在光遺傳實驗中，需要用到跳線、轉(zhuǎn)環(huán)、光纖、陶瓷插針等眾多耗材，并且這些耗材又存在光纖芯徑、NA值、長度、陶瓷頭直徑等眾多參數(shù)，因此許多科研人在做光遺傳實驗并進行耗材選配的過程中難免會出現(xiàn)一些疑惑，面對如此多的參數(shù)，不知道哪些才是自己所需求的，接下來本文就將帶大家了解在不同實驗場景中光遺傳耗材的推薦使用參數(shù)。
 

在此之前，我們首先要了解一下在光遺傳實驗中使用到的各個耗材及其規(guī)格。我們將以瑞沃德IOS-465nm/IOS-589nm光遺傳及其耗材舉例：

一、耗材參數(shù)介紹

光纖由纖芯、包層、鍍層、材料層、外層護套組成。

• 芯徑：在光纖中大部分的光功率由纖芯通過。
• 數(shù)值孔徑(NA)：決定了光纖能夠接受入射光的入射角范圍，NA值越大，范圍越大，同樣也對應(yīng)著其發(fā)射光的角度范圍。
• 陶瓷頭直徑：光纖一端為FC/PC接頭，另一端為陶瓷頭，陶瓷頭外徑為1.25mm和2.5mm兩種規(guī)格。

 

陶瓷插針：
芯徑：100、200、300、400μm，根據(jù)目標腦區(qū)或動物的大小，選擇不同的芯徑規(guī)格；
NA值：0.22、0.39、0.50，根據(jù)目標腦區(qū)或動物的大小，選擇不同的NA值；
陶瓷頭外徑：Ø1.25mm（6.4mm長）、Ø2.5mm（10.5mm長），一般情況下，小鼠推薦使用Ø1.25mm，大鼠推薦使用Ø2.5mm的規(guī)格；
光纖長度：2-20mm，步徑為0.5mm（可定制）；透光率≥90%，光纖彎曲率≥90%。
 

（注：黑色陶瓷插針與白色陶瓷插針的區(qū)別在于，白色陶瓷插針由于陶瓷頭為白色，易透光，在激光輸出過程中可能產(chǎn)生漏光現(xiàn)象，黑色陶瓷插針則不易漏光）

跳線：
做清醒動物實驗時，用于連接光源與轉(zhuǎn)環(huán)

• 芯徑：100、200、300、400μm；
• NA值：0.22、0.39、0.50；

兩端皆為FC/PC陶瓷頭，默認長度為1m，可定制
 

光纖：

• 芯徑：100、200、300、400μm；
• NA值：0.22、0.39、0.50；

FC/PC陶瓷頭至直徑1.25或2.5mm陶瓷頭，默認長度為1m，可定制
 

光纖旋轉(zhuǎn)器（轉(zhuǎn)環(huán)）：

適用于清醒自由活動動物，避免動物的活動過程中，光纖等線路的纏繞，適用于長時間的刺激和觀測實驗。

1x1 FC-FC光纖旋轉(zhuǎn)器

一分多光纖：
用于實驗同時刺激多個腦區(qū)或多只動物。

• 一分二光纖
• 一分三光纖
• 一分四光纖

融合光纖：
用于對實驗?zāi)繕四X區(qū)進行雙光源刺激。
 

其他耗材：

• 激光功率計：測量光纖末端功率值；
• 防塵帽：用于保護PC/UPC端面的陶瓷插針，以及ST/SC/FC跳線；
• 光纖剝離刀：剝離光纖涂覆層。

   

二、耗材參數(shù)推薦
現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了光遺傳學(xué)實驗中各個耗材的參數(shù)，接下來介紹不同實驗中各個耗材的參數(shù)推薦：

常規(guī)單通道刺激（清醒動物）：
小鼠：
光源、跳線、轉(zhuǎn)環(huán)、光纖、
陶瓷插針：100、200 μm芯徑；0.22、0.39NA值；Ø1.25mm陶瓷頭

大鼠：
光源、跳線、轉(zhuǎn)環(huán)、光纖、
陶瓷插針：300、400 μm芯徑；0.39、0.50NA值；Ø2.5mm陶瓷頭

雙（多）通道刺激（清醒動物）：
小鼠：
光源、跳線、轉(zhuǎn)環(huán)、一分二光纖、
陶瓷插針：100、200 μm芯徑；0.22、0.39NA值；Ø1.25mm陶瓷頭

大鼠：
光源、跳線、轉(zhuǎn)環(huán)、一分二光纖、
陶瓷插針：300、400 μm芯徑；0.39、0.50NA值；Ø2.5mm陶瓷頭

（注：若大鼠上同時刺激多個腦區(qū)，防止空間不夠的問題，此時可選取Ø1.25mm陶瓷頭。）

雙光源刺激：
小鼠：
IOS-465/IOS-589光源、融合光纖、
陶瓷插針：100、200 μm芯徑；0.22、0.39NA值；Ø1.25mm陶瓷頭

大鼠：
IOS-465/IOS-589光源、融合光纖、
陶瓷插針：300、400 μm芯徑；0.39、0.50NA值；Ø2.5mm陶瓷頭
 

（注：上述三種情況中，光纖、跳線的芯徑規(guī)格與NA值，以及陶瓷頭直徑，應(yīng)與陶瓷插針的參數(shù)一致。）
 

答疑小貼士

內(nèi)容拓展小貼士

光遺傳是什么？
光遺傳學(xué)技術(shù)是光學(xué)原理與基因工程相結(jié)合，利用遺傳學(xué)方法將光敏感通道蛋白表達在特定細胞群中，這些光敏感通道蛋白會在特定波長的光照下開放，將質(zhì)子泵出胞外，或者將陰離子（如Cl-）、陽離子（如Na+和K+）泵入胞內(nèi)，使細胞超極化（hyperpolarization）或去極化(depolarization)，從而可以瞬時抑制或興奮細胞。

光遺傳實驗步驟：

1. 選擇合適光敏蛋白并構(gòu)建質(zhì)粒；
2. 將光敏蛋白包裝到病毒載體中；
3. 在目標腦區(qū)注射病毒；
4. 埋植光纖插針；
5. 按既定激光參數(shù)進行光刺激；
6. 結(jié)合行為學(xué)、電生理、光纖記錄等進行檢測。