斑馬魚呼吸代謝測量解決方案

       斑馬魚呼吸代謝測量解決方案包括斑馬魚在不同生長階段（胚胎、幼魚、成魚）和不同活動狀態(tài)（靜態(tài)和游泳狀態(tài)）下的多種呼吸代謝測量系統(tǒng)。解決方案均基于光纖氧傳感器技術(shù)，可測定斑馬魚、鳉魚、青鳉、刺魚等小型魚類的氧氣消耗，評估其能量代謝水平，廣泛用于生態(tài)毒理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、動物發(fā)育、水產(chǎn)養(yǎng)殖等研究領(lǐng)域。

配置組成

功能特點

l  斑馬魚成魚采用“間歇式”呼吸測量法，集合了“開放式”呼吸測量法測量時間長和“封閉式”呼吸測量法簡易的優(yōu)點，同時克服了“開放式”時間解析度差、“封閉式”不能連續(xù)長時間測量的缺點

l  溶解氧測量采用熒光光纖氧氣測量技術(shù)，測量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、無氧耗

l  可根據(jù)所需參數(shù)、斑馬魚生長階段、通道數(shù)等方面選擇合適的系統(tǒng)

l  自動化控制、記錄及分析數(shù)據(jù)，簡單易用

l  可選斑馬魚高通量視頻跟蹤及行為分析系統(tǒng)，同時對24孔、48孔、96孔板中的斑馬魚進(jìn)行高通量行為采集和分析

技術(shù)指標(biāo)

1. 斑馬魚成魚呼吸代謝測量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)

?  熒光光纖氧氣測量系統(tǒng)：包括四通道測量主機(jī)、粘貼式氧氣傳感器及溫度傳感器等，采用藍(lán)牙通訊，可長期穩(wěn)定在線監(jiān)測水體和空氣中的氧氣。

a.       氧氣測量范圍：0 - 475%空氣飽和度

b.       檢測極限：±0.15%空氣飽和度

c.       精度：±0.5%空氣飽和度

d.       溫度精度：±0.15℃

e.       溫度、鹽度、氣壓實時補(bǔ)償

f.        不受電磁信號干擾

?  自動控制及分析軟件：快速啟動間歇式呼吸測量，自動化控制實驗，包括實時的數(shù)據(jù)獲取、傳感器校準(zhǔn)、硬件控制、水環(huán)境調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)后處理、統(tǒng)計、導(dǎo)出。

a.       5種以上呼吸測量模式：封閉、開放、間歇式（時間）、間歇式（氧氣水平）、間歇式（相關(guān)系數(shù)）

b.       可測量分析參數(shù)：耗氧率（MO2/VO2)、標(biāo)準(zhǔn)代謝率（SMR）、溫度系數(shù)Q10、臨界氧氣分壓（Pcrit）等

c.       具備“相位表”功能，可實時顯示每個通道的狀態(tài)、跟蹤多通道實驗的進(jìn)程。

d.       可跨多個實驗進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，可設(shè)定和管理處理組并對不同處理組或者實驗進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和統(tǒng)計

?  玻璃呼吸室：包含丙烯酸水浴箱、硼硅酸玻璃呼吸室及適配環(huán)、呼吸室支架、小型直流泵及電源適配器等，呼吸室內(nèi)徑9mm、14.5mm、18.5mm、28mm可選，每個內(nèi)徑三種長度可選；直流泵5V-12V可調(diào)，流量50 - 1500 ml/min

2. 斑馬魚成魚呼吸代謝測量定制系統(tǒng)

?  熒光光纖氧氣測量系統(tǒng)：包括溶解氧測量主機(jī)、流通管氧氣傳感器及溫度傳感器等，可長期穩(wěn)定在線監(jiān)測水體和空氣中的氧氣。

a. 主機(jī)單通道、雙通道、四通道光學(xué)傳感器可選，具備獨立Pt100熱電阻溫度傳感器通道

b. 采樣頻率：max每秒10-20次

c. 主機(jī)內(nèi)置氣壓、濕度傳感器

d. 測量范圍：0 - 500 %空氣飽和度

e. 精度：1% @95%空氣飽和度

?  自動采集及分析軟件：可支持多達(dá)10個測量設(shè)備同時運(yùn)行，提供設(shè)備設(shè)置、傳感器校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)記錄及分析等功能。

?  呼吸室：包括丙烯酸材質(zhì)呼吸室、小型潛水泵及定時裝置、管路、調(diào)節(jié)閥等。

3. 斑馬魚胚胎、幼魚高通量測量系統(tǒng)

