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活动动物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(Wangetal.,2000);观察活动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。神经元钙成像的原理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。美国荧光钙成像nVoke2.0
钙成像技术通常使用荧光染料或报告基因来标记细胞中的钙离子。当细胞受到外界刺激时,钙离子会进入细胞内,导致荧光染料或报告基因发出光信号。通过观察光信号的强度和分布,可以推断出钙离子的浓度和分布情况。钙成像技术具有以下优点:高灵敏度:可以检测到细胞内微小的钙离子浓度变化。实时性:可以实时记录钙离子浓度的变化过程。空间分辨率高:可以清晰地观察到钙离子在细胞内的分布情况。无创性:可以通过huo体成像技术观察动物体内的钙离子变化情况。可重复性:可以对同一群体细胞进行多次成像,以评估不同处理或刺激的影响。总之,钙成像技术是一种强大的生物医学研究工具,可以帮助科学家们更好地了解细胞生理和病理状态,为疾病诊断和zhi疗提供有力支持。上海荧光钙成像价格多少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。
想要对钙离子的动态变化进行有效的检测,钙离子指示剂的选择显得尤为重要。钙离子荧光指示剂在未结合钙离子前几乎无荧光,与钙离子结合后,荧光强度xianzhu增强。利用这一原理,可以通过指示剂的信号强弱来观察细胞内钙离子浓度水平的变化。根据激发光波长范围,钙离子指示剂可以分为可见光激发和紫外光激发,而根据其工作原理又可以分为比率和非比率型。常见的钙离子指示剂有以下几种:紫外光激发Ca2+荧光探针、可见光激发Ca2+荧光探针、转基因Ca2+指示剂。
麻省理工学院和波士顿大学的研究人员近研究使用一种荧光探针,能够在大脑细胞处于电活动状态时点亮,可以立即对小鼠大脑中多个神经元的活动进行成像。麻省理工学院的脑科学和认知科学神经技术教授、兼生物工程学教授EdwardBoyden表示,只需要使用简单的光学显微镜,即可实现这项技术。神经科学家可以将大脑内电路的活动进行可视化,并将其与特定行为联系起来。“如果想研究一种行为或疾病,就需要对神经元群体的活动进行成像,让这些神经元群网络中协同工作。”Boyden说。通过钙成像技术发现神经元的活动与其内部的钙离子浓度密切相关。
单光子显微技术是较成熟的荧光显微技术,但由于其使用的激发光波长较短,成像深度有限;能量较大,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。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。Derrick想重点介绍一下较为常用的观察设备——双光子荧光显微镜(Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy)。双光子显微成像技术是近些年发展起来的结合了共聚焦激光扫描显微镜和双光子激发技术的一种新型非线性光学成像方法,采用长波激发,能对组织进行深层次成像。常用的比较好激发波长大多位于800-900nm,而水、血液和固有组织发色团对这个波段的光吸收率低,此外散射的激发光子不能激发样品,因此背景第,光损伤小,适用于在体检测。双光子荧光成像技术能准确定位细胞内置入的微电极位置,从而观察胞体、树突甚至单个树突棘的活性。研究者可完整的观察神经组织的分辨荧光图像,甚至可以分辨神经细胞单个树突棘中的钙分布。对钙离子的功能研究中,钙指示剂是必不可少的工具。江苏超微显微钙成像参考价
进行钙测定必须借助外界的某种可视化物质作为它的标志物。美国荧光钙成像nVoke2.0
研究显示NL189BLA神经元通过投射到CEA来控制探索行为中动物的运动速度和瞬时停滞。随着进一步的探索,该神经元群体的活性以经验依赖性的方式增加,而NL189BLA神经元的暂时性功能丧失会导致瞬间停滞的yizhi,而且这些行为停滞与焦虑和恐惧无关。动物在这些停滞点开始和终止探索性旅程并在停滞后会改变头部朝向和运动轨迹方向,因此在熟悉的位置进行短暂停滞可能是替代性尝试错误行为的决策。这些结果揭示杏仁核作为新颖性/熟悉性检测器以及行为效应器环路的共同作用,其具有基于探索行为期间的空间经验来驱动或yizhi自发运动的能力,这对于动物在自然界中安全有效的探索未知环境是十分必要的。美国荧光钙成像nVoke2.0