單光子顯微技術是較成熟的熒光顯微技術,但由于其使用的激發光波長較短,成像深度有限;能量較大,會造成對熒光物質的漂白,光毒性嚴重。激光共焦掃描顯微鏡由于共焦顯微鏡的孔徑很小,實現樣本三維成像要逐點掃描,成像速度慢,對樣本損害大,很難用于長時間活細胞成像。而寬場顯微鏡能夠很好地實現實時動態成像,光漂白小,因而較早應用于活細胞內的實時檢測,但寬場顯微鏡由于離焦信號的干擾,難以實現多維成像。Derrick想重點介紹一下較為常用的觀察設備——雙光子熒光顯微鏡(Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy)。雙光子顯微成像技術是近些年發展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發...
對于雙光子(2P)鈣成像而言,離焦和近表面熒光激發是兩個大的深度限制因素,而對于三光子成像這兩個問題大大減小,但是三光子成像由于熒光團的吸收截面比2P要小得多,所以需要更高數量級的脈沖能量才能獲得與2P激發的相同強度的熒光信號。功能性三光子顯微鏡比結構性三光子顯微鏡的要求更高,它需要更快速的掃描,以便及時采樣神經元活動;需要更高的脈沖能量,以便在每個像素停留時間內收集足夠的信號。復雜的行為通常涉及到大型的大腦神經網絡,該網絡既具有局部的連接又具有遠程的連接。要想將神經元活動與行為聯系起來,需要同時監控非常龐大且分布guangfan的神經元的活動,大腦中的神經網絡會在幾十毫秒內處理傳入的刺激,要...
在生物有機體,鈣離子產生各種各樣的胞內信號,這些胞內信號幾乎在每種類型的細胞中都存在,且在很多功能方面有重要作用,例如對心肌細胞收縮的控制和從細胞增殖到細胞死亡整個細胞周期的調節等。在哺乳動物的神經系統中,鈣離子是一類重要的神經元胞內信號分子。在靜息狀態下,大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM,而當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升10-100倍,增加的鈣離子對于包含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。也就是說神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關,神經元在放電的時候會爆發出一個短暫的鈣離子濃度高峰。神經元鈣成像(calciumimaging)技術的原理就是借助鈣離子濃...
哺乳動物進入睡眠后神經元活動發生了戲劇性的變化,覺醒的神經元活動被認為會增加睡眠需求。其他腦細胞(膠質細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調節中的作用相對來說還沒有被研究過。華盛頓州立大學ElsonS.Floyd醫學院生物醫學系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”,通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發現額葉皮層的星形膠質細胞鈣濃度隨睡眠和清醒而變化,會在睡眠剝奪后改變,并調節睡眠需...
雙光子熒光顯微鏡(Two-PhotonLaser-ScanningMicroscopy)。雙光子顯微成像技術是近些年發展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發,能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發波長大多位于800-900nm,而水、血液和固有組織發色團對這個波段的光吸收率低,此外散射的激發光子不能激發樣品,因此背景第,光損傷小,適用于在體檢測。雙光子熒光成像技術能準確定位細胞內置入的微電極位置,從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性。研究者可完整的觀察神經組織的gaofen辨熒光圖像,甚至可以分辨神經細胞單個樹突棘中的鈣分布。近年來出現...
鈣成像技術通常使用熒光染料或報告基因來標記細胞中的鈣離子。當細胞受到外界刺激時,鈣離子會進入細胞內,導致熒光染料或報告基因發出光信號。通過觀察光信號的強度和分布,可以推斷出鈣離子的濃度和分布情況。鈣成像技術具有以下優點:高靈敏度:可以檢測到細胞內微小的鈣離子濃度變化。實時性:可以實時記錄鈣離子濃度的變化過程。空間分辨率高:可以清晰地觀察到鈣離子在細胞內的分布情況。無創性:可以通過huo體成像技術觀察動物體內的鈣離子變化情況。可重復性:可以對同一群體細胞進行多次成像,以評估不同處理或刺激的影響。總之,鈣成像技術是一種強大的生物醫學研究工具,可以幫助科學家們更好地了解細胞生理和病理狀態,為疾病診斷...
隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,它的主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,通過這個變化來daibiao細胞的功能狀態。目前這種技術被廣泛應用于實時監測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。用標準行為測定法進行成像和行為實驗的時間同步可進行深部腦區鈣成像。浙江熒光鈣成像哪個好使用MPM對神經元進行鈣成像時,通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—可以...
使用MPM對神經元進行鈣成像時,通過隨機訪問掃描—即激光束在整個視場上的任意選定點上進行快速掃描—可以只掃描感興趣的神經元,這樣不僅避免掃描到任何未標記的神經纖維,還可以優化激光束的掃描時間。隨機訪問掃描可以通過聲光偏轉器(AOD)來實現,其原理是將具有一個射頻信號的壓電傳感器粘在合適的晶體上,所產生的聲波引起周期性的折射率光柵,激光束通過光柵時發生衍射。通過射頻電信號調控聲波的強度和頻率從而可以改變衍射光的強度和方向,這樣使用1個AOD就可以實現一維橫向的任意點掃描,利用1對AOD,結合其他軸向掃描技術可實現3D的隨機訪問掃描。但是該技術對樣本的運動很敏感,易出現運動偽影。目前,快速光柵掃描...
在神經系統研究中,我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化,以反映神經元的活動。常見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活動的常用方法。但與雙光子成像相比,單光子成像更易受到來自神經元的高水平串擾,導致信噪比降低。不僅如此,采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染,造成的非特異性信號,這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而,在單光子熒光成像的基礎上,研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比,鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。通過鈣成像技術發現當神經元活動的時候,胞內鈣離子濃度能上升...
傳統的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠對大腦淺層的神經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的迅速發展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行活動動物成像的時候實現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,研究神經元突觸后長時程yizhi(Wangetal.,2000);觀察活動小鼠運動皮層神經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,而神經科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究。隨著熒光顯微...
指示劑是如何負載細胞,目前有三種在神經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元中。此方法方便實驗者控制單個神經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元,觀察對象為一群神經元。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元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經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。鈣信號在大腦皮層中更能反映神經元的活性,因此神經元鈣信號的檢測對研究大腦皮層功能至關重要...
鈣離子在很多生理性的活動中都發揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,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。超微顯微鈣成像顯微鏡是研究活動動物神經活動必要儀器。在體鈣成像哪個好紫外光激發Ca2+熒光探針:Fura-2和Indo-1都是紫外光激發的雙波長Ca2+熒光指示...
哥倫比亞大學ZuckermanMind大腦行為研究所的RuiM.Costa課題組于2020年10月7日在Cell雜志上發表了一篇題為AnAmygdalaCircuitMediatesExperience-DependentMomentaryArrestsduringExploration的文章,作者開發一種用于研究小鼠探索活動中瞬時停滯行為機制的新型實驗,通過行為分析、環路映射、滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡結合光遺傳學手段,提供介導經驗依賴性的瞬時停滯行為的BLA神經元群體的jihuo和投射證據,表明BLA-CEA環路可以作為新穎/熟悉情境的檢測器和效應器,用于基于空間位置的...
鈣離子在很多生理性的活動中都發揮著重要作用,除了在肌肉細胞收縮中扮演著重要角色,鈣離子也是神經元活動的重要“風向標”之一:當神經元膜電位發生去極化,產生的動作電位傳導到神經元軸突末梢時,細胞膜上的電壓門控鈣離子通道打開,大量鈣離子內流,包含神經遞質的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經元就得以接受到上游的信號。因此,鈣離子成像可以追蹤神經元動作電位,從而幫助我們了解神經元集群的活動,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。多種鈣離子指示劑和鈣成像手段的存在使研究人員能夠根據具體的實驗需要進行選擇。江蘇動物神經元鈣成像nVista一項由葡萄牙尚帕莫未知中心,牛津大學,哥倫比亞大學,...
與傳統的單光子寬視野熒光顯微鏡相比,多光子顯微鏡(MPM)具有光學切片和深層成像等功能,這兩個優勢極大地促進了研究者們對于完整在體大腦深處神經的了解與認識。2019年,JeromeLecoq等人從大腦深處的神經元成像、大量神經元成像、高速神經元成像這三個方面論述了相關的MPM技術。想要將神經元活動與復雜行為聯系起來,通常需要對大腦皮質深層的神經元進行成像,這就要求MPM具有深層成像的能力。激發和發射光會被生物組織高度散射和吸收是限制MPM成像深度的主要因素,雖然可以通過增加激光強度來解決散射問題,但這會帶來其他問題,例如燒壞樣品、離焦和近表面熒光激發。增加MPM成像深度比較好的方法是用更長的波...
