钙成像基本参数
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钙成像企业商机

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在体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;观察小鼠运动皮层神经元在嗅觉选择任务中刺激相关电位等等。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。钙信号在神经元功能调控及信息传递方面发挥着重要作用。美国荧光显微钙成像grain lens

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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。较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是较常用的可见光激发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(图3)。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。南京超微显微钙成像哪里买钙成像数据采集盒拥有 2TB 存储空间,可选择以太网或 Wifi 方式连接电脑。

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单光子显微技术是相对成熟的荧光显微技术,但由于单光子显微技术使用的激发光波长较短,成像深度比较有限;能量比较大,会造成对荧光物质的漂白,光毒性严重。激光共焦扫描显微镜由于共焦显微镜的孔径很小,实现样本三维成像要逐点扫描,成像速度慢,对样本损害大,很难用于长时间活细胞成像实验。而宽场显微镜能够很好地实现实时动态成像,光漂白小,因而较早应用于活细胞内的实时检测,但宽场显微镜由于离焦信号的干扰,难以实现多维成像。

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。多种钙离子指示剂和钙成像手段的存在使研究人员能够根据具体的实验需要进行选择。

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钙离子在很多生理性的活动中都发挥着重要作用,除了在肌肉细胞收缩中扮演着重要角色,钙离子也是神经元活动的重要“风向标”之一:当神经元膜电位发生去极化,产生的动作电位传导到神经元轴突末梢时,细胞膜上的电压门控钙离子通道打开,大量钙离子内流,包含神经递质的囊泡由突触前膜释放至后膜,下游神经元就得以接受到上游的信号。因此,钙离子成像可以追踪神经元动作电位,从而帮助我们了解神经元集群的活动,可以用于感知觉,学习记忆,社会性行为等各种各样的研究**能钙成像技术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。合肥超微显微钙成像nVista3.0

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。美国荧光显微钙成像grain lens

多种钙离子指示剂和钙成像手段的存在使研究人员能够根据具体的实验需要进行选择。同样,选择合适的检测设备也是至关重要的。对于使用CCD/sCMOS相机的成像系统来说,有两个要求是很基本的:采集速度:根据不同的应用所需的相机帧速也不同,对于神经细胞来说,一般要求相机速度至少在10fps以上,有些高速应用场景可能需要几百甚至上千Hz的帧速。灵敏度:为了尽可能降低光漂白和其他副作用(特别是蓝光激发时),需要降低激发光强度。因此相机要在较宽的发射光波长范围上具有高灵敏度,才能检测到弱光条件下的信号,并适应不同的染料的光谱发射特性。美国荧光显微钙成像grain lens

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