使用荧光显微成像系统的钙成像

钙成像分析

近年来,使用荧光显微镜进行钙成像(Ca成像)拍摄的研究者正在不断增加。
钙成像是一种测量钙在细胞内的流动情况,对活动中的神经元钙信号进行直接观察的方法。被广泛运用在脑细胞研究等领域。

众所周知,对生活在陆地上的脊椎动物而言,钙是一种非常重要的成分。在用于摄食各类动植物的坚固牙齿中,钙也是很重要的构成物质。还与激素及神经递质的分泌、肌肉的收缩、神经细胞的可塑性变化等,生物体内的众多生命现象息息相关。利用钙成像技术,观察在生物体内活动的神经细胞内钙离子浓度,可以对有钙离子参与的细胞活动进行详细的观测。

钙成像的原理

进行钙成像时,需要借助荧光显微镜或荧光平板分析仪进行观察。将一旦与钙离子结合,就会改变荧光强度的蛋白质或钙荧光指示剂导入细胞内部,根据荧光强度的变化,检测钙离子的浓度变化。
但是,由于钙荧光指示剂的荧光效果非常微弱,观察时必须辅以大功率的激光照射,可能会导致细胞死亡。因此,在绝大多数人眼中,顺利完成钙成像并非易事。

钙成像的失败事例及对策

钙成像的失败事例,其实类似于荧光显微镜活细胞成像的失败事例,细胞衰弱、焦点模糊、细胞逃离视野,这些都属于常见的失败事例。

例如,如果对钙成像开始一段时间后的细胞状况进行观察,可能会发现细胞衰弱甚至死亡的现象。
其中的重要原因之一,就是高强度的激发光对细胞造成了损伤(光毒性)。
解决这一问题的对策如下所示。

  • 请尽可能使用灵敏度高的相机
  • 请并用增益或Binning
  • 请采用能够感知微弱荧光的设定
  • 请尽量调弱激发光
  • 不进行拍摄时请切断激发光

在进行钙成像的过程中,有时还会发生焦点从中途就模糊的现象。这可能是因为温度漂移导致细胞移动,设定出错,抑或是细胞在分裂过程中上下移动,致使焦点偏移。许多实施荧光显微镜观察的研究者都经历过这样的情况。
作为对策,可以使用自动对焦功能或Z栈功能,预防焦点偏移的发生。

钙成像的观察事例

成肌细胞的钙成像(CPA Fluor8 以5秒为间隔,拍摄10分钟)
成肌细胞的钙成像(CPA Fluor8 以5秒为间隔,拍摄10分钟)
添加药物造成的荧光强度变化
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试
G CaMP 钙成像测试

如果引进All-in-One荧光显微成像系统BZ-X800

什么是G CaMP?

一种由蛋白质构成的钙传感器。
运用基因工程技术,用绿色荧光蛋白、钙调素、肌球蛋白轻链片段拼接而成的钙传感器蛋白质。可以植入基因,使之与动物模型的组织、细胞特异性启动子结合,起到仅对目标组织或细胞瘤实施钙成像处理的目的。