人脑有140亿个神经元,这些神经元之间通过约100万亿个连接点(突触间隙)高度复杂而有序的联系在一起。神经元之间通讯主要通过突触间神经递质分子传导，使脑活跃起来,错综复杂的信号引起一连串的思维、行为和记忆。时空分辨监测单细胞、单囊泡及脑活体释放神经递质分子是探索脑化学的基础，最终探索更复杂的学习与记忆过程。脑神经信号的传递以及代谢过程都离不开化学物质的参与，因此，针对脑内神经递质、调质、能量代谢物质、自由基、离子等诸多神经化学物质开展脑神经分析化学研究，对于探索和认识神经生理、病理的分子机制，都具有极其重要的意义。

单囊泡、单细胞及脑片层次上进行化学物质检测脱离了活体生存的真实环境，较难保持细胞之间固有的联系和相互作用。相比较而言，活体层次对脑化学物质进行分析，能够更加真实、直接地反映神经系统在各种生理、病理过程中对外界刺激的响应，因而能够为脑神经生理、病理过程物质基础的探索提供最为直接的信息。

而脑活体监测化学信号分子瞬时动态变化与行为的相关性主要有微电极伏安法、微透析取样法、正电子发射断层扫描成像法。以多巴胺与行为相关性为例，如吸毒、吸烟、酗酒、触摸、性冲动及性行为等过程中，实时监测脑中多巴胺变化。

电化学分析方法通常具有灵敏度高、选择性好、时空分辨率高等优点，且检测电极易于微型化，非常适用于活体原位分析测定。活体原位电化学分析方法可应用于脑内不同化学物质基础水平及其在一系列生理、病理过程中浓度变化的监测。活体原位电化学分析可追溯到20世纪50年代，Clark 等人利用玻璃封装的铂丝作为研究电极，首次通过电化学伏安法实现了脑内氧气浓度变化的实时监测。更为人们熟知的是，1973年 Adams 等人首次将微型化碳糊电极植入大鼠脑中进行活体电化学研究，得到了脑神经物质的在电极上的电化学反应信号，进一步验证了电化学方法在脑内实现生理活性物质检测的可行性，引起了神经生理学家的高度关注，标志着活体原位脑神经电化学分析的诞生。