用(yòng)於(yú)光(guāng)遺傳(chuán)學（Optogenetics）的多(duō)波長五(wǔ)維(wéi)可調(tiáo)LED光(guāng)源(yuán)

發(fā)布(bù)時間：2013/4/19

點(diǎn)擊次數：5863

光(guāng)遺傳(chuán)學(xué)（Optogenetics），即(jí)結合(hé)遺傳工程與(yǔ)光來操(cāo)作(zuò)個別神(shén)經(jīng)細(xì)胞的(dí)活性，發現(xiàn)腦部如(rú)何(hé)產生(shēng)γ波（gamma oscillations），並(bìng)為(wéi)它們(mén)在(zài)調控(kòng)腦(nǎo)部功能中的(dí)角色提供(gōng)新證據(jù)，這(zhè)將有助於發展(zhǎn)一(yī)係(xì)列腦相關(guān)失(shī)調(tiáo)的新療(liáo)法。

光(guāng)遺傳學(xué)融合了

光(guāng)遺傳(chuán)學(xué)是由斯坦福(fú)大學(xué)的研(yán)究人員開始用(yòng)於(yú)研究(jiū)小鼠大(dà)腦的，他們(mén)將這(zhè)項技(jì)術稱(chēng)之為Optogenetics（optical stimulation plus genetic engineering 光刺激(jī)基(jī)因(yīn)工(gōng)程(chéng)/光(guāng)遺傳學(xué)），這個(gè)技術(shù)的關鍵是：科(kē)學家(jiā)們(mén)必須事前(qián)向小白鼠(shǔ)體(tǐ)內注(zhù)射(shè)一(yī)種植物基(jī)因，這種基因(yīn)能夠(gòu)對(duì)不同顏色光的(dí)刺激(jī)作(zuò)出(chū)敏感的反應，還(huán)能通過自(zì)生特性(xìng)感染類似的(dí)細胞。

使用這些(xiē)光(guāng)遺傳(chuán)學(xué)（optogenetic）工(gōng)具，能夠激活清醒哺乳(rǔ)動物的單(dān)一神經元，並直接(jiē)演示神經(jīng)元(yuán)激(jī)活表(biǎo)現出的行為(wéi)結果(guǒ)。這(zhè)一光遺(yí)傳(chuán)學(xué)方法(fǎ)使得研究人(rén)員能夠獲得(dé)關於脊髓回(huí)路(lù)的(dí)一些重(zhòng)要(yào)信(xìn)息。這種(zhǒng)新技術(shù)可(kě)以(yǐ)推(tuī)廣到所有類型(xíng)的神經細(xì)胞(bāo)，比如(rú)大腦(nǎo)的嗅覺，視覺，觸覺(jué)，聽覺細胞(bāo)等(děng)。光遺傳學(xué)開(kāi)辟了一個新的讓人(rén)激(jī)動(dòng)的(dí)研(yán)究領域(yù)，可(kě)以(yǐ)挑(tiāo)選(xuǎn)出一種類型(xíng)的細胞(bāo)然後發現(xiàn)其功能(néng)。

當然現在說(shuō)用(yòng)於人(rén)體實驗(yàn)還為(wéi)時尚(shàng)早，但是已(yǐ)經有一(yī)些研(yán)究成(chéng)果已經(jīng)開始逐(zhú)漸走向臨床(chuáng)應用。比如(rú)，斯(sī)坦(tǎn)福大(dà)學神經(jīng)病(bìng)Amit Etkin正在努(nǔ)力(lì)促(cù)進(jìn)有(yǒu)關齧齒(chǐ)類(lèi)動物焦慮症研(yán)究成果的(dí)轉化，以利用現有工具(jù)改善(shàn)人類(lèi)相關疾(jí)病的(dí)治療。他采用的是(shì)經顱(lú)磁(cí)刺激技術，希(xī)望能夠(gòu)像激(jī)活(huó)小鼠大腦杏仁(rén)核區(qū)域(yù)的神經(jīng)回(huí)路從而減輕它們的焦(jiāo)慮症狀(zhuàng)那樣來激活人腦中(zhōng)類似的回路。雖(suī)然這(zhè)種技(jì)術不(bù)如光遺傳(chuán)學技術有針對性，但卻具有非(fēi)侵入性(xìng)的(dí)優(yōu)點(diǎn)。

無(wú)論如(rú)何(hé)，光遺傳(chuán)學開(kāi)辟(bì)了一個(gè)讓人激動(dòng)的(dí)新研(yán)究領域，一(yī)些研究人員(yuán)已經(jīng)開(kāi)始設想(xiǎng)，如果(guǒ)能夠(gòu)克服生物醫(yī)學的挑戰(zhàn)，確保新基(jī)因安全(quán)地遞送(sòng)到人(rén)體(tǐ)內，基於光遺(yí)傳學的(dí)治(zhì)療方(fāng)法(fǎ)將(jiāng)直接(jiē)應用於(yú)人(rén)類。

