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西安超微顯微鈣成像聯(lián)系方式

來源: 發(fā)布時間:2025-06-09

鈣離子在很多生理活動中都發(fā)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(jīng)元活動的重要“風(fēng)向標(biāo)”之一:當(dāng)神經(jīng)元膜電位發(fā)生去極化,產(chǎn)生的動作電位傳導(dǎo)到神經(jīng)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(nèi)流,包含神經(jīng)遞質(zhì)的囊泡由突觸前膜釋放至后膜,下游神經(jīng)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(jīng)元動作電位,從而幫助我們了解神經(jīng)元集群的活動,可以用于感知覺,學(xué)習(xí)記憶,社會性行為等各種各樣的研究中鈣信號在大腦皮層中更能反映神經(jīng)元的活性,因此神經(jīng)元鈣信號的檢測對研究大腦皮層功能至關(guān)重要。西安超微顯微鈣成像聯(lián)系方式

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隨著功能光學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,神經(jīng)學(xué)家們已經(jīng)可以研究腦區(qū)和神經(jīng)元內(nèi)部的工作情況。功能鈣成像技術(shù)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(nèi)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(shù)被廣泛應(yīng)用于實時監(jiān)測一群相關(guān)神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,從而判斷其功能活動。該技術(shù)的出現(xiàn)使得科學(xué)家可以親眼目睹神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中時間和空間上的傳遞穿梭。西安超微顯微鈣成像聯(lián)系方式想要同時觀察軸突和樹突的鈣離子信號,大視野是很重要的。

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細胞內(nèi)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(dāng)個細胞興奮時,產(chǎn)生了一個電沖動,此時,細胞外的鈣離子流入該細胞內(nèi),促使該細胞分泌神經(jīng)遞質(zhì),神經(jīng)遞質(zhì)與相鄰的下一級神經(jīng)細胞膜上的蛋白分子結(jié)合,促使這一級神經(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(gòu)成復(fù)雜的信號體系,較終形成學(xué)習(xí)、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。靜息狀態(tài)下大部分神經(jīng)元細胞內(nèi)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(jīng)遞質(zhì)的過程必不可少。眾所周知,只有游離鈣才具有生物學(xué)活性,而細胞質(zhì)內(nèi)鈣離子濃度由鈣離子的內(nèi)外流平衡所決定,同時也受鈣結(jié)合蛋白的影響。細胞外鈣離子內(nèi)流的方式有很多種,其中包括電壓門控鈣離子通道、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熒光強度表現(xiàn)出來,以反映神經(jīng)元活性。該方法可以同時觀察多個功能或位置相關(guān)的腦細胞。

哺乳動物進入睡眠后神經(jīng)元活動發(fā)生了戲劇性的變化,覺醒的神經(jīng)元活動被認為會增加睡眠需求。其他腦細胞(膠質(zhì)細胞)在自然睡眠-覺醒周期中的變化以及它們在睡眠調(diào)節(jié)中的作用相對來說還沒有被研究過。華盛頓州立大學(xué)ElsonS.Floyd醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)系的MarcosG.Frank研究團隊于2020年9月24日在CurrentBiology上發(fā)表論文“ARoleforAstroglialCalciuminMammalianSleepandSleepRegulation”,通過使用滔博生物-Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡發(fā)現(xiàn)額葉皮層的星形膠質(zhì)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(diào)節(jié)睡眠需求。有了鈣成像技術(shù),原本悄無聲息的神經(jīng)活動就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像。

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鈣成像技術(shù)(calciumimaging)是指利用鈣離子指示劑監(jiān)測組織內(nèi)鈣離子濃度的方法。在神經(jīng)系統(tǒng)研究方面,在在體(invivo)或者離體(invitro)實驗中,鈣成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于同時監(jiān)測成百上千個神經(jīng)元內(nèi)鈣離子的變化,從而檢測神經(jīng)元的活動情況)。有了鈣成像技術(shù),原本悄無聲息的神經(jīng)活動就變成了一幅斑斕閃爍的壯觀影像,科學(xué)家終于可以親眼看著神經(jīng)信號在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之中往來穿梭。因此,這種技術(shù)一出現(xiàn),就受到了全世界神經(jīng)科學(xué)家們的追捧,至今依然是人們觀測神經(jīng)活動直接的手段。鈣信號發(fā)揮著高度特異性的功能。動物神經(jīng)元鈣成像nVista3.0

鈣成像技術(shù)在神經(jīng)科學(xué)研究中的應(yīng)用。西安超微顯微鈣成像聯(lián)系方式

想要對鈣離子的動態(tài)變化進行有效的檢測,鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要。鈣離子熒光指示劑在未結(jié)合鈣離子前幾乎無熒光,與鈣離子結(jié)合后,熒光強度xianzhu增強。利用這一原理,可以通過指示劑的信號強弱來觀察細胞內(nèi)鈣離子濃度水平的變化。根據(jù)激發(fā)光波長范圍,鈣離子指示劑可以分為可見光激發(fā)和紫外光激發(fā),而根據(jù)其工作原理又可以分為比率和非比率型。常見的鈣離子指示劑有以下幾種:紫外光激發(fā)Ca2+熒光探針、可見光激發(fā)Ca2+熒光探針、轉(zhuǎn)基因Ca2+指示劑。西安超微顯微鈣成像聯(lián)系方式