隨著功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,，神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況,。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一,，它的主要原理是將外源性熒光信號(hào)和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號(hào)的改變反映細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度,，通過這個(gè)變化來daibiao細(xì)胞的功能狀態(tài),。目前這種技術(shù)被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,，從而判斷其功能活動(dòng)。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號(hào)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時(shí)間和空間上的傳遞穿梭,。鈣成像系統(tǒng)具有單細(xì)胞分辨率的大視野的特征,。浙江光遺傳鈣成像口碑好

功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展使研究腦區(qū)和神經(jīng)元的內(nèi)部工作成為可能。隨著功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,，神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況,。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一，其主要原理是將外源性熒光信號(hào)和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號(hào)的改變反映細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度,，以此表示細(xì)胞的功能狀態(tài),。目前它被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化，從而判斷其功能活動(dòng),。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號(hào)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時(shí)間和空間上的傳遞穿梭,。江蘇神經(jīng)元鈣成像近年來出現(xiàn)了通過植入性的顯微鏡或透鏡進(jìn)行活動(dòng)動(dòng)物鈣成像的技術(shù)。

眾所周知,，只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,，而細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定，同時(shí)也受鈣結(jié)合蛋白的影響,。細(xì)胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種,，其中包括電壓門控鈣離子通道、離子型谷氨酰胺受體,、煙堿型膽堿能受體（nAChR）和瞬時(shí)受體電位C型通道（TRPC）等,。神經(jīng)元鈣成像的原理就是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強(qiáng)度表現(xiàn)出來，以反映神經(jīng)元活性,。該方法可以同時(shí)觀察多個(gè)功能或位置相關(guān)的腦細(xì)胞,。

鈣是機(jī)體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細(xì)胞內(nèi)外的電化學(xué)梯度,，同時(shí)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中扮演著重要角色,。作為第二信使，鈣參與細(xì)胞周期,、細(xì)胞代謝,、細(xì)胞分化、壞死,、凋亡等等許多重要的生理過程,。細(xì)胞內(nèi)的鈣離子水平通常很低,，一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內(nèi)的鈣可被各種亞細(xì)胞器所貯存,，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：其中約50%位于細(xì)胞核,，30%位于線粒體，14%位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),，5%位于胞膜上,，1%位于胞質(zhì)內(nèi)，且因?yàn)殁}離子易與磷酸和碳酸復(fù)合物形成不溶物,，故游離鈣只占[1],。細(xì)胞可以通過鈣內(nèi)流、內(nèi)鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來維持細(xì)胞內(nèi)鈣的內(nèi)穩(wěn)狀態(tài),。例如與鈣內(nèi)流相關(guān)的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC,、受體活躍的通道RACC；與內(nèi)鈣釋放相關(guān)的受體如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3受體,；以及降鈣相關(guān)的脂膜及線粒體上的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2],。近20年來鈣的熒光成像及測(cè)定技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑,，結(jié)合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng),，我們可以對(duì)活細(xì)胞的鈣離子進(jìn)行測(cè)定及成像，進(jìn)一步揭示其生理機(jī)制及相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制,。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA,，APTRA，BAPTA的衍生物,，它們可以結(jié)合鈣離子從而顯示一個(gè)光譜響應(yīng),。鈣離子成像可以追蹤神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢弧?/p>

CaMPARI，一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術(shù),，包含CaMPARI以及CaMPARI2（第二代）,。其原理在于，CaMPARI蛋白在正常狀態(tài)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,，而如果對(duì)這種蛋白同時(shí)使用高濃度鈣離子與紫外光處理,，它就會(huì)不可逆、長久地轉(zhuǎn)變成另一種能發(fā)出紅色熒光的構(gòu)象,，即實(shí)現(xiàn)將瞬間的神經(jīng)元活動(dòng)變成長久的紅色熒光蛋白表達(dá),。研究人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將這種新型蛋白導(dǎo)入到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)中，然后用度的紫外光照射動(dòng)物的大腦,，通過檢查熒光,，找到發(fā)紅色熒光的神經(jīng)元，這些神經(jīng)元即是在紫外光照射期間活躍的神經(jīng)元,。由于紫外光可以對(duì)著整個(gè)大腦進(jìn)行照射,，所以理論上,，人們可以對(duì)全腦進(jìn)行檢查。鈣成像技術(shù)的不斷進(jìn)步,，使得人們對(duì)神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域有了進(jìn)一步的拓展,。哈爾濱inscopix鈣成像供應(yīng)商

鈣成像系統(tǒng)在自由行為動(dòng)物上對(duì)鈣離子動(dòng)態(tài)進(jìn)行單細(xì)胞分辨率級(jí)別的持久成像。浙江光遺傳鈣成像口碑好

紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針：Fura-2和Indo-1都是紫外光激發(fā)的雙波長Ca2+熒光指示劑,，也是目前較常用的比率型鈣離子熒光探針,。與其他代的熒光指示劑相比，它們的熒光信號(hào)更強(qiáng),，對(duì)Ca2+的選擇性也更強(qiáng),。比率指示劑會(huì)在與Ca2+結(jié)合后會(huì)改變吸收/發(fā)射特性。以雙波長激發(fā)指示劑Fura-2為例,。如圖2所示，低Ca2+濃度下,，F(xiàn)ura-2在~380nm處激發(fā),，高Ca2+濃度下，在~340nm處激發(fā),。光譜由兩個(gè)峰組成：左側(cè)較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,，右側(cè)較長波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而減小。通過340/380nm交替激發(fā),，獲取在510nm處對(duì)應(yīng)的發(fā)射光熒光強(qiáng)度的比率,，就可以對(duì)Ca2+濃度進(jìn)行定量的測(cè)量。因?yàn)镕ura-2結(jié)果準(zhǔn)確,，且不易被漂白,，所以得到了普遍使用。浙江光遺傳鈣成像口碑好

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