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)具有單細胞分辨率的大視野的特征。南京動物神經元鈣成像grain lens

對于成像和長時間成像，較重要的是要保證細胞的正常生長。熒光團受激發(fā)光光照后產生的氧化物質與蛋白質、核酸和脂肪等發(fā)生反應，熒光信號降低的同時（光致退色）也降低了細胞壽命（光線損傷）。在光照過程中氧化劑的產生,主要決定于熒光團的光化學性質和光照劑量,因此減少光照劑量成為解決上述問題的途徑之一。光漂白（Photobleaching）指在光的照射下熒光物質所激發(fā)出來的熒光強度隨著時間推移逐步減弱乃至消失的現(xiàn)象。熒光成像的質量很大程度上依賴于熒光信號強度，提高激發(fā)光強度固然可以提高信號強度，但激發(fā)光的強度不是可以無限提高的，當激發(fā)光的強度超過一定限度時，光吸收就趨于飽和，并不可逆地破壞激發(fā)態(tài)分子，這就是光漂白現(xiàn)象。在顯微技術中，光漂白使得觀測變得很復雜，因為它會造成破壞，使螢光團無法繼續(xù)放光，從而干擾實驗結果。南京動物神經元鈣成像grain lens傳統(tǒng)鈣成像實驗要求成像的光路極為穩(wěn)定。

鈣成像是一種用于觀察和研究細胞內鈣離子濃度變化的技術。鈣離子在細胞內起著重要的調節(jié)作用，參與細胞信號傳導、細胞凋亡、細胞分化等生物過程。鈣成像技術通過使用熒光探針或基因工程技術將熒光蛋白與鈣離子結合，使其能夠發(fā)出熒光信號。當細胞內鈣離子濃度發(fā)生變化時，熒光信號的強度也會相應改變，從而可以通過顯微鏡觀察到鈣離子的動態(tài)變化。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，有助于揭示鈣離子在生物過程中的作用機制。

鈣離子通過參與多種細胞內信號傳導途徑來調控絕大多數(shù)類型神經元的功能。由于鈣離子信號在已知的細胞器結構中發(fā)揮其特定的功能，鈣離子成像顯得尤為重要。在神經系統(tǒng)中，由于神經元的多樣性，導致鈣離子功能也多樣化。在突觸前膜，鈣內流激發(fā)貯存神經遞質的神經小泡向胞外釋放；在突觸后膜，樹突棘內鈣水平瞬間升高，介導了突觸可塑性；在細胞核內，鈣信號能夠調控基因轉錄?，F(xiàn)在常使用的鈣離子指示劑有化學性鈣離子指示劑（ChemicalIndicators）和基因編碼鈣離子指示劑（GeneticallyEncodedIndicators）兩類。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。

想要對鈣離子的動態(tài)變化進行有效的檢測，鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要。鈣離子熒光指示劑在未結合鈣離子前幾乎無熒光，與鈣離子結合后，熒光強度xianzhu增強。利用這一原理，可以通過指示劑的信號強弱來觀察細胞內鈣離子濃度水平的變化。根據激發(fā)光波長范圍，鈣離子指示劑可以分為可見光激發(fā)和紫外光激發(fā)，而根據其工作原理又可以分為比率和非比率型。常見的鈣離子指示劑有以下幾種：紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針、可見光激發(fā)Ca2+熒光探針、轉基因Ca2+指示劑。鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一。神經元鈣成像

雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現(xiàn)高分辨率和高信噪比。南京動物神經元鈣成像grain lens

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gaofen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。南京動物神經元鈣成像grain lens