脑神经化学过程的研究已经成为分析化学和脑神经生理学的热点研究领域之一，脑内信息传递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。因此，建立和发展生理活性物质高灵敏度、高选择性的活体分析方法对于从分子层次上认识和了解脑神经的化学本质具有重要意义。　　传统活体分析化学方法主要包括活体原位电化学方法和活体在线电化学方法，但研究对象受限于具有电化学活性或能转化为电化学活性的物质。对于电化学活性差的物种（比如谷氨酰胺，铁离子，锌离子等）则要求去发展活体分析新的原理和方法。荧光分析方法因其选择性好、灵敏度高、分析步骤简单、设备简单等优点，在活体分析中具有很好的应用价值。但由于脑内环境复杂，如何实现体系的高选择性、高灵敏度、高稳定性和高重现性是建立生理活性物质活体荧光分析化学新方法的瓶颈所在。　　本工作针对活体分析化学研究中的瓶颈问题，通过合理设计荧光探针分子，提出并建立了谷氨酰胺、铁离子和锌离子的活体荧光分析新原理新方法，并探索了部分方法在活细胞层次、活动物层次以及部分脑神经生理和病理过程（脑缺血和耳鸣）中的应用。具体工作概括如下:　　1)细胞内及缺血过程脑内谷氨酰胺活体荧光分析:基于氢键促进作用，发展了一种带醛基的磷光金属铱配合物[Ir(pba)2(DMSO)2]PF6荧光探针，并用于谷氨酰胺细胞成像及活体分析。活体实验结果表明，SD大鼠鼠脑听皮层微透析液中谷氨酰胺的基础值约为53.83±5.05 nM(n=3)，缺血过程中谷氨酰胺含量升为78.59±8.92 nM(n=3)。该荧光分子探针不仅对谷氨酰胺具有高选择性、高灵敏度响应，还具有简单合成、快速响应、一步检测、稳定性高、荧光寿命长和生物兼容性好等优点，为与谷氨酰胺相关的脑神经生理病理过程的研究提供了一种新的方法。　　2)细胞内及脑内铁离子活体荧光分析:利用中心原子与配体界面独特的金属卡宾配位结构(M=C=CH-R)，设计并发展了一种DPA功能化的发光铱纳米团簇，并实现了细胞内及鼠脑内铁离子的活体荧光分析。活体实验结果表明，SD大鼠鼠脑皮层微透析液中Fe3+的基础值约为0.23±0.02μM(n=3)。该探针不仅对铁离子的检测具有很高选择性和灵敏度，还具有尺寸小(～1.2 nm)、荧光量子产率高(28.4％)、光稳定性和生物兼容性好等优点。为相关脑神经生理病理的研究提供了一种活体荧光分析的新方法。　　3)水杨酸钠诱导耳鸣过程脑内锌离子活体荧光分析:以NBD-TPEA作为锌离子选择性响应荧光探针，结合活体微透析技术，发展了一种连续流动活体荧光分析新方法。利用此方法，我们测得鼠脑内锌离子的基础值约为0.52±0.084μM(n=4);水杨酸钠诱导耳鸣时锌离子含量缓慢上升，90 min后达到稳定值1.20±0.24μM(n=4)。该方法不仅对锌离子具有高选择性、高灵敏度响应，还具有信号读出简单、抗光漂白能力强，背景信号小等优点，可以应用于耳鸣生理病理过程分子机制的研究。