光纤记录实验 - 产品信息 - 相关知识

2025-01-10 17:03:03光纤记录实验: 光纤记录实验是一种利用光纤作为信号传输媒介的记录技术。它通过将光纤植入生物组织或实验装置中，实时采集电生理信号、光学信号等，具有高灵敏度、高分辨率和低干扰等优点。该技术广泛应用于神经科学、生物医学工程等领域，用于研究神经元活动、脑功能连接等，为科研工作者提供了重要的实验手段和数据支持。

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光纤记录实验是否都需要注射荧光蛋白病毒？

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深圳市瑞沃德生命科技有限公司 467
2023-06-30
光纤记录实验
光纤记录实验过程中需要全程避光吗？

光纤记录实验不建议在强光下进行实验。

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2022-11-26
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光纤记录实验过程中需要全程避光吗？

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2022-11-24

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实操技巧｜光纤记录实验数据处理操作方法

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2021-07-01

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光纤记录实验问答

2022-11-24 09:30:59光纤记录实验过程中需要全程避光吗？

2022-07-13 09:17:56裂开！做光纤记录实验采不到荧光信号？注意事项在这里: 光纤记录实验操作较为简便，能够长时间稳定的动态检测动物的神经信号，目前在神经科学研究中应用越发广泛。但是在做光纤记录实验中，有时会遇到采集不到荧光信号的情况，各位小伙伴是否也曾遇到过？今天，小沃带大家梳理一遍采集不到信号的可能原因及实验注意事项，助你实验更顺畅！01病毒1.病毒是否存在反复冻融现象，反复冻融会降低病毒滴度，从而影响病毒转染效率。因此光纤记录实验中，病毒应即拿即用，避免冻融。2.病毒与目标脑区神经元特异性结合程度也会影响荧光信号。02病毒注射1.手术前定位：通过预实验对脑区精准定位（可通过台盼蓝注射定位）。在病毒注射前，我们可以先注射台盼蓝进行预实验以达到练手的目的，提高后面实验的成功率。脑区坐标定位参考：调平时注意左右高度差小于0.03mm。2.病毒注射：选择较细直径的玻璃电极可以减少注射损伤，对于浅层脑区注射，可减少病毒泄露。病毒注射后留针10min。3.病毒注射检测：切脑片看荧光表达。荧光染色实验拍不出带有荧光的细胞，可能原因是显微镜聚焦未在神经细胞这一层上（如上图出现模糊团状，可能会是细胞）、注射的脑区与病毒反应的特异性神经元数量太少、或是荧光淬灭掉了。注意事项：如果病毒没注射成功，可能原因有手术中脑区定位有偏差导致病毒注射位置不对（目标脑区很小的话会常存在这个问题）、病毒注射后顺着脑室流走、病毒注射后未留针导致病毒顺着注射孔被析出。03陶瓷插针埋植位置1.病毒注射与陶瓷插针植入可以在同一个手术进行，避免二次手术对小鼠造成伤害；2.选择合适的夹持器，满足不同深度及相对距离的植入手术；3.定期查看定位仪操作臂与夹持器的固定情况，防止角度偏差。病毒注射表达区域与陶瓷插针的植入位置需要保持接近，根据文献中数据，超过100µm就会明显影响信号强度。HanQin et al., Neurophoton,201904耗材参数搭配1.光纤记录实验对环境光比较敏感，建议实验在光线相对稳定、昏暗的环境下进行。光纤记录更适合选择黑色陶瓷插针与黑色陶瓷套管，可避免环境光对荧光信号的影响；2.较大数值孔径的耗材有助于荧光信号的传输，所有的配件耗材保持相同的芯径、NA数值更有助于实验记录；3.使用高强度的激光器对光纤进行漂白，使得光纤等耗材的自发荧光降低，减少噪声干扰。光纤漂白器05光纤记录参数设置1.首先检查线路连接：包括光纤与机器连接的端口，光纤与小鼠连接的端口（并使用酒精擦拭光纤端口和镜头）。2.调高曝光时间：Cmos相机拍摄时间增加，有助于采集到荧光信号。注意事项：1.若未记录到信号，可适当调高光源功率；2.动物脑区较大，病毒注射量可适量增加；3.病毒注射后也可先不埋植插针，待2-3周后病毒表达，陶瓷插针连接光纤一起植入，边植入插针边检测钙信号。瑞沃德三色多通道光纤记录系统产品特点：最大支持9通道同时采集，满足多只动物或多个脑区位点同时实验；高灵敏双检测器，独立分时序采集，避免荧光串扰；专业集成信号采集、数据分析、行为学采集分析模块；输出信号参数自定义调节，可进行多种触发，实现刺激和记录的闭环控制；兼容光遗传学，实现同一位点记录和刺激。识别下方二维码，即可申请免费试用

