紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針Fura-2和Indo-1都是紫外光激發(fā)的雙波長Ca2+熒光指示劑,也是目前較常用的比率型鈣離子熒光探針。與其他代的熒光指示劑相比,它們的熒光信號更強,對Ca2+的選擇性也更強。比率指示劑會在與Ca2+結合后會改變吸收/發(fā)射特性。以雙波長激發(fā)指示劑Fura-2為例。如圖2所示,低Ca2+濃度下,F(xiàn)ura-2在~380nm處激發(fā),高Ca2+濃度下,在~340nm處激發(fā)。光譜由兩個峰組成:左側較短波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而增大,右側較長波長的吸收峰隨Ca2+濃度的增加而減小。通過340/380nm交替激發(fā),獲取在510nm處對應的發(fā)射光熒光強度的比率,就可以對Ca2+濃度進行定量的測量。因為Fura-2結果準確,且不易被漂白,所以得到了普遍使用。通過鈣成像技術檢測活動動物記錄神經(jīng)元的活動。美國鈣成像代理
鈣是機體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細胞內外的電化學梯度,同時在細胞的生命活動中扮演著重要角色。作為第二信使,鈣參與細胞周期、細胞代謝、細胞分化、壞死、凋亡等等許多重要的生理過程。細胞內的鈣離子水平通常很低,一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內的鈣可被各種亞細胞器所貯存,據(jù)文獻報道:其中約50%位于細胞核,30%位于線粒體,14%位于內質網(wǎng),5%位于胞膜上,1%位于胞質內,且因為鈣離子易與磷酸和碳酸復合物形成不溶物,故游離鈣只占[1]。細胞可以通過鈣內流、內鈣釋放及膜系統(tǒng)上的降鈣蛋白等一整套完整的監(jiān)控系統(tǒng)來維持細胞內鈣的內穩(wěn)狀態(tài)。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC、受體活躍的通道RACC;與內鈣釋放相關的受體如內質網(wǎng)上的IP3受體;以及降鈣相關的脂膜及線粒體上的主動運輸?shù)拟}泵系統(tǒng)等等[2]。近20年來鈣的熒光成像及測定技術發(fā)展迅速,出現(xiàn)了各種各樣的鈣熒光指示劑,結合不斷發(fā)展的顯微成像系統(tǒng),我們可以對活細胞的鈣離子進行測定及成像,進一步揭示其生理機制及相關疾病的發(fā)病機制。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,它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應。南京熒光顯微鈣成像采購信息近年來出現(xiàn)了通過植入性的顯微鏡或透鏡進行活動動物鈣成像的技術。
鈣成像具有以下幾個優(yōu)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(tài)變化,具有較高的時空分辨率??梢圆蹲降解}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(xiàn)對不同類型的細胞或組織進行鈣成像??梢愿鶕?jù)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??梢酝ㄟ^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(jīng)科學、細胞生物學、藥理學等領域。可以研究神經(jīng)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(fā)生及發(fā)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(yōu)勢,成為研究細胞內鈣離子動態(tài)變化的重要工具。
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,它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應,使研究者可以用熒光顯微鏡來觀察細胞內的自由鈣的濃度。熒光顯微鏡可以使用普通的倒置熒光顯微鏡來進行鈣信號的測定和成像。并可結合電生理設備、活細胞培養(yǎng)裝置等,適用于大強度、廣范圍的鈣信號測定。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,可以選擇可見光激發(fā)的鈣指示劑,進行層掃,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用的需求。雙光子顯微系統(tǒng)使用長波長來激發(fā)熒光指示劑,具有較低的細胞毒性,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。小結綜上可見,在研究鈣信號時,可結合樣品自身特點來選擇相應的鈣指示劑,并考慮既有的實驗設備,來確定具體的實驗方案。同時還需進一步摸索實驗數(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)。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。
指示劑是如何負載細胞,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細胞也被指示劑所標記,但明顯提高了整體神經(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。通過鈣成像技術發(fā)現(xiàn)當神經(jīng)元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升 10 - 100 倍。北京熒光鈣成像哪里有
鈣離子成像可以用于感知覺,學習記憶,社會性行為等各種各樣的研究中。美國鈣成像代理
細胞內鈣離子作為重要的信號分子其作用具有時間性和空間性。當神經(jīng)細胞興奮時,會產(chǎn)生一個電沖動,在此時,細胞外的鈣離子回流入該細胞內,促使這個細胞分泌神經(jīng)遞質,神經(jīng)遞質與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子相結合,促使這個一級神經(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,從而構成復雜的信號體系,形成了學習、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。美國鈣成像代理