光纤记录系统

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INPER光遗传

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光纤记录系统

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，可以实时观测动物在进行复杂行为时的神经投射活动，对于研究特定神经环路在不同行为范式中的功能具有重要意义。

随着新型光遗传神经递质荧光探针的出现，进一步拓宽了该系统的应用范围，使之能够实时记录特定脑区中神经递质(如多巴胺，乙酰胆碱，腺苷等)在动物行为过程中的动态变化，成为在体范畴研究神经递质变化的重要工具。

在光纤记录实验中，会出现人为引入的噪声(Artifacts)影响，包括:组织损伤引起的自发荧光(Autofluorescence)，动物自由活动引发的运动噪声(Motion-Induced Changes)，长时间成像诱发的光漂白 (Photobleaching)，以及其他非钙浓度变化引起的假阳性信号干扰等。传统的光纤记录解决方案无法评估和减少以上噪声对实验结果的影响 .

　　410nm对照通道

　　钙离子浓度指示蛋白在 405 - 420 nm 波长光激发时，其荧光强度随细胞内 Ca2+ 浓度变化维持一个恒定的状态。因此，可以从一定程度上认为 410 nm 激发所对应的荧光信号变化反映的是除 Ca2+ 浓度变化之外的噪声信号。

　　基于以上原理，inper 研发的新一代双色光纤记录系统采用 410 nm，488/560 nm 双波长激发光，能够同时记录到其所激发的荧光信号。在做荧光信号分析时，可以有效去除噪声信号，大大提升实验数据的准确性。

　　针对目前神经环路研究中的多核团和高通量荧光信号记录需求，inper 结合落射式荧光显微技术，多模光纤传导技术，COMS 成像技术 , 研发了新一代多通道光纤记录系统。该系统集成了稳定的 LED 光源，激发光波长 410 nm，488/560 nm;高品质光学镜片，采集光波长范围 503 - 538 nm;高灵敏度且低噪的 CMOS 芯片。在保证激发光稳定输出的前提下，能够准确采集到目标波长的荧光信号。配置功能强大的采集分析软件，支持最大 8 个数字信号打标通道，可满足行为学实验中多个事件相关的信号采集。

　　应用示意图：

　　系统软件

　　记录软件界面

　　分析软件界面及分析结果

　　inper 多通道光纤记录系统集成采集与分析软件，界面简单，易于操作，可在采集信号的同时，同步视频信号和行为学事件。软件可以设置信号采样率，CMOS 相机曝光时间，增益等，并且具有信号实时预览功能。同时，在不使用 Matlab 情况下，可通过分析软件，直接导出生成 Heat Mapping, △ F/F 及 Z-Score 图，有效提高了分析数据的效率。当然，记录的原始数据也可在 Matlab 等软件中自定义分析。