鈣成像技術(calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監測組織內鈣離子濃度的方法。在神經系統研究方面,在在體(invivo)或者離體(invitro)實驗中,鈣成像技術被廣泛應用于同時監測成百上千個神經元內鈣離子的變化,從而檢測神經元的活動情況)。有了鈣成像技術,原本悄無聲息的神經活動就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像,科學家終于可以親眼看著神經信號在神經網絡之中往來穿梭。因此,這種技術一出現,就受到了全世界神經科學家們的追捧,至今依然是人們觀測神經活動直接的手段。鈣成像技術發現鈣離子產生各種各樣的胞內信號。北京熒光鈣成像大概費用紫外光激發Ca2+熒光探針:Fura-2和Indo-1都是紫...
利用鈣成像技術記錄大腦活動,隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,其主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,以此細胞的功能狀態。目前它被廣泛應用于實時監測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。利用特殊的熒光染料或鈣離子指示劑,將神經元中鈣離子濃度的變化通過熒光強度表現出來。上海動物神經元鈣成像供應商可見光激發Ca2+熒光探針與紫外光激發探針相比,可見光激發Ca2+探針具有更強的染料...
現在有三種在神經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元中。此方法方便實驗者控制單個神經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元,觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記,但提高了整體神經元的標記百分比,使研究者得以觀察到一群神經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。(A)單細胞注射法;(B)networkloading法;(C)通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑(expres...
在神經系統研究中,我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化,以反映神經元的活動。常見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活動的常用方法。但與雙光子成像相比,單光子成像更易受到來自神經元的高水平串擾,導致信噪比降低。不僅如此,采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染,造成的非特異性信號,這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而,在單光子熒光成像的基礎上,研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比,鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展...
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。當個細胞興奮時,產生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內,促使該細胞分泌神經遞質,神經遞質與相鄰的下一級神經細胞膜上的蛋白分子結合,促使這一級神經細胞產生新的電沖動。以此類推,神經信號便一級一級地傳遞下去,從而構成復雜的信號體系,較終形成學習、記憶等大腦的高級功能。在哺乳動物神經系統中,鈣離子同樣扮演著重要的信號分子的角色。靜息狀態下大部分神經元細胞內鈣離子濃度約為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遞質的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學活性,而細胞...
傳統的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響,只能夠對大腦淺層的神經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的迅速發展,在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行在體成像的時候實現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,研究神經元突觸后長時程yizhi;觀察小鼠運動皮層神經元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位等等。不過,這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定,而神經科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究。鈣成像顯微鏡由軟件控制的電子對焦方式,讓成像更加穩定清晰。深圳inscopix鈣成像價位鈣成...
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,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、內鈣釋放及膜系統上的降鈣蛋白等一整套完整的監控系統來維持細胞內鈣的內穩狀態。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDC...
在神經系統研究中,我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化,以反映神經元的活動。常見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活動的常用方法。但與雙光子成像相比,單光子成像更易受到來自神經元的高水平串擾,導致信噪比降低。不僅如此,采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染,造成的非特異性信號,這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而,在單光子熒光成像的基礎上,研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比,鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。用標準行為測定法進行成像和行為實驗的時間同步可進行深部腦區...
可見光激發Ca2+熒光探針與紫外光激發探針相比,可見光激發Ca2+探針具有更強的染料吸收性能,對Ca2+變化水平檢測敏感度也更高,能夠降低對活細胞的光毒性和樣品自發熒光以及光散射的干擾,且無光譜偏移。常使用的可見光激發Ca2+熒光探針有Fluo-3,Fluo-4,Rhod-2等,同時他們也都是非比率型指示劑。Fluo-3是常用的可見光激發Ca2+熒光指示劑之一,是典型的的單波長指示劑,比較大激發波長為506nm,比較大發射波長為526nm。它與Ca2+結合之前幾乎無熒光,結合后熒光會增加60至100倍,從而避免了細胞自身的熒光干擾。實際檢測時推薦使用的激發波長為488nm左右,發射波長為525...