2022-02-16 17:31:31光纤记录详解，一文带你详细了解光纤记录实验！: 一、光纤记录工作原理人类的大脑拥有约900亿个神经元，神经元之间通过突触相互连接形成了复杂的神经网络，并由此产生各种复杂的功能。大脑能够合成和释放上百种神经递质，神经信号通过突触释放的神经递质从而在神经元之间进行传递（图1）。图1当神经兴奋传导到突触末端时，会刺激突触上钙离子通道打开促使钙离子大量内流，胞内钙离子浓度瞬时上升，驱动突触小泡将神经递质释放到突触间隙中，释放出的神经递质随即与突触后膜上的受体结合，将递质信号传递给下一个神经元，从而进行信息的逐级传递（图2）。这些神经元以复杂的通路投射到多个脑区，产生了学习认知、情感、控制、动机、奖励等丰富的功能。光纤记录系统则可以通过检测钙离子和神经递质的荧光变化程度来表征群体神经元的活动情况。图2那么光纤记录是如何检测神经活动的呢？以钙离子荧光信号检测为例，光纤记录系统的技术原理是借助钙离子浓度变化与神经元活动之间的严格对应关系，利用特殊的荧光染料或者蛋白质荧光探针，将神经元中钙离子的浓度通过荧光强度表现出来，并被光纤记录系统捕捉，从而达到检测神经元活动的目的。在神经系统中，静息状态时神经元胞内钙离子浓度为50-100nM，而在神经元兴奋时胞内钙离子浓度能上升10-100倍，因此我们可以通过注射钙离子基因编码指示剂（Calcium indicator，如GCaMPs、RCaMPs等）来标记钙离子。钙离子指示剂带有荧光蛋白（如GFP、RFP等）及其变异体的蛋白质，可与钙调蛋白（CaM）和肌球蛋白轻链激酶M13域结合（图3左）。当神经活动增强时钙离子通道打开，大量钙离子内流并与CaM结合，导致M13和CaM结构域相互作用，引发cpEGFP结构重排，从而增强绿色荧光信号（图3 右）。因此我们可以通过检测钙信号的变化来表征神经元的活动，进而研究神经元活动与动物行为的相关性，探究复杂行为背后的调控机制。图3(Marisela Morales, et al. Neuron, 2020)图4：VTA-VGluT2神经元编码先天逃避反应光纤记录检测神经递质信号的原理与上述方法相同，把cpEGFP嵌入特定的神经递质受体，受体与神经递质结合后会引发受体构象改变并发出荧光信号（图5）。通过病毒注射、转染等技术手段，可以将这种可遗传编码的探针表达在细胞或小鼠脑部，借助成像技术，观察神经递质浓度的实时变化。图5(Yulong Li, et al. Cell, 2018)图6：条件反射实验中伏隔核Nac脑区的DA释放二、光纤记录实验方法在光纤记录实验中，首先要选择合适的荧光病毒。荧光染料或指示剂是通过病毒载体转入目标脑区，常用载体为AAV病毒。根据实验的不同，需要选择特异启动子或者Cre-FloxP系统来特异标记目标神经元，无特异性的GCaMPs表达虽然可以观测群体神经元活动但无神经元特异性，光纤记录的作用在于观测特异类型神经元群体的活动。实验流程：1、在目标脑区注射钙荧光病毒，并在注射位点埋植光纤插针，用于收集荧光；图7：病毒注射与陶瓷插针埋植2、待2-3周钙荧光病毒表达后，连接光纤，使用光纤记录系统采集动物在行为学实验中大脑的钙荧光信号；图8：病毒表达3、通过分析软件处理钙荧光信号数据，并结合行为学视频对动物的行为进行分析。图9：光纤记录结合高架十字迷宫实验三、光纤记录数据分析以瑞沃德R820三色光纤记录系统记录的数据为例。1、数据预处理。R820三色光纤记录系统软件集信号采集与数据分析于一体，在数据分析中，数据预处理过程包含平滑处理，基线矫正，运动矫正等功能。平滑处理可以将数据中的过多杂信号去除，最大限度的突出目标peak。基线矫正多数针对的是荧光信号因长时间记录导致漂白信号逐步下降，或者光纤的自发荧光在长期记录下逐步被漂白基线逐步下降等情况。此情形的数据因为整体呈现下降趋势，不利于后续数据作图分析，所以需要进行基线矫正。运动矫正用于采用410nm对照通道的数据，410nm数据可以用于反应背景噪音信号，运动矫正即将410nm数据与470nm数据进行拟合，通过算法从470数据中去除410nm数据的波动，得到真实的荧光数据。图10：光纤记录数据预处理2. 将荧光数据与动物行为数据同步对比，选择事件标记或者增加事件标记，事件相关信号分析作图。图11：事件分析3. 将不同组的数据进行组间对比，即可分析不同处理因素下荧光数据的差异。此外，还可结合行为学视频同步分析动物的运动轨迹。图12：不同数据组间分析通过以上步骤，原始的荧光数据就可以直接出图啦。光纤记录实验的工作原理，实验方法以及数据分析已经全部讲完啦….想体验R820三色多通道光纤记录系统识别下方二维码，即可免费试用让实验信号更强更准

