Cal-520 ，Cal-590 和Cal-630 提供最强大的均匀荧光测定工具，用于检测细胞内钙动员。它们是荧光钙敏感染料，与现有的钙指示剂（如Fluo-3 AM，Fluo-4 AM和Rhod-2 AM）相比，具有显着改善的信噪比和细胞内保留。表达通过钙发出信号的GPCR或钙通道的细胞可以预装载可以穿过细胞膜的Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM。一旦进入细胞内，Cal 520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM的亲脂性阻断基团被细胞内酯酶切割，产生带负电荷的荧光染料，留在细胞内。它们与钙结合后的荧光大大增强。当用激动剂刺激细胞时，该受体表示细胞内钙的释放，这显着增加了Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 的荧光。高灵敏度和> 100倍荧光增强的特性使Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM成为测量细胞钙的理想指标。高信噪比和更好的细胞内保留使Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 钙测定成为评估GPCR和钙通道靶标以及筛选其激动剂和拮抗剂的有力工具。

除了方便的激发波长和钙的大荧光增强外，Cal-520 ，Cal-590 和Cal-630 主要定位于细胞溶胶中，不像Rhod-2主要位于线粒体中。 此外，Cal-590 和Cal-630 的长Ex / Em波长使这些染料成为完美的钙指示剂，与绿色荧光蛋白（GFP）细胞系的多色检测兼容。 此外，Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 钙测定经过优化，可与大多数现有荧光仪器兼容。 Cal-520在488 nm处可以很好地激发，并与FITC滤光片组一起使用。 Cal-590经过优化，可在555 nm激发，并与TRITC / Cy3滤光片组配合使用。 Cal-590经过优化，可在594 nm激发，并与TexasRed®滤光片组配合使用。光谱和钙结合特性总结如下（参见说明书中的表1）。

点击查看光谱

钙离子篇：时间轴式讲解应用于钙离子检测的探针

使用Cal-520 AM，Cal-570 AM或Cal-630 AM酯类

1.使用Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 AM酯：

        AM酯是非极性酯，其易于穿过活细胞膜，并且通过活细胞内的细胞酯酶快速水解。AM酯广泛用于非侵入性地将各种极性荧光探针装载到活细胞中。但是，使用AM酯时必须小心，因为它们易于水解，特别是在溶液中。它们应在使用前重新配制成高质量的无水二甲基亚砜（DMSO）。DMSO储备溶液可以在-20℃下干燥储存并避光。在这些条件下，AM酯应稳定数月。以下是我们推荐的将Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM酯加入活细胞的方案。该方案仅提供指南，实际应根据您的具体需求进行修改。

a）在高质量无水DMSO中制备2至5 mM Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM酯的储备溶液。

b）在实验当天，将Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM溶解在DMSO中或将等份的指示剂储备溶液解冻至室温。在Hanks和Hepes缓冲液（HHBS）或您选择的缓冲液（0.04％Pluronic®F-127）中制备10至20μM的染料工作溶液。细胞加载所需指示剂的确切浓度必须凭经验确定。

注意：非离子型洗涤剂Pluronic®F-127有时用于增加Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM酯的水溶性。

c）如果您的细胞（如CHO细胞）含有有机阴离子转运蛋白，可将丙磺舒（1-2 mM）加入染料工作溶液中（最终浓度为0.5-1 mM）以减少渗漏去酯化指标。

d）将等体积的染料工作溶液（来自步骤b或c）加入细胞板中。

e）将染料加载板在细胞培养箱中孵育60至90分钟，然后在室温下将板孵育另外30分钟。

注意：孵育染料超过2小时可以为某些细胞系提供更好的信号强度。

f）用HHBS或您选择的缓冲液（含有阴离子转运蛋白抑制剂，如1mM丙磺舒，如果适用）替换染料工作溶液，以去除多余的探针。

g）在Ex / Em = 490 / 525nm（对于Cal-520 AM），540 / 5000nm（对于Cal-590 AM）或600 / 640nm（对于Cal-630 AM）进行实验。

2.测量细胞内钙响应：

为了确定溶液的游离钙浓度或单波长钙指示剂的Kd，使用以下等式：

[Ca]free = Kd[F ─ Fmin]/Fmax ─ F]

其中F是实验钙水平下指示剂的荧光，Fmin是不存在钙时的荧光，Fmax是钙饱和探针的荧光。

        解离常数（Kd）是探针对钙的亲和力的量度。 与校准溶液相比，荧光指示剂的Ca结合和光谱性质在细胞环境中变化非常显着。 细胞内指标的原位反应校准通常产生显着高于体外测定的Kd值。 通过在离子载体如A-23187,4-溴A-23187和离子霉素存在下将加载的细胞暴露于受控的Ca²⁺缓冲液来进行原位校准。 或者，细胞透化剂如洋地黄皂苷或X-100可用于将指示剂暴露于细胞外培养基的受控Ca²⁺水平。

参考文献

Spatio-temporal modulation of light for stimulation and recording of neuronal activity
Authors: He Ma, Michael Lawrence Castanares, Vincent Daria
Journal: (2018): 1072306

A Critical Period for the Rapid Modification of Synaptic Properties at the VPm Relay Synapse
Authors: Libiao Pan, Junhua Yang, Qian Yang, Xiaomeng Wang, Liya Zhu, Yali Liu, Huifang Lou, Chou Xu, Ying Shen, Hao Wang
Journal: Frontiers in molecular neuroscience (2017)

Advances in Two-Photon Scanning and Scanless Microscopy Technologies for Functional Neural Circuit Imaging
Authors: Simon R Schultz, Caroline S Copeland, Amanda J Foust, Peter Quicke, Renaud Schuck
Journal: Proceedings of the IEEE (2017): 139–157

