钙成像基本参数
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钙成像企业商机

一项由葡萄牙尚帕莫未知中心,牛津大学,哥伦比亚大学,荷兰鹿特丹伊拉斯谟大学,麻省理工学院,伦敦大学,德国MaxPlanck生物控制论研究所,德国图欧宾根大学多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上发表了题为TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章,作者通过一个新的两步谜题任务了解基于模型的决策使用对行为具体后果的预测,在小鼠的一系列决策任务中使用Inscopix显微钙成像和光遗传学来证明前扣带皮层(ACC)预测了行动将导致的状态,而不仅*是预测它们是好是坏,并判断结果是否与这些预测相符。研究结果表明,ACC是基于模型的控制的关键节点,在预测所选操作的未来状态方面发挥着特定作用。我们的钙成像系统集成自动控制和精确计时的多模式输入端口。西安inscopix钙成像nVista

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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。西安inscopix钙成像nVista传统的钙成像技术受限于显微镜的视野,只能对很小的一片区域进行记录。

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现在有三种在神经元上填充钙离子指示剂的方法,且都可以用于体内和体外研究。第一种方法是利用玻璃吸管将膜渗透性盐或葡聚糖形式的指示剂注入单个神经元中。此方法方便实验者控制单个神经元内的钙离子指示剂浓度且信噪比较高。第二种是利用“批量加载”的方法将钙离子指示剂染料负载神经元,观察对象为一群神经元。尽管此方法可能导致一些胶质细胞也被指示剂所标记,但提高了整体神经元的标记百分比,使研究者得以观察到一群神经元内动作电位相关性的活动。第三种也较为常用,通过病毒转染的方式使其基因编码钙离子指示剂。(A)单细胞注射法;(B)networkloading法;(C)通过病毒转染使其基因编码钙离子指示剂(expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI)

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。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。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。细胞内钙成像技术是通过向细胞内载入钙指示剂。

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细胞内钙离子作为重要的信号分子其作用具有时间性和空间性。当di1个细胞兴奋时,产生了一个电冲动,此时,细胞外的钙离子流入该细胞内,促使该细胞分泌神经递质,神经递质与相邻的下一级神经细胞膜上的蛋白分子结合,促使这一级神经细胞产生新的电冲动。以此类推,神经信号便一级一级地传递下去,从而构成复杂的信号体系,终形成学习、记忆等大脑的高级功能。在哺乳动物神经系统中,钙离子同样扮演着重要的信号分子的角色。静息状态下大部分神经元细胞内钙离子浓度约为50-100nM,而细胞兴奋时钙离子浓度能瞬间上升10-100倍,增加的钙离子对于突触囊泡胞吐释放神经递质的过程必不可少。众所周知,只有游离钙才具有生物学活性,而细胞质内钙离子浓度由钙离子的内外流平衡所决定,同时也受钙结合蛋白的影响。细胞外钙离子内流的方式有很多种,其中包括电压门控钙离子通道、离子型谷氨酰胺受体、烟碱型胆碱能受体(nAChR)和瞬时受体电位C型通道(TRPC)等。神经元钙成像的原理就是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,以反映神经元活性。该方法可以同时观察多个功能或位置相关的脑细胞。钙成像显微镜由软件控制的电子对焦方式,让成像更加稳定清晰。宁波神经细胞钙成像口碑好

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。西安inscopix钙成像nVista

钙离子成像系统: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控制(Wangetal.,2000);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(Komiyamaetal.,2010)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。近年来出现了通过植入性的microscope或microlens进行freelymoving动物钙成像的技术。如图6中所示的光纤成像法:使用一端带有GRINlens的光纤连接显微镜和动物大脑,从特定脑区发出的荧光信号被光纤收集,然后通过相机成像。动物头部只需植入GRINlens,方便活动,而且可以同时植入多个lens来观察不同的脑区之间的联系和相互作用。不过这种成像方法的视野较小,分辨率也比较差。西安inscopix钙成像nVista

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