上海動物神經元鈣成像生產廠家

解決鈣離子信號和BOLD信號轉換：功能核磁共振成像主要依賴于神經元興奮后局部耗氧與血流振幅的不一致，通過測定血氧水平依賴性（BOLD）信號間接反映神經元活動。而鈣成像技術則是直接通過鈣離子濃度變化反映神經元活動。將這兩種技術聯用，需要考慮BOLD信號和鈣離子濃度變化之間的轉換。研究人員通過卷積函數比較好化的將鈣離子信號轉換為BOLD信號，實現這兩者之間比較大的關聯。研究人員利用鈣離子指示劑工具小鼠發現在低頻刺激下（0.009–0.08赫茲），小鼠皮層鈣離子活動變化與BOLD信號的一致性比較好。此外，鈣離子活動變化與BOLD功能連接的關聯存在區域的依賴性：鈣離子和BOLD連接強度相關性在桶狀皮層與同側半球內的腦區呈正相關關系（同步化），但與對側半球內的腦區呈負相關。這種區域功能依賴性表明BOLD的連接來自于不同細胞群的協同神經活動。鈣成像系統具有單細胞分辨率的大視野的特征。上海動物神經元鈣成像生產廠家

包含鈣離子指示劑的細胞可以通過熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)觀測，然后通過CCD攝像機捕捉、記錄圖像。現在鈣成像技術主要在以下幾類神經科學研究方面有廣泛應用：1.記錄培養的神經元的活動。2.記錄腦片上神經元的活動。記錄神經元的活動。由于離體實驗本身的限制，現在越來越多的神經方面科學家傾向于做在體鈣成像實驗，希望能得到更準確且更能反應生理狀況的數據。得益于雙光子熒光顯微鏡的發展，現在在實驗動物處于huoti狀態下的鈣成像技術取得了飛速進展。4.記錄神經元樹突和樹突棘（spine）的活動。由于對于實驗精度的要求，有些科學家不僅只想記錄單個神經元的反應，他們還想更確切地知道神經元上哪些樹突和樹突棘參與了某個行為，也就是說他們需要在huoti條件下，對單根樹突以及某些spine進行鈣成像記錄實驗。由于雙光子熒光顯微鏡和GCaMP6基因編碼鈣離子指示劑的發展，現在，對樹突和樹突棘用鈣成像實驗進行記錄也成為了可能。哈爾濱熒光顯微鈣成像grain lens鈣離子能產生許多控制細胞功能的胞內信號，如突觸囊泡中神經遞質的釋放等。

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）network loading法；（C）通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑（expression of genetically encoded calcium indicators, GECI）

CaMPARI，一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術，包含CaMPARI以及CaMPARI2（第二代）。其原理在于，CaMPARI蛋白在正常狀態下會發出綠色熒光，而如果對這種蛋白同時使用高濃度鈣離子與紫外光處理，它就會不可逆、長久地轉變成另一種能發出紅色熒光的構象，即實現將瞬間的神經元活動變成長久的紅色熒光蛋白表達。研究人員通過轉基因技術將這種新型蛋白導入到實驗動物的神經系統中，然后用度的紫外光照射動物的大腦，通過檢查熒光，找到發紅色熒光的神經元，這些神經元即是在紫外光照射期間活躍的神經元。由于紫外光可以對著整個大腦進行照射，所以理論上，人們可以對全腦進行檢查。鈣成像相關儀器設備設計團隊一直在研究并提高系統成像幀速、系統信號水平。

對于成像和長時間成像，較重要的是要保證細胞的正常生長。熒光團受激發光光照后產生的氧化物質與蛋白質、核酸和脂肪等發生反應，熒光信號降低的同時（光致退色）也降低了細胞壽命（光線損傷）。在光照過程中氧化劑的產生,主要決定于熒光團的光化學性質和光照劑量,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所激發出來的熒光強度隨著時間推移逐步減弱乃至消失的現象。熒光成像的質量很大程度上依賴于熒光信號強度，提高激發光強度固然可以提高信號強度，但激發光的強度不是可以無限提高的，當激發光的強度超過一定限度時，光吸收就趨于飽和，并不可逆地破壞激發態分子，這就是光漂白現象。在顯微技術中，光漂白使得觀測變得很復雜，因為它會造成破壞，使螢光團無法繼續放光，從而干擾實驗結果。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。上海動物神經元鈣成像生產廠家

鈣成像系統在自由行為動物上對鈣離子動態進行單細胞分辨率級別的持久成像。上海動物神經元鈣成像生產廠家

在神經系統研究中，我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化，以反映神經元的活動。常見的鈣成像方法有雙光子熒光成像和單光子熒光成像兩種，其中后者是研究腦神經活動的常用方法。但與雙光子成像相比，單光子成像更易受到來自神經元的高水平串擾，導致信噪比降低。不僅如此，采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染，造成的非特異性信號，這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而，在單光子熒光成像的基礎上，研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑，從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比，鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。上海動物神經元鈣成像生產廠家

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