?  高通量測量系統(tǒng)：包括24孔板及其讀取器、密封及固定裝置等，多個讀取器可串聯(lián)組成240個通道。

a.          氧氣量程：0 - 235 %空氣飽和度

b.         分辨率：±2%空氣飽和度

c.          精度：±5%空氣飽和度

d.         漂移：＜1%空氣飽和度（一周內(nèi)，10min采集間隔）

e.          24孔板硼硅酸玻璃材質(zhì)，80-1700μL可選

?  自動采集和分析軟件：集設(shè)備通訊、校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)獲取、分析統(tǒng)計于一體，采樣率小于5s，可對每個傳感器獨立進(jìn)行兩點校準(zhǔn)，實時計算耗氧率，可保存數(shù)據(jù)、圖表，輸出Excel數(shù)據(jù)文件。

 4. 斑馬魚游泳呼吸儀

?  斑馬魚游泳儀：包括水浴箱、呼吸室、潛水泵及管路、電機(jī)及控制盒、藍(lán)牙控制裝置等，170mL和1500mL兩種規(guī)格可選。170mL游泳儀適用于小于4g的魚，可提供0.7 - 50cm/s的流速；1500mL游泳儀適用于4 - 12g魚，流速為3 - 100cm/s。潛水泵5L/min。

?  溶解氧測量裝置：包括單通道溶解氧測量儀、探頭式氧氣傳感器及Pt1000溫度傳感器。

a.          氧氣測量范圍：0 - 475%空氣飽和度

b.         檢測極限：±0.15%空氣飽和度

c.          精度：±0.5%空氣飽和度

d.         溫度精度：±0.15℃

e.          溫度、鹽度、氣壓實時補(bǔ)償

f.           不受電磁信號干擾

?  流速校準(zhǔn)單元：基于DPTV（微粒視頻跟蹤速度測量法）包括自動流速測量及校準(zhǔn)軟件、綠色熒光聚乙烯微球、綠色激光筆、工業(yè)相機(jī)及鏡頭等硬件。

?  自動控制及分析軟件：快速啟動間歇式呼吸測量，自動化控制實驗，包括實時的數(shù)據(jù)獲取、傳感器校準(zhǔn)、硬件控制、水環(huán)境調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)后處理、統(tǒng)計、導(dǎo)出。

e.       5種以上呼吸測量模式：封閉、開放、間歇式（時間）、間歇式（氧氣水平）、間歇式（相關(guān)系數(shù)）

f.        可測量分析參數(shù)：耗氧率（MO2/VO2)、標(biāo)準(zhǔn)代謝率（SMR）、溫度系數(shù)Q10、臨界氧氣分壓（Pcrit）、max代謝率（MMR）、有氧代謝范圍（AS）、臨界游泳速度（Ucrit）、單位距離能耗（COT）等

g.       具備“相位表”功能，可實時顯示每個通道的狀態(tài)、跟蹤多通道實驗的進(jìn)程。

h.       可跨多個實驗進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，可設(shè)定和管理處理組并對不同處理組或者實驗進(jìn)行數(shù)據(jù)比較和統(tǒng)計

應(yīng)用案例

1. 斑馬魚成魚呼吸代謝測量標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)被用于測定不同劑量抗抑郁藥文拉法辛（Venlafaxine）早期（1-4細(xì)胞時期）暴露對斑馬魚成魚標(biāo)準(zhǔn)代謝率（A、D）、活動代謝率（B、E）、有氧代謝范圍（C、F）和雌性（A-C）、雄性（D-F）的影響，發(fā)現(xiàn)其存在性別特異性：文拉法辛早期暴露僅使雌性斑馬魚的活動代謝率和有氧代謝范圍顯著降低（Biology, 2022）。

2. 斑馬魚胚胎、幼魚高通量測量系統(tǒng)被用于測定6PPD（輪胎抗氧化劑）及6PPD醌對斑馬魚幼魚耗氧率的影響，發(fā)現(xiàn)暴露在PPD（A）及其醌（B）96h的斑馬魚幼魚氧氣消耗相比于對照組有所升高，并存在劑量和時間依賴性（Journal of Hazardous Materials, 2022）。

3. 斑馬魚游泳呼吸儀用來測定不同水流速度下的對照組斑馬魚和缺鋅斑馬魚的氧氣消耗率，以評估其身體適應(yīng)力（physical fitness），發(fā)現(xiàn)隨著水流速度的提升，缺鋅斑馬魚游動更劇烈，導(dǎo)致其耗氧率顯著升高，身體適應(yīng)度降低（The Journal of Nutritional Biochemistry, 2017）。

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