K+的活体分析。　　 利用无限配位聚合物和过氧化氢氧化酶(catalase)，提出并建立了能够催化氧气四电子还原的电化学催化新体系。所建立的体系可应用于氧气的电化学分析。由于无限配位聚合物和过氧化氢氧化酶(catalase)双催化体系所建立的氧气分析方法具有很高的灵敏度，且产物是水，因而可望实现脑内氧气的活体分析。