鈣離子成像系統：傳統的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響，只能夠對大腦淺層的神經元或在離體組織上進行成像，共聚焦顯微鏡由于光損傷較大，一般也只用于離體鈣成像。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發展，在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行成像的時候實現高分辨率和高信噪比。例如，用雙光子顯微鏡對海馬樹突棘的鈣離子信號進行成像，研究神經元突觸后長時程控制(Wangetal.,2000)；觀察小鼠運動皮層神經元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過，這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定，而神經科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究。近年來出現了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術。如圖6中所示的光纖成像法：使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦，從特定腦區發出的熒光信號被光纖收集，然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens，方便活動，而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區之間的聯系和相互作用。不過這種成像方法的視野較小，分辨率也比較差。鈣成像數據采集盒擁有 2TB 存儲空間，可選擇以太網或 Wi? 方式連接電腦。江蘇鈣成像inscopix

鈣成像技術是一種監測組織內鈣離子濃度的方法，通過使用鈣離子指示劑，科學家可以觀察神經信號在神經網絡中的傳遞過程，并了解神經元活動與內部鈣離子濃度的關系。在靜息狀態下，大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM，而當神經元活動的時候，胞內鈣離子濃度能上升10-100倍，增加的鈣離子對于含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。鈣成像是一種生物醫學技術，主要用于觀察和記錄細胞內鈣離子濃度的變化。鈣離子是細胞內重要的信號分子，其濃度的改變可以影響細胞的生理功能和病理狀態。因此，鈣成像技術對于研究細胞生物學、神經科學、心血管醫學等領域具有重要意義。哈爾濱光遺傳鈣成像代理神經元鈣成像的原理是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出來。

Anderson研究團隊發現實驗室雄性小鼠對雌性和雄性的攀爬行為可以通過是否存在超聲發聲（USV）來區分。這些和更多的行為數據表明，大多數雄性主導的攀爬是攻擊性的，盡管在極少數情況下可能是性行為。研究人員調查了USV+和USV-攀爬是否使用相同或不同的下丘腦神經基質。通過使用Inscopix自由行為顯微鈣成像方法觀察內側視前區（MPOA）或腹內側下丘腦腹側細分（VMHvl）中雌jisu受體1(ESR1)陽性神經元，發現在小鼠活動中可以解碼出在USV+和USV-攀爬過程中神經元活動的獨特模式。交叉光遺傳刺激表達ESR1和囊狀GABA轉運蛋白（VGAT）的MPOA神經元，可促進USV+攀爬，并將雄性的定向攻擊轉換為USV攀爬。

在生物有機體，鈣離子產生各種各樣的胞內信號，這些胞內信號幾乎在每種類型的細胞中都存在，且在很多功能方面有重要作用，例如對心肌細胞收縮的控制和從細胞增殖到細胞死亡整個細胞周期的調節等。在哺乳動物的神經系統中，鈣離子是一類重要的神經元胞內信號分子。在靜息狀態下，大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM，而當神經元活動的時候，胞內鈣離子濃度能上升10-100倍，增加的鈣離子對于包含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。也就是說神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關，神經元在放電的時候會爆發出一個短暫的鈣離子濃度高峰。神經元鈣成像（calciumimaging）技術的原理就是借助鈣離子濃度與神經元活動之間的嚴格對應關系，利用特殊的熒光染料或者蛋白質熒光探針(鈣離子指示劑，calciumindicator)，將神經元當中的鈣離子濃度通過熒光強度表現出來，從而達到檢測神經元活動的目的。通過鈣成像技術發現神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關。

想要對鈣離子的動態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合鈣離子前幾乎無熒光，與鈣離子結合后，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鈣離子濃度水平的變化。根據激發光波長范圍，鈣離子指示劑可以分為可見光激發和紫外光激發，而根據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Ca2+熒光探針、可見光激發Ca2+熒光探針、轉基因Ca2+指示劑。小鼠頭戴式微型顯微鏡為后續清醒動物腦功能鈣成像研究提供了一套可靠的顯微成像系統。哈爾濱光遺傳鈣成像供應商

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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實時動態成像,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,難以實現多維成像。江蘇鈣成像inscopix