細(xì)胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號(hào)分子其作用具有時(shí)間性和空間性。當(dāng)di1個(gè)細(xì)胞興奮時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)電沖動(dòng),此時(shí),細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi),促使該細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動(dòng)。以此類推,神經(jīng)信號(hào)便一級(jí)一級(jí)地傳遞下去,從而構(gòu)成復(fù)雜的信號(hào)體系,終形成學(xué)習(xí)、記憶等大腦的高級(jí)功能。在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號(hào)分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,而細(xì)胞興奮時(shí)鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對(duì)于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,而細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時(shí)也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細(xì)胞外鈣離子內(nèi)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(shí)受體電位C型通道(TRPC)等。神經(jīng)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(jīng)元中鈣離子濃度的變化通過熒光強(qiáng)度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時(shí)觀察多個(gè)功能或位置相關(guān)的腦細(xì)胞。細(xì)胞對(duì)鈣離子有一套完備的監(jiān)控系統(tǒng)以維持鈣的內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡。合肥熒光鈣成像多少錢
對(duì)于成像和長時(shí)間成像,較重要的是要保證細(xì)胞的正常生長。熒光團(tuán)受激發(fā)光光照后產(chǎn)生的氧化物質(zhì)與蛋白質(zhì)、核酸和脂肪等發(fā)生反應(yīng),熒光信號(hào)降低的同時(shí)(光致退色)也降低了細(xì)胞壽命(光線損傷)。在光照過程中氧化劑的產(chǎn)生,主要決定于熒光團(tuán)的光化學(xué)性質(zhì)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(zhì)所激發(fā)出來的熒光強(qiáng)度隨著時(shí)間推移逐步減弱乃至消失的現(xiàn)象。熒光成像的質(zhì)量很大程度上依賴于熒光信號(hào)強(qiáng)度,提高激發(fā)光強(qiáng)度固然可以提高信號(hào)強(qiáng)度,但激發(fā)光的強(qiáng)度不是可以無限提高的,當(dāng)激發(fā)光的強(qiáng)度超過一定限度時(shí),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(shù)中,光漂白使得觀測(cè)變得很復(fù)雜,因?yàn)樗鼤?huì)造成破壞,使螢光團(tuán)無法繼續(xù)放光,從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。美國在體鈣成像多少錢清醒動(dòng)物腦功能鈣成像的微型顯微鏡的研究在不斷實(shí)踐中。
細(xì)胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號(hào)分子其作用具有時(shí)間性和空間性。當(dāng)個(gè)細(xì)胞興奮時(shí),產(chǎn)生了一個(gè)電沖動(dòng),此時(shí),細(xì)胞外的鈣離子流入該細(xì)胞內(nèi),促使該細(xì)胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級(jí)神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生新的電沖動(dòng)。以此類推,神經(jīng)信號(hào)便一級(jí)一級(jí)地傳遞下去,從而構(gòu)成復(fù)雜的信號(hào)體系,較終形成學(xué)習(xí)、記憶等大腦的高級(jí)功能。在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號(hào)分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,而細(xì)胞興奮時(shí)鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對(duì)于突觸囊泡胞吐釋放神經(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,而細(xì)胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時(shí)也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細(xì)胞外鈣離子內(nèi)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(shí)受體電位C型通道(TRPC)等。
