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哈爾濱光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2024-10-16

包含鈣離子指示劑的細(xì)胞可以通過(guò)熒光顯微鏡(fluorescencemicroscope)觀測(cè),然后通過(guò)CCD攝像機(jī)捕捉、記錄圖像?,F(xiàn)在鈣成像技術(shù)主要在以下幾類神經(jīng)科學(xué)研究方面有廣泛應(yīng)用:1.記錄培養(yǎng)的神經(jīng)元的活動(dòng)。2.記錄腦片上神經(jīng)元的活動(dòng)。記錄神經(jīng)元的活動(dòng)。由于離體實(shí)驗(yàn)本身的限制,現(xiàn)在越來(lái)越多的神經(jīng)方面科學(xué)家傾向于做在體鈣成像實(shí)驗(yàn),希望能得到更準(zhǔn)確且更能反應(yīng)生理狀況的數(shù)據(jù)。得益于雙光子熒光顯微鏡的發(fā)展,現(xiàn)在在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處于huoti狀態(tài)下的鈣成像技術(shù)取得了飛速進(jìn)展。4.記錄神經(jīng)元樹(shù)突和樹(shù)突棘(spine)的活動(dòng)。由于對(duì)于實(shí)驗(yàn)精度的要求,有些科學(xué)家不僅只想記錄單個(gè)神經(jīng)元的反應(yīng),他們還想更確切地知道神經(jīng)元上哪些樹(shù)突和樹(shù)突棘參與了某個(gè)行為,也就是說(shuō)他們需要在huoti條件下,對(duì)單根樹(shù)突以及某些spine進(jìn)行鈣成像記錄實(shí)驗(yàn)。由于雙光子熒光顯微鏡和GCaMP6基因編碼鈣離子指示劑的發(fā)展,現(xiàn)在,對(duì)樹(shù)突和樹(shù)突棘用鈣成像實(shí)驗(yàn)進(jìn)行記錄也成為了可能。鈣成像顯微鏡由軟件控制的電子對(duì)焦方式,讓成像更加穩(wěn)定清晰。哈爾濱光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

哈爾濱光遺傳鈣成像聯(lián)系方式,鈣成像

鈣離子在很多生理活動(dòng)中都發(fā)揮著重要作用,除了在肌肉細(xì)胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經(jīng)元活動(dòng)的重要“風(fēng)向標(biāo)”之一:當(dāng)神經(jīng)元膜電位發(fā)生去極化,產(chǎn)生的動(dòng)作電位傳導(dǎo)到神經(jīng)元軸突末梢時(shí),細(xì)胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開(kāi),大量鈣離子內(nèi)流,包含神經(jīng)遞質(zhì)的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經(jīng)元就得以接受到上游的信號(hào)。因此,鈣離子成像可以追蹤神經(jīng)元?jiǎng)幼麟娢?,從而幫助我們了解神?jīng)元集群的活動(dòng),可以用于感知覺(jué),學(xué)習(xí)記憶,社會(huì)性行為等各種各樣的研究中上海超微顯微鈣成像大概費(fèi)用鈣成像技術(shù)利用鈣離子流的優(yōu)勢(shì)在活神經(jīng)細(xì)胞上直接可視化鈣信號(hào)。

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鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA,APTRA,BAPTA的衍生物,它們可以結(jié)合鈣離子從而顯示一個(gè)光譜響應(yīng),使研究者可以用熒光顯微鏡來(lái)觀察細(xì)胞內(nèi)的自由鈣的濃度。熒光顯微鏡可以使用普通的倒置熒光顯微鏡來(lái)進(jìn)行鈣信號(hào)的測(cè)定和成像。并可結(jié)合電生理設(shè)備、活細(xì)胞培養(yǎng)裝置等,適用于大強(qiáng)度、廣范圍的鈣信號(hào)測(cè)定。共聚焦顯微系統(tǒng),共聚焦以激光為光源,且可配備氬離子光源,可以選擇可見(jiàn)光激發(fā)的鈣指示劑,進(jìn)行層掃,相比普通熒光顯微鏡有更好的空間分辨率。并且共聚焦除了配備大視野掃描鏡更可配置共振掃描振鏡,以滿足更高速成像應(yīng)用的需求。雙光子顯微系統(tǒng)使用長(zhǎng)波長(zhǎng)來(lái)激發(fā)熒光指示劑,具有較低的細(xì)胞毒性,也可適用于紫外激發(fā)的鈣指示劑,且可獲得和單光子共聚焦系統(tǒng)類似的空間分辨率。小結(jié)綜上可見(jiàn),在研究鈣信號(hào)時(shí),可結(jié)合樣品自身特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)的鈣指示劑,并考慮既有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,來(lái)確定具體的實(shí)驗(yàn)方案。同時(shí)還需進(jìn)一步摸索實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的校正、控制等多種影響因素,可獲得可靠的圖像及熒光定量數(shù)據(jù)。

