隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區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,以此表示細胞的功能狀態。目前它被廣泛應用于實時監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。功能光學成像技術的發展使研究腦區和神經元的內部工作成為可能。神經元鈣成像的原理是利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑將神經元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現出來。合肥細胞鈣離子鈣成像售后保障
近年來出現了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術。如光纖成像法:使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦,從特定腦區發出的熒光信號被光纖收集,然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens,方便活動,而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區之間的聯系和相互作用。還有直接植入動物大腦的微型熒光顯微鏡,將GRINlens直接植入皮層下的海馬,下丘腦,丘腦等區域,可以監測深部腦區的神經元活動。這種微型顯微鏡的重量只有幾克,不會影響動物自由活動,可以提供800μm600μm視野和1.50μm橫向分辨率。美國熒光顯微鈣成像代理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。
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光波長較短,成像深度有限;能量較大,會造成對熒光物質的漂白,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實時動態成像,光漂白小,因而較早應用于活細胞內的實時檢測,但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實現多維成像。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展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發,能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發光子不能激發樣品,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組織的分辨熒光圖像,甚至可以分辨神經細胞單個樹突棘中的鈣分布。
Anderson研究團隊發現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聲(USV)來區分。這些和更多的行為數據表明,大多數雄性主導的攀爬是攻擊性的,盡管在極少數情況下可能是性行為。研究人員調查了USV+和USV-攀爬是否使用相同或不同的下丘腦神經基質。通過使用Inscopix自由行為顯微鈣成像方法觀察內側視前區(MPOA)或腹內側下丘腦腹側細分(VMHvl)中雌jisu受體1(ESR1)陽性神經元,發現在小鼠活動中可以解碼出在USV+和USV-攀爬過程中神經元活動的獨特模式。交叉光遺傳刺激表達ESR1和囊狀GABA轉運蛋白(VGAT)的MPOA神經元,可促進USV+攀爬,并將雄性的定向攻擊轉換為USV攀爬。鈣成像系統集成自動控制和精確計時的多模式輸入端口。
眾所周知,只有游離鈣才具有生物學活性,而細胞質內鈣離子濃度由鈣離子的內外流平衡所決定,同時也受鈣結合蛋白的影響。細胞外鈣離子內流的方式有很多種,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元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現出來,以反映神經元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。鈣成像顯微鏡由軟件控制的電子對焦方式,讓成像更加穩定清晰。北京光遺傳鈣成像nVista3.0
鈣信號在神經元功能調控及信息傳遞方面發揮著重要作用。合肥細胞鈣離子鈣成像售后保障
在生物有機體,鈣離子產生各種各樣的胞內信號,這些胞內信號幾乎在每種類型的細胞中都存在,且在很多功能方面有重要作用,例如對心肌細胞收縮的控制和從細胞增殖到細胞死亡整個細胞周期的調節等。在哺乳動物的神經系統中,鈣離子是一類重要的神經元胞內信號分子。在靜息狀態下,大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM,而當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升10-100倍,增加的鈣離子對于包含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。也就是說神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關,神經元在放電的時候會爆發出一個短暫的鈣離子濃度高峰。神經元鈣成像(calciumimaging)技術的原理就是借助鈣離子濃度與神經元活動之間的嚴格對應關系,利用特殊的熒光染料或者蛋白質熒光探針(鈣離子指示劑,calciumindicator),將神經元當中的鈣離子濃度通過熒光強度表現出來,從而達到檢測神經元活動的目的。合肥細胞鈣離子鈣成像售后保障