傳統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展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現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(Wangetal.,2000);觀察活動小鼠運動皮層神經元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位(Komiyamaetal.,2010)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。有了鈣成像技術,原本悄無聲息的神經活動就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像。寧波光遺傳鈣成像nVista3.0
鈣離子在很多生理活動中都發揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要的角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。深圳光遺傳鈣成像口碑好通過鈣成像技術發現神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關。
鈣成像具有以下幾個優勢:1.非侵入性:鈣成像技術可以在活物細胞或組織中進行觀察,無需破壞細胞或組織的完整性,因此是一種非侵入性的技術。2.高時空分辨率:鈣成像技術可以實時觀察細胞內鈣離子的動態變化,具有較高的時空分辨率。可以捕捉到鈣離子濃度的瞬時變化,揭示細胞內信號傳導的快速過程。3.多樣性:鈣成像技術可以使用不同的熒光探針或基因工程技術,實現對不同類型的細胞或組織進行鈣成像。可以根據需要選擇適合的探針或方法,擴展應用范圍。4.可定量分析:通過鈣成像技術可以獲得熒光信號的強度,可以進行定量分析,了解鈣離子濃度的變化程度。可以通過比較不同條件下的鈣成像結果,研究因素對鈣離子信號的調控作用。5.可應用于多個領域:鈣成像技術廣泛應用于神經科學、細胞生物學、藥理學等領域。可以研究神經元活動、細胞信號傳導、細胞凋亡等生物過程,有助于揭示生物學機制和疾病發生及發展的過程。綜上所述,鈣成像技術具有非侵入性、高時空分辨率、多樣性、可定量分析和廣泛應用于多個領域等優勢,成為研究細胞內鈣離子動態變化的重要工具。
霍華德休斯頓醫學研究所(HHMI)ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經機制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區域的神經元,發現貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區域對美食和奶茶比其他小鼠更加敏感。本能會驅使我們在感到饑餓和干渴的時候尋找食物,在找到食物或水時通過眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來感受和決定要不要吃,吃到一定程度產生滿足感(或是吃了還想吃的不滿足感)。因此,要把大腦中匯集的關于吃喝的各類信號分清楚,并找出控制不同吃喝行為的神經環路無疑是很有挑戰的任務。ScottSternson博士的研究團隊在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經環路共存的腦區。他們注意到,腦干的藍斑區(locuscoeruleus)附近有一群谷氨酸能神經元(被稱為periLC神經元),參與進食和飲水的行為,是餓和渴的匯聚點。為了研究這些神經細胞的功能,研究小組開發了一種技術,可以讓小鼠在自由活動的同時,通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經元的活動。這項研究的作者龔蓉博士表示,解決這個技術是此項研究的關鍵。鈣成像系統集成自動控制和精確計時的多模式輸入端口。
nVista神經元超微鈣成像系統是可以在自由活動的動物上進行大范圍的動態熒光成像的設備。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據庫。主要特征:利用GCamp鈣離子探針進行成像功能完整的數據采集軟件,實現對焦,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成像效果好。神經元超微鈣成像系統技術參數專業的數據采集軟件Inscopix數據采集軟件可記錄成百上千個神經元細胞。電子調焦功能,可通過軟件實現物理調焦。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具體的實驗需要進行選擇。上海光遺傳鈣成像
利用鈣離子指示劑檢測組織或細胞內鈣離子濃度,進而反應組織或細胞內某些活動或反應。寧波光遺傳鈣成像nVista3.0
單光子顯微技術是相對成熟的熒光顯微技術,但由于單光子顯微技術使用的激發光波長較短,成像深度比較有限;能量比較大,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實驗。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。寧波光遺傳鈣成像nVista3.0