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LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪

作者:路阳仪器 时间:2023-11-16 21:06:41浏览634 次

信息摘要:

LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪是用于体外光遗传(In Vitro Optogenetics)的细胞光毒性辐照的光源。体内光遗传学已成为研究小鼠、大鼠和其他动物神经回路的标准技术。但随着光激活蛋白和其他光反应工具数量的增加,该技术现在经常用于多孔板和细胞培养皿中,用于组织培养、细菌、斑马鱼、幼虫和其他研究模型的研究

LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪是用于体外光遗传(In Vitro Optogenetics)研究的工具,是一款体外细胞培养光遗传刺激系统。体内光遗传学已成为研究小鼠、大鼠和其他动物神经回路的标准技术。但随着光激活蛋白和其他光反应工具数量的增加,该技术现在经常用于多孔板和细胞培养皿中,用于组织培养、细菌、斑马鱼、幼虫和其他研究模型的研究。LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪可以提供理想的辐照波长和光强度、辐照时间可以控制,辐照仪的光源能够放置到细胞培养箱长时间工作。

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LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪的特点:

1.辐照光源特别适用于96孔板,满足 6、12、24、48 和 96 孔板。

2.光源部分和控制器连接线长2米,辐照仪光源部分能够放置在细胞培养箱里面长时间工作。

3.光源部分能够满足培养箱的高湿度环境工作。

4.辐照光强度可调。

5.辐照时间可调。

6.可选波长:365nm、405nm、420nm、450nm、470nm、525nm、590nm、630nm、660nm、740nm

LUYOR-3480微孔板细胞辐照仪用于: 

1.干细胞 (iPSC) 分化Stem cell (iPSC) differentiation

2.发育生物学 Developmental biology 

3.分子生物学Molecular biology 

  –受体定向蛋白表达(通过 Cry2 激活)receptor directed protein expression (via Cry2 activation)

4.CRISPR/Cas9基因修饰CRISPR/Cas9 gene modification

5.肿瘤学 Oncology 

6.眼科和眼科药物开发Ophthalmology & ophthalmologic drug development

7.光刺激和蛋白质漂白Photostimulation and bleaching of proteins

8.通道病,例如癫痫和心律失常。Channelopathies such as epilepsy, and arrhythmias.

9.光药理学Photopharmacology

10.光解笼Photo-uncaging

11.光开关激酶抑制剂的创建Photoswitching

12.光动力疗法的发展Development of Photodynamic therapies

13.光化学Photochemistry

光遗传背景知识:

光遗传学(optogenetics)原理

首先采用基因操作技术将光感基因(如ChR2,eBR,NaHR3.0,Arch或OptoXR等)转入到神经系统中特定类型的细胞中进行特殊离子通道或GPCR的表达。光感离子通道在不同波长的光照刺激下会分别对阳离子或者阴离子的通过产生选择性,从而造成细胞膜两边的膜电位发生变化,达到对细胞选择性地兴奋或者抑制的目的。

光遗传通常是指结合光学与遗传学手段,控制特定神经元活动的技术。该技术利用分子生物学、病毒生物学等手段,将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中,在细胞膜结构上表达了光敏感通道蛋白;然后通过特定波长光的照射,控制细胞膜结构上的光敏感通道蛋白的激活与关闭;光敏感蛋白的激活和关闭可控制细胞膜上离子通道的打开与关闭,进而改变细胞膜电压的变化,如膜的去极化与超极化。当膜电压去极化超过一定阈值时就会诱发神经元产生可传导的电信号,即神经元的激活;相反,当膜电压超极化到一定水平时,就会抑制神经元动作电位的产生,即神经元的抑制。神经元生物学家经常运用这种技术,通过光学方法无损伤或低损伤地控制特异神经元的活动,来研究该神经网络功能,特别适用于在体、甚至清醒动物行为学实验。

-同时,利用类似的光学与遗传学手段,可控制脑细胞外其它细胞中的蛋白表达,从而实现光诱导蛋白质表达,启动细胞内生物学过程,进而控制生物行为。因此光遗传技术在生命活动与疾病研究中应用广泛。

光遗传学技术调控细胞的活性取决于光敏感通道蛋白的种类,即兴奋性光敏感通道和抑制性光敏感通道。如果转入细胞的通道是ChR,在细胞受到蓝光照射时,通道开发,阳离子大量内流,产生去极化诱发动作电位,激活细胞;如果转入细胞的通道是HR,细胞在受到黄光照射时,通道开放,阴离子大量内流,产生超极化导致动作电位不易发出,抑制细胞活性;此外,还有一类光激活或抑制的通道optoXR,给予一定频率的光激活后,改变的是细胞内激酶系统,影响细胞活动。

