Solutions de photométrie à fibre

La photométrie à fibre est une technique de surveillance de l'activité neuronale des neurones marqués avec un ou plusieurs rapporteurs fluorescents chez des animaux de laboratoire qui se comportent de manière chronique.

 

 

  • Avantages:
    • Enregistrer l'activité neuronale d'un groupe de neurones spécifiques
    • Une analyse profonde du cerveau à l'aide de la canule à fibre optique
    • Faible impact sur un animal dans une expérience de comportement libre
    • Permet l'enregistrement de plusieurs sites
    • Haute La présence d'une haute résolution temporelle
    • Haute Un niveau de sensibilité élevée, nécessitant une faible puissance optique
  • Désavantages:
    • Résolution spatiale limitée au diamètre du cœur de la fibre optique
    • Profondeur d'échantillonnage limitée, en raison de la diffusion tissulaire (1 photon)
    • Implant chronique invasif

Solutions

Doric Lenses propose plusieurs solutions complètes pour la photométrie sur fibre, dont des logiciels d'acquisition et d'analyse de données, des sources lumineuses, des détecteurs, des cubes de filtre optique, des cordons de brassage et des joints rotatifs aux canules à fibre optique et aux accessoires associés. 

Bien que chaque solution proposée ait ses propres avantages, elles partagent toutes la même console d'acquisition de données contrôlée par Doric Neuroscience Studio qui prend en charge l'enregistrement des données, amplifie le verrouillage en temps réel ou entrelace la démodulation avec une interface intuitive ne nécessitant aucune compétence en programmation. La console permet la synchronisation des éléments photométrique sur fibre avec des cas de comportement. De plus, elle permet d'établir un contrôle de stimulation optique optogénétique et / ou des enregistrements électrophysiologique.

En plus de la console d'acquisition de données, la Configuration de base pour la photométrie sur fibre se compose de la ou des sources de lumière DEL pouvant fournir des microWatts (µW) de lumière d'excitation de fluorescence et d'un ou de plusieurs photodétecteurs sensibles aux picoWatts (pW) d'émission de fluorescence, le tout emballé dans un Mini Cube de fluorescence compact (FMC) avec filtrage spectral de la lumière d'excitation et d'émission. L'ensemble est connecté d'un câble de raccordement à fibre optique à faible auto-fluorescence à un joint rotatif à fibre optique suivi d'une canule à fibre optique implantée de manière chronique.

Différentes configurations FMC sont disponibles pour travailler avec 1, 2 ou 3 fluorophores et pour la stimulation optogénétique. Les cubes FMC connectés d'origine sont de conception modulaire où une fibre optique est connectée aux ports de sources lumineuses et aux photodétecteurs. La nouvelle génération 2 de cubes FMC s'en sort avec les fibres optiques et certains câbles électriques dans la mesure du possible et intègre des sources de lumière DEL, des photodétecteurs et leurs amplificateurs dans une unité compacte avec une sensibilité améliorée.

Pour les expériences où les composants de transmission de la rotation du joint rotatif optique ne sont pas acceptables, nous recommandons le Système de photométrie à fibre Mini Cube à fluorescence rotative. Il utilise le même équipement qu'un système de base, à l'exception du Mini Cube de fluorescence qui intègre la lumière DEL et ses détecteurs. Il est reconceptualiser pour être fixé sur le rotor d'un joint tournant électrique assisté, menant à la suppression de la variation de transmission lors d'une rotation d'un joint rotatif optique.

Lorsque des enregistrements simultanés de photométrie sur fibre sont nécessaires pour plusieurs animaux dans des endroits différents ou sur plusieurs endroits différents sur le même animal, la solution la plus simple et la plus rentable est l'utilisation du système de photométrie à fibre optique Mini-Cube à fluorescence. Ce dernier à la capacité d'enregistrer les signaux de fluorescence de plusieurs fibres optiques en parallèle. Les fibres optiques sont regroupées à l'extrémité faisant face au détecteur CMOS, tandis que l'autre extrémité se ramifie en fibres individuelles. Lorsqu'elle est utilisée pour des enregistrements à comportement libre sur plusieurs animaux dans un endroit séparé, chaque extrémité de fibre doit être équipée d'un joint rotatif à fibre optique. Si les enregistrements concernent plusieurs sites sur les mêmes animaux, il faut empêcher l'animal de se retourner.

Une solution pour surmonter cette limitation consiste à fusionner les approches Rotary FMC et Bundle FMC d'imagerie pour permettre l'enregistrement de la photométrie par fibre de plusieurs sites chez un animal pour une expérience à long terme en mouvement libre. Cette solution a été développée et est proposée avec le Système de photométrie à fibre optique Fluorescence Mini-Cube.

Toutes nos solutions de photométrie à fibre peuvent être combinées avec d'autres techniques comme l'optogénétique, l'électrophysiologie et la microscopie à fluorescence miniaturisée.

Tableau de comparaison des systèmes de photométrie à fibre
Type de système FMC de base FMC rotatif Imagerie groupée FMC FMC d'imagerie du faisceau rotatif
Nombre de sites
(le total)
jusqu'à 4 jusqu'à 4 jusqu'à 100 jusqu'à 50
Nombre de sites
(par animal, joint tournant)
2 2 2 jusqu'à 50
Sensibilité (SNR) Élevée Élevée Bien Bien
Marqueurs fluorescents jusqu'à 3 jusqu'à 2 jusqu'à 2 jusqu'à 2
Différentes configurations pour chaque site Oui Oui aucune aucune
Combinez avec l'optogénétique
Oui Oui Oui aucune
Correction de la ligne de base de référence Verrouillage /
Entrelacé
Verrouillage /
Entrelacé
Entrelacé Entrelacé


Références externes

1. Tecuapetla F et coll. Une activité équilibrée dans les voies de projection des noyaux gris centraux est essentielle pour les mouvements contraversifs.
   Nat. Commun. 5 et 4315 (2014).
2. Lerner TN et coll. Les analyses intacts du cerveau révèlent des informations distinctes véhiculées par les sous-circuits de dopamine SNc.
   Cellule 30, 635-47 (2015).
3. Kim CK et coll. Mesure rapide simultanée de la dynamique des circuits sur plusieurs sites à travers le cerveau des mammifères.
   Méthodes Nat 13, 325-8 (2016) 
4. Centre de ressources Clarity du laboratoire Deisseroth 
5. Forum sur la photométrie sur fibre