活體伏安法是將微電極直接插入大腦特定部位，實(shí)現(xiàn)腦內(nèi)生理活性物質(zhì)的活體實(shí)時(shí)分析的電化學(xué)分析方法。因其所用微電極尺寸小，可置入腦組織，分析時(shí)空分辨率高，活體伏安法在腦神經(jīng)化學(xué)過(guò)程的研究中備受關(guān)注。

Adams等于1972年第一次將碳糊電極（直徑約300μm）植入大鼠腦內(nèi)，并獲得了腦內(nèi)第一張循環(huán)伏安圖，并猜測(cè)所獲得的伏安信號(hào)為AA的氧化峰。用同樣的方法，O'Neill等通過(guò)腦區(qū)微注射和腹腔注射AA，增加了伏安信號(hào)，Brazell等通過(guò)向腦區(qū)注射AA選擇性氧化酶（Ascorbate oxidase，AAOx），證實(shí)了獲得的伏安信號(hào)為AA，并用該方法測(cè)定了不同腦區(qū)和微注射谷氨酸時(shí)AA的變化。然而，碳糊電極直徑太大，碳纖維電極（CFE，5～7μm）具有較高空間分辨率和生物兼容性等性能，因此，越來(lái)越多研究開(kāi)始關(guān)注CFE，并發(fā)展了許多檢測(cè)AA的方法。Gonon等第一次對(duì)CFE進(jìn)行處理，用DPV法實(shí)現(xiàn)了腦內(nèi)AA的選擇性分析。Heien等通過(guò)快速掃描循環(huán)伏安法（Fast scan cyclic voltammetry，F(xiàn)SCV）和主成分回歸分析對(duì)FSCV數(shù)據(jù)進(jìn)行了多組分分析，可同時(shí)測(cè)定AA、5 HT、DA、DOPAC、pH值的實(shí)時(shí)變化（。

如前所述，對(duì)電極表面進(jìn)行合理的功能化，是實(shí)現(xiàn)AA選擇性分析的有效策略。第一次在電極表面修飾CNT，實(shí)現(xiàn)了AA的活體檢測(cè)。AA在CNT修飾的CFE上在0.0 V左右達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流，說(shuō)明修飾在CFE上的CNT對(duì)AA具有很好的電化學(xué)催化作用。此外，DA、尿酸和5 HT這些腦內(nèi)神經(jīng)化學(xué)物質(zhì)的氧化電位都比AA在CNT修飾的CFE氧化電位正，因此不干擾AA的電化學(xué)分析。他們通過(guò)多壁碳納米管（Multiwalled carbon nanotube，MWNT）修飾的CFE，用DPV的方法檢測(cè)鼠腦細(xì)胞間液中AA的濃度約為（0.20±0.05）mmol/L。他們通過(guò)向電極附近注入AAOx，證明MWNT修飾的CFE電極對(duì)AA具有很好的選擇性。

由于CNT修飾CFE的技術(shù)在神經(jīng)科研領(lǐng)域的研究較難，且電極制備的可重復(fù)性有待進(jìn)一步提高，Xiang等制備了陣列碳納米管覆蓋的碳纖維微電極（Vertically aligned carbon nanotube sheathed carbon fiber，VACNT CFE），大大簡(jiǎn)化了碳納米管微電極的制備方法，避免了手工滴涂修飾CNT引起的電極性能差異，以及繁雜修飾步驟。CFE（A）和VACNT CFE（B）的掃描電鏡圖，CNT均勻生長(zhǎng)在CFE表面，在稀H2SO4溶液中電化學(xué)預(yù)處理，得到的VACNT CFE對(duì)AA的響應(yīng)與裸CFE相似，然而，VACNT CFE在NaOH溶液中電化學(xué)活化后，表現(xiàn)出對(duì)AA良好的電催化性能，降低了AA氧化的過(guò)電位，并增大了其電流響應(yīng)，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了CNT的端口碳對(duì)AA具有良好的催化性能。VACNT CFE對(duì)AA的分析呈現(xiàn)出良好的選擇性和線性關(guān)系，并可觀察到灌注谷氨酸所引起的AA釋放，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了AA和谷氨酸的異相交換行為。

在CFE表面垂直生長(zhǎng)CNT方法可用于腦內(nèi)AA測(cè)定，雖然該電極制備方法可避免人工修飾引起的一系列問(wèn)題，但是該方法復(fù)雜，不利于大量制備電極。為進(jìn)一步簡(jiǎn)化CNT電極的制備，Xiao等發(fā)展了一種可控且重現(xiàn)性極高的電泳沉積SWNT修飾電極的方法，電泳的方法可非常簡(jiǎn)單地將酸化處理的SWNT沉積到CFE表面，該電極對(duì)AA的電化學(xué)氧化表現(xiàn)出良好的催化作用，重現(xiàn)性高。