2021-07-01 17:05:59实操技巧｜光纤记录实验数据处理操作方法: 你在进行光纤记录实验时，是否有如下烦脑：◆ 记录好的数据看着很杂乱，不知如何整理？◆ 数据处理包含哪些步骤？◆ 如何确定数据分析的baseline◆ ΔF/F指的是什么？◆ 信号出现了“漂白效应”怎么办？无需困惑，对以上问题，我们最近总结了一份实操步骤，这份操作指南可帮你迅速上手数据处理常见光纤记录数据处理过程让我们来看一张原始数据案例图，下图显示数据整体波动过于密集，其中410nm对照通道数据不够稳定；对应事件标记（线条标记处）的peak也不是很突出，针对这种数据情况，我们立刻开始数据处理吧。（▲本文实操分析案例图）（*以下分析过程以瑞沃德双色多通道光纤记录系统操作界面为主要示例）01.第一步我们将数据根据需要分析的时间段进行裁剪，此步骤也可跳过。02.第二步数据预处理。常见数据预处理过程包含平滑处理，基线矫正，运动矫正。平滑处理可以将数据中的过多杂信号去除，ZD限度的突出目标peak。如下图所示，原始数据经平滑处理后目标peak更加突出，更容易观察分析。基线矫正多数针对的是荧光信号因长时间记录导致漂白信号逐步下降，或者光纤的自发荧光在长期记录下逐步被漂白基线逐步下降等情况。此情形的数据因为整体呈现下降趋势，不利于后续数据作图分析，所以需要进行基线矫正。如下图所示，基线矫正可以直接将下降趋势的数据通过算法拟合后恢复成平整状态。运动矫正用于采用410nm对照通道的数据，410nm数据可以用于反应背景噪音信号，运动矫正即将410nm数据与470nm数据进行拟合，通过算法从470数据中去除410nm数据的波动，得到真实的荧光数据。当不选择运动矫正功能或者实验未记录410nm的数据，可以选择一定时间范围内的信号作为对照进行算法处理。03.第三步数据预处理后即可得到整体数据的ΔF/F或者Z-score，用于反应数据的波动幅度。二者采用了不同的算法，数据的呈现结果略有不同。ΔF/F=（F-F1）/F0：（1）当数据进行基线矫正后：◆ 若对照选择为410，F1=fitted410，F0=median（raw data）◆ 若对照选择非410：F1为基线矫正曲线值，F0=median（Baseline）（2）当数据未进行基线矫正：◆ 若数据对照为410，则F1=F0=fitted410，◆ 若数据对照非410，则F1=F0=median（Baseline）Z-score：使用标准分数计算方式，即z-score=（x-mean）/std，x=ΔF/F，mean为ΔF/F的均值，std为相应标准差。04.第四步将荧光数据与动物行为数据同步对比，选择事件标记或者增加事件标记。05.第五步选择事件分析的时间区间和baseline区间，用于事件相关信号分析作图。06.第六步将不同组的数据进行组间对比，即可分析不同处理因素下荧光数据的差异。通过以上步骤，原始的荧光数据就可以直接出图啦。空军军医大学光纤记录系统培训现场（▲瑞沃德双色多通道光纤记录系统）（▲瑞沃德双色多通道光纤记录系统）福利时间如果你想要体验操作同款光纤记录系统开展实验识别下方二维码即可申请免费SY哟▼

