使用MPM對(duì)神經(jīng)元進(jìn)行鈣成像時(shí),,通過(guò)隨機(jī)訪問(wèn)掃描—即激光束在整個(gè)視場(chǎng)上的任意選定點(diǎn)上進(jìn)行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經(jīng)元,,這樣不僅避免掃描到任何未標(biāo)記的神經(jīng)纖維,,還可以優(yōu)化激光束的掃描時(shí)間,。隨機(jī)訪問(wèn)掃描可以通過(guò)聲光偏轉(zhuǎn)器(AOD)來(lái)實(shí)現(xiàn),其原理是將具有一個(gè)射頻信號(hào)的壓電傳感器粘在合適的晶體上,,所產(chǎn)生的聲波引起周期性的折射率光柵,,激光束通過(guò)光柵時(shí)發(fā)生衍射。通過(guò)射頻電信號(hào)調(diào)控聲波的強(qiáng)度和頻率從而可以改變衍射光的強(qiáng)度和方向,,這樣使用1個(gè)AOD就可以實(shí)現(xiàn)一維橫向的任意點(diǎn)掃描,,利用1對(duì)AOD,結(jié)合其他軸向掃描技術(shù)可實(shí)現(xiàn)3D的隨機(jī)訪問(wèn)掃描,。但是該技術(shù)對(duì)樣本的運(yùn)動(dòng)很敏感,,易出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影。目前,,快速光柵掃描即在FOV中進(jìn)行逐行掃描,由于利用算法可以輕松解決運(yùn)動(dòng)偽影而被guangfan的使用,。雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,,使在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處于活動(dòng)狀態(tài)下的鈣成像技術(shù)取得了飛速進(jìn)展。北京熒光鈣成像多少錢
鈣成像具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):1.非侵入性:鈣成像技術(shù)可以在活物細(xì)胞或組織中進(jìn)行觀察,,無(wú)需破壞細(xì)胞或組織的完整性,,因此是一種非侵入性的技術(shù)。2.高時(shí)空分辨率:鈣成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞內(nèi)鈣離子的動(dòng)態(tài)變化,,具有較高的時(shí)空分辨率,??梢圆蹲降解}離子濃度的瞬時(shí)變化,揭示細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)的快速過(guò)程,。3.多樣性:鈣成像技術(shù)可以使用不同的熒光探針或基因工程技術(shù),,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的細(xì)胞或組織進(jìn)行鈣成像??梢愿鶕?jù)需要選擇適合的探針或方法,,擴(kuò)展應(yīng)用范圍。4.可定量分析:通過(guò)鈣成像技術(shù)可以獲得熒光信號(hào)的強(qiáng)度,,可以進(jìn)行定量分析,,了解鈣離子濃度的變化程度??梢酝ㄟ^(guò)比較不同條件下的鈣成像結(jié)果,,研究因素對(duì)鈣離子信號(hào)的調(diào)控作用。5.可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域:鈣成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué),、細(xì)胞生物學(xué),、藥理學(xué)等領(lǐng)域??梢匝芯可窠?jīng)元活動(dòng),、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡等生物過(guò)程,,有助于揭示生物學(xué)機(jī)制和疾病發(fā)生及發(fā)展的過(guò)程,。綜上所述,鈣成像技術(shù)具有非侵入性,、高時(shí)空分辨率,、多樣性、可定量分析和廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域等優(yōu)勢(shì),,成為研究細(xì)胞內(nèi)鈣離子動(dòng)態(tài)變化的重要工具,。北京熒光鈣成像多少錢鈣離子成像可以追蹤神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢弧?/p>
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),使研究者可以用熒光顯微鏡來(lái)觀察細(xì)胞內(nèi)的自由鈣的濃度,。熒光顯微鏡可以使用普通的倒置熒光顯微鏡來(lái)進(jìn)行鈣信號(hào)的測(cè)定和成像,。并可結(jié)合電生理設(shè)備、活細(xì)胞培養(yǎng)裝置等,,適用于大強(qiáng)度,、廣范圍的鈣信號(hào)測(cè)定。共聚焦顯微系統(tǒng),,共聚焦以激光為光源,,且可配備氬離子光源,,可以選擇可見光激發(fā)的鈣指示劑,進(jìn)行層掃,,相比普通熒光顯微鏡有更好的空間分辨率,。并且共聚焦除了配備大視野掃描鏡更可配置共振掃描振鏡,以滿足更高速成像應(yīng)用的需求,。雙光子顯微系統(tǒng)使用長(zhǎng)波長(zhǎng)來(lái)激發(fā)熒光指示劑,,具有較低的細(xì)胞毒性,也可適用于紫外激發(fā)的鈣指示劑,,且可獲得和單光子共聚焦系統(tǒng)類似的空間分辨率,。小結(jié)綜上可見,在研究鈣信號(hào)時(shí),,可結(jié)合樣品自身特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)的鈣指示劑,,并考慮既有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,來(lái)確定具體的實(shí)驗(yàn)方案,。同時(shí)還需進(jìn)一步摸索實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的校正,、控制等多種影響因素,可獲得可靠的圖像及熒光定量數(shù)據(jù),。