光动力治疗和光热力治疗:

光动力治疗和光热力治疗均是现代医学中相对新颖的无创治疗方法,利用靶向识别技术将光敏剂或光热材料聚集于生物体内病变位点,依靠光照激活相关材料的生物毒性,从而达到治疗的目的。相对不同的是其作用机制,如光动力治疗是采用光敏剂在光照下产生具有生物毒性的单态氧等活性物质,氧化损伤靶向病变位点癌细胞、病毒、细菌、真菌等;光热治疗是利用具有较高光热转换效率的材料在光照下转换光能为热能杀死病变位点细胞等。但是以上治疗方法还没有被广泛运用的原因是目前光敏剂和光热材料还存在或多或少的缺点,比如生物相容性,生物降解性及代谢率等。为了开发新型光敏剂和光热材料,科研工作者往往需要大量的体外细胞实验数据来支撑和评价他们设计药物的相关作用机制和作用效果。

各种不同蛋白所用波长

颜色 波长 Common Opsin 描述
紫外线365nmOptoSTIM1365 nm 的紫外线对组织的穿透力有限。它主要用于激发紫外线敏感的视蛋白,从而控制组织表层的细胞活动。
紫色405nm、420nmOptoSTIM1405 nm 和 420 nm 的紫光可适度穿透组织。它能够控制表层和深层的细胞活动。
蓝色450nmChannelrhodopsin-2 (ChR2)450 nm 和 470 nm 的蓝光表现出中等的组织穿透力。它通常用于激活视紫红质通道蛋白-2 (ChR2),诱导去极化并增加浅表和深层区域的神经活动。
绿色525nmGreen-Activated Protein (GAP)525 nm 的绿光可适度穿透组织。它提供了激活和抑制各种视蛋白的多功能选项,从而能够控制浅层和深层组织层的神经回路。
黄色590nmHalorhodopsin (eNpHR3.0)590 nm 的黄光表现出中等的组织穿透力。它通常用于使用盐视紫红质等视蛋白来抑制神经元活动,从而促进浅表和深层组织区域的神经抑制。
红色630nm、660nm、740nmReaChR与较短波长相比,630 nm、660 nm 和 740 nm 的红光可提供更深的组织穿透力。由于其有效的组织渗透性,它能够激活或抑制大脑深部区域的神经元。
红外线940nmJaws940 nm 的红外光在上述波长中具有深的组织穿透力。它可用于刺激厚脑切片中的神经元或到达更深的大脑区域。

体外光遗传学的光毒性

光毒性是体外光遗传学实验的一个重要问题,因为它可能对细胞造成潜在损害。蓝光会降低神经元细胞的整体活力,并可以改变神经元的形态。在体外研究中提高细胞活力的一种方法是降低蓝光荧光强度。观察到增加蓝光荧光强度不利于细胞活力。

不同的视蛋白对整个光谱的光表现出不同的敏感性。例如,视紫红质通道蛋白-2 (ChR2)(一种常用的藻类蛋白)可大程度地被蓝光和紫光激活。同样,对其他波长(例如绿光、红光甚至紫外光)敏感的视蛋白可用于体内和体外光遗传学实验,以选择性地调节细胞反应并研究特定的信号传导途径。 

体外光遗传学实验中使用的视蛋白和相应波长的选择取决于您的个人目标和所研究的特定细胞反应。了解视蛋白对光的敏感性是体外光遗传学实验成功和解开细胞活动和信号传导途径的机制的关键。

蓝光(470 nm):在 Stierschneider 的出版物中,蓝光被用作体外光遗传学的工具,以激活人胰腺细胞中的 Toll 样受体 4 (TLR4) 信号通路和 NF-κB-Gluc 报告系统。通过将细胞暴露在蓝光下,研究人员能够控制这些通路的激活,从而可以在受控的实验室环境中详细研究它们的动力学和调节机制。

黄光(590 nm):使用发射黄光的体外光遗传学表明人类和小鼠 CD8+ T 细胞激活期间线粒体的整体功能有所增加。Amuza LED 阵列( 590 nm) 用于通过 ATP 测定照亮 HEK293T 细胞和 CD8+ T 细胞。

体内研究过程中需要考虑的 3 个关键因素是视蛋白敏感性、组织渗透性和光毒性。通过选择适当的视蛋白和光波长,研究人员能够研究目标组织中的细胞反应和信号传导途径,同时将光毒性保持在低限度。

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