傳統(tǒng)的寬場(chǎng)熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠?qū)Υ竽X淺層的神經(jīng)元或在離體組織上進(jìn)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(shù)的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進(jìn)行在體成像的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比。例如,用雙光子顯微鏡對(duì)海馬樹(shù)突棘的鈣離子信號(hào)進(jìn)行成像,研究神經(jīng)元突觸后長(zhǎng)時(shí)程降低(Wangetal.,2000);觀察在體小鼠運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元在嗅覺(jué)選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過(guò),這些實(shí)驗(yàn)還是需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行麻醉和固定,而神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域很多研究更希望能夠?qū)ψ杂苫顒?dòng)的動(dòng)物進(jìn)行研究。近年來(lái)出現(xiàn)了通過(guò)植入性的microscope或microlens進(jìn)行在體freelymoving動(dòng)物鈣成像的技術(shù)。使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動(dòng)物大腦,從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號(hào)被光纖收集,然后通過(guò)Inscopix顯微鏡成像。動(dòng)物頭部只需植入GRINlens,方便活動(dòng)。對(duì)鈣離子的功能研究中,鈣指示劑是必不可少的工具。inscopix鈣成像參考價(jià)
單光子顯微技術(shù)是相對(duì)成熟的熒光顯微技術(shù),但由于單光子顯微技術(shù)使用的激發(fā)光波長(zhǎng)較短,成像深度比較有限;能量比較大,會(huì)造成對(duì)熒光物質(zhì)的漂白,光毒性嚴(yán)重。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實(shí)現(xiàn)樣本三維成像要逐點(diǎn)掃描,成像速度慢,對(duì)樣本損害大,很難用于長(zhǎng)時(shí)間活細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)。而寬場(chǎng)顯微鏡能夠很好地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像,光漂白小,因而較早應(yīng)用于活細(xì)胞內(nèi)的實(shí)時(shí)檢測(cè),但寬場(chǎng)顯微鏡由于離焦信號(hào)的干擾,難以實(shí)現(xiàn)多維成像。美國(guó)在體鈣成像采購(gòu)信息傳統(tǒng)的鈣成像技術(shù)受限于顯微鏡的視野,只能對(duì)很小的一片區(qū)域進(jìn)行記錄。
鈣成像技術(shù)通常使用熒光染料或報(bào)告基因來(lái)標(biāo)記細(xì)胞中的鈣離子。當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激時(shí),鈣離子會(huì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),導(dǎo)致熒光染料或報(bào)告基因發(fā)出光信號(hào)。通過(guò)觀察光信號(hào)的強(qiáng)度和分布,可以推斷出鈣離子的濃度和分布情況。鈣成像技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):高靈敏度:可以檢測(cè)到細(xì)胞內(nèi)微小的鈣離子濃度變化。實(shí)時(shí)性:可以實(shí)時(shí)記錄鈣離子濃度的變化過(guò)程。空間分辨率高:可以清晰地觀察到鈣離子在細(xì)胞內(nèi)的分布情況。無(wú)創(chuàng)性:可以通過(guò)huo體成像技術(shù)觀察動(dòng)物體內(nèi)的鈣離子變化情況??芍貜?fù)性:可以對(duì)同一群體細(xì)胞進(jìn)行多次成像,以評(píng)估不同處理或刺激的影響??傊?,鈣成像技術(shù)是一種強(qiáng)大的生物醫(yī)學(xué)研究工具,可以幫助科學(xué)家們更好地了解細(xì)胞生理和病理狀態(tài),為疾病診斷和zhi療提供有力支持。
CaMPARI,一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術(shù),包含CaMPARI以及CaMPARI2(第二代)。其原理在于,CaMPARI蛋白在正常狀態(tài)下會(huì)發(fā)出綠色熒光,而如果對(duì)這種蛋白同時(shí)使用高濃度鈣離子與紫外光處理,它就會(huì)不可逆、長(zhǎng)久地轉(zhuǎn)變成另一種能發(fā)出紅色熒光的構(gòu)象,即實(shí)現(xiàn)將瞬間的神經(jīng)元活動(dòng)變成長(zhǎng)久的紅色熒光蛋白表達(dá)。研究人員通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將這種新型蛋白導(dǎo)入到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的神經(jīng)系統(tǒng)中,然后用度的紫外光照射動(dòng)物的大腦,通過(guò)檢查熒光,找到發(fā)紅色熒光的神經(jīng)元,這些神經(jīng)元即是在紫外光照射期間活躍的神經(jīng)元。由于紫外光可以對(duì)著整個(gè)大腦進(jìn)行照射,所以理論上,人們可以對(duì)全腦進(jìn)行檢查。功能性多神經(jīng)元鈣成像是一種通過(guò)記錄神經(jīng)元內(nèi)Ca2+信號(hào)變化,監(jiān)測(cè)大量神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢坏墓鈱W(xué)記錄技術(shù)。
利用鈣成像技術(shù)記錄大腦活動(dòng)。隨著功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況。功能鈣成像技術(shù)就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號(hào)和生理現(xiàn)象耦合起來(lái)——通過(guò)熒光染料信號(hào)的改變反映細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度,以此daibiao細(xì)胞的功能狀態(tài)。目前它被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,從而判斷其功能活動(dòng)。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號(hào)在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時(shí)間和空間上的傳遞穿梭。近年來(lái)出現(xiàn)了通過(guò)植入性的顯微鏡或透鏡進(jìn)行活動(dòng)動(dòng)物鈣成像的技術(shù)。inscopix鈣成像參考價(jià)
鈣成像數(shù)據(jù)采集盒擁有 2TB 存儲(chǔ)空間,可選擇以太網(wǎng)或 Wi? 方式連接電腦。inscopix鈣成像參考價(jià)
通過(guò)篩選天然與人工合成的融合體,在小鼠與斑馬魚(yú)幼蟲(chóng)身上成功得到以為靶點(diǎn)的致密神經(jīng)回路報(bào)告,報(bào)告顯示來(lái)自神經(jīng)纖維的偽信號(hào)明顯減少,信噪比增加,神經(jīng)元之間的偽影相關(guān)性降低。這些結(jié)果均說(shuō)明GCaMP6f和GCaMP7f的細(xì)胞體靶向變體(Soma-GCaMP6f,Soma-GCaMP7f)對(duì)提高單光子熒光成像技術(shù)的精細(xì)性起到著重要作用。這種胞體靶向突變體對(duì)提高神經(jīng)信號(hào)標(biāo)記的精細(xì)性是否具有組織特異性或物種特異性呢?研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問(wèn)題,分別在小鼠不同腦區(qū)以及斑馬魚(yú)幼魚(yú)的整胚轉(zhuǎn)染和斑馬魚(yú)不同發(fā)育時(shí)期的信號(hào)采集等方面進(jìn)行研究。inscopix鈣成像參考價(jià)