Hello everybody，上次的光遺傳耗材選購小貼士文章得到了大家廣泛的認可與支持！
 

本著做事就要細致的原則，說了光遺傳怎么會少了光纖記錄呢？

本文來襲，一文讓你看懂光纖記錄實驗如何選擇合適的耗材配件！

首先我們看一下光纖記錄的原理，光纖記錄通過時間相關單光子計數(TCSPC)的光纖光學來測量熒光分子在大腦中發出的光信號。基于基本原理，使用直徑較小的光纖探頭就能實現傳輸并收集熒光信號。
 

▲光纖記錄工作原理

光纖記錄系統是目前常用的神經元群體熒光信號檢測工具，其特點是能通過光學技術記錄特異性神經元在特定行為范式中的活性變化，實驗多數通過給動物注射攜帶熒光蛋白的探針，例如GCaMP、RCaMP、jrGECO1a、DA1h等，同時在注射部位埋置200-400μm的光纖陶瓷插芯，用于傳送激發光和收集發射光。激發光經過光纖跳線和動物頭部陶瓷插芯后到達特定腦區，激發熒光蛋白的熒光，被激發的熒光信號的強度可以被植入動物腦內的光纖末端收集，收集到的熒光經傳感器轉換為電信號，隨后經數據采集卡被傳送至記錄系統，以達到實時觀察所研究腦區一群神經細胞信號活動的目的。

而光纖記錄的發展歷史從之前最常用的PMT探測器，再到CCD相機，到現在最流行的CMOS相機，整體的檢測通道數，檢測速度因為探測器的更新得到了更大的提升。同時內部光路從激光再到現在最常用的LED光源，激發光功率逐漸降低，從而避免了光漂白效應的產生，實現長時程記錄。

從以上內容我們可以得知，光纖記錄通過同一根光纖和陶瓷插針即可實現傳輸激發光和收集熒光信號，同時激發光的功率較低（微瓦級別），如何選擇合適的配件耗材才能達到最大效率的信號傳輸呢？

敲黑板，重點來了（搬起小板凳認真聽）

1.耗材芯徑，數值孔徑（NA）怎么選擇？

光纖，陶瓷插針需要選擇相同的芯徑及數值孔徑，同樣參數規格下，可以避免傳輸光的損耗。若整體連接中耗材參數不一致，例如插針的芯徑大于光纖芯徑，就會導致激發光的傳輸不受影響而發射光的收集大大損耗。

2.光遺傳實驗的陶瓷插針可以用于光纖記錄嗎？

二者可以通用。陶瓷插針的自發熒光很低，對于光纖記錄實驗沒有影響。但是光纖記錄更推薦黑色款陶瓷插針和黑色陶瓷套管，可以更好避免環境光的干擾。

▲黑色款陶瓷插針

3.光纖的材質是否有特殊要求？

光纖根據原料不同，自發熒光數值也會有些差別。普通光纖使用前需要用光纖漂白器進行漂白，每次漂白時間為1.5小時以上，漂白后可以減少50%-75%的自發熒光，但是自發熒光會隨著時間逐漸恢復，所以下次使用之前需要重復漂白。

▲R810-1光纖漂白器

低自發熒光光纖采用低自發熒光材料制作而成，整體的自發熒光值就很低，實驗中不需要重復漂白。在檢測一些較弱信號情況下，低自發熒光光纖更具有優勢。

4.光纖記錄實驗能否搭配光纖旋轉器？

光纖旋轉器是一種實現光旋轉連接的光學器件，在實驗中可以避免動物運動導致的光纖纏繞。光纖旋轉器主要參數分為插入損耗率，旋轉變化量，通光率等。常見的光纖旋轉器可用于光遺傳實驗，用于清醒自由動物長時間的刺激和觀測實驗。

但是光纖記錄的激發光和發射光能量都偏低，使用旋轉器會對信號傳輸產生影響，在微弱信號檢測上具有影響，所以在絕大多數實驗場景下，我們不推薦使用。

如果實驗動物運動過于強烈或者某些特殊實驗場景（多動物社交實驗等）下，可以選擇光纖記錄專用轉環完成實驗（具體可以咨詢瑞沃德銷售同事）。

5. 多通道記錄如何選擇光纖耗材？

光纖記錄儀器通過同一個接口即可實現多通道記錄，所以多通道記錄實驗可以選擇搭配多通道光纖。

▲多通道光纖

6.芯徑越大，數值孔徑（NA）越大，是不是實驗效果更好？

結合第一個問題，整體耗材上下游需要保持相同的芯徑和數值孔徑，從而可以實現最高效率的光傳輸與記錄。在保持相同參數下，提高數值孔徑和芯徑可以擴大進光面積，一定程度上提高信號水平。因為芯徑越大對于動物腦部的損傷也會大一些，在小鼠實驗中，200微米，NA0.39參數即可滿足絕大多數實驗需求。

如果實驗測試時沒有完全匹配的光纖，建議選擇數值孔徑或芯徑大于陶瓷插針的光纖，此類情況下，可以適當提高激發光的功率從而達到最好的激發效果，而發射光的回傳不受影響。

7.實驗如何最大程度避免環境光的干擾？

選擇黑色陶瓷插針，黑色套管，黑色包層光纖可以最大程度避免環境光的干擾。此外還可以將牙科水泥涂黑，從而降低環境光的透入。

本期的光纖記錄耗材小貼士就到這里啦！

瑞沃德光纖記錄系統包含全套實驗所需的配件耗材，只需選擇一個型號，就可讓實驗“一步到位”，讓您的實驗更省心!

R820三色多通道光纖記錄系統，可記錄GCaMP、dLight等綠色熒光指示劑或遞質探針，及RCaMP、jrGECO1a等紅色指示劑或遞質探針信號，同時特有的410nmLED用于獲取對照信號，排除噪聲，可支持定制不同規格的光纖和陶瓷插芯，滿足多樣化實驗需求。