CN103385214A - 一种开放式智能控温养殖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物学领域，具体涉及非洲爪蟾的新型智能控温养殖系统，该系统包括水箱、压缩机循环制冷系统，还包括投入式恒温冷却盘管、水泵、探入式温度传感器和数显装置，所述水箱为开放式，所述压缩机循环制冷系统中设有内循环水池，其中，投入式恒温冷却盘管置于水箱内；水泵设置在内循环水池的下方，与内循环水池中的不锈钢钢管连接，内循环水池通过出水口和回水口与水箱中的投入式恒温冷却盘管相连接；探入式温度传感器设于水箱中，并与数显装置连接。该系统优势在于其开放式的空气流通，避免了经常在容器内通氧气的复杂程序且降低了养殖成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型智能控温的非洲爪蟾养殖系统，适用于需氧低温水生生物的养殖，包括但不仅限于非洲爪蟾，青蛙，牛蛙，鱼类，龟类，珊瑚等。
背景技术
非洲爪蟾，原产于非洲东南部，属于比较原始的蛙类，学名：Xenopus laevis。“Xenopus”是拉丁语，意思为“特殊的足”，非洲爪蟾后足发达，有五趾，有发达的蹼，其中内侧3趾末端有角质化的爪，故而得名爪蟾；“laevis”意思为“光滑的”，是指其皮肤光滑。加上非洲爪蟾广泛分布于非洲撒哈拉大沙漠以南地区，故而称为非洲爪蟾，俗名光滑爪蟾、非洲滑蟾等。
它外形上和典型的蛙类有一定的区别，也不同于典型的蟾蜍。它体长6～13厘米，身体扁平，呈流线型；雄性个体较小，体长只有雌性的一半；体色灰色至黑色；身体两侧各有一条白色带状条纹，即侧线，属于感觉系统，可以协助它们感知水中的情况，以寻找食物或逃避天敌。
他们完全水栖，无论是蝌蚪还是成蛙一生都生活在水里，尤其喜好静止水域的环境，白天多潜藏于水底深处，夜晚则会爬至浅谈，初春至晚夏间为繁殖期，此蛙每胎可产下2000颗以上的卵，以年产卵多达1-1.5万颗。非洲爪蟾在实验室条件下可存活15年左右，有的可达20年。不过，它一般在壮年的时候，就为人类的科研事业而捐躯了。
20世纪30年代以后，欧洲和北美的一些实验室开始自己养殖非洲爪蟾，这是为什么呢？原来，在这一时期，非洲爪蟾被广泛用于医院的早期妊娠诊断，人们对非洲爪蟾的需求大大增加了。这主要归功于英国生物学家霍格本教授。霍格本主要从事比较内分泌学研究，曾研究垂体切除和外源垂体提取物对蛙类皮肤颜色的调节。1927—1930年，霍格本教授在南非开普顿大学工作，并尝试用当地的非洲爪蟾来开展他的实验。在这一时期，他发现向雌性非洲爪蟾注射牛的垂体前叶提取物会引起排卵。1930年，霍格本教授回到英国，同时也进口了一批非洲爪蟾，养在自己实验室的地下室里，继续进行生殖生理学研究，并优化了垂体提取物诱发爪蟾排卵的条件。1934年，《自然》杂志同时发表他们和另外一家南非实验室的两篇文章，具体描述了利用爪蟾进行早期妊娠检测的方法，即注射孕妇尿（其有效成分为绒毛膜促性腺激素）可以引起爪蟾排卵。这一方法简便易行，被广泛应用于医院的妊娠测试，很多医院都开始饲养非洲爪蟾。由于这一用途，非洲爪蟾在这一时期也从其原产地非洲东南部被输往世界各地，在欧美等地都建立了非洲爪蟾的养殖群体。直到20世纪60年代，这一方法才被免疫学方法所取代。
