概述

鈣離子是生命活動zui重要的離子之一，通過測定細胞內游離鈣離子濃度，可以得知肌肉收縮、神經信號傳導、細胞間通訊、激素反應等生命活動的重要信息。目前世界上胞內鈣離子的主流測量方法分為電測量法和光測量法。電測量法利用細胞膜片技術測定鈣電流引起的細胞膜電位的變化。光測量法利用能與鈣離子特異性結合的熒光探針來測定細胞熒光強度的變化。而更為準確和*的方法是則是光電聯合測量法，這兩者相互印證、相互輔助，可以得出離子濃度變化的準確信息。
單細胞膜片鉗測定系統和離子熒光比例測量系統是兩套即相互獨立又協同工作的系統。細胞膜片鉗系統用于測定生物反應和生命活動時膜電位的變化，離子熒光比例測量系統用于測量細胞鈣離子濃度的變化及其值。

實驗原理

目前zui常用的Fura-2是一種鈣離子熒光指示劑，可與胞內游離鈣離子特異結合，其游離（未結合）形式的Fura-2比與鈣結合形式的Fura-2在更長的波長上被激發，即結合形式的Fura-2激發波長為340nm，游離形式的Fura-2激發波長為380nm。因此通過檢測兩個激發波長上熒光強度的比率，就可以確定結合鈣的Fura-2與未結合的Fura-2的比例，進而利用Grynkiewicz公式求出游離鈣離子的濃度。Grynkiewicz公式：【Ca2+】i=Kd*β（R-Rmin）*(Rmax-R)。其中，Kd為Fura-2和鈣離子結合的平衡解離常數，β是胞內零鈣和飽和鈣時在380nm的熒光強度比值，R是Ratio比值，Rmin是零鈣時Ratio值，Rmax是飽和鈣時Ratio值。Fura-2法可用于測定組織快、器官、人工培養的單層貼細胞、血小板等多種細胞胞內游離鈣，此檢測方法定量，具有快速、靈敏等優點。

系統擴展

利用不同的熒光指示劑對不同離子進行染色以后，再利用專業的熒光光源進行激發。該系統可以擴展到測量K、Na、Mg、Cl等多種離子的濃度變化。

系統主要構成

1、 科研級高靈敏制冷CCD：為離子成像系統的zui主要部件。他的靈敏度高低、信噪比大小直接影響到實驗的結果。
2、 超快波長切換裝置：為熒光指示劑提供激發光源，并能使激發光在不同波長之間快速切換。
3、 分析軟件：帶有CCD、光源等周邊設備軟件控制模塊，8、16、24、48位圖像顯示與處理功能模塊，2D去卷積、3D重建、多種形態學參數及距離測量模塊。同時還具有熒光強度比例成像的數據采集與處理功能。
4、 濾光片組：根據所需測量的不同離子選擇相應的熒光染劑，然后根據所選染劑的特性選擇相應的濾光片組，以獲得我們所需的激發光源。
5、 研究級倒置螢光顯微鏡：可選用各大*公司的螢光倒置顯微鏡。

主要應用
1 由多波長單色光源與10x/40x/100x(1.35)熒光物鏡構成常規寬場熒光檢測系統。
  可以實現多色熒光比率影像例如Fura-2比率熒光測量；
2 多色熒光蛋白影像，例如CFP/GFP/YFP熒光蛋白定位跟蹤應用；
3 熒光影像重疊     
4 粒子跟蹤和運動分析