在神經系統研究中,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元的高水平串擾,導致信噪比降低。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,這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而,在單光子熒光成像的基礎上,研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比,鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。鈣成像系統支持聯網,基于網絡的軟件可讓您隨時隨地監控數據。重慶熒光顯微鈣成像代理
鈣成像技術在許多領域都有廣泛的應用,以下是一些常見的應用場景:1.神經科學研究:鈣成像技術被廣泛應用于研究神經元活動和神經網絡的功能。可以觀察神經元的鈣離子動態變化,揭示神經元的興奮性和抑制性活動,研究神經網絡的連接和信息傳遞。2.細胞信號傳導研究:鈣離子在細胞內起著重要的信號傳導作用。鈣成像技術可以用于研究細胞內鈣離子的濃度變化,揭示細胞信號傳導的機制和調控過程。3.細胞凋亡研究:鈣離子在細胞凋亡過程中扮演重要角色。鈣成像技術可以用于觀察細胞內鈣離子的變化,研究細胞凋亡的啟動和執行過程。4.藥理學研究:鈣成像技術可以用于評估藥物對細胞內鈣離子濃度的影響。可以研究藥物的作用機制、藥物的劑量效應關系等。5.疾病研究:鈣成像技術可以應用于研究與鈣離子信號傳導相關的疾病,如神經退行性疾病、心血管疾病等。可以揭示疾病發生及發展的機制,為疾病的診斷和診療提供依據。總之,鈣成像技術在神經科學、細胞生物學、藥理學和疾病研究等領域都有廣泛的應用,可以幫助揭示生物過程的機制和疾病的發生及發展過程。重慶在體鈣成像參考價清醒動物腦功能鈣成像的微型顯微鏡的研究在不斷實踐中。
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
現在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)鈣離子在很多生理活動中都發揮著重要作用。
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daibiao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。鈣成像技術能直接測量神經元和神經元組織中動態的鈣流動。浙江在體鈣成像代理
可以對深部腦區、皮層區域等大部分腦區進行鈣成像使用鈣離子指示蛋白。重慶熒光顯微鈣成像代理
轉基因Ca2+指示劑:轉基因技術和光遺傳技術的飛速發展,催生了基因編碼的Ca2+指示劑(GECIs)。它們不依賴于熒光染料,可以靶向特定的組織,如神經細胞、心肌細胞、T細胞等,并且可以避免熒光指示劑帶來的的許多問題,是監測轉基因動物體內鈣離子的一個極好的工具。個基因編碼的鈣離子指示劑Cameleon早在1997年就發表了。它是利用與鈣離子結合后發生結構變化,作為供體的CFP和作為受體的YFP之間產生FRET的原理。2000年,GCaMP誕生了。它是增強型綠色熒光蛋白(EGFP)和鈣調蛋白(結合鈣離子)、鈣調蛋白結合肽M13組成的,結合鈣離子后,鈣調素-M13相互作用引起GFP空間結構變化,發出綠色熒光(圖5)。GCaMP的問世有著**性的意義,它改變了我們觀察神經元群體活動的方式,讓科學家們可以在成千上萬的細胞中,看到哪些神經元在放電,它們放電的模式和規律是怎樣的,從而進一步探索各種內在的神經機制。重慶熒光顯微鈣成像代理