妊娠测试试验使人们认识到，通过注射激素，可以随时诱导非洲爪蟾排卵，不受季节限制。这一发现对于饱受材料困扰的胚胎学家来说无异于久旱逢甘霖。非洲爪蟾卵子和胚胎个体较大，直径可达1.4毫米，很方便进行实验胚胎学研究，如显微注射、胚胎切割和移植等。加上非洲爪蟾很泼辣，容易饲养，从20世纪50年代开始，非洲爪蟾逐渐成为发育生物学研究的模式动物。荷兰发育生物学家纽库普为推广这一模型做出了重要贡献。他与法伯合作在1956年发表的非洲爪蟾发育图谱与分期标准至今仍被广泛使用。到20世纪80年代分子生物学发展起来之后，发育生物学的研究更依赖于模式动物，研究人员必须统一动物模型，以便将研究方法、试剂标准化，研究结果也更容易汇总、分享。在这一时期，非洲爪蟾无疑仍是两栖动物中发育生物学研究的主要模型。
目前人工养殖非洲爪蟾普遍使用大中型的玻璃水族箱或圆形玻璃缸进行室内避光饲养，所用自来水需经过净化，沉淀去氯处理，每日需充氧3-5次，每次5分钟，水深20厘米。水中有潜水泵加氧，水槽里的水定期更换，一般在每次喂食后换水，以保证爪蟾的健康，防止疾病的发生。饲养的环境温度要求18℃左右，水温12-25℃。室温低于5℃时，非洲爪蟾会冬眠，若超过30℃，则其拒食，不宜存活。非洲爪蟾以猪心肝脏为食物，3-5天喂食一次。
卵母细胞表达系统在细胞生物学研究中发挥了重要作用。比如，应用非洲爪蟾卵母细胞表达外源离子通道或其他受体基因是目前离子通道或受体结构和功能研究中的一种重要方法，在研究离子通道及神经递质受体的结构、功能及药理作用方面都发挥了重要作用。
常规的低温培养箱都需要一个密闭的环境并利用压缩机制冷设备将培养箱内的温度降低到一个固定的温度值，为了维持一个恒定的低温，普遍上该种培养箱是无法与外界空气相通的。目前市面上的恒温培养箱无法解决密闭环境中与外界空气交流的问题，必须通过外接氧气瓶的方式来向培养箱内输入氧气，这种设备既占据了极大的空间，也需要另外购置氧气，增加了大量养殖成本和繁琐的程序。
发明内容
为了克服在密闭培养箱中非洲爪蟾无法吸氧的问题，本发明提供了一种开放式智能控温养殖系统，有效地解决了问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种开放式智能控温养殖系统，包括水箱和压缩机循环制冷系统，其特征在于，还包括投入式恒温冷却盘管、水泵、探入式温度传感器和数显装置，所述水箱为开放式，所述压缩机循环制冷系统中设有内循环水池，其中，投入式恒温冷却盘管置于水箱内；水泵设置在内循环水池的下方，与内循环水池中的不锈钢钢管连接，内循环水池通过出水口和回水口与水箱中的投入式恒温冷却盘管相连接；探入式温度传感器设于水箱中，并与数显装置连接。
为了起防护作用和方便移动，该系统可以给水箱配备水箱支架，水箱置于支架上，水箱支架上设有水箱防护栏，水箱支架底部有万向轮。
上述养殖系统，还可以在水箱底部设置一个放液孔，并配备放液阀。
本发明所述的养殖系统，可以由多少水箱和一台压缩机循环制冷系统构成，只需要将各水箱中的投入式恒温冷却盘管都与同一台压缩机循环制冷系统连接，就可实现由一台压缩机循环制冷系统同时控制多个水箱培养箱内水体的温度。
一个具体的实施是：用有机玻璃制作非洲爪蟾生长的水箱，在水箱的底部设置一个放液孔，并配备放液阀，在需要换水的时候可以灵活的打开和关闭放液阀。装置的外侧用304不锈钢材质制成，可以方便拆装，并带有水箱防护栏，底部有万向轮，方便移动。采用投入式恒温冷却盘管，方便清洗，并采用探入式温度传感器，可直接检测水箱内水的温度，同时在恒温系统的数显装置上显示。采用法国泰康压缩机组，制冷量可达4500W，外流量20L/分钟，温度波动度为±0.05℃，数显分辨率：0.01℃，内胆采用优质304拉丝不锈钢，台面厚度1.5mm，有内循环功能。
