细胞中钙离子检测方案(CMOS相机)

ANDOR"TMTECHNOLOGYdiscover new ways of seeing 钙离子测量系统 一、研究背景 钙离子通道是一种跨越细胞膜的结构，它严格控制着钙离子进入细胞的过程。由于钙离子信号与很多重要生理功能相关，例如心脏收缩、基因转录等，因此调节钙离子进入细胞的精确反馈机制就至关重要，但其内部机制尚不清楚。 目前常用的研究方式有荧光探针离子成像分析技术。钙离子成像技术是通过一些特定的荧光探针，对细胞内钙离子作荧光标记，并对它们空间分布随时间变化测定。从钙离子浓度变化研究钙离子通道。 二、系统构成 *研究级荧光显微镜 *激发光源(高速切换光源或单色仪) *电动高速滤色镜转轮控制器 *专用硬镀膜滤光片组 * Andor 超低噪音 sCMOS 相机 *图形获取及分析软件(MetaFluor 或 Andor IQ) 系统构成图 三、系统应用 根据所用荧光探针的区别，钙离子成像方法可以分为两大类：单波长荧光测定和双波长比率荧光测定。 *单波长荧光测定 Offices in： Northern Ireland North America ( JapanChina ) Co. Reg. No. NI22466 VAT NO. GB 517 1829 44 Fluo-3， Fluo-4等荧光探针与钙离子的结合仅产生荧光强度的变化。根据所需要研究的过程，可以采用普通荧光显微镜配置普通黑白相机或是高速相机进行采像，并用软件对数据进行分析。 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的转播 (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 等荧光探针与钙离子的结合不仅产生荧光强度的变化，激发光或者发射光的光谱也会有相应的偏移。在软件和硬件上，此类钙离子成像系统有着与荧光共振能量转移成像系统类似的系统配置，均需要快速波长切换和在线荧光强度比率计算。 (1)对于 Fura-2等荧光探针，其与钙离子的结合会改变激发光谱，相应的系统硬件仅需在普通荧光显微镜的基础上添加激发光滤光轮即可(或对于速度要求较高的情况配置快速切换的单色光源)。 上图为 Metafluor 软件进行双波长比率荧光测定实验截图 Offices in： Northern IrelandNorth AmericaJapan China Co. Reg. No.NI22466 VAT No. GB 517 1829 44 (2)而对于 Indo-1等荧光探针，其与钙离子的结合会改变发射光谱，根据对数据采集速度的不同要求，在普通荧光显微镜的相机前接入激发光滤光轮或是图像分割装置即可快速采集荧光探针在不同发射波长上的光强。 四、实验要求： 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 Andor 相机在高帧频下也能获得高信噪比的图象的优势，，十分适合于对钙离子染料进行细胞内观察和测量。高速高信噪比的相机是要求高时间分辨率钙离子瞬态过程实验的理想解决方案。 五、Andor sCMOS 相机参数： Northern IrelandNorth AmericaJapanChina Co. Reg. No.NI22466 VAT No. GB 517 1829 44 Andor Zyla sCMOS 实物图 六、系统配置推荐： 相机： Andor EMCCD 或 sCMOS 图像采集分析软件： MetaFluor 或 Andor IQ 显微镜：研究级荧光显微镜 滤光片规格：直径25mm专用硬镀膜滤光片组 激发光源： 高速切换光源或单色仪 相邻孔位切换速度：40ms 图像格式：TIFF、JPEG、AVI等常用格式。 七、系统优势： 1.系统达到了高灵敏度和高速度的结合。得益于 Andor sCMOS 相机的超高信噪比，能够有效减小曝光时间和标记浓度，大大减小光漂白和光毒性； 2.专业软件提供了丰富功能，且内置校准公式，降低了实验者自行计算的工作量和可能出现的偏差； 3.包括滤光片组和显微镜头在内，所有光学部件均选用紫外高透原件，透过效率超过传统部件一倍以上； 4.一套系统多种功能，既可以完成普通荧光实验，又可以进行单波长或双波长的离子测量。配合不同滤光片组，还可以完成不同离子及 PH 值的联合检测 Northern IrelandNorth AmericaJapan INVESTOR IN PEOPLE China Co. Reg. No. NI22466 NVESTOR IN PEOPLEwww.andor.com NVESTOR IN PEOPLEwww.andor.com 钙离子通道是一种跨越细胞膜的结构，它严格控制着钙离子进入细胞的过程。由于钙离子信号与很多重要生理功能相关，例如心脏收缩、基因转录等，因此调节钙离子进入细胞的精确反馈机制就至关重要，但其内部机制尚不清楚。目前常用的研究方式有荧光探针离子成像分析技术。钙离子成像技术是通过一些特定的荧光探针，对细胞内钙离子作荧光标记，并对它们空间分布随时间变化测定。从钙离子浓度变化研究钙离子通道。