钙离子成像

发布人: 发布时间:2024-06-27 关键词:钙离子成像,神经元,神经科学研究,钙离子通道,荧光染料
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钙是大脑中最常见的第二信使之一,在各种细胞内生理过程中起着关键作用, 包括细胞增殖、突触可塑性和细胞死亡。在静息状态时,细胞质中的细胞内钙浓度为±50~100 nM,刺激后可以迅速上升到10倍以上的水平。

细胞内增加的游量钙浓度调节许多蛋白质的活性,包括激酶、磷酸酶、转 录因子和酶,它们参与许多生理和病理过程。细胞间钙信号以两种方式发生:通过间隙结直接传输,或通过分子传递门控通道进行。

钙离子成像是神经科学研究中神经活性的一个关键指标。

神经元钙成像技术的原理就是借助钙离子浓度与神经元活动之间的严格对应关系,利用特殊的荧光染料或者蛋白质荧光探针,将神经元当中的钙离子浓度通过荧光强度表现出来,从而达到检测神 经元活动的目的。

钙离子成像对探测器的要求
高灵敏度:由于钙成像利用的是特殊的荧光染料或者蛋白质荧光探针,所以,钙离子标志物的荧光信号很弱,即每一个像素获取的光信号极其微弱,因此对成像相机的灵敏度要求很高,以便在弱光条件下也能获得清晰的图像。
高的信噪比:由于荧光染料或者荧光探针的光信号弱,为了信号不被噪声淹没,成像探测器需要有较低的噪声,良好的信噪比。
高动态范围:钙离子成像过程中,神经经过特定刺激后,钙浓度会有10倍的变化,为了在这一过程监测到钙浓度变化,需要高动态范围的相机,更好地处理这种强光和弱光同时存在的情况。
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