2021-12-14 16:42:38如何选对光纤记录实验的耗材配件，达到最大效率的信号传输？: Hello everybody，上次的光遗传耗材选购小贴士文章得到了大家广泛的认可与支持！本着做事就要细致的原则，说了光遗传怎么会少了光纤记录呢？本文来袭，一文让你看懂光纤记录实验如何选择合适的耗材配件！首先我们看一下光纤记录的原理，光纤记录通过时间相关单光子计数(TCSPC)的光纤光学来测量荧光分子在大脑中发出的光信号。基于基本原理，使用直径较小的光纤探头就能实现传输并收集荧光信号。▲光纤记录工作原理光纤记录系统是目前常用的神经元群体荧光信号检测工具，其特点是能通过光学技术记录特异性神经元在特定行为范式中的活性变化，实验多数通过给动物注射携带荧光蛋白的探针，例如GCaMP、RCaMP、jrGECO1a、DA1h等，同时在注射部位埋置200-400μm的光纤陶瓷插芯，用于传送激发光和收集发射光。激发光经过光纤跳线和动物头部陶瓷插芯后到达特定脑区，激发荧光蛋白的荧光，被激发的荧光信号的强度可以被植入动物脑内的光纤末端收集，收集到的荧光经传感器转换为电信号，随后经数据采集卡被传送至记录系统，以达到实时观察所研究脑区一群神经细胞信号活动的目的。而光纤记录的发展历史从之前最常用的PMT探测器，再到CCD相机，到现在最流行的CMOS相机，整体的检测通道数，检测速度因为探测器的更新得到了更大的提升。同时内部光路从激光再到现在最常用的LED光源，激发光功率逐渐降低，从而避免了光漂白效应的产生，实现长时程记录。从以上内容我们可以得知，光纤记录通过同一根光纤和陶瓷插针即可实现传输激发光和收集荧光信号，同时激发光的功率较低（微瓦级别），如何选择合适的配件耗材才能达到最大效率的信号传输呢？敲黑板，重点来了（搬起小板凳认真听）1.耗材芯径，数值孔径（NA）怎么选择？光纤，陶瓷插针需要选择相同的芯径及数值孔径，同样参数规格下，可以避免传输光的损耗。若整体连接中耗材参数不一致，例如插针的芯径大于光纤芯径，就会导致激发光的传输不受影响而发射光的收集大大损耗。2.光遗传实验的陶瓷插针可以用于光纤记录吗？二者可以通用。陶瓷插针的自发荧光很低，对于光纤记录实验没有影响。但是光纤记录更推荐黑色款陶瓷插针和黑色陶瓷套管，可以更好避免环境光的干扰。▲黑色款陶瓷插针3.光纤的材质是否有特殊要求？光纤根据原料不同，自发荧光数值也会有些差别。普通光纤使用前需要用光纤漂白器进行漂白，每次漂白时间为1.5小时以上，漂白后可以减少50%-75%的自发荧光，但是自发荧光会随着时间逐渐恢复，所以下次使用之前需要重复漂白。▲R810-1光纤漂白器低自发荧光光纤采用低自发荧光材料制作而成，整体的自发荧光值就很低，实验中不需要重复漂白。在检测一些较弱信号情况下，低自发荧光光纤更具有优势。4.光纤记录实验能否搭配光纤旋转器？光纤旋转器是一种实现光旋转连接的光学器件，在实验中可以避免动物运动导致的光纤缠绕。光纤旋转器主要参数分为插入损耗率，旋转变化量，通光率等。常见的光纤旋转器可用于光遗传实验，用于清醒自由动物长时间的刺激和观测实验。但是光纤记录的激发光和发射光能量都偏低，使用旋转器会对信号传输产生影响，在微弱信号检测上具有影响，所以在绝大多数实验场景下，我们不推荐使用。如果实验动物运动过于强烈或者某些特殊实验场景（多动物社交实验等）下，可以选择光纤记录专用转环完成实验（具体可以咨询瑞沃德销售同事）。5. 多通道记录如何选择光纤耗材？光纤记录仪器通过同一个接口即可实现多通道记录，所以多通道记录实验可以选择搭配多通道光纤。▲多通道光纤6.芯径越大，数值孔径（NA）越大，是不是实验效果更好？结合第一个问题，整体耗材上下游需要保持相同的芯径和数值孔径，从而可以实现最高效率的光传输与记录。在保持相同参数下，提高数值孔径和芯径可以扩大进光面积，一定程度上提高信号水平。因为芯径越大对于动物脑部的损伤也会大一些，在小鼠实验中，200微米，NA0.39参数即可满足绝大多数实验需求。如果实验测试时没有完全匹配的光纤，建议选择数值孔径或芯径大于陶瓷插针的光纤，此类情况下，可以适当提高激发光的功率从而达到最好的激发效果，而发射光的回传不受影响。7.实验如何最大程度避免环境光的干扰？选择黑色陶瓷插针，黑色套管，黑色包层光纤可以最大程度避免环境光的干扰。此外还可以将牙科水泥涂黑，从而降低环境光的透入。本期的光纤记录耗材小贴士就到这里啦！瑞沃德光纤记录系统包含全套实验所需的配件耗材，只需选择一个型号，就可让实验“一步到位”，让您的实验更省心!R820三色多通道光纤记录系统，可记录GCaMP、dLight等绿色荧光指示剂或递质探针，及RCaMP、jrGECO1a等红色指示剂或递质探针信号，同时特有的410nmLED用于获取对照信号，排除噪声，可支持定制不同规格的光纤和陶瓷插芯，满足多样化实验需求。想体验R820三色多通道光纤记录系统识别下方二维码，即可免费试用让实验信号更强更准