钙成像技术是一种监测组织内钙离子浓度的方法,通过使用钙离子指示剂,科学家可以观察神经信号在神经网络中的传递过程,并了解神经元活动与内部钙离子浓度的关系。在静息状态下,大部分神经元的胞内钙离子浓度为50-100nM,而当神经元活动的时候,胞内钙离子浓度能上升10-100倍,增加的钙离子对于含有神经递质的突触囊泡的胞吐释放过程必不可少。钙成像是一种生物医学技术,主要用于观察和记录细胞内钙离子浓度的变化。钙离子是细胞内重要的信号分子,其浓度的改变可以影响细胞的生理功能和病理状态。因此,钙成像技术对于研究细胞生物学、神经科学、心血管医学等领域具有重要意义。神经元钙成像的原理是利用特殊的荧光染料或钙离子指示剂将神经元中钙离子浓度的变化通过荧光强度表现出来。西安在体钙成像大概费用
紫外光激发Ca2+荧光探针Fura-2和Indo-1都是紫外光激发的双波长Ca2+荧光指示剂,也是目前较常用的比率型钙离子荧光探针。与其他代的荧光指示剂相比,它们的荧光信号更强,对Ca2+的选择性也更强。比率指示剂会在与Ca2+结合后会改变吸收/发射特性。以双波长激发指示剂Fura-2为例。如图2所示,低Ca2+浓度下,Fura-2在~380nm处激发,高Ca2+浓度下,在~340nm处激发。光谱由两个峰组成:左侧较短波长的吸收峰随Ca2+浓度的增加而增大,右侧较长波长的吸收峰随Ca2+浓度的增加而减小。通过340/380nm交替激发,获取在510nm处对应的发射光荧光强度的比率,就可以对Ca2+浓度进行定量的测量。因为Fura-2结果准确,且不易被漂白,所以得到了普遍使用。西安在体钙成像大概费用功能性多神经元钙成像是一种通过记录神经元内Ca2+信号变化,监测大量神经元动作电位的光学记录技术。
钙离子在很多生理活动中都发挥着重要作用,除了在肌肉细胞收缩中扮演着重要的角色,钙离子也是神经元活动的重要“风向标”之一:当神经元膜电位发生去极化,产生的动作电位传导到神经元轴突末梢时,细胞膜上的电压门控钙离子通道打开,大量钙离子内流,包含神经递质的囊泡由突触前膜释放至后膜,下游神经元就得以接受到上游的信号。因此,钙离子成像可以追踪神经元动作电位,从而帮助我们了解神经元集群的活动,可以用于感知觉,学习记忆,社会性行为等各种各样的研究中。
众所周知,只有游离钙才具有生物学活性,而细胞质内钙离子浓度由钙离子的内外流平衡所决定,同时也受钙结合蛋白的影响。细胞外钙离子内流的方式有很多种,其中包括电压门控钙离子通道、离子型谷氨酰胺受体、烟碱型胆碱能受体(nAChR)和瞬时受体电位C型通道(TRPC)等。神经元钙成像的原理就是利用特殊的荧光染料或钙离子指示剂将神经元中钙离子浓度的变化通过荧光强度表现出来,以反映神经元活性。该方法可以同时观察多个功能或位置相关的脑细胞。钙成像技术一出现,就受到了全世界神经科学家们的追捧。
钙是机体的组成元素之一。钙离子作为电流载体维持细胞内外的电化学梯度,同时在细胞的生命活动中扮演着重要角色。作为第二信使,钙参与细胞周期、细胞代谢、细胞分化、坏死、凋亡等等许多重要的生理过程。细胞内的钙离子水平通常很低,一般胞浆中的自由钙约为100nM。胞内的钙可被各种亚细胞器所贮存,据文献报道:其中约50%位于细胞核,30%位于线粒体,14%位于内质网,5%位于胞膜上,1%位于胞质内,且因为钙离子易与磷酸和碳酸复合物形成不溶物,故游离钙只占[1]。细胞可以通过钙内流、内钙释放及膜系统上的降钙蛋白等一整套完整的监控系统来维持细胞内钙的内稳状态。例如与钙内流相关的通道例如电压门控性钙离子通道VDCC、受体活跃的通道RACC;与内钙释放相关的受体如内质网上的IP3受体;以及降钙相关的脂膜及线粒体上的主动运输的钙泵系统等等[2]。近20年来钙的荧光成像及测定技术发展迅速,出现了各种各样的钙荧光指示剂,结合不断发展的显微成像系统,我们可以对活细胞的钙离子进行测定及成像,进一步揭示其生理机制及相关疾病的发病机制。钙成像的荧光指示剂钙成像的荧光探针一般均为Ca2螯合剂EGTA,APTRA,BAPTA的衍生物,它们可以结合钙离子从而显示一个光谱响应。清醒动物脑功能钙成像的微型显微镜的研究在不断实践中。西安在体钙成像大概费用
钙成像系统集成自动控制和精确计时的多模式输入端口。西安在体钙成像大概费用
想要对钙离子的动态变化进行有效的检测,钙离子指示剂的选择显得尤为重要。钙离子荧光指示剂在未结合钙离子前几乎无荧光,与钙离子结合后,荧光强度明显增强。利用这一原理,可以通过指示剂的信号强弱来观察细胞内钙离子浓度水平的变化。根据激发光波长范围,钙离子指示剂可以分为可见光激发和紫外光激发,而根据其工作原理又可以分为比率和非比率型。常见的钙离子指示剂有,紫外光激发Ca2+荧光探针、可见光激发Ca2+荧光探针、转基因Ca2+指示剂。西安在体钙成像大概费用