可見光激發(fā)Ca2+熒光探針與紫外光激發(fā)探針相比,可見光激發(fā)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(fā)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(fā)Ca2+熒光探針有Fluo-3,F(xiàn)luo-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(fā)Ca2+熒光指示劑之一,是典型的的單波長指示劑,比較大激發(fā)波長為506nm,比較大發(fā)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(fā)波長為488nm左右,發(fā)射波長為525~530nm。Fluo-3可以用在激光共聚焦顯微成像或流式細胞儀中。它還有一個升級版本Fluo-4,在相同Ca2+濃度下信號更強。鈣成像技術發(fā)現(xiàn)鈣離子產生各種各樣的胞內信號。深圳在體鈣成像供應商
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,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。美國超微顯微鈣成像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(xiàn)出來。
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回路報告,報告顯示來自神經纖維的偽信號明顯減少,信噪比增加,神經元之間的偽影相關性降低。這些結果均說明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染和斑馬魚不同發(fā)育時期的信號采集等方面進行研究。
隨著功能光學成像技術的發(fā)展,神經學家們已經可以研究腦區(qū)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(xiàn)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(tài)。目前這種技術被廣泛應用于實時監(jiān)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(xiàn)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。鈣成像技術在神經科學研究中的應用。
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。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(jù)具體的實驗需要進行選擇。神經元鈣成像采購信息
鈣離子在很多生理活動中都發(fā)揮著重要作用。深圳在體鈣成像供應商
單光子顯微技術是相對成熟的熒光顯微技術,但由于單光子顯微技術使用的激發(fā)光波長較短,成像深度比較有限;能量比較大,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(xiàn)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實驗。而寬場顯微鏡能夠很好地實現(xiàn)實時動態(tài)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(xiàn)多維成像。深圳在體鈣成像供應商