解决方案
离子成像系统

细胞离子通道是维持生命过程的基础,主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道,主要研究方法为膜片钳技术、荧光探针离子成像分析技术。膜片钳技术用于测定特定生物反应和生命活动时膜电位的变化;离子成像技术是通过一些专用荧光探针,对细胞内钙离子、钠离子及pH值等作荧光标记,并对它们空间分布随时间变化测定。两种技术即可以独立使用,也可以相互结合,进行光电联合检测,从离子浓度变化和电信号变化多个方面研究离子通道

细胞离子通道是维持生命过程的基础,主要类型有钾、钠、钙、氯和非选择性阳离子通道,主要研究方法为膜片钳技术、荧光探针离子成像分析技术。膜片钳技术用于测定特定生物反应和生命活动时膜电位的变化;离子成像技术是通过一些专用荧光探针,对细胞内钙离子、钠离子及pH值等作荧光标记,并对它们空间分布随时间变化测定。两种技术即可以独立使用,也可以相互结合,进行光电联合检测,从离子浓度变化和电信号变化多个方面研究离子通道


单波长荧光测定(Fluo-3、Fluo-4):

荧光探针与钙结合仅产生荧光强度变化,经过校正,可以计算出离子浓度。可以采用宽场测定细胞内的荧光总量变化,也可以用Andor Revolution系统进行细胞器水平测定


双波长比率荧光测定(Fura-2、Indo-1):


荧光探针与钙结合不仅产生荧光强度变化,而且有激发或发射光谱偏移。该方法不受染料导入胞内的浓度、细胞厚度、光褪色和染料漏出胞外等因素的影响,提高实验结果的准确性
系统构成:
* 研究级倒置荧光显微镜
* 激发光源(电动滤色镜转轮、高速切换光源或单色仪)
* Andor单光子探测器(EMCCD)
* 比率浓度图形获取及分析软件(ANDOR iQ 或 MetaFluor)


对于离子成像实验要求以下:


* 毫秒级变化的事件,要求图像系统曝光时间短、信噪比高
* 荧光素浓度尽可能低,要求图像系统灵敏度高
* 降低激发光强度以减少染料的光漂白速度,减少造成细胞凋亡的 光毒性,从而延长实验时间
   
   
   
   
   
   


单波长荧光测定(Fluo-3、Fluo-4):

 

图中Fluo-4的浓度比常用浓度大大减少了,才可能观察钙波的从细胞一端到另一端
(Mark Hollywood博士供图,Dundalk Institute of Technology 平滑肌研究中心)

双波长比率荧光测定(Fura-2、Indo-1):
 
  需要双波长切换装置,可以配置电动滤色镜转轮或单色仪。上图为用膜片钳钳住神经元后,用离子导入电极在表示位置注射50ms胆碱(200nA),钙成像系统同步采集Fura-2比率浓度图象
(Dmitriy Fayuk and Jerry Yakel博士供图,Neurobiology Laboratory, NIEHS, NC.)
   
   
   
   
   
   

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