想要對(duì)鈣離子的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行有效的檢測(cè),，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(wú)熒光，與鈣離子結(jié)合后,，熒光強(qiáng)度明顯增強(qiáng),。利用這一原理，可以通過(guò)指示劑的信號(hào)強(qiáng)弱來(lái)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(zhǎng)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,，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,。鈣成像技術(shù)（calcium imaging）是指利用鈣離子指示劑監(jiān)測(cè)組織內(nèi)鈣離子濃度的方法,。美國(guó)熒光顯微鈣成像哪個(gè)好

鈣成像技術(shù)是一種監(jiān)測(cè)組織內(nèi)鈣離子濃度的方法，通過(guò)使用鈣離子指示劑,，科學(xué)家可以觀察神經(jīng)信號(hào)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的傳遞過(guò)程,，并了解神經(jīng)元活動(dòng)與內(nèi)部鈣離子濃度的關(guān)系。在靜息狀態(tài)下,，大部分神經(jīng)元的胞內(nèi)鈣離子濃度為50-100nM,，而當(dāng)神經(jīng)元活動(dòng)的時(shí)候，胞內(nèi)鈣離子濃度能上升10-100倍,，增加的鈣離子對(duì)于含有神經(jīng)遞質(zhì)的突觸囊泡的胞吐釋放過(guò)程必不可少,。鈣成像是一種生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，主要用于觀察和記錄細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化,。鈣離子是細(xì)胞內(nèi)重要的信號(hào)分子,，其濃度的改變可以影響細(xì)胞的生理功能和病理狀態(tài)。因此,，鈣成像技術(shù)對(duì)于研究細(xì)胞生物學(xué),、神經(jīng)科學(xué)、心血管醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義,。美國(guó)神經(jīng)元鈣成像采購(gòu)信息現(xiàn)在鈣成像技術(shù)使用的鈣離子指示劑主要有化學(xué)性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑,。

傳統(tǒng)的寬場(chǎng)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(shí)候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比。例如,，用雙光子顯微鏡對(duì)海馬樹突棘的鈣離子信號(hào)進(jìn)行成像,，研究神經(jīng)元突觸后長(zhǎng)時(shí)程降低(Wangetal.,2000)；觀察在體小鼠運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元在嗅覺(jué)選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等,。不過(guò),，這些實(shí)驗(yàn)還是需要對(duì)動(dòng)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?dòng)的動(dòng)物進(jìn)行研究,。近年來(lái)出現(xiàn)了通過(guò)植入性的microscope或microlens進(jìn)行在體freelymoving動(dòng)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(dòng)物大腦,，從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號(hào)被光纖收集，然后通過(guò)Inscopix顯微鏡成像,。動(dòng)物頭部只需植入GRINlens,，方便活動(dòng)。

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)di1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,，*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。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(guò)熒光強(qiáng)度表現(xiàn)出來(lái),，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。細(xì)胞內(nèi)鈣成像技術(shù)是通過(guò)向細(xì)胞內(nèi)載入鈣指示劑,。

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(qiáng)的染料吸收性能，對(duì)Ca2+變化水平檢測(cè)敏感度也更高,，能夠降低對(duì)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(wú)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(shí)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(zhǎng)指示劑,，比較大激發(fā)波長(zhǎng)為506nm，比較大發(fā)射波長(zhǎng)為526nm,。它與Ca2+結(jié)合之前幾乎無(wú)熒光,，結(jié)合后熒光會(huì)增加60至100倍，從而避免了細(xì)胞自身的熒光干擾,。實(shí)際檢測(cè)時(shí)推薦使用的激發(fā)波長(zhǎng)為488nm左右,，發(fā)射波長(zhǎng)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(gè)升級(jí)版本Fluo-4,，在相同Ca2+濃度下信號(hào)更強(qiáng)。多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行選擇,。北京在體鈣成像nVista

鈣成像顯微鏡由軟件控制的電子對(duì)焦方式,，讓成像更加穩(wěn)定清晰。美國(guó)熒光顯微鈣成像哪個(gè)好

在神經(jīng)系統(tǒng)研究中,，我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化,，以反映神經(jīng)元的活動(dòng)。常見的鈣成像方法有雙光子熒光成像和單光子熒光成像兩種,，其中后者是研究腦神經(jīng)活動(dòng)的常用方法,。但與雙光子成像相比，單光子成像更易受到來(lái)自神經(jīng)元的高水平串?dāng)_,，導(dǎo)致信噪比降低,。不僅如此，采集活動(dòng)信號(hào)時(shí)還易被來(lái)自近距離通過(guò)的軸突和樹突的信號(hào)所污染,，造成的非特異性信號(hào),，這些均嚴(yán)重影響對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)反應(yīng)的精細(xì)成像。因而,，在單光子熒光成像的基礎(chǔ)上,，研究團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞核中表達(dá)遺傳編碼的鈣指示劑，從而消除神經(jīng)纖維信號(hào),。但與經(jīng)典的胞質(zhì)鈣成像相比,，鈣進(jìn)入細(xì)胞核的要求降低了這種成像的時(shí)間精度。美國(guó)熒光顯微鈣成像哪個(gè)好