細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性,。當di1個細胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動,，此時,，細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi)，促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),，神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,，神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,，從而構(gòu)成復雜的信號體系，終形成學習,、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色,。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM，而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,，增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少,。眾所周知，只有游離鈣才具有生物學活性,，而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,，同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(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度表現(xiàn)出來,，以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞,。鈣成像技術被廣泛應用于同時監(jiān)測成百上千個神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,。哈爾濱光遺傳鈣成像代理

單光子顯微技術是較成熟的熒光顯微技術，但由于其使用的激發(fā)光波長較短,，成像深度有限,；能量較大,會造成對熒光物質(zhì)的漂白,光毒性嚴重,。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實現(xiàn)樣本三維成像要逐點掃描,成像速度慢,對樣本損害大,很難用于長時間活細胞成像。而寬場顯微鏡能夠很好地實現(xiàn)實時動態(tài)成像,光漂白小,因而較早應用于活細胞內(nèi)的實時檢測,，但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實現(xiàn)多維成像。雙光子熒光顯微鏡（Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy）,。雙光子顯微成像技術是近些年發(fā)展起來的結(jié)合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發(fā),，能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發(fā)波長大多位于800-900nm,，而水,、血液和固有組織發(fā)色團對這個波段的光吸收率低，此外散射的激發(fā)光子不能激發(fā)樣品,，因此背景第,，光損傷小，適用于在體檢測,。雙光子熒光成像技術能準確定位細胞內(nèi)置入的微電極位置,，從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性,。研究者可完整的觀察神經(jīng)組織的分辨熒光圖像,甚至可以分辨神經(jīng)細胞單個樹突棘中的鈣分布,。合肥在體鈣成像nVoke傳統(tǒng)鈣成像實驗要求成像的光路極為穩(wěn)定。

哺乳動物進入睡眠后神經(jīng)元活動發(fā)生了戲劇性的變化,，覺醒的神經(jīng)元活動被認為會增加睡眠需求,。其他腦細胞(膠質(zhì)細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調(diào)節(jié)中的作用相對來說還沒有被研究過。華盛頓州立大學ElsonS.Floyd醫(yī)學院生物醫(yī)學系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發(fā)表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”,，通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發(fā)現(xiàn)額葉皮層的星形膠質(zhì)細胞鈣濃度隨睡眠和清醒而變化,，會在睡眠剝奪后改變，并調(diào)節(jié)睡眠需求,。

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光譜響應,，使研究者可以用熒光顯微鏡來觀察細胞內(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進行鈣信號的測定和成像,。并可結(jié)合電生理設備,、活細胞培養(yǎng)裝置等，適用于大強度,、廣范圍的鈣信號測定,。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用的需求。雙光子顯微系統(tǒng)使用長波長來激發(fā)熒光指示劑,，具有較低的細胞毒性,，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,，在研究鈣信號時，可結(jié)合樣品自身特點來選擇相應的鈣指示劑,，并考慮既有的實驗設備,，來確定具體的實驗方案。同時還需進一步摸索實驗數(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)。鈣信號發(fā)揮著高度特異性的功能,。

轉(zhuǎn)基因Ca2+指示劑：轉(zhuǎn)基因技術和光遺傳技術的飛速發(fā)展,，催生了基因編碼的Ca2+指示劑（GECIs）。它們不依賴于熒光染料,，可以靶向特定的組織,，如神經(jīng)細胞、心肌細胞,、T細胞等,，并且可以避免熒光指示劑帶來的的許多問題，是監(jiān)測轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)鈣離子的一個極好的工具,。個基因編碼的鈣離子指示劑Cameleon早在1997年就發(fā)表了,。它是利用與鈣離子結(jié)合后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,，作為供體的CFP和作為受體的YFP之間產(chǎn)生FRET的原理,。2000年，GCaMP誕生了,。它是增強型綠色熒光蛋白（EGFP）和鈣調(diào)蛋白（結(jié)合鈣離子）,、鈣調(diào)蛋白結(jié)合肽M13組成的，結(jié)合鈣離子后,，鈣調(diào)素-M13相互作用引起GFP空間結(jié)構(gòu)變化,，發(fā)出綠色熒光（圖5）。GCaMP的問世有著**性的意義,，它改變了我們觀察神經(jīng)元群體活動的方式,，讓科學家們可以在成千上萬的細胞中,，看到哪些神經(jīng)元在放電，它們放電的模式和規(guī)律是怎樣的,，從而進一步探索各種內(nèi)在的神經(jīng)機制,。細胞對鈣離子有一套完備的監(jiān)控系統(tǒng)以維持鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡。江蘇熒光顯微鈣成像參考價

通過鈣成像技術發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的活動與其內(nèi)部的鈣離子濃度密切相關,。哈爾濱光遺傳鈣成像代理

細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性,。當個細胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動,，此時,，細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi)，促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),，神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,，神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,，從而構(gòu)成復雜的信號體系，較終形成學習,、記憶等大腦的高級功能,。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中，鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色,。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,，而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍，增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少,。眾所周知,，只有游離鈣才具有生物學活性，而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,，同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響,。細胞外鈣離子內(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度表現(xiàn)出來,，以反映神經(jīng)元活性,。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。哈爾濱光遺傳鈣成像代理