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LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀

作者:路陽儀器 時間:2023-11-16 21:06:41瀏覽491 次

信息摘要:

LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀是用于體外光遺傳(In Vitro Optogenetics)的細胞光毒性輻照的光源。體內光遺傳學已成為研究小鼠、大鼠和其他動物神經回路的標準技術。但隨著光激活蛋白和其他光反應工具數量的增加,該技術現在經常用于多孔板和細胞培養皿中,用于組織培養、細菌、斑馬魚、幼蟲和其他研究模型的研究

LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀是用于體外光遺傳(In Vitro Optogenetics)研究的工具,是一款體外細胞培養光遺傳刺激系統。體內光遺傳學已成為研究小鼠、大鼠和其他動物神經回路的標準技術。但隨著光激活蛋白和其他光反應工具數量的增加,該技術現在經常用于多孔板和細胞培養皿中,用于組織培養、細菌、斑馬魚、幼蟲和其他研究模型的研究。LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀可以提供理想的輻照波長和光強度、輻照時間可以控制,輻照儀的光源能夠放置到細胞培養箱長時間工作。

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LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀的特點:

1.輻照光源特別適用于96孔板,滿足 6、12、24、48 和 96 孔板。

2.光源部分和控制器連接線長2米,輻照儀光源部分能夠放置在細胞培養箱里面長時間工作。

3.光源部分能夠滿足培養箱的高濕度環境工作。

4.輻照光強度可調。

5.輻照時間可調。

6.可選波長:365nm、405nm、420nm、450nm、470nm、525nm、590nm、630nm、660nm、740nm

LUYOR-3480微孔板細胞輻照儀用于: 

1.干細胞 (iPSC) 分化Stem cell (iPSC) differentiation

2.發育生物學 Developmental biology 

3.分子生物學Molecular biology 

  –受體定向蛋白表達(通過 Cry2 激活)receptor directed protein expression (via Cry2 activation)

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

5.腫瘤學 Oncology 

6.眼科和眼科藥物開發Ophthalmology & ophthalmologic drug development

7.光刺激和蛋白質漂白Photostimulation and bleaching of proteins

8.通道病,例如癲癇和心律失常。Channelopathies such as epilepsy, and arrhythmias.

9.光藥理學Photopharmacology

10.光解籠Photo-uncaging

11.光開關激酶抑制劑的創建Photoswitching

12.光動力療法的發展Development of Photodynamic therapies

13.光化學Photochemistry

光遺傳背景知識:

光遺傳學(optogenetics)原理

首先采用基因操作技術將光感基因(如ChR2,eBR,NaHR3.0,Arch或OptoXR等)轉入到神經系統中特定類型的細胞中進行特殊離子通道或GPCR的表達。光感離子通道在不同波長的光照刺激下會分別對陽離子或者陰離子的通過產生選擇性,從而造成細胞膜兩邊的膜電位發生變化,達到對細胞選擇性地興奮或者抑制的目的。

光遺傳通常是指結合光學與遺傳學手段,控制特定神經元活動的技術。該技術利用分子生物學、病毒生物學等手段,將外源光敏感蛋白基因導入活細胞中,在細胞膜結構上表達了光敏感通道蛋白;然后通過特定波長光的照射,控制細胞膜結構上的光敏感通道蛋白的激活與關閉;光敏感蛋白的激活和關閉可控制細胞膜上離子通道的打開與關閉,進而改變細胞膜電壓的變化,如膜的去極化與超極化。當膜電壓去極化超過一定閾值時就會誘發神經元產生可傳導的電信號,即神經元的激活;相反,當膜電壓超極化到一定水平時,就會抑制神經元動作電位的產生,即神經元的抑制。神經元生物學家經常運用這種技術,通過光學方法無損傷或低損傷地控制特異神經元的活動,來研究該神經網絡功能,特別適用于在體、甚至清醒動物行為學實驗。

-同時,利用類似的光學與遺傳學手段,可控制腦細胞外其它細胞中的蛋白表達,從而實現光誘導蛋白質表達,啟動細胞內生物學過程,進而控制生物行為。因此光遺傳技術在生命活動與疾病研究中應用廣泛。

光遺傳學技術調控細胞的活性取決于光敏感通道蛋白的種類,即興奮性光敏感通道和抑制性光敏感通道。如果轉入細胞的通道是ChR,在細胞受到藍光照射時,通道開發,陽離子大量內流,產生去極化誘發動作電位,激活細胞;如果轉入細胞的通道是HR,細胞在受到黃光照射時,通道開放,陰離子大量內流,產生超極化導致動作電位不易發出,抑制細胞活性;此外,還有一類光激活或抑制的通道optoXR,給予一定頻率的光激活后,改變的是細胞內激酶系統,影響細胞活動。