Bidirectional communication between sensory neurons and osteoblasts in an in vitro co-culture system
Authors: Daisuke Kodama, Takao Hirai, Hisataka Kondo, Kazunori Hamamura, Akifumi Togari
Journal: FEBS Letters (2017)

Ca 2+ signals initiate at immobile IP 3 receptors adjacent to ER-plasma membrane junctions
Authors: Nagendra Babu Thillaiappan, Alap P Chavda, Stephen C Tovey, David L Prole, Colin W Taylor
Journal: Nature Communications (2017): 1505

Calcium Imaging Across Large Areas of Intact Vascular Endothelium Reveals Stimulus-Specific Sensory Cells
Authors: Matthew D Lee, Calum Wilson, John G McCarron
Journal: The FASEB Journal (2017): 1005–8

Calcium transient assays for compound screening with human iPSC-derived cardiomyocytes: Evaluating new tools
Authors: Neil J Daily, Radleigh Santos, Joseph Vecchi, Pinar Kemanli, Tetsuro Wakatsuki
Journal: Journal of evolving stem cell research (2017): 1

Characterization of postsynaptic calcium signals in the pyramidal neurons of anterior cingulate cortex
Authors: Xu-Hui Li, Qian Song, Tao Chen, Min Zhuo
Journal: Molecular Pain (2017): 1744806917719847

Direct measurement of TRPV4 and PIEZO1 activity reveals multiple mechanotransduction pathways in chondrocytes
Authors: M Rocio Servin-Vences, Mirko Moroni, Gary R Lewin, Kate Poole
Journal: eLife (2017): e21074

Expression of the GluA2 subunit of glutamate receptors is required for the normal dendritic differentiation of cerebellar Purkinje cells
Authors: Masahiko Tanaka, Tomomi Senda, Naohide Hirashima
Journal: Neuroscience Letters (2017)

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除了方便的激发波长和钙的大荧光增强外，Cal-520 ，Cal-590 和Cal-630 主要定位于细胞溶胶中，不像Rhod-2主要位于线粒体中。 此外，Cal-590 和Cal-630 的长Ex / Em波长使这些染料成为完美的钙指示剂，与绿色荧光蛋白（GFP）细胞系的多色检测兼容。 此外，Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 钙测定经过优化，可与大多数现有荧光仪器兼容。 Cal-520在488 nm处可以很好地激发，并与FITC滤光片组一起使用。 Cal-590经过优化，可在555 nm激发，并与TRITC / Cy3滤光片组配合使用。 Cal-590经过优化，可在594 nm激发，并与TexasRed®滤光片组配合使用。光谱和钙结合特性总结如下（参见说明书中的表1）。

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使用Cal-520 AM，Cal-570 AM或Cal-630 AM酯类

1.使用Cal-520 ，Cal-590 或Cal-630 AM酯：

        AM酯是非极性酯，其易于穿过活细胞膜，并且通过活细胞内的细胞酯酶快速水解。AM酯广泛用于非侵入性地将各种极性荧光探针装载到活细胞中。但是，使用AM酯时必须小心，因为它们易于水解，特别是在溶液中。它们应在使用前重新配制成高质量的无水二甲基亚砜（DMSO）。DMSO储备溶液可以在-20℃下干燥储存并避光。在这些条件下，AM酯应稳定数月。以下是我们推荐的将Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM酯加入活细胞的方案。该方案仅提供指南，实际应根据您的具体需求进行修改。

a）在高质量无水DMSO中制备2至5 mM Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM酯的储备溶液。

b）在实验当天，将Cal-520 AM，Cal-590 AM或Cal-630 AM溶解在DMSO中或将等份的指示剂储备溶液解冻至室温。在Hanks和Hepes缓冲液（HHBS）或您选择的缓冲液（0.04％Pluronic®F-127）中制备10至20μM的染料工作溶液。细胞加载所需指示剂的确切浓度必须凭经验确定。

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c）如果您的细胞（如CHO细胞）含有有机阴离子转运蛋白，可将丙磺舒（1-2 mM）加入染料工作溶液中（最终浓度为0.5-1 mM）以减少渗漏去酯化指标。

d）将等体积的染料工作溶液（来自步骤b或c）加入细胞板中。

e）将染料加载板在细胞培养箱中孵育60至90分钟，然后在室温下将板孵育另外30分钟。

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f）用HHBS或您选择的缓冲液（含有阴离子转运蛋白抑制剂，如1mM丙磺舒，如果适用）替换染料工作溶液，以去除多余的探针。

g）在Ex / Em = 490 / 525nm（对于Cal-520 AM），540 / 5000nm（对于Cal-590 AM）或600 / 640nm（对于Cal-630 AM）进行实验。

2.测量细胞内钙响应：

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[Ca]free = Kd[F ─ Fmin]/Fmax ─ F]

其中F是实验钙水平下指示剂的荧光，Fmin是不存在钙时的荧光，Fmax是钙饱和探针的荧光。

        解离常数（Kd）是探针对钙的亲和力的量度。 与校准溶液相比，荧光指示剂的Ca结合和光谱性质在细胞环境中变化非常显着。 细胞内指标的原位反应校准通常产生显着高于体外测定的Kd值。 通过在离子载体如A-23187,4-溴A-23187和离子霉素存在下将加载的细胞暴露于受控的Ca²⁺缓冲液来进行原位校准。 或者，细胞透化剂如洋地黄皂苷或X-100可用于将指示剂暴露于细胞外培养基的受控Ca²⁺水平。

参考文献

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