傳統(tǒng)的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,，只能夠?qū)Υ竽X淺層的神經(jīng)元或在離體組織上進(jìn)行成像，共聚焦顯微鏡由于光損傷較大,，一般也只用于離體鈣成像,。隨著熒光顯微鏡技術(shù)的迅速發(fā)展，在體鈣成像技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展,。雙光子熒光顯微鏡能夠在進(jìn)行在體成像的時候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比,。例如，用雙光子顯微鏡對海馬樹突棘的鈣離子信號進(jìn)行成像,，研究神經(jīng)元突觸后長時程降低(Wangetal.,2000),；觀察在體小鼠運動皮層神經(jīng)元在嗅覺選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過,，這些實驗還是需要對動物進(jìn)行麻醉和固定,，而神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域很多研究更希望能夠?qū)ψ杂苫顒拥膭游镞M(jìn)行研究。近年來出現(xiàn)了通過植入性的microscope或microlens進(jìn)行在體freelymoving動物鈣成像的技術(shù),。使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦,，從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號被光纖收集,，然后通過Inscopix顯微鏡成像。動物頭部只需植入GRINlens,，方便活動,。通過鈣成像技術(shù)檢測活動動物記錄神經(jīng)元的活動。南京熒光鈣成像inscopix

想要對鈣離子的動態(tài)變化進(jìn)行有效的檢測,，鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要,。鈣離子熒光指示劑在未結(jié)合鈣離子前幾乎無熒光，與鈣離子結(jié)合后,，熒光強度xianzhu增強,。利用這一原理，可以通過指示劑的信號強弱來觀察細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度水平的變化,。根據(jù)激發(fā)光波長范圍,，鈣離子指示劑可以分為可見光激發(fā)和紫外光激發(fā)，而根據(jù)其工作原理又可以分為比率和非比率型,。常見的鈣離子指示劑有以下幾種：紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針,、可見光激發(fā)Ca2+熒光探針、轉(zhuǎn)基因Ca2+指示劑,。合肥光遺傳鈣成像供應(yīng)商鈣成像數(shù)據(jù)采集盒擁有 2TB 存儲空間,，可選擇以太網(wǎng)或 Wi? 方式連接電腦。

可見光激發(fā)Ca2+熒光探針：與紫外光激發(fā)探針相比,，可見光激發(fā)Ca2+探針具有更強的染料吸收性能,，對Ca2+變化水平檢測敏感度也更高，能夠降低對活細(xì)胞的光毒性和樣品自發(fā)熒光以及光散射的干擾,，且無光譜偏移,。較常使用的可見光激發(fā)Ca2+熒光探針有Fluo-3，F(xiàn)luo-4,，Rhod-2等,，同時他們也都是非比率型指示劑。Fluo-3是較常用的可見光激發(fā)Ca2+熒光指示劑之一,，是典型的的單波長指示劑,，比較大激發(fā)波長為506nm，比較大發(fā)射波長為526nm,。它與Ca2+結(jié)合之前幾乎無熒光，結(jié)合后熒光會增加60至100倍,，從而避免了細(xì)胞自身的熒光干擾,。實際檢測時推薦使用的激發(fā)波長為488nm左右，發(fā)射波長為525～530nm（圖3）,。Fluo-3可以用在激光共聚焦顯微成像或流式細(xì)胞儀中,。它還有一個升級版本Fluo-4,，在相同Ca2+濃度下信號更強。

一項由葡萄牙尚帕莫未知中心,，牛津大學(xué),，哥倫比亞大學(xué)，荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學(xué),，麻省理工學(xué)院,，倫敦大學(xué)，德國MaxPlanck生物控制論研究所,，德國圖歐賓根大學(xué)多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上發(fā)表了題為TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章,，作者通過一個新的兩步謎題任務(wù)了解基于模型的決策使用對行為具體后果的預(yù)測，在小鼠的一系列決策任務(wù)中使用Inscopix顯微鈣成像和光遺傳學(xué)來證明前扣帶皮層（ACC）預(yù)測了行動將導(dǎo)致的狀態(tài),，而不僅*是預(yù)測它們是好是壞,，并判斷結(jié)果是否與這些預(yù)測相符。研究結(jié)果表明,，ACC是基于模型的控制的關(guān)鍵節(jié)點,，在預(yù)測所選操作的未來狀態(tài)方面發(fā)揮著特定作用。進(jìn)行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質(zhì)作為它的標(biāo)志物,。

細(xì)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(dāng)個細(xì)胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動,，此時,，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)與相鄰的下一級神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細(xì)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(fù)雜的信號體系，較終形成學(xué)習(xí),、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(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,，而細(xì)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(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(guān)的腦細(xì)胞,。鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)鈣離子產(chǎn)生各種各樣的胞內(nèi)信號。重慶細(xì)胞鈣離子鈣成像inscopix

鈣離子在很多生理活動中都發(fā)揮著重要作用,。南京熒光鈣成像inscopix

細(xì)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(dāng)個細(xì)胞興奮時，產(chǎn)生了一個電沖動,，此時,，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)與相鄰的下一級神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,，促使這一級神經(jīng)細(xì)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(fù)雜的信號體系，較終形成學(xué)習(xí),、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(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,，而細(xì)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(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）和瞬時受體電位C型通道（TRPC）等。南京熒光鈣成像inscopix