Solutions de photométrie à fibre

La photométrie par fibre est une technique de neuroimagerie puissante permettant de surveiller l'activité des populations neuronales chez les animaux en activité, notamment les rongeurs et les primates.

To observer activité neuronale, avant l'implantation de la canule, la des campagnes marketing ciblées, zone du cerveau is injecté au codé génétiquement fluorophore indicateurs dont GCaMP, dLight, GRAB-Ach, RCaMP, jRGECO1, etc. entre autres. Ces indicateurs posséder propriétés de fluorescence, ce qui signifie qu'ils émettent de la lumière à une longueur d'onde plus longue après avoir absorbé de la lumière à une longueur d'onde plus courte (lumière d'excitation). Cependant, pour que cette fluorescence se produise, les indicateurs doivent également se lier à molécules (Par exemple, dopamine, acétylcholine, ions calcium), qui augmentent pendant l’activité neuronale. Par conséquent, en mesurant l’émission fluorescente du tissu cérébral, les chercheurs peuvent indirectement mesurer le niveau de molécules comme indicateur de la population neuronale activité lors de comportements complexes.

La fibre La méthode de photométrie offre plusieurs avantages, notamment une faible invasion, faible coût, simplicité cpar rapport à d’autres méthodes, et la possibilité de moniteur zones cérébrales profondes. Néanmoins, il y a des inconvénients à prendre en compte, par exemple : le résolution spatiale de la signal de photométrie est limité à population neuronaleen contrairement à notre Systèmes de microscopie miniatures qui résolvent une cellule unique imagerie.

Comparaison des systèmes de photométrie à fibre optique

Doric Lenses Inc. est un leader reconnu dans le développement de produits de pointe pour la photométrie par fibre chez les animaux en comportement, stimulant l'innovation dans ce domaine en évolution rapide. L'image ci-dessous donne un résumé global de toutes les photométries les systèmes conçu jusqu'à présent dans l'entreprise. Chaque système est méticuleusement conçu pour répondre aux besoins et défis spécifiques rencontrés par les utilisateurs.

Trois grandes catégories de systèmes de photométrie divisées en fonction de leur détecteur :

Système de base:photodétecteur à haute sensibilité et haute résolution temporelle.

Systèmes de regroupement:La caméra CMOS capture des images de plusieurs fibres simultanément.

Système FluoPulses: un photodétecteur rapide mesure les changements dans fluorescence durée de vie.

Fibres de base Photométrie Système

Systèmes de base de photométrie à fibre sont conçus pour enregistrer des signaux de fluorescence échantillonnés avec une fibre optique par cube. Cependant, il est possible de combiner plusieurs cubes pour enregistrer à partir de plusieurs souris ou site cérébral. Doric Lenses propose trois (3) configurations de système différentes pour s'adapter aux expériences avec des animaux en mouvement libre. The Mini-cube de photométrie à fibre optique (FMC), RMini-cube de photométrie à fibre optique rotative (RFMC)ainsi que, WPhotométrie sans fil système.

The FMC  vous be dessousclassés en 3 types (FMC, iFMC et ilFMC) en fonction de lair niveau d'intégration (Voir l'image ci-dessous). Le FMC possède un cube de fluorescence entièrement optique avec lumière externe sources et détecteur pour l'enregistrement photométrie signaux. This conception modulaire le fait très personnalisables pour différentes applications. iFMC bien que, ne nécessite qu'une source lumineuse séparée the photodétecteur is intégré dans le cube délibérément pour augmentere le rapport signal sur bruit. Votre ilFMC contient tous les détecteurs et sources lumineuses à l'intérieur du cube. Par conséquent, non seulement le rapport signal/bruit améliorers, mais le système est également plus simple et convivial. Notamment unFMC les systèmes peut être utilisé avec nos joints rotatifs à queue de cochon (FRJ_1x1_PT, FRJ_2x2_PT & AFRJ_2x2_PT) Pour soit 1 site ou 2 sites long terme, se déplacer librement expériences.

In Rotatif Mini-cube de photométrie à fibre optique (RFMC) le cube de fluorescence, la lumière d'excitation et la les détecteurs sont intégrés aux joints rotatifs eux-mêmes. Cette configuration unique minimise artefacts de mouvement dans le signal, ce qui permet une collecte de données plus fiable. Pendant ce temps, le détecteur est également intégré à l'intérieur du cube pour augmenter le rapport signal/bruit. Par conséquent, le système RFMC offre l'enregistrement du signal de la plus haute qualité parmi toutes les options, bien qu'à un coût légèrement plus élevé. La rotation joint aussi contient un canal creux pour le passage de câbles ou de tubes supplémentaires pour la stimulation optogénétique, l'administration de liquide ou l'enregistrement électrophysiologique, à un site distinct des sites de photométrie.