光動力治療和光熱力治療:

光動力治療和光熱力治療均是現代醫學中相對新穎的無創治療方法,利用靶向識別技術將光敏劑或光熱材料聚集于生物體內病變位點,依靠光照激活相關材料的生物毒性,從而達到治療的目的。相對不同的是其作用機制,如光動力治療是采用光敏劑在光照下產生具有生物毒性的單態氧等活性物質,氧化損傷靶向病變位點癌細胞、病毒、細菌、真菌等;光熱治療是利用具有較高光熱轉換效率的材料在光照下轉換光能為熱能殺死病變位點細胞等。但是以上治療方法還沒有被廣泛運用的原因是目前光敏劑和光熱材料還存在或多或少的缺點,比如生物相容性,生物降解性及代謝率等。為了開發新型光敏劑和光熱材料,科研工作者往往需要大量的體外細胞實驗數據來支撐和評價他們設計藥物的相關作用機制和作用效果。

各種不同蛋白所用波長

顏色 波長 Common Opsin 描述
紫外線365nmOptoSTIM1365 nm 的紫外線對組織的穿透力有限。它主要用于激發紫外線敏感的視蛋白,從而控制組織表層的細胞活動。
紫色405nm、420nmOptoSTIM1405 nm 和 420 nm 的紫光可適度穿透組織。它能夠控制表層和深層的細胞活動。
藍色450nmChannelrhodopsin-2 (ChR2)450 nm 和 470 nm 的藍光表現出中等的組織穿透力。它通常用于激活視紫紅質通道蛋白-2 (ChR2),誘導去極化并增加淺表和深層區域的神經活動。
綠色525nmGreen-Activated Protein (GAP)525 nm 的綠光可適度穿透組織。它提供了激活和抑制各種視蛋白的多功能選項,從而能夠控制淺層和深層組織層的神經回路。
黃色590nmHalorhodopsin (eNpHR3.0)590 nm 的黃光表現出中等的組織穿透力。它通常用于使用鹽視紫紅質等視蛋白來抑制神經元活動,從而促進淺表和深層組織區域的神經抑制。
紅色630nm、660nm、740nmReaChR與較短波長相比,630 nm、660 nm 和 740 nm 的紅光可提供更深的組織穿透力。由于其有效的組織滲透性,它能夠激活或抑制大腦深部區域的神經元。
紅外線940nmJaws940 nm 的紅外光在上述波長中具有深的組織穿透力。它可用于刺激厚腦切片中的神經元或到達更深的大腦區域。

體外光遺傳學的光毒性

光毒性是體外光遺傳學實驗的一個重要問題,因為它可能對細胞造成潛在損害。藍光會降低神經元細胞的整體活力,并可以改變神經元的形態。在體外研究中提高細胞活力的一種方法是降低藍光熒光強度。觀察到增加藍光熒光強度不利于細胞活力。

不同的視蛋白對整個光譜的光表現出不同的敏感性。例如,視紫紅質通道蛋白-2 (ChR2)(一種常用的藻類蛋白)可大程度地被藍光和紫光激活。同樣,對其他波長(例如綠光、紅光甚至紫外光)敏感的視蛋白可用于體內和體外光遺傳學實驗,以選擇性地調節細胞反應并研究特定的信號傳導途徑。 

體外光遺傳學實驗中使用的視蛋白和相應波長的選擇取決于您的個人目標和所研究的特定細胞反應。了解視蛋白對光的敏感性是體外光遺傳學實驗成功和解開細胞活動和信號傳導途徑的機制的關鍵。

藍光(470 nm):在 Stierschneider 的出版物中,藍光被用作體外光遺傳學的工具,以激活人胰腺細胞中的 Toll 樣受體 4 (TLR4) 信號通路和 NF-κB-Gluc 報告系統。通過將細胞暴露在藍光下,研究人員能夠控制這些通路的激活,從而可以在受控的實驗室環境中詳細研究它們的動力學和調節機制。

黃光(590 nm):使用發射黃光的體外光遺傳學表明人類和小鼠 CD8+ T 細胞激活期間線粒體的整體功能有所增加。Amuza LED 陣列( 590 nm) 用于通過 ATP 測定照亮 HEK293T 細胞和 CD8+ T 細胞。

體內研究過程中需要考慮的 3 個關鍵因素是視蛋白敏感性、組織滲透性和光毒性。通過選擇適當的視蛋白和光波長,研究人員能夠研究目標組織中的細胞反應和信號傳導途徑,同時將光毒性保持在低限度。

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