什么是光学遗传?

光遗传学是神经科学领域一项相当新的技术,用于观察大脑不同区域的功能性,以及它们的功能和产生疾病的原因。光遗传学将大脑(动物或人体的其他区域)中特定神经元或蛋白质的基因靶向与光学技术相结合,用于成像或控制完整的、活的神经回路中的目标,即便是在自由活动的动物体内。它主要是由加州大学圣地亚哥分校和斯坦福大学的一组研究人员在过去7年里开发的,现在正在迅速向世界各地的研究机构推广。

光遗传学是如何工作的?

2005年,研究人员发现了一种所谓的视紫红质,这是一种单细胞藻类的光激活神经元开关,可以被不同波长的光激活或钝化。这种转换可以在一毫秒的时间内完成。通过基因操作(通过病毒),这些视紫红质被“植入”到动物大脑的神经元中。如果将某一波长的光照射到大脑的某一区域,不同波长的光可以打开或关闭该特定区域的大脑功能。这种定位方法可以帮助找到大脑中与阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、自闭症、药物滥用等疾病有关的区域。

光基因研究装置是什么样的?

该装置主要由蓝色和绿色/黄色区域的光源和最终到达动物大脑的纤维组件组成。动物既可以是固定的,也可以自由移动的。

装置的组成部分是:

  • 对于固定的动物:

调制源 → Laser /LED 光源 → 光纤 → 光纤互连单元 → 光极 (光纤最终通过套管进入大脑)

  • 对于自由活动的动物:

调制源 → Laser /LED 光源 → 光纤 → 光纤旋转接头 → 光极 (光纤最终通过套管进入大脑)

哪些Omicron产品被用于光遗传学?

用于光遗传学的主要波长有:473nm、532nm、561nm和594nm,其中473nm用于激发Channerhodopson (ChR2),561nm、594nm和甚少案例用到的532nm用于激发Halorhodopsin (NpHR)。

大家用于光遗传学的产品有:

LuxX?473-100半导体梅高美游戏网站,可配置FC/PC、FC/APC、SMA光纤耦合头。

LightHUB-2/4光引擎,可集成半导体梅高美游戏网站?LuxX?473-100 和?561nm或594nmDPSS梅高美游戏网站?+ 声光调制器和FC/PC、FC/APC、SMA 光纤耦合头。

LEDMOD473.300.LABLEDMOD590.100.LAB,可配置光纤耦合头,以及SMA耦合头的200um或400um?High-NA多模光纤。

大家的优势是什么?

在光遗传学的最初几年,473nm和5xxnm的DPSS梅高美游戏网站已经被使用。调制功能是光遗传学需要的,直接调制的低价的国产DPSS梅高美游戏网站(主要用于激光展示应用)与质量和稳定性差或CW DPSS梅高美游戏网站结合慢调制速度的外部快门已被使用。随着研究变得越来越深入,研究人员现在要求快速和精确调制梅高美游戏网站和LED光源。

Omicron可以提供LED和激光解决方案,完美匹配光遗传学的需求。

LEDMOD系列光纤耦合LED模组可以直接调制到200kHz,这比目前这个应用中所需的1kHz最大调制速度快得多,可以完美的在研究过程中重现精确切换到一个准确的功率。

LuxX?激光系列还提供了一个>150kHz全开/关“电子快门”功能,如果“电子快门是关闭的”,这是完美的切换神经元没有任何余光来自激光。这些直接调制二极管梅高美游戏网站的精度是任何当今可用的直接调制DPSS梅高美游戏网站无法达到的。

LightHUB?紧凑型激光组合器是将两个、三个甚至四个波长组合到一个普通光纤的解决方案。它通过集成LuxX?二极管梅高美游戏网站(如473nm)和集成由独立AO调制器调制DPSS梅高美游戏网站(如561nm或594nm)提供波长之间的快速调制和切换。许多两种或三种波长的系统已经在世界各地销售,其性能得到非常积极的反馈。

光遗传学的客户群是?

由于光遗传学仍然与大脑研究(神经科学)密切相关,大多数客户可以在大学、研究机构和诊所找到,但在过去2-3年也在一些其他生命科学领域。你可以浏览以下关键词:

–?光遗传学

–?神经科学

–?神经学

–?脑细胞

–?光纤化学传感

–?大脑研究

–?阿尔茨海默症研究

–?帕金森研究

关于光遗传学的信息链接如下:

http://en.wikipedia.org/wiki/Optogenetics

http://www.stanford.edu/group/dlab/optogenetics/

http://www.openoptogenetics.org/index.php?title=Main_Page

索引:https://www.omicron-laser.de/