座(zuò)落(là)於(yú)美(měi)國加(jiā)州的(dí)Mightex公司，於2012年推出了(liǎo)世(shì)界(jiè)上(shàng)*款令(líng)人激(jī)動(dòng)的多波(bō)長五維(wéi)可調光(guāng)源，可以(yǐ)用(yòng)於光遺傳學(xué)領域。

1. In Vivo Optogenetics：對於活體光遺傳學來說(shuō)，光(guāng)纖耦(ǒu)合(hé)的LED光源可以把(bǎ)光(guāng)導入到特定的神(shén)經(jīng)元上去，而(ér)不會對其(qí)他的神經(jīng)元(yuán)造成(chéng)幹擾。進(jìn)而(ér)，多(duō)波長的光纖(xiān)耦合(hé)LED光源(yuán)可(kě)以使得(dé)在(zài)不(bù)改(gǎi)變空間(jiān)位置的前(qián)提(tí)下(xià)，不同波長的光通(tōng)過同一根(gēn)光(guāng)纖(xiān)耦合導(dǎo)入(rù)到神(shén)經(jīng)元上，讓科研(yán)實(shí)驗變(biàn)得非常(cháng)的(dí)方便(biàn)。Mightex公(gōng)司的(dí)FCS和WFC係(xì)列(liè)LED光源正(zhèng)是(shì)為此所專(zhuān)門設(shè)計。

2. In Vitro Optogenetics：對於體外光遺傳(chuán)學來說(shuō)，為(wéi)了(liǎo)能(néng)夠(gòu)刺激單個的神經元，因此需(xū)要(yào)顯(xiǎn)微鏡(jìng)來達(dá)到(dào)一(yī)定(dìng)程度上的空間(jiān)分(fēn)辨率，對於(yú)光源來說，需要在顯(xiǎn)微(wēi)鏡的(dí)視(shì)場中(zhōng)對不同(tóng)神(shén)經元的(dí)刺(cì)激(jī)進行的(dí)控製。Mightex公司的Polygon400 DSI多(duō)波(bō)長五(wǔ)維可調光源正是(shì)為(wéi)此(cǐ)而設(shè)計。

Mightex公司(sī)的Polygon400光源內嵌有非(fēi)常*的(dí)光學(xué)係統(tǒng)，能夠把來自(zì)於LED的(dí)光傳遞(dì)到DLP平(píng)台然後又(yòu)通過顯(xiǎn)微(wēi)鏡到(dào)達(dá)樣品表麵，這(zhè)種係統化(huà)的設(shè)計可以(yǐ)使(shǐ)得在(zài)保持有(yǒu)限衍(yǎn)射(shè)圖像(xiàng)性能的(dí)前提下達到zui大的光強(qiáng)度。

同時(shí)，由(yóu)於(yú)Optogenetics對(duì)於時間性(xìng)能會有一定(dìng)的要求(qiú)，因此即便(biàn)在超(chāo)過4000fps的刷(shuā)新率以及快速切(qiē)換(huàn)的(dí)LED情況下(xià)，Ploygon400仍(réng)然能夠以微秒(miǎo)的(dí)精(jīng)度(dù)來對(duì)光(guāng)源進(jìn)行(háng)控(kòng)製；同(tóng)時(shí)，用(yòng)戶(hù)可以從400-700nm的(dí)範圍內zui多3個LED波(bō)長內置(zhì)於(yú)光(guāng)源引擎(qíng)中。

而(ér)以上的種種控製(zhì)，都(dū)可以(yǐ)通(tōng)過Ploygon400自帶的(dí)軟(ruǎn)件(jiàn)很容易(yì)的完成並(bìng)由用戶(hù)進(jìn)行(háng)為便捷的控製，包含了時間特性(xìng)，強度特性，波長(cháng)特性，X以(yǐ)及(jí)Y軸的(dí)移動(dòng)特(tè)性(xìng)。

中(zhōng)國(guó)zui大的光(guāng)電(diàn)產品(pǐn)代理商之一(yī)先鋒(fēng)科(kē)技股(gǔ)份(fèn)有限公(gōng)司在2013年年(nián)初攜(xié)手(shǒu)Mightex，把Polygon400光源(yuán)引入到中國(guó)來(lái)，希(xī)望(wàng)以先鋒(fēng)科技(jì)一(yī)貫的專(zhuān)業品(pǐn)質結(jié)合Mightex的高(gāo)質(zhì)量(liáng)產品(pǐn)給用戶(hù)提供更多更好的服務。

