CN102579006B - 一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置 - Google Patents

一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，包括动物舱，所述动物舱内放置吸收剂瓶，动物舱上口连接第一水检计，第一水检计的两电极与第一继电器控制系统相连，第一继电器控制系统的两端通过橡胶管分别与纯氧储存瓶和动物舱相连，纯氧储存瓶上口连接第二水检计，第二水检计的两电极与第二继电器控制系统相连，第二继电器控制系统的两端通过橡胶管分别与纯氧储存瓶和储水瓶相连，储水瓶置于天平上，天平通过数据输出线与电脑连接。本发明建立了一套气液联动及实时记录装置，具有多通路、自动实时记录、记录数据准确的优点，可以用于自动连续测定及记录多种模型的整体动物氧耗量和氧耗速率，实验简便、高效、精确。

Description

一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置
技术领域
本发明涉及一种医药学的实验装置，具体的说，涉及一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置。
背景技术
小动物氧耗量指标的测定和耐缺氧能力的评价是耐缺氧药物筛选及机制研究重要的内容之一。小动物氧耗量指标的测定主要是依据置于密闭容器中的动物吸收空气中的氧气，释放二氧化碳，二氧化碳被适量钠石灰做二氧化碳吸收剂吸收从而使密闭容器压力降低，然后计量外部补偿的氧气、空气或水的质量进行动物氧耗量和氧耗速率的计算。无论是正常环境或低氧环境中测定小动物氧耗量，如果有一种小动物氧耗量动态变化实时监测和记录装置，无疑将使小动物氧耗量测定工作更加准确、方便。目前研究者使用的多为自制的各种补氧及测定装置，测定过程中需要人密切观察及人工记录比如一定时间内一定大小氧气气泡的进入数量多少、水柱移动的距离等，在人工记录过程中需要大量的人力而且人为误差不可避免。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，解决现有技术中小动物氧耗量指标测定费时费力，误差大的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，包括动物舱，所述动物舱内放置吸收剂瓶，动物舱上口连接第一水检计，第一水检计的两电极与第一继电器控制系统相连，第一继电器控制系统的两端通过橡胶管分别与纯氧储存瓶和动物舱相连，纯氧储存瓶上口连接第二水检计，第二水检计的两电极与第二继电器控制系统相连，第二继电器控制系统的两端通过橡胶管分别与纯氧储存瓶和储水瓶相连，储水瓶置于天平上，天平通过数据输出线与电脑连接。
所述纯氧储存瓶置于恒温水浴箱内，纯氧储存瓶内放有一定体积的石蜡油。
一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，包括动物舱，所述动物舱内放置吸收剂瓶，动物舱分为上下两部分，中间设置有带孔的隔板，动物舱上口连接水检计，水检计的两电极与继电器控制系统相连，继电器控制系统的两端通过橡胶管分别与动物舱隔板下部和储水瓶相连，储水瓶置于天平上，天平通过数据输出线与电脑连接。
所述电脑安装有重量变化记录软件。
所述吸收剂瓶内装有二氧化碳吸收剂钠石灰和水汽吸收剂氯化钙。
本发明的有益效果是：本发明通过自动补氧和补水系统以及储水瓶重量变化的信号采集，动物舱中动物的氧耗量及氧耗速率过程可以自动连续的记录进Microsoft Office Excel文档中便于数据处理和作图。由于重量变化记录软件是可以多通道(通道数目与电脑连接的天平数目相同)，比如可以同时进行3个甚至更多的动物的氧耗量动态变化实时监测和自动连续记录，不但节省人力而且试验结果准确，数据处理方便。
本发明建立了一套气液联动及实时记录装置，具有多通路、自动实时记录、记录数据准确的优点，可以用于自动连续测定多种模型的整体动物氧耗量和氧耗速率的测定及记录，实验简便、高效、精确。
附图说明
图1为本发明小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置；
图2为本发明小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置的另一种实施方式；
图3A常压常氧大鼠氧耗量过程记录的代表性曲线图；
图3B常压低氧大鼠氧耗量过程记录的代表性曲线图；
图4A常压常氧大鼠时间-累计氧耗量线性回归图；
图4B常压常氧大鼠时间-累计氧耗量线性回归图；
图5常压常氧小鼠氧耗量过程记录的代表性曲线图；
图6常压密闭小鼠的时间-累计氧耗量曲线回归图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1
如图1所示，动物舱15中由于动物17不断吸入氧气，产生的二氧化碳被吸收剂瓶16中钠石灰吸收而使第一水检计13水柱向动物舱15内部方向流动，全部浸入生理盐水液面下的液位继电器12的两个电极14中较短的一个电极脱离液面使液位继电器12的电路触发，打开控制自动进气装置的进气阀门，通过橡胶管11向动物舱15供氧；当补偿了动物消耗的氧气后动物舱15内气压将升高从而使水检计13水柱向动物舱15舱外方向流动，液位继电器12的两个电极14又全部浸入生理盐水液面下，液位继电器12关闭控制自动进气装置的进气阀门停止向动物舱15供氧；此过程周而复始从而实现动物舱15内气体成分和压力保持在动物刚进入动物舱15并封闭舱门后的水平。如果是常压氧耗量的测定，则动物舱15内的气体成分和压力与动物舱15外大气相同；如果封闭舱门后通入低氧混合气并调整舱内外压力一致后进行试验，则动物舱内的气体成分保持在低氧混合气的水平，其内部压力与舱外大气压相同。
