使用熒光顯微成像系統(tǒng)的鈣成像

鈣成像分析

近年來，使用熒光顯微鏡進行鈣成像（Ca成像）拍攝的研究者正在不斷增加。
鈣成像是一種測量鈣在細胞內的流動情況，對活動中的神經元鈣信號進行直接觀察的方法。被廣泛運用在腦細胞研究等領域。

大家都知道，對生活在陸地上的脊椎動物而言，鈣是一種非常重要的成分。在用于攝食各類動植物的堅固牙齒中，鈣也是很重要的構成物質。還與激素及神經遞質的分泌、肌肉的收縮、神經細胞的可塑性變化等，生物體內的眾多生命現象息息相關。利用鈣成像技術，觀察在生物體內活動的神經細胞內鈣離子濃度，可以對有鈣離子參與的細胞活動進行詳細的觀測。

鈣成像的原理

進行鈣成像時，需要借助熒光顯微鏡或熒光平板分析儀進行觀察。將一旦與鈣離子結合，就會改變熒光強度的蛋白質或鈣熒光指示劑導入細胞內部，根據熒光強度的變化，檢測鈣離子的濃度變化。
但是，由于鈣熒光指示劑的熒光效果非常微弱，觀察時必須輔以大功率的激光照射，可能會導致細胞死亡。因此，在絕大多數人眼中，順利完成鈣成像并非易事。

鈣成像的失敗事例及對策

鈣成像的失敗事例，其實類似于熒光顯微鏡活細胞成像的失敗事例，細胞衰弱、焦點模糊、細胞逃離視野，這些都屬于常見的失敗事例。

例如，如果對鈣成像開始一段時間后的細胞狀況進行觀察，可能會發(fā)現細胞衰弱甚至死亡的現象。
其中的重要原因之一，就是高強度的激發(fā)光對細胞造成了損傷（光毒性）。
解決這一問題的對策如下所示。

• 請盡可能使用靈敏度高的相機

• 請并用增益或Binning

• 請采用能夠感知微弱熒光的設定

• 請盡量調弱激發(fā)光

• 不進行拍攝時請切斷激發(fā)光

在進行鈣成像的過程中，有時還會發(fā)生焦點從中途就模糊的現象。這可能是因為溫度漂移導致細胞移動，設定出錯，抑或是細胞在分裂過程中上下移動，致使焦點偏移。許多實施熒光顯微鏡觀察的研究者都經歷過這樣的情況。
作為對策，可以使用自動對焦功能或Z棧功能，預防焦點偏移的發(fā)生。

鈣成像的觀察事例

什么是G CaMP？

一種由蛋白質構成的鈣傳感器。
運用基因工程技術，用綠色熒光蛋白、鈣調素、肌球蛋白輕鏈片段拼接而成的鈣傳感器蛋白質?？梢灾踩牖颍怪c動物模型的組織、細胞特異性啟動子結合，起到僅對目標組織或細胞瘤實施鈣成像處理的目的。