ION Signalling Microscopy
Andor离子成像系统
ION Signalling Microscopy
细胞离子通道的结构和功能正常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
它们进行空间分布随时间强度变化的测定。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，
从离子产生的离子浓度、图像空间变化和电信号变化多个方面研究离子通道
钙离子成像测定方法
- 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
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)：
- 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
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.）
- 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 EMCCD 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。EMCCD技术即使在很高的读出速度时系统读出噪音几乎可以忽略不计，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
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）