脑神经化学物质在神经系统中发挥着非常重要的作用,广泛参与脑神经元之间的信号传递、神经系统功能的维护以及神经元细胞的生长和修复等过程。由基因或环境变化引起的神经化学物质含量的异常可能会导致多种大脑疾病,如帕金森氏病、阿尔茨海默氏症等。因此,开发生物兼容的大脑传感平台,实现活体层面、实时、高选择性的神经化学检测,对确定不同病理过程的特定分子基础,以及对脑疾病的预防、诊断和治疗具有重要意义。基于碳纤维微电极的电化学传感平台具有较高的时空分辨率,是活体内神经化学物质分析的重要手段。研究证明调节电极界面的电子转移动力学和离子转运行为可以有效提高活体内检测神经化学物质的灵敏度和选择性。纳米酶是一种具有类酶活性的纳米材料,可用于催化生理相关的神经化学物质的电化学氧化还原反应。基于此,本论文利用Fe-N-C纳米酶构建了稳健的碳纤维微电极/脑催化界面,并用于脑神经化学物质的体外及体内电化学检测,具体研究内容如下:（1）Fe-N-C纳米酶在碳纤维上的原位合成及其电催化性能研究。通过重氮化反应、间二苯胺聚合、Fe3+锚定、高温热解等一系列反应,制备了 Fe-N-C纳米酶原位修饰的碳纤维（Fe-N-C/CF）,并借助扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱等技术手段对其进行了表征。进而,将Fe-N-C/CF制成微电极,对过氧化氢（H2O2）、多巴胺（DA）、5-羟基色胺（5-HT）等神经化学物质,以及内分泌干扰物双酚A（BPA）的电化学行为进行了初步研究。结果表明Fe-N-C纳米酶对H2O2的还原,DA、5-HT、BPA的氧化具有较好的电催化作用,有望将其用于活体电化学检测。（2）Fe-N-C纳米酶/碳纤维微电极对活体内H2O2的电化学检测研究。在上述研究工作的基础上,对H2O2在Fe-N-C/CF微电极上的电化学行为进行了深入研究,结果表明,利用Fe-N-C纳米酶的类过氧化物酶活性,可以有效加快H2O2在电极表面的氧化还原反应动力学速率,减小过电位,排除O2干扰,有效提高了体外H2O2电化学检测的灵敏度、选择性、时间分辨率和稳定性。而且,所制备的Fe-N-C/CF微电极对活体内原位微灌注的H2O2有快速的响应能力,初步证明了其在活体H2O2检测中的可行性。（3）Fe-N-C纳米酶/碳纤维微电极对活体内DA的电化学检测研究。在上述研究工作的基础上,利用Fe-N-C纳米酶的类氧化酶活性,对DA在Fe-N-C/CF微电极上的电化学行为进行了深入的研究,结果表明表面修饰的Fe-N-C纳米酶可以调节电子转移动力学和离子转运行为,从而加快了DA的氧化,降低了阳极过电位,并且能够有效抑制多巴胺及其氧化产物的电聚合,表现出较好的抗污染性能,有效提高了DA电化学检测的灵敏度、选择性、时间分辨率和稳定性。而且,所制备的Fe-N-C/CF微电极对活体内高K+刺激产生的DA有快速且明显的响应,证实了其在活体内对DA的检测能力,为活体内DA的检测提供了新方法。