Voltage-sensitive dye
ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳು, ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಡೈಗಳು ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತವೆ, ಅವು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ತಮ್ಮ ವರ್ಣಪಟಲದ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ. ಅವು ಏಕ ನರಕೋಶಗಳು, ದೊಡ್ಡ ನರಕೋಶದ ಜನಸಂಖ್ಯೆ ಅಥವಾ ಮೈಯೋಸೈಟ್ಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಉರಿಯುವಿಕೆಯ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ರೇಖೀಯ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ. ಅನೇಕ ಶಾರೀರಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಜೀವಕೋಶದ ಪೊರೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳಿಂದ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಬಹುದು. ಅಳತೆಗಳು ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಮೂಲದ ಸ್ಥಳವನ್ನು ಸೂಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ವೇಗ ಮತ್ತು ದಿಕ್ಕಿನ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಮೈಟೊಕಾಂಡ್ರಿಯ ಮತ್ತು ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಬೆನ್ನುಮೂಳೆಯಂತಹ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಸೇರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಜೀವಕೋಶದ ಅಂಗಕಗಳೊಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ವರ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಂಕೀರ್ಣ ಬಹುಕೋಶೀಯ ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಮಾದರಿಗಳ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಶಕ್ತಿಯುತವಾಗಿದೆ. ಇದು ಏಕ ಕೋಶಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಮೆಂಬರೇನ್ ಪೊಟೆನ್ಶಿಯಲ್ನಲ್ಲಿನ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಮತ್ತು ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳ ಮಾಪನವನ್ನು ಸಹ ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ತ್ವರಿತ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಶೋಧಕಗಳ ವಿಧಗಳುಃ ಇವು ಆಂಫಿಫಿಲಿಕ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಸ್ಟೇನಿಂಗ್ ಡೈಗಳಾಗಿದ್ದು, ಅವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೆಂಬರೇನ್ ಆಂಕರ್ಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಒಂದು ಜೋಡಿ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್/ಜಲೀಯ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ಗೆ ಕ್ರೋಮೋಫೋರ್ ಅನ್ನು ಲಂಬವಾಗಿ ಜೋಡಿಸುವ ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಗುಂಪನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ರೋಮೋಫೋರ್ ಭೂಮಿಯಿಂದ ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿಗೆ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಚಾರ್ಜ್ ಶಿಫ್ಟ್ಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಮೆಂಬರೇನ್ ಪೊಟೆನ್ಶಿಯಲ್ಗೆ ಈ ವರ್ಣಗಳ ಸಂವೇದನೆಗಾಗಿ ಪುಟೇಟಿವ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ರೋಮಿಕ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಆಧಾರವಾಗಿದೆ. ಈ ಅಣುವು (ಡೈ) ಜೈವಿಕ ಪೊರೆಯ ಲಿಪೊಫಿಲಿಕ್ ಭಾಗದ ನಡುವೆ ಪರಸ್ಪರ ಬೆಸೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವು ಪ್ರಚೋದನೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಚಾರ್ಜ್ ಮರುವಿತರಣೆಯು ಮೆಂಬರೇನ್ನೊಳಗಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರಕ್ಕೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಕ್ಷೇತ್ರ ಮತ್ತು ನೆಲದ ನಡುವಿನ ನೇರ ಸಂವಹನ ಮತ್ತು ಉತ್ತೇಜಿತ ಸ್ಥಿತಿ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಕ್ಷಣಗಳ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ವರ್ಣಪಟಲದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೊಸ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವರ್ಣಗಳು ಸಂಯೋಜಿತ ಆಣ್ವಿಕ ತಂತಿಯ ಮೂಲಕ ಫೋಟೊಇಂಡ್ಯೂಸ್ಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಫರ್ (ಪಿಇಟಿ) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ. ನಿಧಾನ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಶೋಧಕಗಳು-ಇವು ತಮ್ಮ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮೆಂಬ್ರೇನ್ ವಿತರಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಭಾವ್ಯ-ಅವಲಂಬಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ, ಅವು ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಬದಲಾವಣೆಯೊಂದಿಗೆ ಇರುತ್ತವೆ. ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ನಿಧಾನ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಶೋಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಟಯಾನಿಕ್ ಕಾರ್ಬೋಸಯಾನೈನ್ಗಳು ಮತ್ತು ರೋಡಮೈನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಅಯಾನಿಕ್ ಆಕ್ಸೋನಾಲ್ಗಳು ಸೇರಿವೆ. ಡಿ-4-ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ. ಪಿ. ಎಸ್., ಡಿ-8-ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ. ಪಿ. ಎಸ್. ಮತ್ತು ಆರ್. ಎಚ್. 237ಗಳಂತಹ ಅಮಿನೋನಾಫ್ಥೈಲೆಥೆನಿಲ್ಪಿರಿಡಿನಿಯಂ (ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ.) ಬಣ್ಣಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳಾಗಿವೆ. ಅವುಗಳ ಭೌತಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ರಾಸಾಯನಿಕ ಮಾರ್ಪಾಡುಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಅವುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ 1985 ರಲ್ಲಿ ಲೆಸ್ಲಿ ಲೋವ್ ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ತಂಡವು ವಿವರಿಸಿದೆ. ಅನ್ನಿನ್-6ಪ್ಲಸ್ ಎಂಬುದು ವೇಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ (ಎನ್ಎಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಸಮಯ) ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣವಾಗಿದೆ. ಕಾರ್ಡಿಯೋಮಯೋಸೈಟ್ಗಳ ಒಂದೇ ಟಿ-ಟ್ಯೂಬುಲ್ನ ಆಕ್ಷನ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಇದನ್ನು ಗಿಕ್ಸು ಬು ಮತ್ತು ಇತರರು ಅನ್ವಯಿಸಿದ್ದಾರೆ. ತೀರಾ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಫ್ಲೂರಿನೀಕರಿಸಿದ ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ. ವರ್ಣಗಳ ಸರಣಿಯನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು, ಅದು ವರ್ಧಿತ ಸಂವೇದನೆ ಮತ್ತು ದ್ಯುತಿವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ; ಅವು ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಪ್ರಚೋದನೆ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರಗಳ ಆಯ್ಕೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ ಲಭ್ಯವಿವೆ. ಇತ್ತೀಚಿನ ಗಣನೆಯ ಅಧ್ಯಯನವು ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ. ವರ್ಣಗಳು ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ತಿನ ಪರಿಸರದಿಂದ ಮಾತ್ರ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆಣ್ವಿಕ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಂದಲ್ಲ ಎಂದು ದೃಢಪಡಿಸಿದೆ. ಕ್ಸಾಂಥೀನ್ಗಳಂತಹ ಇತರ ರಚನಾತ್ಮಕ ಸ್ಕ್ಯಾಫೋಲ್ಡ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೆದುಳಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳೊಂದಿಗೆ ಚಿತ್ರಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ವಸ್ತುವು ಸ್ವತಃ ಬಣ್ಣಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳು ಲಿಪೊಫಿಲಿಕ್ ಆಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಬಾಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೆಂಬರೇನ್ಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಥಳೀಕರಿಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಅಥವಾ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಅವು ವೇಗವಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ಪೊಟೆನ್ಶಿಯಲ್ನಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳ ರೇಖೀಯ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಸಮರ್ಥವಾಗಿವೆ. ಜೈವಿಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಪ್ರತಿದೀಪಕ ಶೋಧಕಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ಅನೇಕ ಕಂಪನಿಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತವೆ. ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಮೆಟ್ರಿಕ್ ಪ್ರೋಬ್ಸ್, ಎಲ್ಎಲ್ಸಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಿದೆ; ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫ್ಲೂರ್ ಬ್ರಾಂಡ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮಾರಾಟವಾಗುವ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಫ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ವಿಎಸ್ಡಿಗಳನ್ನು ವಿತರಿಸಲು ಅವರು ವಿಶೇಷ ಪರವಾನಗಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದಾರೆ. ಬಣ್ಣಗಳ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ವಿಶೇಷ ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳಲ್ಲಿನ ಆಯ್ಕೆಗಳು ತಯಾರಿಕೆಯ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ, ಉಪಕರಣಗಳು ವಿಶೇಷ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕಗಳು ಮತ್ತು ಚಿತ್ರಣ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ತಾಂತ್ರಿಕ ದೀಪಗಳು ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರಬಹುದು. ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ದೌರ್ಬಲ್ಯಗಳು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೆದುಳಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಚಿತ್ರಣದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆಃ ಅನೇಕ ಪ್ರದೇಶಗಳಿಂದ ಜನಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಂಕೇತಗಳ ಮಾಪನವನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ನೂರಾರು ನ್ಯೂರಾನ್ಗಳಿಂದ ದಾಖಲಿಸಬಹುದು. ಅಂತಹ ಮಲ್ಟಿಸೈಟ್ ರೆಕಾರ್ಡಿಂಗ್ಗಳು ಕ್ರಿಯೆಯ ಸಂಭಾವ್ಯ ಪ್ರಾರಂಭ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣದ (ನಿರ್ದೇಶನ ಮತ್ತು ವೇಗವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ) ಮತ್ತು ನರಕೋಶದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಕವಲೊಡೆಯುವ ರಚನೆಯ ಬಗ್ಗೆ ನಿಖರವಾದ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು. ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಗ್ಯಾಂಗ್ಲಿಯಾನ್ನಲ್ಲಿ ಸ್ಪೈಕ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬಹುದು ಮತ್ತು ನಡವಳಿಕೆಯು ಹೇಗೆ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದರ ಬಗ್ಗೆ ಮಾಹಿತಿಯನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು. ಕೆಲವು ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ, ಬಣ್ಣಗಳ ಔಷಧೀಯ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಹಿಂತಿರುಗಿಸಿ, ಕಲೆಯಿರುವ ನರಕೋಶವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು ಮತ್ತು ನರಕೋಶವು ಚೇತರಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು 1 ರಿಂದ 2 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ ಅವಕಾಶ ನೀಡಬಹುದು. ಟರ್ಮಿನಲ್ ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಶಾಖೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಏಕೀಕರಣವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲು ವರ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳು ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು ತಳೀಯವಾಗಿ ಎನ್ಕೋಡ್ ಮಾಡಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಿಗೆ (ಸಿಐ-ವಿಎಸ್ಪಿ ಪಡೆದ ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳಂತಹ) ಏಕೈಕ ಪರ್ಯಾಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫ್ಲೋರ್-530ಗಳು, ಅಥವಾ ಡಿ-2-ಎ. ಎನ್. ಇ. ಪಿ. ಇ. ಕ್ಯು. ನಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ಕರಗಬಲ್ಲ ವರ್ಣಗಳು ಪ್ಯಾಚ್ ಪೈಪೆಟ್ ಮೂಲಕ ಆಂತರಿಕವಾಗಿ ಒಂದೇ ಕೋಶಕ್ಕೆ ಪರಿಮಳವನ್ನು ನೀಡಬಹುದು. ಈ ತಂತ್ರವು ಮೆದುಳಿನ ಚೂರುಗಳೊಳಗಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಡೆಂಡ್ರೈಟ್ಗಳು ಮತ್ತು ಡೆಂಡ್ರೈಟಿಕ್ ಬೆನ್ನೆಲುಬುಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಕೇತಗಳ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿದೆ. ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳೊಂದಿಗಿನ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮೆದುಳಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ದೌರ್ಬಲ್ಯಗಳು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆಃ ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳು ಒಂದು ತಯಾರಿಕೆಯಿಂದ ಇನ್ನೊಂದಕ್ಕೆ ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಬಹುದು; ಸೂಕ್ತವಾದ ಸಂಕೇತವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹತ್ತಾರು ಡೈಗಳನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಬೇಕು., ಇಮೇಜಿಂಗ್ ನಿಯತಾಂಕಗಳಾದ ಪ್ರಚೋದನೆಯ ತರಂಗಾಂತರ, ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ತರಂಗಾಂತರ, ಒಡ್ಡುವಿಕೆಯ ಸಮಯವನ್ನು ಸಹ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಾಗಿಸಬೇಕು. ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಂಯೋಜಕ ಅಂಗಾಂಶದ ಮೂಲಕ ಭೇದಿಸಲು ವಿಫಲವಾಗುತ್ತವೆ ಅಥವಾ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕಾಗಿ ಬಯಸಿದ ಪೊರೆಯ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಅಂತರ್ಜೀವಕೋಶದ ಸ್ಥಳಗಳ ಮೂಲಕ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವರ್ಣಗಳ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಬಣ್ಣವು ಗಂಭೀರ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ. ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗುವ ವರ್ಣಗಳಾದ ಅನ್ನಿನ್-6 ಪ್ಲಸ್, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫ್ಲೂರ್-530 ಅಥವಾ ಡಿ-2-ಎಎನ್ಇಪಿಇಕ್ಯೂಗಳು ಈ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಎದುರಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಬಣ್ಣಗಳು ತುಂಬಾ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕರಗಬಲ್ಲವಾಗಿದ್ದರೆ, ಬಣ್ಣವು ಮುಂದುವರಿಯದಿರಬಹುದು. ಲಿಪೊಫಿಲಿಸಿಟಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಉದ್ದವಾದ ಆಲ್ಕೈಲ್ ಸರಪಳಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವರ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು. ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈಗಳೊಂದಿಗಿನ ಎಲ್ಲಾ ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ ಶಬ್ದವು ಒಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸಿದ್ಧತೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಅಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿರಬಹುದು. ಸಿಗ್ನಲ್ ನಿಂದ ಶಬ್ದ ಅನುಪಾತಗಳನ್ನು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಶೋಧನೆ ಅಥವಾ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಶೋಧನೆ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಅಂತಹ ಅನೇಕ ಕ್ರಮಾವಳಿಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ; ಆನ್ನಿನ್-6ಪ್ಲಸ್ ಡೈಯೊಂದಿಗಿನ ಇತ್ತೀಚಿನ ಕೆಲಸದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಸಿಗ್ನಲ್ ಪ್ರೊಸೆಸಿಂಗ್ ಕ್ರಮಾವಳಿಯನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಚಿಕಿತ್ಸೆಗಳು ಜೀವಕೋಶಗಳ ಮೇಲೆ ಶಾಶ್ವತವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು. ಶಾಶ್ವತವಾದ ಔಷಧೀಯ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಸಾಧ್ಯ, ಮತ್ತು ವರ್ಣಗಳ ದ್ಯುತಿಬಲವಿಜ್ಞಾನವು ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಬಹುದು. ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ಫ್ಯೂರಿನೇಟೆಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳ ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳು ಈ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತವೆ ಎಂದು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಕ್ವಿಡ್ ದೈತ್ಯ ಆಕ್ಸಾನ್, ಇಲಿ ಸೊಮಾಟೊಸೆನ್ಸರಿ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್ನ ವಿಸ್ಕರ್ ಬ್ಯಾರೆಲ್ಗಳು, ಸಲಾಮಾಂಡರ್ನ ಘ್ರಾಣ ಬಲ್ಬ್, ಬೆಕ್ಕಿನ ದೃಶ್ಯ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್, ಕಪ್ಪೆಯ ಆಪ್ಟಿಕ್ ಟೆಕ್ಟಮ್ ಮತ್ತು ರೀಸಸ್ ಮಂಗದ ದೃಶ್ಯ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್ ಸೇರಿದಂತೆ ವಿವಿಧ ಜೀವಿಗಳಲ್ಲಿ ನರಮಂಡಲದ ಹಲವಾರು ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ನರಗಳ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲು ವೋಲ್ಟೇಜ್-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವರ್ಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೃದಯದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ವಿವಿಧ ಪ್ರಾಣಿ ಪ್ರಭೇದಗಳಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಹೃದಯದಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಎಕ್ಸ್ ವಿವೊ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್, ಏಕ ಕಾರ್ಡಿಯೋಮಯೋಸೈಟ್ಗಳಿಂದ ಸಬ್ಸೆಲ್ಯುಲರ್ ಇಮೇಜಿಂಗ್ ಮತ್ತು ವಿವೋ ಪಿಗ್ನಲ್ಲಿ ತೆರೆದ ಹೃದಯದಲ್ಲಿ ಸೈನಸ್ ಲಯಗಳು ಮತ್ತು ಆರ್ಹೈಟ್ಮಿಯಾಗಳು ಎರಡನ್ನೂ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು ಸೇರಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಚಲನೆಯ ಕಲಾಕೃತಿಗಳನ್ನು ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವ್ ಡೈ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್ನ ಡ್ಯುಯಲ್ ತರಂಗಾಂತರ ಅನುಪಾತದ ಇಮೇಜಿಂಗ್ನಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಓದುವಿಕೆ ಬಯೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿ ಪತ್ತೆ ವಿಧಾನಗಳು ಸೆಲ್ ಕಲ್ಚರ್ ರೀಏಜೆಂಟ್ಸ್ ನ್ಯೂರೋಸೈನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫಿಸಿಯಾಲಜಿ ಸೆಲ್ ಬಯಾಲಜಿ