神经细胞的递质释放检测研究对探索神经系统运行机制和解读神经疾病病因具有重要的科学意义。然而，高灵敏、高时间分辨率神经信号检测的微型阵列器件缺乏，使神经细胞多位点、原位动态实时探测难以实现。在国家自然科学基金（批准号：61125105）等的资助下，中国科学院电子学研究所蔡新霞研究员等针对神经细胞信息检测中的难点和瓶颈问题，开展了神经细胞传感器阵列的前沿技术研究，取得了以下主要创新成果：
1. 研究探索了神经细胞递质释放检测新机理和新方法，提出了微电极阵列定向修饰聚吡咯石墨烯纳米复合材料的高灵敏、高时间分辨、原位动态检测神经细胞递质释放新方法，检测到单个PC12 细胞多巴胺量子释放的信号，为揭示递质的胞吐过程提供了实时动态变化新数据。
2. 重点突破了新型离体/ 在体微电极阵列制备工艺、微电极表面定向修饰纳米功能材料技术，研制出微电极阵列，实现了对谷氨酸、多巴胺和5- 羟色胺的高灵敏检测。
3. 在神经细胞检测验证方面，基于植入式在体微电极阵列技术，实现了大鼠活体脑内纹状体神经细胞谷氨酸、多巴胺与电生理活动等微弱信号的有效获取，完成了器件验证。
相关研究成果授权国家发明专利9项，获2013 年度国家技术发明奖二等奖；成果发表在本领域顶级期刊Biosens. Bioelectron.、ACS Appl. Mater. Inter.、Nature子刊Microsystems & Nanoengineering 等刊物上，得到了国际同行的关注和认可。