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鈣通道離子成像工作站Sutter

概述

鈣離子是生命活動***重要的離子之***，通過測定細(xì)胞內(nèi)游離鈣離子濃度，可以得知肌肉收縮、神經(jīng)信號傳導(dǎo)、細(xì)胞間通訊、激素反應(yīng)等生命活動的重要信息。目前世界上胞內(nèi)鈣離子的主流測量方法分為電測量法和光測量法。電測量法利用細(xì)胞膜片技術(shù)測定鈣電流引起的細(xì)胞膜電位的變化。光測量法利用能與鈣離子特異性結(jié)合的熒光探針來測定細(xì)胞熒光強(qiáng)度的變化。而更為準(zhǔn)確和先進(jìn)的方法是則是光電聯(lián)合測量法，這兩者相互印證、相互輔助，可以得出離子濃度變化的準(zhǔn)確信息。
單細(xì)胞膜片鉗測定系統(tǒng)和離子熒光比例測量系統(tǒng)是兩套即相互獨(dú)立又協(xié)同工作的系統(tǒng)。細(xì)胞膜片鉗系統(tǒng)用于測定生物反應(yīng)和生命活動時膜電位的變化，離子熒光比例測量系統(tǒng)用于測量細(xì)胞鈣離子濃度的變化及其絕對值。

實(shí)驗(yàn)原理

目前***常用的Fura-2是***種鈣離子熒光指示劑，可與胞內(nèi)游離鈣離子特異結(jié)合，其游離（未結(jié)合）形式的Fura-2比與鈣結(jié)合形式的Fura-2在更長的波長上被激發(fā)，即結(jié)合形式的Fura-2激發(fā)波長為340nm，游離形式的Fura-2激發(fā)波長為380nm。因此通過檢測兩個激發(fā)波長上熒光強(qiáng)度的比率，就可以確定結(jié)合鈣的Fura-2與未結(jié)合的Fura-2的比例，進(jìn)而利用Grynkiewicz公式求出游離鈣離子的濃度。Grynkiewicz公式：【Ca2+】i=Kd*β（R-Rmin）*(Rmax-R)。其中，Kd為Fura-2和鈣離子結(jié)合的平衡解離常數(shù)，β是胞內(nèi)零鈣和飽和鈣時在380nm的熒光強(qiáng)度比值，R是Ratio比值，Rmin是零鈣時Ratio值，Rmax是飽和鈣時Ratio值。Fura-2法可用于測定組織快、器官、人工培養(yǎng)的單層貼細(xì)胞、血小板等多種細(xì)胞胞內(nèi)游離鈣，此檢測方法定量，具有快速、靈敏等優(yōu)點(diǎn)。

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系統(tǒng)擴(kuò)展

利用不同的熒光指示劑對不同離子進(jìn)行染色以后，再利用專業(yè)的熒光光源進(jìn)行激發(fā)。該系統(tǒng)可以擴(kuò)展到測量K、Na、Mg、Cl等多種離子的濃度變化。

系統(tǒng)主要構(gòu)成

1、 科研級高靈敏制冷CCD：為離子成像系統(tǒng)的最主要部件。他的靈敏度高低、信噪比大小直接影響到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
2、 超快波長切換裝置：為熒光指示劑提供激發(fā)光源，并能使激發(fā)光在不同波長之間快速切換。
3、 分析軟件：帶有CCD、光源等周邊設(shè)備軟件控制模塊，8、16、24、48位圖像顯示與處理功能模塊，2D去卷積、3D重建、多種形態(tài)學(xué)參數(shù)及距離測量模塊。同時還具有熒光強(qiáng)度比例成像的數(shù)據(jù)采集與處理功能。
4、 濾光片組：根據(jù)所需測量的不同離子選擇相應(yīng)的熒光染劑，然后根據(jù)所選染劑的特性選擇相應(yīng)的濾光片組，以獲得我們所需的激發(fā)光源。
5、 研究級倒置螢光顯微鏡：可選用各大著名公司的螢光倒置顯微鏡。

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主要應(yīng)用
1 由多波長單色光源與10x/40x/100x(1.35)熒光物鏡構(gòu)成常規(guī)寬場熒光檢測系統(tǒng)。
  可以實(shí)現(xiàn)多色熒光比率影像例如Fura-2比率熒光測量；
2 多色熒光蛋白影像，例如CFP/GFP/YFP熒光蛋白定位跟蹤應(yīng)用；
3 熒光影像重疊     
4 粒子跟蹤和運(yùn)動分析