使用NIR吸收氧化罗达胺电压报道器进行电压成像

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 神经科学是一个神经科学.
• 光学成像技术的成像

背景情况:

• 开发用于700nm以上的非侵入性光学成像的光染料具有挑战性.
• 现有的方法很难捕捉实时生物系统中的生化和生物物理事件.

研究的目的:

• 设计,合成和应用新的近红外 (NIR) 吸收和发射光学电压计.
• 为了使完整的视网膜和其他生物系统的电压成像使用新的罗达胺基染料.

主要方法:

• 合成的硫酸,氧化 (po) 罗达胺衍生物 (poRhoVRs).
• 在HEK细胞和与Ca2+敏感光蛋白 (GCaMP) 和ChannelRhodopsin-2 (ChR2) 结合的poRhoVR中测试了电压敏感性.
• 在老鼠海马神经元和ex vivo老鼠视网膜中同时进行电压和Ca2+成像.

主要成果:

• poRhoVR 显示 NIR 激发和发射 (>700 nm) 的电压敏感度为 13-43% 的 ΔF/F 每 100 mV.
• 启用了同时电压和Ca2+成像,揭示了神经元中不同的活动动态.
• 通过将poRhoVR与ChR2.2配对来证明全光学电生理学.
• 提供了老鼠视网膜的全面生理特征,突出了电压和Ca2+动态的差异.

结论:

• 在近红外频谱中,poRhoVRs代表了光学电压计的重大进步.
• 这些新型染料可在完整系统中进行细胞和神经元生理学的非侵入性光学检查.
• 该技术为研究神经科学及其他领域的复杂生物过程开辟了新的途径.