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光遺傳鈣成像代理

來源: 發(fā)布時間:2024-10-26

傳統(tǒng)的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠對大腦淺層的神經元或在離體組織上進行成像,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的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行在體成像的時候實現(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行成像,研究神經元突觸后長時程yizhi;觀察小鼠運動皮層神經元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位等等。不過,這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定,而神經科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究。鈣成像技術利用鈣離子流的優(yōu)勢在活神經細胞上直接可視化鈣信號。光遺傳鈣成像代理

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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:左側較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,右側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處對應的發(fā)射光熒光強度的比率,就可以對Ca2+濃度進行定量的測量。因為Fura-2結果準確,且不易被漂白,所以得到了普遍使用。江蘇神經元鈣成像多少錢用標準行為測定法進行成像和行為實驗的時間同步可進行深部腦區(qū)鈣成像。

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nVista神經元超微鈣成像系統(tǒng)是可以在自由活動的動物上進行大范圍的動態(tài)熒光成像的設備。通過nVist,您可以視覺化細胞活動,同步行為學,以及長期追蹤神經環(huán)路的活動。nVista被應用于全球的研究機構中,產生了影響力的大數(shù)據庫。主要特征:利用GCamp鈣離子探針進行成像功能完整的數(shù)據采集軟件,實現(xiàn)對焦,調焦,行為同步化單細胞分辨率下,可同時捕獲成百上千神經元活動長時間追蹤細胞,追蹤時間可長達數(shù)月電子對焦,保證視野范圍的恒定自由動物行為學:可運用標準行為學測量方法,行為操作箱,迷宮,曠場等可進行皮層,深部核團,以及腦干,中腦等區(qū)域的成像記錄動物無需進行適應性訓練鈣離子成像+自由活動行為學1.錨定特殊細胞類型,例如特定的receptor/promotor/geneticmarker2.單細胞的空間分辨率,可以分析細胞在空間內的mapping和編碼信息3.動物可在大范圍的曠場內自由活動4.長時程追蹤同一細胞的放電規(guī)律變化:用于學習,記憶,藥物成癮等研究。5.可對腦內的深部核團進行記錄nVista神經元超微鈣成像系統(tǒng)成像效果好。神經元超微鈣成像系統(tǒng)技術參數(shù)專業(yè)的數(shù)據采集軟件Inscopix數(shù)據采集軟件可記錄成百上千個神經元細胞。電子調焦功能,可通過軟件實現(xiàn)物理調焦。

科學家利用鈣成像技術記錄大腦活動。隨著功能光學成像技術的發(fā)展,神經學家們已經可以研究腦區(qū)和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號和生理現(xiàn)象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,以此daibiao細胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應用于實時監(jiān)測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現(xiàn)使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。通過鈣成像技術發(fā)現(xiàn)神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關。

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目前可用的指示劑較多,根據熒光光譜、與鈣離子親和力及其化學特性的不同大致分為化學性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。前者指可特異性與鈣離子結合的小分子,常用的有fura-2、indo-1等;而后者主要指來源于綠色熒光蛋白GFP及其變異體的蛋白質,可與鈣調蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶M13域結合,常用的有GCaMP、TN-XXL等,其中GCaMP5G和GCaMP6被廣泛應用于在體鈣成像研究中。生物熒光蛋白:Aequorin是水母熒光素(coelenterazine)通過硫酸酯鍵或過氧化鍵緊緊連到脫輔水母發(fā)光蛋白上形成的,遇到鈣離子就發(fā)出470nm藍光,可以作為鈣離子的檢測試劑;化學鈣離子指示劑:Fura-2可在紫外光下被jihuo且發(fā)射出505-520nm光;基于FRET的基因編碼的鈣指示劑;單個熒光基因編碼的鈣指示劑。進行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質作為它的標志物。浙江鈣成像多少錢

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)下的鈣成像技術取得了飛速進展。光遺傳鈣成像代理

目前有三種在神經元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經元中。此方法方便實驗者控制單個神經元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經元,觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但提高了整體神經元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。(A)單細胞注射法;(B)networkloading法;(C)通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑(expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI)光遺傳鈣成像代理