鈣離子熒光探針是一種用于檢測(cè)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化的重要工具。鈣離子在細(xì)胞內(nèi)扮演著多種生理過(guò)程的關(guān)鍵角色，包括神經(jīng)傳遞、肌肉收縮、代謝調(diào)節(jié)等。因此，研究細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的動(dòng)態(tài)變化對(duì)于深入了解這些生理過(guò)程至關(guān)重要。
鈣離子熒光探針通過(guò)熒光信號(hào)的強(qiáng)度或顏色來(lái)反映細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化。這些探針通常由一個(gè)螯合劑和一個(gè)熒光染料組成。當(dāng)鈣離子結(jié)合到螯合劑上時(shí)，熒光染料的熒光強(qiáng)度或顏色會(huì)發(fā)生變化，從而可以通過(guò)熒光顯微鏡觀(guān)察到。
有許多不同類(lèi)型的鈣離子熒光探針可供選擇，包括可見(jiàn)光區(qū)域和近紅外區(qū)域的探針。其中，常用的是Fura-2、Fluo-4和GCaMP等熒光探針。
Fura-2是第一個(gè)被廣泛應(yīng)用的鈣離子熒光探針。它主要用于測(cè)量神經(jīng)元和心肌細(xì)胞內(nèi)的鈣離子濃度變化。Fura-2的激發(fā)波長(zhǎng)為340nm和380nm，熒光發(fā)射波長(zhǎng)為510nm。當(dāng)鈣離子結(jié)合到Fura-2中時(shí)，340nm激發(fā)波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度降低，而380nm激發(fā)波長(zhǎng)下的熒光強(qiáng)度增加，從而可以通過(guò)比值成像(ratiometric imaging)來(lái)測(cè)量細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的變化。
Fluo-4是一種高靈敏度的熒光探針，可以用于檢測(cè)大多數(shù)細(xì)胞類(lèi)型中的鈣離子濃度變化。它的激發(fā)波長(zhǎng)為488nm，熒光發(fā)射波長(zhǎng)為530nm。與Fura-2不同，F(xiàn)luo-4可以直接用單一波長(zhǎng)的激發(fā)光來(lái)激發(fā)，從而使其更易于使用。此外，F(xiàn)luo-4還具有較高的熒光量子產(chǎn)率和較快的響應(yīng)速度。
GCaMP是一種基因編碼的熒光探針，可以在活體動(dòng)物內(nèi)表達(dá)。它由一個(gè)融合蛋白和一個(gè)綠色熒光蛋白(GFP)組成。當(dāng)鈣離子結(jié)合到融合蛋白上時(shí)，會(huì)導(dǎo)致GFP的熒光強(qiáng)度增加。由于GCaMP可以在體內(nèi)表達(dá)，因此可以用于研究不同類(lèi)型細(xì)胞中的鈣離子信號(hào)，如神經(jīng)元、肌肉細(xì)胞和心肌細(xì)胞等。
總之，鈣離子熒光探針是一種非常有用的工具，可以幫助我們深入了解細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度的動(dòng)態(tài)變化。隨著技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的新型熒光探針將不斷涌現(xiàn)，并將進(jìn)一步推動(dòng)這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。