目前有三種在神經元上填充鈣離子指示劑的方法，且都可以用于體內和體外研究。第一種方法是利用玻璃吸管將膜滲透性鹽或葡聚糖形式的指示劑注入單個神經元中。此方法方便實驗者控制單個神經元內的鈣離子指示劑濃度且信噪比較高。第二種是利用“批量加載”的方法將鈣離子指示劑染料負載神經元，觀察對象為一群神經元。盡管此方法可能導致一些膠質細胞也被指示劑所標記，但提高了整體神經元的標記百分比，使研究者得以觀察到一群神經元內動作電位相關性的活動。第三種也較為常用，通過病毒轉染的方式使其基因編碼鈣離子指示劑。（A）單細胞注射法；（B）networkloading法；（C）通過病毒轉染使其基因編碼鈣離子指示劑（expressionofgeneticallyencodedcalciumindicators,GECI）利用鈣離子指示劑檢測組織或細胞內鈣離子濃度，進而反應組織或細胞內某些活動或反應。北京熒光顯微鈣成像nVista3.0

鈣離子成像系統：傳統的寬場熒光顯微鏡由于光散射的影響，只能夠對大腦淺層的神經元或在離體組織上進行成像，共聚焦顯微鏡由于光損傷較大，一般也只用于離體鈣成像。隨著熒光顯微鏡技術的迅速發展，在體鈣成像技術得到了蓬勃發展。雙光子熒光顯微鏡能夠在進行成像的時候實現高分辨率和高信噪比。例如，用雙光子顯微鏡對海馬樹突棘的鈣離子信號進行成像，研究神經元突觸后長時程控制(Wangetal.,2000)；觀察小鼠運動皮層神經元在嗅覺選擇任務中刺激相關電位(Komiyamaetal.,2010)等等。不過，這些實驗還是需要對動物進行麻醉和固定，而神經科學領域很多研究更希望能夠對自由活動的動物進行研究。近年來出現了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術。如圖6中所示的光纖成像法：使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦，從特定腦區發出的熒光信號被光纖收集，然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens，方便活動，而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區之間的聯系和相互作用。不過這種成像方法的視野較小，分辨率也比較差。合肥鈣成像價格多少對鈣離子的功能研究中，鈣指示劑是必不可少的工具。

想要對鈣離子的動態變化進行有效的檢測，鈣離子指示劑的選擇顯得尤為重要。鈣離子熒光指示劑在未結合鈣離子前幾乎無熒光，與鈣離子結合后，熒光強度xianzhu增強。利用這一原理，可以通過指示劑的信號強弱來觀察細胞內鈣離子濃度水平的變化。根據激發光波長范圍，鈣離子指示劑可以分為可見光激發和紫外光激發，而根據其工作原理又可以分為比率和非比率型。常見的鈣離子指示劑有以下幾種：紫外光激發Ca2+熒光探針、可見光激發Ca2+熒光探針、轉基因Ca2+指示劑。

目前可用的指示劑較多，根據熒光光譜、與鈣離子親和力及其化學特性的不同大致分為化學性鈣離子指示劑和基因編碼鈣離子指示劑。前者指可特異性與鈣離子結合的小分子，常用的有fura-2、indo-1等；而后者主要指來源于綠色熒光蛋白GFP及其變異體的蛋白質，可與鈣調蛋白和肌球蛋白輕鏈激酶M13域結合，常用的有GCaMP、TN-XXL等，其中GCaMP5G和GCaMP6被廣泛應用于在體鈣成像研究中。生物熒光蛋白：Aequorin是水母熒光素（coelenterazine）通過硫酸酯鍵或過氧化鍵緊緊連到脫輔水母發光蛋白上形成的，遇到鈣離子就發出470nm藍光，可以作為鈣離子的檢測試劑；化學鈣離子指示劑：Fura-2可在紫外光下被jihuo且發射出505-520nm光；基于FRET的基因編碼的鈣指示劑；單個熒光基因編碼的鈣指示劑。長時間追蹤相同細胞，進行可重復的科學研究對自由行為動物進行慢性鈣成像研究。

對于成像和長時間成像，較重要的是要保證細胞的正常生長。熒光團受激發光光照后產生的氧化物質與蛋白質、核酸和脂肪等發生反應，熒光信號降低的同時（光致退色）也降低了細胞壽命（光線損傷）。在光照過程中氧化劑的產生,主要決定于熒光團的光化學性質和光照劑量,因此減少光照劑量成為解決上述問題的途徑之一。光漂白（Photobleaching）指在光的照射下熒光物質所激發出來的熒光強度隨著時間推移逐步減弱乃至消失的現象。熒光成像的質量很大程度上依賴于熒光信號強度，提高激發光強度固然可以提高信號強度，但激發光的強度不是可以無限提高的，當激發光的強度超過一定限度時，光吸收就趨于飽和，并不可逆地破壞激發態分子，這就是光漂白現象。在顯微技術中，光漂白使得觀測變得很復雜，因為它會造成破壞，使螢光團無法繼續放光，從而干擾實驗結果。功能性多神經元鈣成像是一種通過記錄神經元內Ca2+信號變化,監測大量神經元動作電位的光學記錄技術。南京在體鈣成像nVoke2.0

鈣成像技術在神經科學研究中的應用。北京熒光顯微鈣成像nVista3.0

霍華德休斯頓醫學研究所（HHMI）ScottSternson課題組研究了影響這種源源不斷的食欲的神經機制。他們通過使用Inscopix小顯微鏡觀察小鼠腦干區域的神經元，發現貪念美食的小鼠可能是因為特殊的大腦區域對美食和奶茶比其他小鼠更加敏感。本能會驅使我們在感到饑餓和干渴的時候尋找食物，在找到食物或水時通過眼睛看、鼻子聞、嘴巴嘗等方式來感受和決定要不要吃，吃到一定程度產生滿足感（或是吃了還想吃的不滿足感）。因此，要把大腦中匯集的關于吃喝的各類信號分清楚，并找出控制不同吃喝行為的神經環路無疑是很有挑戰的任務。ScottSternson博士的研究團隊在小鼠大腦中尋找饑餓和干渴神經環路共存的腦區。他們注意到，腦干的藍斑區（locuscoeruleus）附近有一群谷氨酸能神經元（被稱為periLC神經元），參與進食和飲水的行為，是餓和渴的匯聚點。為了研究這些神經細胞的功能，研究小組開發了一種技術，可以讓小鼠在自由活動的同時，通過Inscopix自由活動鈣成像顯微鏡觀察記錄腦干中periLC神經元的活動。這項研究的作者龔蓉博士表示，解決這個技術是此項研究的關鍵。北京熒光顯微鈣成像nVista3.0