与纯氧储存瓶7相通的第二水检计8通过其两个电极9感知水位的变化控制第二继电器控制系统6的进水阀门通过橡胶管5补偿流入动物舱15中氧气的体积以维持其内部压力的恒定。纯氧储存瓶7中由于其中氧气流入动物舱15补偿了动物氧耗量而使与其相通的水检压计8水柱向纯氧储存瓶7内部方向流动，第二液位继电器自动进水控制系统6的进水阀门打开向纯氧储存瓶7内部供水；在恒定的温度条件下1ml的水的体积和1ml氧气的体积是相同的，水的质量是恒定的并可以用天平测定；当流入的水补偿了流入动物舱15的氧气后纯氧储存瓶7内气压将升高从而使水检压计8水柱向纯氧储存瓶7外部方向流动，第二液位继电器自动进水控制系统6的进水阀门关闭从而停止向纯氧储存瓶进水；此过程周而复始从而实现纯氧储存瓶7内气体压力保持恒定；纯氧储存瓶7内放入一定体积的石蜡油(如20ml)以形成石蜡油层阻止氧气与瓶内的氧气溶入水中造成压力下降。由于气体的体积容易受到温度的影响，因此纯氧储存瓶整个放于恒温水浴箱10中。
流入纯氧储存瓶7的水是由放于天平3上的储水瓶4进行供给，其流失量将实时的通过天平数据输出线2被安装有重量变化记录软件的电脑1自动连续的记录进Microsoft OfficeExcel文档中便于数据处理和作图。
通过以上过程动物舱中动物的氧耗量及氧耗速率过程就可以自动连续的记录进MicrosoftOffice Excel文档中便于数据处理和作图。记录软件为WeightRecorder v1.2.0，精度为0.1g，可以连续以一定时间间隔记录数据，也可以只在进水时储水瓶重量有变化时记录数据。电脑时间与当时的储水瓶重量严格同步。
试验例：
应用小动物氧耗量动态变化实时监测和自动连续记录装置，观察了正常大鼠在常压常氧和模拟6000m常压低氧环境中的氧耗量，装置运转良好。
1.实验方法：取体重500～520g SD雄性大鼠3只。将大鼠称重后放入动物舱中，动物舱内部体积约5L，封闭舱门后立即进行氧耗量的测定。按照15秒的间隔记录储水瓶重量的变化入Microsoft Office Excel文档，记录15分钟。常压常氧大鼠氧耗量测定后向动物舱中通入含有10％氧气的低氧混合气(相当于模拟6000m的高原低氧环境)15分钟，流量为5L/min。停止低氧混合气通气后调整动物舱内、外压力相同后立即进行模拟6000m常压低氧环境中大鼠的氧耗量的测定，按照15秒的间隔记录储水瓶重量的变化入Microsoft Office Excel文档，记录15分钟。利用Microsoft Office Excel进行氧耗量的计算。15分钟内动物氧耗量平稳，数据进行线性回归后得到的回归曲线的斜率再除以体重即为动物的氧耗量(如图3A、图3B、图4A、图4B)。
2.实验结果：常压常氧和常压低氧大鼠氧耗量分别为(22.1±2.5)ml O2/(kg.min)和(13.9±1.9)ml O2/(kg.min)。
实施例2
本实施例为本发明的另一种实施方式，与实施例1的不同之处在于补偿的水直接进入动物舱9下部，动物舱分为上下两部分，中间设置有带孔的隔板12，动物舱9其上部有开口与水检压计7的一端相连，另一端放置两个电极8与自动控制系统6相连。如图2所示，动物舱9中由于动物10不断吸入氧气，产生的二氧化碳被动物舱9中的吸收瓶11中的钠石灰吸收而使水检压计7水柱向动物舱9内部方向流动，全部浸入生理盐水液面下的液位继电器控制系统6的两个电极8中较短的一个电极脱离液面使液位继电器的电路触发，打开控制自动进水装置的进水阀门，通过橡胶水管5向动物舱9供水；当补偿了动物消耗的氧气的相同体积的水后动物舱9内气压将升高从而使水检压计7水柱向动物舱9舱外方向流动，液位继电器控制系统6的两个电极8又全部浸入生理盐水液面下，液位继电器控制系统6关闭进水阀门停止向动物舱9供水；此过程周而复始从而实现动物舱9内气体压力保持与动物舱9外大气压相同。
流入动物舱9的水是由放于天平3上的储水瓶4进行供给，其流失量将实时的通过天平数据输出线2被安装有重量变化记录软件的电脑1自动连续的记录进Microsoft Office Excel文档中便于数据处理和作图。
通过以上过程动物舱中动物的氧耗量及氧耗速率过程就可以自动连续的记录进MicrosoftOffice Excel文档中便于数据处理和作图。
记录软件为WeightRecorderv1.2.0，精度为0.1g，可以连续以一定时间间隔记录数据，也可以只在进水时储水瓶重量有变化时记录数据。电脑时间与当时的储水瓶重量严格同步。
试验例：
小鼠常压密闭缺氧模型中动物耐缺氧与氧耗量动态变化同步测定。
1.实验方法：取体重35～42g SD雄性小鼠8只。将小鼠称重后放入动物舱中，动物舱内部体积约550ml，封闭舱门后立即进行氧耗量的测定。按照3秒的间隔记录储水瓶重量的变化入Microsoft Office Excel文档，记录20分钟。以上装置的自动控制进水系统直接与放置小鼠的动物舱(体积约550ml)相连，动物舱分为上下两部分，用有孔的隔板分开(图2，12)以利用气体交换。
2.实验结果(如图5、图6)
代表性的常压密闭小鼠的时间-累计氧耗量曲线回归分析，其过程符合一元二次方程。正常小鼠的存活时间平均为(46.5±4.6)min，死亡时氧耗总量为(75.0±9.9)ml O2。