重要的是，檢測(cè)AA時(shí)，CNT修飾的CFE比電化學(xué)處理的CFE具有更好的穩(wěn)定性，因此有利于研究腦科學(xué)與AA相關(guān)的生理或者病理過(guò)程中AA變化。如擴(kuò)散性抑制（Spreading depression，SD）是一種在腦內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞去極化，隨后受到抑制并類似去極化波在神經(jīng)及膠質(zhì)細(xì)胞間進(jìn)行傳播的現(xiàn)象。SD發(fā)病過(guò)程與偏頭痛、癲癇發(fā)病過(guò)程非常相似。因此SD發(fā)病過(guò)程中機(jī)理的研究，對(duì)于相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制的研究和治療都有重要的參考意義。Xiao等用SWNT修飾的CFE測(cè)定了鼠腦皮層由電刺激引發(fā)的SD過(guò)程中AA的濃度動(dòng)態(tài)變化。利用給予局部注射AAOx和改變施加電位的方式，進(jìn)一步驗(yàn)證記錄到的電流的變化是由SD導(dǎo)致胞外AA濃度變化引起的。為進(jìn)一步理解SD過(guò)程中AA釋放的機(jī)理，局部注射NMDA受體拮抗劑地佐環(huán)平（MK 801）阻斷谷氨酸依賴的SD的傳播，并可抑制SD過(guò)程中AA的釋放，進(jìn)一步證明了AA的釋放受SD過(guò)程中谷氨酸的調(diào)節(jié)。為了探索AA的釋放是否是由于谷氨酸異相交換引起的，采用D，L蘇式β芐氧基天冬氨酸（D，L TBOA）進(jìn)行干預(yù)，大鼠給予D，L TBOA后，發(fā)現(xiàn)電刺激AA的釋放并未被抑制。因此，報(bào)道認(rèn)為SD過(guò)程中AA釋放并不是谷氨酸的異相交換引起的，可能與SD過(guò)程中細(xì)胞水腫密切相關(guān)。

比率型電分析引入內(nèi)參比氧化還原電對(duì)，使用待分析物和內(nèi)參比的電流響應(yīng)對(duì)分析物進(jìn)行分析，可克服復(fù)雜體系的基底效應(yīng)。Tian研究組首次提出比率型電分析策略，并將CNT紡成碳纖維絲，制備得到CNT纖維（Carbon nanotube fiber，CNF），實(shí)現(xiàn)了活體內(nèi)比率型AA的分析檢測(cè)。AA在CNF上的氧化電位為50 mV，利用DPV技術(shù)，結(jié)合比率型電化學(xué)方法，對(duì)腦內(nèi)的AA實(shí)現(xiàn)了選擇性分析，采用該方法觀察到到老年癡呆癥大鼠皮層、紋狀體和海馬3個(gè)腦區(qū)AA含量明顯低于正常大鼠。將硫瑾固定在炭黑修飾的CFE上，結(jié)合比率型電化學(xué)，用循環(huán)伏安法選擇性檢測(cè)聽(tīng)皮層的AA，并觀察到水楊酸鈉引起的耳鳴過(guò)程中AA的變化。

同時(shí)記錄神經(jīng)元的電活動(dòng)信息以及腦內(nèi)AA的動(dòng)態(tài)變化可將神經(jīng)細(xì)胞之間的信號(hào)傳遞與AA密切相關(guān)的神經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，從而深入理解腦生理和病理過(guò)程的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制。Cheng等將SWNT修飾的CFE和毛細(xì)管玻璃微電極有效集成為雙通道微電極（Integrated dual mode microelectrode，IDMME），用CFE選擇性記錄AA，用玻璃管微電極記錄電生理信號(hào)，該雙通道微電極可獨(dú)立記錄化學(xué)和電信號(hào)，兩種信號(hào)之間沒(méi)有交叉干擾，并成功地用于原位連續(xù)監(jiān)測(cè)大鼠腦缺血/再灌注過(guò)程中AA以及神經(jīng)元細(xì)胞電活動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化。

生物大分子在電極表面的吸附是活體原位分析AA面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)槟X內(nèi)環(huán)境較復(fù)雜，不僅存在許多小分子干擾物質(zhì)，還包含許多生物大分子（如脂質(zhì)，蛋白質(zhì)）。電極植入后腦內(nèi)生物大分子會(huì)在電極表面吸附，導(dǎo)致電極檢測(cè)靈敏度下降，使得電極必須在活體檢測(cè)后進(jìn)行校正，才能對(duì)活體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。Liu等發(fā)現(xiàn)，用牛血清蛋白（Bovine serum albumin，BSA）處理后的CNT修飾CFE電極的活體檢測(cè)前校準(zhǔn)曲線和活體檢測(cè)后校準(zhǔn)曲線基本一致，從而巧妙地實(shí)現(xiàn)了活體前校準(zhǔn)，克服了活體檢測(cè)過(guò)程中或者活體分析后微電極取出時(shí)電極斷裂無(wú)法校準(zhǔn)的問(wèn)題。