鈣成像技術(shù)在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,,以下是一些常見的應(yīng)用場(chǎng)景:1.神經(jīng)科學(xué)研究:鈣成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于研究神經(jīng)元活動(dòng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的功能??梢杂^察神經(jīng)元的鈣離子動(dòng)態(tài)變化,,揭示神經(jīng)元的興奮性和抑制性活動(dòng),研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接和信息傳遞,。2.細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)研究:鈣離子在細(xì)胞內(nèi)起著重要的信號(hào)傳導(dǎo)作用,。鈣成像技術(shù)可以用于研究細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度變化,揭示細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的機(jī)制和調(diào)控過(guò)程,。3.細(xì)胞凋亡研究:鈣離子在細(xì)胞凋亡過(guò)程中扮演重要角色,。鈣成像技術(shù)可以用于觀察細(xì)胞內(nèi)鈣離子的變化,研究細(xì)胞凋亡的啟動(dòng)和執(zhí)行過(guò)程,。4.藥理學(xué)研究:鈣成像技術(shù)可以用于評(píng)估藥物對(duì)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的影響,。可以研究藥物的作用機(jī)制,、藥物的劑量效應(yīng)關(guān)系等,。5.疾病研究:鈣成像技術(shù)可以應(yīng)用于研究與鈣離子信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)的疾病,如神經(jīng)退行性疾病,、心血管疾病等??梢越沂炯膊“l(fā)生及發(fā)展的機(jī)制,,為疾病的診斷和診療提供依據(jù),。總之,,鈣成像技術(shù)在神經(jīng)科學(xué),、細(xì)胞生物學(xué)、藥理學(xué)和疾病研究等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,,可以幫助揭示生物過(guò)程的機(jī)制和疾病的發(fā)生及發(fā)展過(guò)程,。鈣信號(hào)發(fā)揮著高度特異性的功能。
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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,,右側(cè)較長(zhǎng)波長(zhǎng)的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而減小,。通過(guò)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,。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,。美國(guó)神經(jīng)細(xì)胞鈣成像nVista
鈣離子成像可以用于感知覺(jué),,學(xué)習(xí)記憶,社會(huì)性行為等各種各樣的研究中,。北京熒光鈣成像多少錢
細(xì)胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號(hào)分子其作用具有時(shí)間性和空間性,。當(dāng)個(gè)細(xì)胞興奮時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)電沖動(dòng),,此時(shí),,細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi),促使該細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),,神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,,促使這一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動(dòng),。以此類推,神經(jīng)信號(hào)便一級(jí)一級(jí)地傳遞下去,,從而構(gòu)成復(fù)雜的信號(hào)體系,,較終形成學(xué)習(xí)、記憶等大腦的高級(jí)功能,。在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中,,鈣離子同樣扮演著重要的信號(hào)分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,,而細(xì)胞興奮時(shí)鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,,增加的鈣離子對(duì)于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過(guò)程必不可少。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,。北京熒光鈣成像多少錢