在神经系统研究中,我们常使用钙指示剂表征钙离子浓度变化,以反映神经元的活动。常见的钙成像方法有双光子荧光成像和单光子荧光成像两种,其中后者是研究脑神经活动的常用方法。但与双光子成像相比,单光子成像更易受到来自神经元的高水平串扰,导致信噪比降低。不仅如此,采集活动信号时还易被来自近距离通过的轴突和树突的信号所污染,造成的非特异性信号,这些均严重影响对神经元活动反应的精细成像。因而,在单光子荧光成像的基础上,研究团队在细胞核中表达遗传编码的钙指示剂,从而消除神经纤维信号。但与经典的胞质钙成像相比,钙进入细胞核的要求降低了这种成像的时间精度。近年来出现了通过植入性的显微镜或透镜进行活动动物钙成像的技术。西安细胞钙离子钙成像价格多少
对于双光子(2P)钙成像而言,离焦和近表面荧光激发是两个大的深度限制因素,而对于三光子成像这两个问题大大减小,但是三光子成像由于荧光团的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高数量级的脉冲能量才能获得与2P激发的相同强度的荧光信号。功能性三光子显微镜比结构性三光子显微镜的要求更高,它需要更快速的扫描,以便及时采样神经元活动;需要更高的脉冲能量,以便在每个像素停留时间内收集足够的信号。复杂的行为通常涉及到大型的大脑神经网络,该网络既具有局部的连接又具有远程的连接。要想将神经元活动与行为联系起来,需要同时监控非常庞大且分布guangfan的神经元的活动,大脑中的神经网络会在几十毫秒内处理传入的刺激,要想了解这种快速的神经元动力学,就需要MPM具备对神经元进行快速成像的能力。快速MPM方法可分为单束扫描技术和多束扫描技术宁波在体钙成像nVoke2.0通过钙成像技术发现神经元的活动与其内部的钙离子浓度密切相关。
可见光激发Ca2+荧光探针与紫外光激发探针相比,可见光激发Ca2+探针具有更强的染料吸收性能,对Ca2+变化水平检测敏感度也更高,能够降低对活细胞的光毒性和样品自发荧光以及光散射的干扰,且无光谱偏移。常使用的可见光激发Ca2+荧光探针有Fluo-3,Fluo-4,Rhod-2等,同时他们也都是非比率型指示剂。Fluo-3是常用的可见光激发Ca2+荧光指示剂之一,是典型的的单波长指示剂,比较大激发波长为506nm,比较大发射波长为526nm。它与Ca2+结合之前几乎无荧光,结合后荧光会增加60至100倍,从而避免了细胞自身的荧光干扰。实际检测时推荐使用的激发波长为488nm左右,发射波长为525~530nm。Fluo-3可以用在激光共聚焦显微成像或流式细胞仪中。它还有一个升级版本Fluo-4,在相同Ca2+浓度下信号更强。
对于成像和长时间成像,较重要的是要保证细胞的正常生长。荧光团受激发光光照后产生的氧化物质与蛋白质、核酸和脂肪等发生反应,荧光信号降低的同时(光致退色)也降低了细胞寿命(光线损伤)。在光照过程中氧化剂的产生,主要决定于荧光团的光化学性质和光照剂量,因此减少光照剂量成为解决上述问题的途径之一。光漂白(Photobleaching)指在光的照射下荧光物质所激发出来的荧光强度随着时间推移逐步减弱乃至消失的现象。荧光成像的质量很大程度上依赖于荧光信号强度,提高激发光强度固然可以提高信号强度,但激发光的强度不是可以无限提高的,当激发光的强度超过一定限度时,光吸收就趋于饱和,并不可逆地破坏激发态分子,这就是光漂白现象。在显微技术中,光漂白使得观测变得很复杂,因为它会造成破坏,使萤光团无法继续放光,从而干扰实验结果。利用特殊的荧光染料或钙离子指示剂,将神经元中钙离子浓度的变化通过荧光强度表现出来。
科学家利用钙成像技术记录大脑活动。随着功能光学成像技术的发展,神经学家们已经可以研究脑区和神经元内部的工作情况。功能钙成像技术就是其中之一,其主要原理是将外源性荧光信号和生理现象耦合起来——通过荧光染料信号的改变反映细胞内游离钙离子浓度,以此daibiao细胞的功能状态。目前它被广泛应用于实时监测一群相关神经元内钙离子的变化,从而判断其功能活动。该技术的出现使得科学家可以亲眼目睹神经信号在神经网络之中时间和空间上的传递穿梭。双光子荧光显微镜的发展,使在实验动物处于活动状态下的钙成像技术取得了飞速进展。宁波在体钙成像nVoke2.0
传统钙成像实验要求成像的光路极为稳定。西安细胞钙离子钙成像价格多少
传统的宽场荧光显微镜由于光散射的影响,只能够对大脑浅层的神经元或在离体组织上进行成像,共聚焦显微镜由于光损伤较大,一般也只用于离体钙成像。随着荧光显微镜技术的迅速发展,在体钙成像技术得到了蓬勃发展。双光子荧光显微镜能够在进行活动动物成像的时候实现高分辨率和高信噪比。例如,用双光子显微镜对海马树突棘的钙离子信号进行成像,研究神经元突触后长时程yizhi(Wangetal.,2000);观察活动小鼠运动皮层神经元在嗅觉选择任务中刺激相关电位(Komiyamaetal.,2010)等等。不过,这些实验还是需要对动物进行麻醉和固定,而神经科学领域很多研究更希望能够对自由活动的动物进行研究。西安细胞钙离子钙成像价格多少