鈣離子成像系統(tǒng):傳統(tǒng)的寬場(chǎng)熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠?qū)Υ竽X淺層的神經(jīng)元或在離體組織上進(jìn)行成像,共聚焦顯微鏡由于光損傷較大,一般也只用于離體鈣成像。隨著熒光顯微鏡技術(shù)的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進(jìn)行成像的時(shí)候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比。例如,用雙光子顯微鏡對(duì)海馬樹突棘的鈣離子信號(hào)進(jìn)行成像,研究神經(jīng)元突觸后長時(shí)程控制(Wangetal.,2000);觀察小鼠運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元在嗅覺選擇任務(wù)中刺激相關(guān)電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過,這些實(shí)驗(yàn)還是需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行麻醉和固定,而神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域很多研究更希望能夠?qū)ψ杂苫顒?dòng)的動(dòng)物進(jìn)行研究。近年來出現(xiàn)了通過植入性的microscope或microlens進(jìn)行freelymoving動(dòng)物鈣成像的技術(shù)。如圖6中所示的光纖成像法:使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動(dòng)物大腦,從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號(hào)被光纖收集,然后通過相機(jī)成像。動(dòng)物頭部只需植入GRINlens,方便活動(dòng),而且可以同時(shí)植入多個(gè)lens來觀察不同的腦區(qū)之間的聯(lián)系和相互作用。不過這種成像方法的視野較小,分辨率也比較差。鈣成像系統(tǒng)支持聯(lián)網(wǎng),基于網(wǎng)絡(luò)的軟件可讓您隨時(shí)隨地監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
鈣成像具有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì):1.非侵入性:鈣成像技術(shù)可以在活物細(xì)胞或組織中進(jìn)行觀察,無需破壞細(xì)胞或組織的完整性,因此是一種非侵入性的技術(shù)。2.高時(shí)空分辨率:鈣成像技術(shù)可以實(shí)時(shí)觀察細(xì)胞內(nèi)鈣離子的動(dòng)態(tài)變化,具有較高的時(shí)空分辨率??梢圆蹲降解}離子濃度的瞬時(shí)變化,揭示細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)的快速過程。3.多樣性:鈣成像技術(shù)可以使用不同的熒光探針或基因工程技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型的細(xì)胞或組織進(jìn)行鈣成像??梢愿鶕?jù)需要選擇適合的探針或方法,擴(kuò)展應(yīng)用范圍。4.可定量分析:通過鈣成像技術(shù)可以獲得熒光信號(hào)的強(qiáng)度,可以進(jìn)行定量分析,了解鈣離子濃度的變化程度。可以通過比較不同條件下的鈣成像結(jié)果,研究因素對(duì)鈣離子信號(hào)的調(diào)控作用。5.可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域:鈣成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、藥理學(xué)等領(lǐng)域??梢匝芯可窠?jīng)元活動(dòng)、細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞凋亡等生物過程,有助于揭示生物學(xué)機(jī)制和疾病發(fā)生及發(fā)展的過程。綜上所述,鈣成像技術(shù)具有非侵入性、高時(shí)空分辨率、多樣性、可定量分析和廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域等優(yōu)勢(shì),成為研究細(xì)胞內(nèi)鈣離子動(dòng)態(tài)變化的重要工具。鈣信號(hào)在神經(jīng)元功能調(diào)控及信息傳遞方面發(fā)揮著重要作用。重慶熒光顯微鈣成像采購信息
鈣離子能產(chǎn)生許多控制細(xì)胞功能的胞內(nèi)信號(hào),如突觸囊泡中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放等。合肥熒光鈣成像多少錢
通過篩選天然與人工合成的融合體,在小鼠與斑馬魚幼蟲身上成功得到以為靶點(diǎn)的致密神經(jīng)回路報(bào)告,報(bào)告顯示來自神經(jīng)纖維的偽信號(hào)明顯減少,信噪比增加,神經(jīng)元之間的偽影相關(guān)性降低。這些結(jié)果均說明GCaMP6f和GCaMP7f的細(xì)胞體靶向變體(Soma-GCaMP6f,Soma-GCaMP7f)對(duì)提高單光子熒光成像技術(shù)的精細(xì)性起到著重要作用。這種胞體靶向突變體對(duì)提高神經(jīng)信號(hào)標(biāo)記的精細(xì)性是否具有組織特異性或物種特異性呢?研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)這一問題,分別在小鼠不同腦區(qū)以及斑馬魚幼魚的整胚轉(zhuǎn)染和斑馬魚不同發(fā)育時(shí)期的信號(hào)采集等方面進(jìn)行研究。合肥熒光鈣成像多少錢