等级 B2 – 中高级CEFR B2
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研究人员开发并报道了一种基于生物发光的钙离子活动监测工具，名为Ca2+生物发光活动监测器（CaBLAM）。该工具由加州大学圣地亚哥分校的Nathan Shaner带领开发，并在期刊上发表。CaBLAM能够以较高速度捕捉单细胞及亚细胞水平的钙信号，这使得研究者可以在细胞级别观察神经活动。
与传统的荧光成像相比，生物发光在体内由酶分解小分子时产生光，因而不需外源光照。外源照明常引起组织自发荧光和光散射，导致图像模糊并引发光漂白或光毒性；生物发光在暗背景下信号更易分辨，也允许更长时间的连续记录。研究中有演示连续记录五小时的例子，表明该方法适合长时程观测。
布朗大学的生物发光中心于2017年成立，得到国家科学基金会的重要资助并长期推动此方向的研究。中心同时开展了让活细胞发光并被邻近细胞检测、以及基于钙信号实现活动控制的项目，重点之一是开发更亮的钙传感器。该研究有来自多所高校的三十四名以上研究人员参与，资金来自美国国立卫生研究院、国家科学基金会和保罗·G·艾伦家庭基金会等。
- 关键优势：无需外部光照
- 适用对象：小鼠与斑马鱼
- 主要目标：更亮的钙传感器
难词
- 生物发光 — 酶分解小分子时产生的自然光
- 荧光成像 — 用发光标记观察样本的成像方法
- 外源光照 — 由外部提供给样本的光照
- 光漂白 — 强光使荧光分子失去亮度
- 光毒性 — 光照对生物组织造成的伤害
- 亚细胞 — 比整细胞更小的细胞内部结构亚细胞水平
- 传感器 — 检测并报告特定信号的装置或分子钙传感器
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讨论问题
- 文章提到可以连续记录五小时。你认为长期连续记录在研究神经活动时有哪些好处或发现？请说明理由。
- 如果要开发更亮的钙传感器，研究者应考虑哪些实际因素？请结合文章内容和你自己的想法回答。
- 生物发光替代外源光照能减少光毒性，但可能存在什么限制或挑战？你能想到哪些技术或实验上的难点？