可見光激發Ca2+熒光探針:與紫外光激發探針相比,可見光激發Ca2+探針具有更強的染料吸收性能,對Ca2+變化水平檢測敏感度也更高,能夠降低對活細胞的光毒性和樣品自發熒光以及光散射的干擾,且無光譜偏移。較常使用的可見光激發Ca2+熒光探針有Fluo-3,Fluo-4,Rhod-2等,同時他們也都是非比率型指示劑。Fluo-3是較常用的可見光激發Ca2+熒光指示劑之一,是典型的的單波長指示劑,比較大激發波長為506nm,比較大發射波長為526nm。它與Ca2+結合之前幾乎無熒光,結合后熒光會增加60至100倍,從而避免了細胞自身的熒光干擾。實際檢測時推薦使用的激發波長為488nm左右,發射波長為...
在神經系統研究中,我們常使用鈣指示劑表征鈣離子濃度變化,以反映神經元的活動。常見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活動的常用方法。但與雙光子成像相比,單光子成像更易受到來自神經元的高水平串擾,導致信噪比降低。不僅如此,采集活動信號時還易被來自近距離通過的軸突和樹突的信號所污染,造成的非特異性信號,這些均嚴重影響對神經元活動反應的精細成像。因而,在單光子熒光成像的基礎上,研究團隊在細胞核中表達遺傳編碼的鈣指示劑,從而消除神經纖維信號。但與經典的胞質鈣成像相比,鈣進入細胞核的要求降低了這種成像的時間精度。現在鈣成像技術使用的鈣離子指示劑主要有化學性鈣離子指示劑和...
鈣離子成像技術(Calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監測組織內鈣離子濃度的方法,常用于神經系統的研究,指示神經元內鈣離子的變化,提示神經元活動。其原理在于借助鈣離子濃度與神經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熒光探針(鈣離子指示劑,
鈣成像技術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.神經科學研究:鈣成像技術被廣泛應用于研究神經元活動和神經網絡的功能。可以觀察神經元的鈣離子動態變化,揭示神經元的興奮性和抑制性活動,研究神經網絡的連接和信息傳遞。2.細胞信號傳導研究:鈣離子在細胞內起著重要的信號傳導作用。鈣成像技術可以用于研究細胞內鈣離子的濃度變化,揭示細胞信號傳導的機制和調控過程。3.細胞凋亡研究:鈣離子在細胞凋亡過程中扮演重要角色。鈣成像技術可以用于觀察細胞內鈣離子的變化,研究細胞凋亡的啟動和執行過程。4.藥理學研究:鈣成像技術可以用于評估藥物對細胞內鈣離子濃度的影響。可以研究藥物的作用機制、藥物的劑量效應...
鈣成像是一種用于觀察和研究細胞內鈣離子濃度變化的技術。鈣離子在細胞內起著重要的調節作用,參與細胞信號傳導、細胞凋亡、細胞分化等生物過程。鈣成像技術通過使用熒光探針或基因工程技術將熒光蛋白與鈣離子結合,使其能夠發出熒光信號。當細胞內鈣離子濃度發生變化時,熒光信號的強度也會相應改變,從而可以通過顯微鏡觀察到鈣離子的動態變化。鈣成像技術廣泛應用于神經科學、細胞生物學、藥理學等領域,有助于揭示鈣離子在生物過程中的作用機制。可以對深部腦區、皮層區域等大部分腦區進行鈣成像使用鈣離子指示蛋白。西安熒光鈣成像鈣成像技術是一種監測組織內鈣離子濃度的方法,通過使用鈣離子指示劑,科學家可以觀察神經信號在神經網絡中的...
隨著功能光學成像技術的發展,神經學家們已經可以研究腦區和神經元內部的工作情況。功能鈣成像技術就是其中之一,它的主要原理是將外源性熒光信號和生理現象耦合起來——通過熒光染料信號的改變反映細胞內游離鈣離子濃度,通過這個變化來daibiao細胞的功能狀態。目前這種技術被廣泛應用于實時監測一群相關神經元內鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術的出現使得科學家可以親眼目睹神經信號在神經網絡之中時間和空間上的傳遞穿梭。傳統的鈣成像技術受限于顯微鏡的視野,只能對很小的一片區域進行記錄。上海特殊鈣成像銷售鈣成像具有以下幾個優勢: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...