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斑馬魚呼吸代謝測量系統

 

斑馬魚呼吸代謝系統用于幼魚、斑馬魚等小型魚類及其他水生動物的呼吸與能量代謝測量研究，如魚卵、魚仔和無脊椎動物等?？蓱糜谒a養(yǎng)殖、水生態(tài)保護、水體環(huán)境毒理學、水質生物檢測、環(huán)境衛(wèi)生及藥理學研究、海洋淡水魚類等水生生物生態(tài)學、魚類行為生理生態(tài)、水生動物發(fā)育生態(tài)等研究。

 

 

 

功能特點

●“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；

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

●呼吸測量室有靜態(tài)呼吸室和動態(tài)呼吸室/游泳室，分別用于測量標準代謝（SMR）和不同游泳速度的活動代謝（AMR）；

●全自動化控制、記錄及分析數據，簡單易用；

●高通量，高通量系統可實時同步記錄、顯示24個以上個體的耗氧率，包括珊瑚、水蚤等水生無脊椎動物及其胚胎和幼蟲、斑馬魚等小型魚及其幼魚和魚卵等。

 

配置方案

  系統主要包括多通道熒光光纖氧氣測量主機及傳感器、微型靜態(tài)呼吸室、AutoResp自動控制及分析軟件、水環(huán)境控制模塊及其他配件或備選件。根據需求，有四通道、八通道及更多通道測量系統，可以同時連接多個呼吸室以測量多個斑馬魚的呼吸代謝情況。

? 四通道系統：由四通道熒光光纖氧氣測量系統、4個微型呼吸室及水浴盒等配件組成，可選配Mini游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活動代謝研究，還可選配溫度及氧氣監(jiān)測控制模塊。

 

 

? 八通道系統：由兩個四通道熒光光纖氧氣測量系統、8個微型呼吸室及水浴盒等組成，可選配Mini游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活動代謝研究，還可選配溫度、氧氣監(jiān)測控制模塊。

? 高通量系統：由帶粘貼式熒光光纖氧氣傳感器的封閉多孔板（24孔）和氧氣測量主機組成，多個氧氣測量主機可以連接在一起組成最多240個通道的高通量測量系統。

? 可選配行為觀測分析系統：包括高速攝像頭和行為分析軟件，用于二維（XY）乃至三維（XYZ）行為觀測分析。

 

技術指標

?熒光光纖氧氣測量系統：包括四通道測量主機、粘貼式氧氣傳感器及溫度傳感器。高時空分辨率，藍牙通訊，可在線測量水體和空氣中的氧氣，可長期在線監(jiān)測，零氧耗、穩(wěn)定性極強。

  a.氧氣測量范圍0 – 100%或0 – 45ppm；

  b.檢測極限0.03%或15ppb；

  c.溫度、鹽度、氣壓實時補償，不受電磁信號干擾、實時記錄、顯示呼吸室內氧氣隨時間的變化。

?AutoResp自動控制及軟件：自動計算顯示耗氧率、相關系數R2，實時記錄、顯示耗氧率隨時間的變化；實時記錄、顯示溫度隨時間的變化，測量數據自動存儲成Excel格式文檔，原始數據自動存儲成Txt格式文檔。

  a.即時切換測量方法和調整間歇式呼吸測量法的測量/交換時間；

  b.數據后分析：自動計算SMR、Pcrit等參數，顯示計算圖表；

  c.自動設置：提供預設的系統配置供使用者選擇。

 

 

?水環(huán)境控制模塊：包括溫度監(jiān)測控制模塊和溶解氧監(jiān)測控制模塊。

  a.溫度監(jiān)測控制模塊包括溫度傳感器、潛水泵、不銹鋼散熱管等。溫度傳感器Pt1000測量范圍-50℃~180℃，精度±0.15℃；

  b.氧氣監(jiān)測控制模塊包括熒光光纖氧氣傳感器、電磁閥、氣石等，模塊通過控制電磁閥加氧或者加氮以控制水體處于過氧或者缺氧狀態(tài)。

?微型靜態(tài)呼吸室：硼硅玻璃材質，內徑多種規(guī)格供選配（9mm、11.4mm、14.5mm、18.5mm、24mm、28mm、33mm、45mm）。

 

 

?Mini游泳室：包括游泳室、水浴槽、潛水泵、流速控制系統等，游泳室容積170ml，水流速度可調節(jié)范圍為0.7 – 50cm/s，可選配1500ml的游泳室。

?高通量系統：由帶粘貼式熒光光纖氧氣傳感器的封閉多孔板、水浴盒、溫控單元及氧氣測量主機組成，多個氧氣測量主機可以連接在一起組成最多240個通道的高通量測量系統。

  a.24孔多孔板有內徑4.5mm、6mm、8mm、10mm、12mm供選配，分別對應80μL、200μL、 500μL、 940μL和1700μL的容積；

  b.氧氣測量范圍0 – 50%或0 – 45ppm；

  c.精確度±0.4 % @20.9 % O2

  d.適用于斑馬魚、魚卵及胚胎、昆蟲等小型生物呼吸代謝測量研究。

 

應用案例

1.加拿大薩省大學毒理學中心的Thomas和Janz使用170mL的Mini游泳室測量了過量蛋硒（Egg Se，在飲食的主要化學形態(tài)為硒蛋氨酸）對F1代成年斑馬魚游泳能力和代謝能力的持續(xù)影響。研究發(fā)現過量蛋硒會損傷其游泳能力，增加其耗氧和代謝率。進一步的基于蛋硒毒性閾值的物種敏感度分布研究揭示了斑馬魚是目前最為敏感的物種，因此是研究魚類早期生活史階段硒誘導毒性機制的絕佳實驗室模型。該論文發(fā)表在2015年的《Environmental science & technology》雜志（1區(qū)，IF = 6.653@ 2017-2018），題目為《Developmental and persistent toxicities of maternally deposited selenomethionine in zebrafish (Danio rerio)》。

 

 

 

2.巴西國家亞馬遜研究所的Braz-Mota等人使用70mL的玻璃呼吸室，采用了四通道系統測量了短鯛和霓虹燈魚兩種觀賞魚的耗氧率，借以研究兩種形態(tài)的銅——溶解態(tài)銅和納米銅對其毒性作用機制。該文章發(fā)表于2018年的《Science of the Total Environment》（2區(qū)，IF = 4.6103@ 2017-2018），題目為《Mechanisms of toxic action of copper and copper nanoparticles in two Amazon fish species: Dwarf cichlid (Apistogramma agassizii) and cardinal tetra(Paracheirodon axelrodi)》。

 

 

 

3.加拿大阿爾伯塔大學生物科學系Folkers等人使用高通量系統測量了斑馬魚胚胎/幼魚的代謝率。研究人員探索了水力壓裂后的返排水和產出水（FPW）對斑馬魚胚胎呼吸代謝的影響和心臟毒性作用，測量了暴露在不同濃度的兩種形態(tài)的FPW——無沉淀物（FPW-SF）和含沉淀物（FPW-S）的斑馬魚胚胎/幼魚24h和48h的代謝率。該研究證明呼吸代謝能夠被當做暴露于FPW的有效標志。 該文章發(fā)表在2017年的《Environmental Pollution》雜志（2區(qū)，IF = 4.358@ 2017-2018），題為《Cardio-respirometry disruption in zebrafish (Danio rerio) embryos exposed to hydraulic fracturing flowback and produced water》。