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鈣成像基本參數(shù)
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鈣成像企業(yè)商機(jī)

在神經(jīng)系統(tǒng)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(jīng)元的活動(dòng)。常見(jiàn)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(jīng)活動(dòng)的常用方法。但與雙光子成像相比,單光子成像更易受到來(lái)自神經(jīng)元的高水平串?dāng)_,導(dǎo)致信噪比降低。不僅如此,采集活動(dòng)信號(hào)時(shí)還易被來(lái)自近距離通過(guò)的軸突和樹(shù)突的信號(hào)所污染,造成的非特異性信號(hào),這些均嚴(yán)重影響對(duì)神經(jīng)元活動(dòng)反應(yīng)的精細(xì)成像。因而,在單光子熒光成像的基礎(chǔ)上,研究團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞核中表達(dá)遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經(jīng)纖維信號(hào)。但與經(jīng)典的胞質(zhì)鈣成像相比,鈣進(jìn)入細(xì)胞核的要求降低了這種成像的時(shí)間精度?,F(xiàn)在鈣成像技術(shù)使用的鈣離子指示劑主要有化學(xué)性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。細(xì)胞鈣離子鈣成像nVoke2.0

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鈣離子通過(guò)參與多種細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)途徑來(lái)調(diào)控絕大多數(shù)類(lèi)型神經(jīng)元的功能。由于鈣離子信號(hào)在已知的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)中發(fā)揮其特定的功能,鈣離子成像顯得尤為重要。在神經(jīng)系統(tǒng)中,由于神經(jīng)元的多樣性,導(dǎo)致鈣離子功能也多樣化。在突觸前膜,鈣內(nèi)流激發(fā)貯存神經(jīng)遞質(zhì)的神經(jīng)小泡向胞外釋放;在突觸后膜,樹(shù)突棘內(nèi)鈣水平瞬間升高,介導(dǎo)了突觸可塑性;在細(xì)胞核內(nèi),鈣信號(hào)能夠調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。現(xiàn)在常使用的鈣離子指示劑有化學(xué)性鈣離子指示劑(ChemicalIndicators)和基因編碼鈣離子指示劑(GeneticallyEncodedIndicators)兩類(lèi)。西安在體鈣成像價(jià)位鈣成像技術(shù)(calcium imaging)是指利用鈣離子指示劑或指示監(jiān)測(cè)組織內(nèi)鈣離子濃度的方法。

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麻省理工學(xué)院和波士頓大學(xué)的研究人員近研究使用一種熒光探針,能夠在大腦細(xì)胞處于電活動(dòng)狀態(tài)時(shí)點(diǎn)亮,可以立即對(duì)小鼠大腦中多個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)進(jìn)行成像。麻省理工學(xué)院的腦科學(xué)和認(rèn)知科學(xué)神經(jīng)技術(shù)教授、兼生物工程學(xué)教授EdwardBoyden表示,只需要使用簡(jiǎn)單的光學(xué)顯微鏡,即可實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)。神經(jīng)科學(xué)家可以將大腦內(nèi)電路的活動(dòng)進(jìn)行可視化,并將其與特定行為聯(lián)系起來(lái)。“如果想研究一種行為或疾病,就需要對(duì)神經(jīng)元群體的活動(dòng)進(jìn)行成像,讓這些神經(jīng)元群網(wǎng)絡(luò)中協(xié)同工作?!盉oyden說(shuō)。

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(lèi)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。想要同時(shí)觀察軸突和樹(shù)突的鈣離子信號(hào),大視野是很重要的。

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哥倫比亞大學(xué)ZuckermanMind大腦行為研究所的RuiM.Costa課題組于2020年10月7日在Cell雜志上發(fā)表了一篇題為AnAmygdalaCircuitMediatesExperience-DependentMomentaryArrestsduringExploration的文章,作者開(kāi)發(fā)一種用于研究小鼠探索活動(dòng)中瞬時(shí)停滯行為機(jī)制的新型實(shí)驗(yàn),通過(guò)行為分析、環(huán)路映射、滔博生物-Inscopix自由活動(dòng)鈣成像顯微鏡結(jié)合光遺傳學(xué)手段,提供介導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)性的瞬時(shí)停滯行為的BLA神經(jīng)元群體的jihuo和投射證據(jù),表明BLA-CEA環(huán)路可以作為新穎/熟悉情境的檢測(cè)器和效應(yīng)器,用于基于空間位置的熟悉程度來(lái)生成自定進(jìn)度的行為停滯,這一響應(yīng)對(duì)于動(dòng)物對(duì)未知環(huán)境進(jìn)行安全有效的探索是至關(guān)重要的。鈣成像技術(shù)能直接測(cè)量神經(jīng)元和神經(jīng)元組織中動(dòng)態(tài)的鈣流動(dòng)。哈爾濱在體鈣成像售后保障

神經(jīng)方面科學(xué)迫切需要一種能夠兼顧全局和微觀的新型鈣成像技術(shù)。細(xì)胞鈣離子鈣成像nVoke2.0

大家都知道,只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,而細(xì)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(shí)也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細(xì)胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種,其中包括電壓門(mén)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(shí)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(guò)熒光強(qiáng)度表現(xiàn)出來(lái),以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時(shí)觀察多個(gè)功能或位置相關(guān)的腦細(xì)胞。細(xì)胞鈣離子鈣成像nVoke2.0

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