膜電位イメージング
膜電位プローブは、膜電位変化を光の変化に変換する。膜電位プローブはそれぞれ異なった仕組みで膜電位変化を光の変化に変換する。大まかな仕組みは以下である。
FRETタイプ: 膜電位変化によって2種類の蛍光団の距離が変化する。結果、蛍光団間のFRET効率が変換し、蛍光強度が増減する
PeTタイプ: 膜電位変化によって分子内の電子移動の方向性が変わる。結果、蛍光団の消光あるいは消光の解除がおきて蛍光強度が増減する
クロミズムタイプ: 膜電位あるいは周囲環境の変化により、蛍光団の吸収・蛍光スペクトルが変化する。結果、蛍光特性が変化する
膜電位イメージングでは、次の2ステップを踏んで膜電位を計測する。
膜電位を光へ変換
光を計測
膜電位は自然に光へ変わるわけではない (内在性信号を除く)。ゆえにまず膜電位を光へ変換する何らかの分子を導入する必要がある。これらの分子は一般に膜電位プローブ・膜電位インジケータ・膜電位センサーと呼ばれる。
次に、変換された光を計測する必要がある。これはまさに顕微鏡技術 (イメージング) である。しかし膜電位プローブの特性によって顕微鏡へ求められる性能が異なり、従来の顕微鏡技術を単純に適用できるわけではない。