Claims (6)

1.一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，包括动物舱(15)，所述动物舱(15)内放置吸收剂瓶(16)，动物舱(15)上口连接第一水检计(13)，第一水检计(13)的两电极(14)与第一继电器控制系统(12)相连，第一继电器控制系统(12)的两端通过橡胶管(11)分别与纯氧储存瓶(7)和动物舱(15)相连，纯氧储存瓶(7)上口连接第二水检计(8)，第二水检计(8)的两电极(9)与第二继电器控制系统(6)相连，第二继电器控制系统(6)的两端通过橡胶管(5)分别与纯氧储存瓶(7)和储水瓶(4)相连，储水瓶(4)置于天平(3)上，天平(3)通过数据输出线(2)与电脑(1)连接。
2.根据权利要求1所述的小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，所述纯氧储存瓶(7)置于恒温水浴箱(10)内。
3.根据权利要求1所述的小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，所述纯氧储存瓶(7)内放有石蜡油。
4.一种小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，包括动物舱(9)，所述动物舱(9)内放置吸收剂瓶(11)，动物舱(9)分为上下两部分，中间设置有带孔的隔板(12)，动物舱(9)上口连接水检计(7)，水检计(7)的两电极(8)与继电器控制系统(6)相连，继电器控制系统(6)的两端通过橡胶管(5)分别与动物舱(9)隔板(12)下部和储水瓶(4)相连，储水瓶(4)置于天平(3)上，天平(3)通过数据输出线(2)与电脑(1)连接。
5.根据权利要求1或4所述小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，所述电脑安装有重量变化记录软件。
6.根据权利要求1或4所述小动物氧耗量动态变化同步测定和记录装置，其特征在于，所述吸收剂瓶内装有二氧化碳吸收剂钠石灰和水汽吸收剂氯化钙。
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