Polygon400性能規格(gé)

可用的(dí)LED波長和(hé)輸(shū)出功(gōng)率

波長(cháng)（nm）	輸出功(gōng)率（mW）
波長(cháng)（nm）	靜態(tài)圖(tú)像模式	脈衝模(mó)式
400	TBD	TBD
470	8.0	15
530	2.2	4.5
590	1.5	3
617	7.0	14
630	7.0	14
656	7.0	14

控製和時間

參數(shù)	zui小	zui大(dà)	單(dān)位
數(shù)位	1	8	Bit
曝光時(shí)間(jiān)@1bit	250	-	μs
幀(zhēn)頻(pín)@1bit	4, 000	-	1/sec
曝光(guāng)時(shí)間(jiān)@4bit	1, 600	-	μs
幀(zhēn)頻(pín)@4bit	625	-	1/sec
曝(pù)光(guāng)時間@8bit	8,333	-	μs
幀(zhēn)頻(pín)@8bit	120	-	1/sec
輸(shū)入(rù)觸發器(qì)	TTL / BNC
輸入觸(chù)發(fā)延遲(chí)	TBD	TBD	μs
輸(shū)出(chū)觸(chù)發器	TTL / BNC
輸出(chū)觸(chù)發延遲(chí)	TBD	TBD	μs

如(rú)何選擇型(xíng)號(hào)？

DSI-	x-	xxxx-	xxxx-	xxxx-	xxx
I-內置(zhì)LED F-光纖或(huò)光(guāng)導輸(shū)入(rù)	波長(cháng)1	波(bō)長2	波(bō)長3	內部使(shǐ)用

參(cān)考型號價(jià)格

型號(hào)	描述(shù)	價(jià)格
DSI-G-000	Polygon400 Dynamic Spatial Illuminator with lightguide as input light source. Lightguide or lightsource not included.	€10,440.50EUR/ea
DSI-I-0470-000	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with one built-in LED sources: 470nm.	€5,698.10EUR/ea
DSI-I-0470-00C	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with one built-in LED sources: 470nm. With C-mount.	€5,698.10EUR/ea
DSI-I-0470-0530-000	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with two built-in LED sources: 470nm/530nm.	€6,648.10EUR/ea
DSI-I-0470-0530-0617-000	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with three built-in LED sources: 470nm/530nm/617nm.	€7,598.10EUR/ea
DSI-I-0470-0590-000	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with two built-in LED sources: 470nm/590nm.	€6,648.10EUR/ea
DSI-I-0470-0590-00C	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with two built-in LED sources: 470nm/590nm. With C-mount.	€6,648.10EUR/ea
DSI-I-0470-0617-000	Polygon400 Dynamic spatial illuminator with two built-in LED sources: 470nm/617nm.	€6,648.10EUR/ea

目前，這(zhè)款(kuǎn)Polygon400光源已經為(wéi)數不少(shǎo)的研究人員(yuán)購買(mǎi)並正在(zài)使(shǐ)用。

除(chú)了上述提到(dào)的Polygon400光(guāng)源(yuán)，針對(duì)於光遺(yí)傳學應(yīng)用(yòng)，Mightex公司(sī)還有(yǒu)價格(gé)比較(jiào)低(dī)廉的單波長(cháng)與(yǔ)多(duō)波長(cháng)光纖(xiān)耦合LED供選擇(zé)。

如果您需(xū)要(yào)更(gēng)詳細的信(xìn)息，請(qǐng)聯絡先鋒(fēng)科(kē)技(jì)股(gǔ)份有限公司駐各地(dì)辦(bàn)事處或(huò)者登(dēng)陸(lù)公司進(jìn)行相(xiāng)關信(xìn)息的查(chá)詢：

先(xiān)鋒(fēng)科(kē)技股份有(yǒu)限公司（北京）

：;

地址(zhǐ)：海(hǎi)澱區知春路118 號知春大(dà)廈A0803 室(shì)

電子(zǐ)郵件：[email protected]

先(xiān)鋒科技(jì)股份有限(xiàn)公司（深圳）

： :

地(dì)址：深(shēn)圳市寶(bǎo)安區民治街道(dào)梅龍路(lù)七(qī)星商業廣場B1001室(shì)

電子(zǐ)郵(yóu)件：[email protected]

先鋒科技股(gǔ)份(fèn)有限公司(sī)（上海(hǎi)）

：;

地址：上(shàng)海市普陀區武寧路501 號(hào)鴻運(yùn)大廈9 樓15 室(shì)