指示劑是如何負載細胞,目前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,但明顯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。鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一。浙江動物神經元鈣成像生產廠家
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(fā)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(xiàn)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(xiàn)實時動態(tài)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(xiàn)多維成像。Derrick想重點介紹一下較為常用的觀察設備——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(fā)展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發(fā)技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發(fā),能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發(fā)波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發(fā)色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發(fā)光子不能激發(fā)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。寧波神經元鈣成像價格多少鈣信號在大腦皮層中更能反映神經元的活性,因此神經元鈣信號的檢測對研究大腦皮層功能至關重要。
鈣成像具有以下幾個優(yōu)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(tài)變化,具有較高的時空分辨率??梢圆蹲降解}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(xiàn)對不同類型的細胞或組織進行鈣成像??梢愿鶕枰x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??梢酝ㄟ^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??梢匝芯可窠浽顒?、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(fā)生及發(fā)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(yōu)勢,成為研究細胞內鈣離子動態(tài)變化的重要工具。
哥倫比亞大學ZuckermanMind大腦行為研究所的RuiM.Costa課題組于2020年10月7日在Cell雜志上發(fā)表了一篇題為AnAmygdalaCircuitMediatesExperience-DependentMomentaryArrestsduringExploration的文章,作者開發(fā)一種用于研究小鼠探索活動中瞬時停滯行為機制的新型實驗,通過行為分析、環(huán)路映射、滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡結合光遺傳學手段,提供介導經驗依賴性的瞬時停滯行為的BLA神經元群體的jihuo和投射證據,表明BLA-CEA環(huán)路可以作為新穎/熟悉情境的檢測器和效應器,用于基于空間位置的熟悉程度來生成自定進度的行為停滯,這一響應對于動物對未知環(huán)境進行安全有效的探索是至關重要的。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發(fā)展。
細胞內鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當di1個細胞興奮時,產生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內,促使該細胞分泌神經遞質,神經遞質與相鄰的下一級神經細胞膜上的蛋白分子結合,促使這一級神經細胞產生新的電沖動。以此類推,神經信號便一級一級地傳遞下去,從而構成復雜的信號體系,*終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經元細胞內鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對于突觸囊泡胞吐釋放神經遞質的過程必不可少。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(xiàn)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。鈣成像系統(tǒng)在自由行為動物上對鈣離子動態(tài)進行單細胞分辨率級別的持久成像。北京熒光顯微鈣成像口碑好
通過鈣成像技術發(fā)現(xiàn)當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍。浙江動物神經元鈣成像生產廠家
與傳統(tǒng)的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學切片和深層成像等功能,這兩個優(yōu)勢極大地促進了研究者們對于完整在體大腦深處神經的了解與認識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術。想要將神經元活動與復雜行為聯(lián)系起來,通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發(fā)和發(fā)射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發(fā)。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波長作為激發(fā)光。浙江動物神經元鈣成像生產廠家