麻省理工學院和波士頓大學的研究人員近研究使用一種熒光探針,能夠在大腦細胞處于電活動狀態(tài)時點亮,可以立即對小鼠大腦中多個神經(jīng)元的活動進行成像。麻省理工學院的腦科學和認知科學神經(jīng)技術(shù)教授、兼生物工程學教授EdwardBoyden表示,只需要使用簡單的光學顯微鏡,即可實現(xiàn)這項技術(shù)。神經(jīng)科學家可以將大腦內(nèi)電路的活動進行可視化,并將其與特定行為聯(lián)系起來?!叭绻胙芯恳环N行為或疾病,就需要對神經(jīng)元群體的活動進行成像,讓這些神經(jīng)元群網(wǎng)絡中協(xié)同工作?!盉oyden說。通過鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元的活動與其內(nèi)部的鈣離子濃度密切相關。上海在體鈣成像哪里買
鈣離子成像系統(tǒng):傳統(tǒng)的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠?qū)Υ竽X淺層的神經(jīng)元或在離體組織上進行成像,共聚焦顯微鏡由于光損傷較大,一般也只用于離體鈣成像。隨著熒光顯微鏡技術(shù)的迅速發(fā)展,在體鈣成像技術(shù)得到了蓬勃發(fā)展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行成像的時候?qū)崿F(xiàn)高分辨率和高信噪比。例如,用雙光子顯微鏡對海馬樹突棘的鈣離子信號進行成像,研究神經(jīng)元突觸后長時程控制(Wangetal.,2000);觀察小鼠運動皮層神經(jīng)元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過,這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定,而神經(jīng)科學領域很多研究更希望能夠?qū)ψ杂苫顒拥膭游镞M行研究。近年來出現(xiàn)了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術(shù)。如圖6中所示的光纖成像法:使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦,從特定腦區(qū)發(fā)出的熒光信號被光纖收集,然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens,方便活動,而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區(qū)之間的聯(lián)系和相互作用。不過這種成像方法的視野較小,分辨率也比較差。重慶熒光顯微鈣成像哪個好鈣成像相關儀器設備設計團隊一直在研究并提高系統(tǒng)成像幀速、系統(tǒng)信號水平。
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)。總之,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。
通過篩選天然與人工合成的融合體,在小鼠與斑馬魚幼蟲身上成功得到以為靶點的致密神經(jīng)回路報告,報告顯示來自神經(jīng)纖維的偽信號明顯減少,信噪比增加,神經(jīng)元之間的偽影相關性降低。這些結(jié)果均說明GCaMP6f和GCaMP7f的細胞體靶向變體(Soma-GCaMP6f,Soma-GCaMP7f)對提高單光子熒光成像技術(shù)的精細性起到著重要作用。這種胞體靶向突變體對提高神經(jīng)信號標記的精細性是否具有組織特異性或物種特異性呢?研究團隊針對這一問題,分別在小鼠不同腦區(qū)以及斑馬魚幼魚的整胚轉(zhuǎn)染和斑馬魚不同發(fā)育時期的信號采集等方面進行研究。我們的鈣成像系統(tǒng)集成自動控制和精確計時的多模式輸入端口。
轉(zhuǎn)基因Ca2+指示劑:轉(zhuǎn)基因技術(shù)和光遺傳技術(shù)的飛速發(fā)展,催生了基因編碼的Ca2+指示劑(GECIs)。它們不依賴于熒光染料,可以靶向特定的組織,如神經(jīng)細胞、心肌細胞、T細胞等,并且可以避免熒光指示劑帶來的的許多問題,是監(jiān)測轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)鈣離子的一個極好的工具。個基因編碼的鈣離子指示劑Cameleon早在1997年就發(fā)表了。它是利用與鈣離子結(jié)合后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化,作為供體的CFP和作為受體的YFP之間產(chǎn)生FRET的原理。2000年,GCaMP誕生了。它是增強型綠色熒光蛋白(EGFP)和鈣調(diào)蛋白(結(jié)合鈣離子)、鈣調(diào)蛋白結(jié)合肽M13組成的,結(jié)合鈣離子后,鈣調(diào)素-M13相互作用引起GFP空間結(jié)構(gòu)變化,發(fā)出綠色熒光(圖5)。GCaMP的問世有著**性的意義,它改變了我們觀察神經(jīng)元群體活動的方式,讓科學家們可以在成千上萬的細胞中,看到哪些神經(jīng)元在放電,它們放電的模式和規(guī)律是怎樣的,從而進一步探索各種內(nèi)在的神經(jīng)機制。傳統(tǒng)鈣成像實驗要求成像的光路極為穩(wěn)定。南京神經(jīng)細胞鈣成像參考價
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。上海在體鈣成像哪里買
Anderson研究團隊發(fā)現(xiàn)實驗室雄性小鼠對雌性和雄性的攀爬行為可以通過是否存在超聲發(fā)聲(USV)來區(qū)分。這些和更多的行為數(shù)據(jù)表明,大多數(shù)雄性主導的攀爬是攻擊性的,盡管在極少數(shù)情況下可能是性行為。研究人員調(diào)查了USV+和USV-攀爬是否使用相同或不同的下丘腦神經(jīng)基質(zhì)。通過使用Inscopix自由行為顯微鈣成像方法觀察內(nèi)側(cè)視前區(qū)(MPOA)或腹內(nèi)側(cè)下丘腦腹側(cè)細分(VMHvl)中雌jisu受體1(ESR1)陽性神經(jīng)元,發(fā)現(xiàn)在小鼠活動中可以解碼出在USV+和USV-攀爬過程中神經(jīng)元活動的獨特模式。交叉光遺傳刺激表達ESR1和囊狀GABA轉(zhuǎn)運蛋白(VGAT)的MPOA神經(jīng)元,可促進USV+攀爬,并將雄性的定向攻擊轉(zhuǎn)換為USV攀爬。上海在體鈣成像哪里買