Enfin, considérant que wLes configurations irritées conduisent souvent à des enchevêtrementsproblèmes chez un animal en mouvement libre, notamment pendant et les sciences sociales interagirion CMS de plusieurs souris dans la même cage, chez Doric Lenses, nous avons récemment développé une nouvelle solution, le Wirrésistible Pproduit d'hotométrie. Deux lampes d'excitation, un détecteur et toute l'électronique et l'optique sont intégrés sur léger fonctionnant sur batterie tête de scène avec communication sans filCe système est idéal pour étudier la population neuronale qui sous-tend les relations sociales. comportements mais est limité à Détection d'émission verte 1 couleur (500-550 nm) avec 2 excitations ; isosbestique (405, 415 nm) et fonctionnelle (470 nm).

Tous les systèmes de base utilisé verrouillage ou entrelacé signal démodulerion CMS algorithmes. Votre photodétecteurs des systèmes de base aussi capturer des données à un taux d’échantillonnage élevé, qui sont ensuite sous-échantillonnées 60 Hz. En outre, le FMC les systèmes sont compatibles avec décalé vers le rouge optogénétique plus de le photométrie site, tout en RFMC ne peut que Support optogèneestimulations tics dans un site différent.

Système de photométrie à fibre groupée

Alors que les systèmes de photométrie à fibre optique de base sont typiquement conçu pour enregistrer à partir d'un seul cerveau de souris, toujours plusieurs les cubes peuvent être combinés pour enregistrer à partir de plusieurs souris ou de plusieurs régions du cerveau. Cependant, cette approche augmente rapidement la complexité de la configuration et pose des défis dans la synchronisation des enregistrements, en particulier pour 3 sites/animaux ou plus

À propos dans ce numéro, Doric Lenses a conçu une série de systèmes de photométrie en faisceaux, spécifiés pour simultané enregistrement de plusieurs animaux ou divers régions cérébrales d'une seule souris (1 à 19 régions cibles), le tout à un prix raisonnable.

Le système de photométrie groupée comprend 3 sous-catégories, dont la Système de photométrie à fibre groupée (BFMC), Photométrie des faisceaux de fibres avec optogénétique ciblée (BFTO) Et le Photométrie à fibre optique à faisceau rotatif (RBFMC) (voir image ci-dessous).

Votre BFMC a deux versions en fonction du niveau d'intégration. nouvelle version de BFMC Le système a une conception entièrement intégrée (caméra CMOS, LED, pilote LED et console), simplifiant considérablement la configuration par rapport à la norme BFMC Système. Cependant, les deux BFMC les systèmes ne sont pas compatibles avec l'optogénétique.

Votre BFTO Le système est spécialement conçu pour combiner la photométrie multifibre et l'optogénétique ciblée. Le contrôle optogénétique multisite indépendant est idéal pour les expériences d'optogénétique en boucle fermée (à la fois multi-animaux et/ou multi-sites). Ce système offre la plus grande flexibilité pour les expériences courantes en neurosciences.

Contrairement au BFMC et les systèmes BFTO, le RBFMC dispose d'un cube rotatif qui aide à éliminer les artefacts de mouvement, permettant des signaux de haute qualité. Cependant, cet avantage a pour prix de ne permettre que l'enregistrement de différentes régions cérébrales d'une seule souris. De plus, le RBFMC comprend des capacités optogénétiques qui permettent d'éclairer tous les sites simultanément.

Tous les systèmes de faisceaux utilisent un détecteur à caméra CMOS qui capture simultanément l'intégralité du faisceau de fibres. Les LED de puissance excitent l'intégralité du faisceau de fibres et le signal de photométrie est ensuite échantillonné à 10-20 Hz selon la configuration.

FluoPulse™

FluoPulse™ est un nouveau système de photométrie de Doric Lenses qui fonctionne en mesurant la durée de vie des fluorophores plutôt que le niveau d'intensité de fluorescence. Il est conçu pour mesurer la fluorescence durée de vie comprise entre 1 et 10 ns et peut résoudre différences de durée de vie de 10 à 20 psLes durées de vie photométriques mesurées sont ensuite moyennées à 10 Hz pour obtenir un signal photométrique.

Ainsi, il est compatible avec la plupart des biocapteurs conçus pour la microscopie à durée de vie de fluorescence (FLIM) et Transfert d'énergie par résonance de Förster (FRET), y compris FLIM-AKAR, GRAB-Ach3.0, etc. 

Par samplification de la durée de vie des fluorophores plutôt que de leur intensité, FluoPulse™ offre plusieurs avantages, notamment imagerie de fluorescence hautement stable qui est robuste au niveau d'expression du capteur, à l'autofluorescence, au photoblanchiment, à la puissance d'excitation, aux artefacts de mouvement et à la lumière ambiante. Cela le rend idéal pour les études à long terme qui durent des semaines ou des mois, ainsi que pour comparer les résultats entre différents animaux, moments et régions du cerveau.

Références externes (Système de photométrie à fibre optique de base)

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