目前可用的指示劑較多,根據熒光光譜、與鈣離子親和力及其化學特性的不同大致分為化學性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。前者指可特異性與鈣離子結合的小分子,常用的有fura-2、indo-1等;而后者主要指來源于綠色熒光蛋白GFP及其變異體的蛋白質,可與鈣調蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶M13域結合,常用的有GCaMP、TN-XXL等,其中GCaMP5G和GCaMP6被廣泛應用于在體鈣成像研究中。生物熒光蛋白:Aequorin是水母熒光素(coelenterazine)通過硫酸酯鍵或過氧化鍵緊緊連到脫輔水母發光蛋白上形成的,遇到鈣離子就發出470nm藍光,可以作為鈣離子的檢測試劑;化學鈣離子指示劑:Fura-2可在紫外光下被jihuo且發射出505-520nm光;基于FRET的基因編碼的鈣指示劑;單個熒光基因編碼的鈣指示劑。鈣成像技術(calcium imaging)是指利用鈣離子指示劑監測組織內鈣離子濃度的方法。浙江熒光鈣成像大概費用
可見光激發Ca2+熒光探針:與紫外光激發探針相比,可見光激發Ca2+探針具有更強的染料吸收性能,對Ca2+變化水平檢測敏感度也更高,能夠降低對活細胞的光毒性和樣品自發熒光以及光散射的干擾,且無光譜偏移。較常使用的可見光激發Ca2+熒光探針有Fluo-3,Fluo-4,Rhod-2等,同時他們也都是非比率型指示劑。Fluo-3是較常用的可見光激發Ca2+熒光指示劑之一,是典型的的單波長指示劑,比較大激發波長為506nm,比較大發射波長為526nm。它與Ca2+結合之前幾乎無熒光,結合后熒光會增加60至100倍,從而避免了細胞自身的熒光干擾。實際檢測時推薦使用的激發波長為488nm左右,發射波長為525~530nm(圖3)。Fluo-3可以用在激光共聚焦顯微成像或流式細胞儀中。它還有一個升級版本Fluo-4,在相同Ca2+濃度下信號更強。北京神經元鈣成像nVista3.0多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據具體的實驗需要進行選擇。
鈣離子在很多生理活動中都發揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。
解決鈣成像裝置對核磁成像的干擾:考慮到金屬對核磁成像的影響,研究人員在核磁共振成像的模塊上裝上了鈣成像模塊,該成像模塊所有的金屬元件全部被更換為非導電塑料。考慮到磁場對光纖記錄系統的干擾,減少鈣信號的噪音,將相干光纖激光器與核磁共振放置相鄰不同的房間。解決鈣成像和核磁成像區域的一致性:在成像過程中,以皮層區域的血管分布為參照物,以保證鈣成像和核磁成像的區域基本保持一致。但在實際成像中,鈣離子變化和血氧水平依賴性信號所響應的區域并不是完全重合。因此研究人員將響應區域內的信號變化幅度進行均一化,盡量避免因統計閾值引起差異。進行鈣測定必須借助外界的某種可視化物質作為它的標志物。
鈣成像具有以下幾個優勢:1.非侵入性:鈣成像技術可以在活物細胞或組織中進行觀察,無需破壞細胞或組織的完整性,因此是一種非侵入性的技術。2.高時空分辨率:鈣成像技術可以實時觀察細胞內鈣離子的動態變化,具有較高的時空分辨率。可以捕捉到鈣離子濃度的瞬時變化,揭示細胞內信號傳導的快速過程。3.多樣性:鈣成像技術可以使用不同的熒光探針或基因工程技術,實現對不同類型的細胞或組織進行鈣成像。可以根據需要選擇適合的探針或方法,擴展應用范圍。4.可定量分析:通過鈣成像技術可以獲得熒光信號的強度,可以進行定量分析,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果,研究因素對鈣離子信號的調控作用。5.可應用于多個領域:鈣成像技術廣泛應用于神經科學、細胞生物學、藥理學等領域。可以研究神經元活動、細胞信號傳導、細胞凋亡等生物過程,有助于揭示生物學機制和疾病發生及發展的過程。綜上所述,鈣成像技術具有非侵入性、高時空分辨率、多樣性、可定量分析和廣泛應用于多個領域等優勢,成為研究細胞內鈣離子動態變化的重要工具。鈣成像系統支持聯網,基于網絡的軟件可讓您隨時隨地監控數據。南京神經元鈣成像nVoke
鈣成像技術能直接測量神經元和神經元組織中動態的鈣流動。浙江熒光鈣成像大概費用
指示劑是如何負載細胞,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,但明顯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。浙江熒光鈣成像大概費用