目前可用的指示劑較多,根據熒光光譜、與鈣離子親和力及其化學特性的不同大致分為化學性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。前者指可特異性與鈣離子結合的小分子,常用的有fura-2、indo-1等;而后者主要指來源于綠色熒光蛋白GFP及其變異體的蛋白質,可與鈣調蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶M13域結合,常用的有GCaMP、TN-XXL等,其中GCaMP5G和GCaMP6被廣泛應用于在體鈣成像研究中。生物熒光蛋白:Aequorin是水母熒光素(coelenterazine)通過硫酸酯鍵或過氧化鍵緊緊連到脫輔水母發光蛋白上形成的,遇到鈣離子就發出470nm藍光,可以作為鈣離子的檢測試劑;化學鈣離子指示劑:Fura-2可在紫外光下被jihuo且發射出505-520nm光;基于FRET的基因編碼的鈣指示劑;單個熒光基因編碼的鈣指示劑。多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據具體的實驗需要進行選擇。深圳光遺傳鈣成像nVista3.0
雙光子顯微成像技術是近些年發展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發,能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發光子不能激發樣品,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。上海神經元鈣成像代理鈣成像技術利用鈣離子流的優勢在活神經細胞上直接可視化鈣信號。
紫外光激發Ca2+熒光探針:Fura-2和Indo-1都是紫外光激發的雙波長Ca2+熒光指示劑,也是目前較常用的比率型鈣離子熒光探針。與其他代的熒光指示劑相比,它們的熒光信號更強,對Ca2+的選擇性也更強。比率指示劑會在與Ca2+結合后會改變吸收/發射特性。以雙波長激發指示劑Fura-2為例。如圖2所示,低Ca2+濃度下,Fura-2在~380nm處激發,高Ca2+濃度下,在~340nm處激發。光譜由兩個峰組成:左側較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,右側較長波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而減小。通過340/380nm交替激發,獲取在510nm處對應的發射光熒光強度的比率,就可以對Ca2+濃度進行定量的測量。因為Fura-2結果準確,且不易被漂白,所以得到了普遍使用。
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)隨著熒光顯微鏡技術的迅速發展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。
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鈣成像技術在神經科學研究中的應用。美國光遺傳鈣成像價格多少
雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現高分辨率和高信噪比。深圳光遺傳鈣成像nVista3.0
nVista神經元超微鈣成像系統是可以在自由活動的動物上進行大范圍的動態熒光成像的設備。通過nVist,您可以視覺化細胞活動,同步行為學,以及長期追蹤神經環路的活動。nVista被應用于全球的研究機構中,產生了影響力的大數據庫。主要特征:利用GCamp鈣離子探針進行成像功能完整的數據采集軟件,實現對焦,調焦,行為同步化單細胞分辨率下,可同時捕獲成百上千神經元活動長時間追蹤細胞,追蹤時間可長達數月電子對焦,保證視野范圍的恒定自由動物行為學:可運用標準行為學測量方法,行為操作箱,迷宮,曠場等可進行皮層,深部核團,以及腦干,中腦等區域的成像記錄動物無需進行適應性訓練鈣離子成像+自由活動行為學1.錨定特殊細胞類型,例如特定的receptor/promotor/geneticmarker2.單細胞的空間分辨率,可以分析細胞在空間內的mapping和編碼信息3.動物可在大范圍的曠場內自由活動4.長時程追蹤同一細胞的放電規律變化:用于學習,記憶,藥物成癮等研究。5.可對腦內的深部核團進行記錄nVista神經元超微鈣成像系統成像效果好。神經元超微鈣成像系統技術參數專業的數據采集軟件Inscopix數據采集軟件可記錄成百上千個神經元細胞。電子調焦功能,可通過軟件實現物理調焦。深圳光遺傳鈣成像nVista3.0