鈣成像具有以下幾個優(yōu)勢：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.高時空分辨率：鈣成像技術(shù)可以實時觀察細(xì)胞內(nèi)鈣離子的動態(tài)變化，具有較高的時空分辨率,?？梢圆蹲降解}離子濃度的瞬時變化,，揭示細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)的快速過程,。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),，實現(xiàn)對不同類型的細(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：通過鈣成像技術(shù)可以獲得熒光信號的強度,，可以進(jìn)行定量分析,，了解鈣離子濃度的變化程度?？梢酝ㄟ^比較不同條件下的鈣成像結(jié)果,，研究因素對鈣離子信號的調(diào)控作用。5.可應(yīng)用于多個領(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,、細(xì)胞信號傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡等生物過程,，有助于揭示生物學(xué)機(jī)制和疾病發(fā)生及發(fā)展的過程,。綜上所述，鈣成像技術(shù)具有非侵入性,、高時空分辨率,、多樣性、可定量分析和廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域等優(yōu)勢,，成為研究細(xì)胞內(nèi)鈣離子動態(tài)變化的重要工具,。可以對深部腦區(qū),、皮層區(qū)域等大部分腦區(qū)進(jìn)行鈣成像使用鈣離子指示蛋白,。重慶熒光顯微鈣成像動物行為學(xué)

Anderson研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)實驗室雄性小鼠對雌性和雄性的攀爬行為可以通過是否存在超聲發(fā)聲（USV）來區(qū)分。這些和更多的行為數(shù)據(jù)表明,，大多數(shù)雄性主導(dǎo)的攀爬是攻擊性的,，盡管在極少數(shù)情況下可能是性行為。研究人員調(diào)查了USV+和USV-攀爬是否使用相同或不同的下丘腦神經(jīng)基質(zhì),。通過使用Inscopix自由行為顯微鈣成像方法觀察內(nèi)側(cè)視前區(qū)（MPOA）或腹內(nèi)側(cè)下丘腦腹側(cè)細(xì)分（VMHvl）中雌jisu受體1(ESR1)陽性神經(jīng)元,，發(fā)現(xiàn)在小鼠活動中可以解碼出在USV+和USV-攀爬過程中神經(jīng)元活動的獨特模式。交叉光遺傳刺激表達(dá)ESR1和囊狀GABA轉(zhuǎn)運蛋白（VGAT）的MPOA神經(jīng)元,，可促進(jìn)USV+攀爬,，并將雄性的定向攻擊轉(zhuǎn)換為USV攀爬。南京inscopix鈣成像采購信息鈣成像技術(shù)在神經(jīng)科學(xué)研究中的應(yīng)用,。

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,。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)活動的常用方法。但與雙光子成像相比,，單光子成像更易受到來自神經(jīng)元的高水平串?dāng)_,，導(dǎo)致信噪比降低。不僅如此,，采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染,，造成的非特異性信號，這些均嚴(yán)重影響對神經(jīng)元活動反應(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,。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間精度。

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)di1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,，*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,。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,。

哺乳動物進(jìn)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(rèn)為會增加睡眠需求。其他腦細(xì)胞(膠質(zhì)細(xì)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(xué)ElsonS.Floyd醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)系的MarcosG.Frank研究團(tuán)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(xì)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,。通過鈣成像技術(shù)檢測活動動物記錄神經(jīng)元的活動,。上海在體鈣成像聯(lián)系方式

雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,，使在實驗動物處于活動狀態(tài)下的鈣成像技術(shù)取得了飛速進(jìn)展,。重慶熒光顯微鈣成像動物行為學(xué)

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,，它們的熒光信號更強，對Ca2+的選擇性也更強,。比率指示劑會在與Ca2+結(jié)合后會改變吸收/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處對應(yīng)的發(fā)射光熒光強度的比率，就可以對Ca2+濃度進(jìn)行定量的測量,。因為Fura-2結(jié)果準(zhǔn)確,，且不易被漂白，所以得到了普遍使用,。重慶熒光顯微鈣成像動物行為學(xué)