鈣成像技術通常使用熒光染料或報告基因來標記細胞中的鈣離子。當細胞受到外界刺激時，鈣離子會進入細胞內，導致熒光染料或報告基因發出光信號。通過觀察光信號的強度和分布，可以推斷出鈣離子的濃度和分布情況。鈣成像技術具有以下優點：高靈敏度：可以檢測到細胞內微小的鈣離子濃度變化。實時性：可以實時記錄鈣離子濃度的變化過程。空間分辨率高：可以清晰地觀察到鈣離子在細胞內的分布情況。無創性：可以通過huo體成像技術觀察動物體內的鈣離子變化情況。可重復性：可以對同一群體細胞進行多次成像，以評估不同處理或刺激的影響。總之，鈣成像技術是一種強大的生物醫學研究工具，可以幫助科學家們更好地了解細胞生理和病理狀態，為疾病診斷和zhi療提供有力支持。鈣是模型動物神經細胞內重要的第二信使,參與細胞多種功能的調節,可以產生多種細胞內信號。上海超微顯微鈣成像nVoke

近年來出現了通過植入性的microscope或microlens進行freelymoving動物鈣成像的技術。如光纖成像法：使用一端帶有GRINlens的光纖連接顯微鏡和動物大腦，從特定腦區發出的熒光信號被光纖收集，然后通過相機成像。動物頭部只需植入GRINlens，方便活動，而且可以同時植入多個lens來觀察不同的腦區之間的聯系和相互作用。還有直接植入動物大腦的微型熒光顯微鏡，將GRINlens直接植入皮層下的海馬，下丘腦，丘腦等區域，可以監測深部腦區的神經元活動。這種微型顯微鏡的重量只有幾克，不會影響動物自由活動，可以提供800μm600μm視野和1.50μm橫向分辨率。上海光遺傳鈣成像參考價鈣成像系統在自由行為動物上對鈣離子動態進行單細胞分辨率級別的持久成像。

一項由葡萄牙尚帕莫未知中心，牛津大學，哥倫比亞大學，荷蘭鹿特丹伊拉斯謨大學，麻省理工學院，倫敦大學，德國MaxPlanck生物控制論研究所，德國圖歐賓根大學多方合作的研究于2020年11月4日在Neuron上發表了題為TheAnteriorCingulateCortexPredictsFutureStatestoMediateModel-BasedActionSelection的文章，作者通過一個新的兩步謎題任務了解基于模型的決策使用對行為具體后果的預測，在小鼠的一系列決策任務中使用Inscopix顯微鈣成像和光遺傳學來證明前扣帶皮層（ACC）預測了行動將導致的狀態，而不僅*是預測它們是好是壞，并判斷結果是否與這些預測相符。研究結果表明，ACC是基于模型的控制的關鍵節點，在預測所選操作的未來狀態方面發揮著特定作用。

雙光子顯微成像技術是近些年發展起來的結合了共聚焦激光掃描顯微鏡和雙光子激發技術的一種新型非線性光學成像方法,采用長波激發，能對組織進行深層次成像。常用的比較好激發波長大多位于800-900nm，而水、血液和固有組織發色團對這個波段的光吸收率低，此外散射的激發光子不能激發樣品，因此背景第，光損傷小，適用于在體檢測。雙光子熒光成像技術能準確定位細胞內置入的微電極位置，從而觀察胞體、樹突甚至單個樹突棘的活性。研究者可完整的觀察神經組織的gaofen辨熒光圖像,甚至可以分辨神經細胞單個樹突棘中的鈣分布。對鈣離子的功能研究中，鈣指示劑是必不可少的工具。

在生物有機體，鈣離子產生各種各樣的胞內信號，這些胞內信號幾乎在每種類型的細胞中都存在，且在很多功能方面有重要作用，例如對心肌細胞收縮的控制和從細胞增殖到細胞死亡整個細胞周期的調節等。在哺乳動物的神經系統中，鈣離子是一類重要的神經元胞內信號分子。在靜息狀態下，大部分神經元的胞內鈣離子濃度為50-100nM，而當神經元活動的時候，胞內鈣離子濃度能上升10-100倍，增加的鈣離子對于包含有神經遞質的突觸囊泡的胞吐釋放過程必不可少。也就是說神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關，神經元在放電的時候會爆發出一個短暫的鈣離子濃度高峰。神經元鈣成像（calciumimaging）技術的原理就是借助鈣離子濃度與神經元活動之間的嚴格對應關系，利用特殊的熒光染料或者蛋白質熒光探針(鈣離子指示劑，calciumindicator)，將神經元當中的鈣離子濃度通過熒光強度表現出來，從而達到檢測神經元活動的目的。想要同時觀察軸突和樹突的鈣離子信號，大視野是很重要的。上海鈣成像inscopix

通過鈣成像技術發現神經元的活動與其內部的鈣離子濃度密切相關。上海超微顯微鈣成像nVoke

鈣是機體的組成元素之一。鈣離子作為電流載體維持細胞內外的電化學梯度，同時在細胞的生命活動中扮演著重要角色。作為第二信使，鈣參與細胞周期、細胞代謝、細胞分化、壞死、凋亡等等許多重要的生理過程。細胞內的鈣離子水平通常很低，一般胞漿中的自由鈣約為100nM。胞內的鈣可被各種亞細胞器所貯存，據文獻報道：其中約50%位于細胞核，30%位于線粒體，14%位于內質網，5%位于胞膜上，1%位于胞質內，且因為鈣離子易與磷酸和碳酸復合物形成不溶物，故游離鈣只占[1]。細胞可以通過鈣內流、內鈣釋放及膜系統上的降鈣蛋白等一整套完整的監控系統來維持細胞內鈣的內穩狀態。例如與鈣內流相關的通道例如電壓門控性鈣離子通道VDCC、受體活躍的通道RACC；與內鈣釋放相關的受體如內質網上的IP3受體；以及降鈣相關的脂膜及線粒體上的主動運輸的鈣泵系統等等[2]。近20年來鈣的熒光成像及測定技術發展迅速，出現了各種各樣的鈣熒光指示劑，結合不斷發展的顯微成像系統，我們可以對活細胞的鈣離子進行測定及成像，進一步揭示其生理機制及相關疾病的發病機制。鈣成像的熒光指示劑鈣成像的熒光探針一般均為Ca2螯合劑EGTA，APTRA，BAPTA的衍生物，它們可以結合鈣離子從而顯示一個光譜響應。上海超微顯微鈣成像nVoke