细胞（尤其神经元、心肌细胞）活化时，胞内钙离子浓度会快速瞬时升高，钙离子可作为细胞兴奋、信号传导的天然标志物；钙成像利用这一特性，通过荧光探针捕捉钙信号变化，将细胞电活动 / 功能活动转化为可视荧光信号。

GCaMPs 钙指示剂
近年来，以结构导向设计的 GCaMP 在神经科学中应用广泛。GCaMPs 是单个绿色荧光蛋白 GFP、钙调蛋白 CaM 和平滑肌细胞肌球蛋白轻链激酶片段 M13 融合的产物。在 Ca2+ 存在的情况下，CaM 会和 M13 结合，大大增加荧光强度。其结构示意图和成像原理如下图：

GCaMPs 结构示意图和 GCaMPs 成像原理

钙成像检测机制
细胞静息状态下胞内钙浓度极低，荧光微弱；
细胞被激活、产生动作电位或信号应答时，外钙内流 / 内钙释放，Ca²⁺大量增加；
钙指示剂与钙离子结合，荧光亮度上升，通过显微镜 / 活体成像设备实时采集荧光变化，即可原位、动态、大范围记录细胞群体活动模式。

钙成像研究步骤
第一步：选取合适的钙离子指示剂；
第二步：通过病毒感染的方式将钙离子指示剂导入目标位置；
第三步：记录钙离子的动态变化，分析神经元活动。

GCaMPs 钙指示剂选择标准
根据您的成像实验选择相应性质的 GCaMP，下表是 GCaMP6 和 jGCaMP7 系列探针的特点：