鈣是機(jī)體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細(xì)胞內(nèi)外的電化學(xué)梯度,同時(shí)在細(xì)胞的生命活動(dòng)中扮演著重要角色。作為第二信使,鈣參與細(xì)胞周期、細(xì)胞代謝、細(xì)胞分化、壞死、凋亡等等許多重要的生理過(guò)程。細(xì)胞內(nèi)的鈣離子水平通常很低,一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內(nèi)的鈣可被各種亞細(xì)胞器所貯存,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:其中約50%位于細(xì)胞核,30%位于線粒體,14%位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng),5%位于胞膜上,1%位于胞質(zhì)內(nèi),且因?yàn)殁}離子易與磷酸和碳酸復(fù)合物形成不溶物,故游離鈣只占[1]。細(xì)胞可以通過(guò)鈣內(nèi)流、內(nèi)鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)維持細(xì)胞內(nèi)鈣的內(nèi)穩(wěn)狀態(tài)。例如與鈣內(nèi)流相關(guān)的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC、受體活躍的通道RACC;與內(nèi)鈣釋放相關(guān)的受體如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的IP3受體;以及降鈣相關(guān)的脂膜及線粒體上的主動(dòng)運(yùn)輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2]。近20年來(lái)鈣的熒光成像及測(cè)定技術(shù)發(fā)展迅速,出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑,結(jié)合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng),我們可以對(duì)活細(xì)胞的鈣離子進(jìn)行測(cè)定及成像,進(jìn)一步揭示其生理機(jī)制及相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA,APTRA,BAPTA的衍生物,它們可以結(jié)合鈣離子從而顯示一個(gè)光譜響應(yīng)。功能鈣成像技術(shù)是將外源性熒光信號(hào)和生理現(xiàn)象耦合起來(lái),通過(guò)熒光染料信號(hào)的改變反映細(xì)。

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對(duì)于成像和長(zhǎng)時(shí)間成像,較重要的是要保證細(xì)胞的正常生長(zhǎng)。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(guò)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(wèn)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(lái)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(wú)限提高的,當(dāng)激發(fā)光的強(qiáng)度超過(guò)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(wú)法繼續(xù)放光,從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。傳統(tǒng)鈣成像實(shí)驗(yàn)要求成像的光路極為穩(wěn)定。北京神經(jīng)元鈣成像參考價(jià)

鈣成像技術(shù)在神經(jīng)科學(xué)研究中的應(yīng)用。哈爾濱光遺傳鈣成像聯(lián)系方式

霍華德休斯頓醫(yī)學(xué)研究所(HHMI)ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經(jīng)機(jī)制。他們通過(guò)使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區(qū)域的神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)貪念美食的小鼠可能是因?yàn)樘厥獾拇竽X區(qū)域?qū)γ朗澈湍滩璞绕渌∈蟾用舾?。本能?huì)驅(qū)使我們?cè)诟械金囸I和干渴的時(shí)候?qū)ふ沂澄?,在找到食物或水時(shí)通過(guò)眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來(lái)感受和決定要不要吃,吃到一定程度產(chǎn)生滿足感(或是吃了還想吃的不滿足感)。因此,要把大腦中匯集的關(guān)于吃喝的各類信號(hào)分清楚,并找出控制不同吃喝行為的神經(jīng)環(huán)路無(wú)疑是很有挑戰(zhàn)的任務(wù)。ScottSternson博士的研究團(tuán)隊(duì)在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經(jīng)環(huán)路共存的腦區(qū)。他們注意到,腦干的藍(lán)斑區(qū)(locuscoeruleus)附近有一群谷氨酸能神經(jīng)元(被稱為periLC神經(jīng)元),參與進(jìn)食和飲水的行為,是餓和渴的匯聚點(diǎn)。為了研究這些神經(jīng)細(xì)胞的功能,研究小組開(kāi)發(fā)了一種技術(shù),可以讓小鼠在自由活動(dòng)的同時(shí),通過(guò)Inscopix自由活動(dòng)鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經(jīng)元的活動(dòng)。這項(xiàng)研究的作者龔蓉博士表示,解決這個(gè)技術(shù)是此項(xiàng)研究的關(guān)鍵。哈爾濱光遺傳鈣成像聯(lián)系方式