鈣離子成像技術(shù)(Calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監(jiān)測組織內(nèi)鈣離子濃度的方法,常用于神經(jīng)系統(tǒng)的研究,指示神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,提示神經(jīng)元活動。其原理在于借助鈣離子濃度與神經(jīng)元活動之間的嚴格對應關系,利用特殊的熒光染料或者蛋白質(zhì)熒光探針(鈣離子指示劑,
神經(jīng)元鈣成像技術(shù)離不開鈣離子指示劑的應用,不同類型的指示劑各有其獨特的功能。那么這些指示劑是如何負載細胞的呢?目前有三種在神經(jīng)元上填充鈣離子指示劑的方法,且都可以用于體內(nèi)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(jīng)元中。此方法方便實驗者控制單個神經(jīng)元內(nèi)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(jīng)元,觀察對象為一群神經(jīng)元。盡管此方法可能導致一些膠質(zhì)細胞也被指示劑所標記,但提高了整體神經(jīng)元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經(jīng)元內(nèi)動作電位相關性的活動。第三種也較為常用,通過病毒轉(zhuǎn)染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。美國動物神經(jīng)元鈣成像聯(lián)系方式鈣成像數(shù)據(jù)采集盒擁有 2TB 存儲空間,可選擇以太網(wǎng)或 Wi? 方式連接電腦。
細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當個細胞興奮時,產(chǎn)生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi),促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,從而構(gòu)成復雜的信號體系,較終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對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活性,而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(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)和瞬時受體電位C型通道(TRPC)等。
CaMPARI,一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術(shù),包含CaMPARI以及CaMPARI2(第二代)。其原理在于,CaMPARI蛋白在正常狀態(tài)下會發(fā)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(zhuǎn)變成另一種能發(fā)出紅色熒光的構(gòu)象,即實現(xiàn)將瞬間的神經(jīng)元活動變成長久的紅色熒光蛋白表達。研究人員通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)將這種新型蛋白導入到實驗動物的神經(jīng)系統(tǒng)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(fā)紅色熒光的神經(jīng)元,這些神經(jīng)元即是在紫外光照射期間活躍的神經(jīng)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。鈣成像技術(shù)利用鈣離子流的優(yōu)勢在活神經(jīng)細胞上直接可視化鈣信號。
鈣成像技術(shù)在許多領域都有廣泛的應用,以下是一些常見的應用場景:1.神經(jīng)科學研究:鈣成像技術(shù)被廣泛應用于研究神經(jīng)元活動和神經(jīng)網(wǎng)絡的功能??梢杂^察神經(jīng)元的鈣離子動態(tài)變化,揭示神經(jīng)元的興奮性和抑制性活動,研究神經(jīng)網(wǎng)絡的連接和信息傳遞。2.細胞信號傳導研究:鈣離子在細胞內(nèi)起著重要的信號傳導作用。鈣成像技術(shù)可以用于研究細胞內(nèi)鈣離子的濃度變化,揭示細胞信號傳導的機制和調(diào)控過程。3.細胞凋亡研究:鈣離子在細胞凋亡過程中扮演重要角色。鈣成像技術(shù)可以用于觀察細胞內(nèi)鈣離子的變化,研究細胞凋亡的啟動和執(zhí)行過程。4.藥理學研究:鈣成像技術(shù)可以用于評估藥物對細胞內(nèi)鈣離子濃度的影響??梢匝芯克幬锏淖饔脵C制、藥物的劑量效應關系等。5.疾病研究:鈣成像技術(shù)可以應用于研究與鈣離子信號傳導相關的疾病,如神經(jīng)退行性疾病、心血管疾病等??梢越沂炯膊“l(fā)生及發(fā)展的機制,為疾病的診斷和診療提供依據(jù)??傊?,鈣成像技術(shù)在神經(jīng)科學、細胞生物學、藥理學和疾病研究等領域都有廣泛的應用,可以幫助揭示生物過程的機制和疾病的發(fā)生及發(fā)展過程。清醒動物腦功能鈣成像的微型顯微鏡的研究在不斷實踐中。浙江動物神經(jīng)元鈣成像價格多少
功能鈣成像技術(shù)是將外源性熒光信號和生理現(xiàn)象耦合起來,通過熒光染料信號的改變反映細。西安細胞鈣離子鈣成像動物行為學
細胞內(nèi)鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當di1個細胞興奮時,產(chǎn)生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi),促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級神經(jīng)細胞產(chǎn)生新的電沖動。以此類推,神經(jīng)信號便一級一級地傳遞下去,從而構(gòu)成復雜的信號體系,終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)鈣離子濃度約為50-100nM,而細胞興奮時鈣離子濃度能瞬間上升10-100倍,增加的鈣離子對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活性,而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(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度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關的腦細胞。西安細胞鈣離子鈣成像動物行為學