本发明设计的养殖系统，是一个开放式的低温恒温培养系统，该系统可以在开放的条件下将水箱内的水温降低至指定的温度，以利于非洲爪蟾的正常生长。有占地面积小，养殖成本低，操作方便，恒温的优点；进一步地，还可以用一台仪器同时控制几台培养箱，是开发新型商业化非洲爪蟾乃至低温水生动物养殖系统的具有竞争优势的新发明。
附图说明
图1是养殖用水箱。
图2是恒温冷却系统。
图3是通过四通装置将三个养殖水箱与恒温冷却系统相连。
图4是从培养的非洲爪蟾体内分离出来的健康的爪蟾卵母细胞。
1-支架，2-投入式恒温冷却盘管，3-放液阀，4-万向轮，5-探入式温度传感器，6-温度传感器套管，7-恒温系统数显装置，8-压缩机组，9-内循环水池，10-水泵，11-不锈钢钢管，12-出水口，13-回水口，14-冷凝循环水的放水阀，15-万向轮，16-四通，17-进水管，18-回水管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例新型多功能智能控温的非洲爪蟾养殖系统对非洲爪蟾生长的影响
本养殖系统以水作为冷却液，将水箱内水的热量传递出来，通过制冷系统将热量散发到设备外部，从而保证水箱内的水在设定的温度范围内，装置与仪器之间依靠水泵压力形成封闭介质循环，水泵可以把循环水池中的冷却水外引，建立第二恒温场，由温度传感器检测养殖水箱内水体的温度，实施对制冷机的控制。
图1是培养水箱部分示意图，图2是恒温冷却系统；本养殖系统用有机玻璃制作三个非洲爪蟾生长的培养水箱，尺寸为：700mmX500mmX500mm（长X宽X高）。在水箱的底部设置一个放液孔，并配备放液阀3，在需要换水的时候可以打开和关闭放液阀。装置的外侧用304不锈钢材质制成支架1，可以方便拆装，支架1并带有水箱防护栏，底部有万向轮4，方便移动。采用投入式恒温冷却盘管2，方便清洗，并采用探入式温度传感器5，可直接检测水箱内水的温度，同时在恒温系统数显装置7上显示（图2），培养水箱的内侧设有温度传感器套管6。
如图2，恒温冷却系统包括数显装置7、压缩机组8、内循环水池9和水泵10，水泵10设置在内循环水池的下方，与内循环水池中的不锈钢钢管11连接，在水泵的作用下冷凝水在内循环水池的不锈钢钢管中不停的流动，通过出水口12和回水口13连接到水箱中的投入式恒温冷却盘管2，用于降低水箱中水体的温度，在恒温系统的侧面设置了冷凝循环水的放水阀14，可以将冷凝水和内循环水池中的水放出。此恒温系统底部设有万向轮15。
压缩机组8与内循环水池相通，采用泰康2.5匹压缩机组，制冷量可达4500W，外流量20L/分钟，温度波动度为±0.05℃，数显分辨率：0.01℃，内胆采用优质304拉丝不锈钢，台面厚度1.5mm，有内循环功能。该系统具有内循环池，在爪蟾培养的同时，内循环水池的温度可以恒定在16℃，可以作为低温恒温水浴培养池，在生命科学领域的分子生物学应用实践中可以作为酶切产物连接仪使用，用于酶切产物的连接，达到“一机工作，双重使用的效果”，有了此仪器就不必再购买连接仪了，大大降低科研成本，节约了实验室的使用空间。
如图3，本养殖系统通过四通装置16连接进水管17和回水管18从而同时控制着三个培养水箱内水的温度恒定在18℃，即使在夏天较高的室温条件下，仍可以将温度控制在设定的温度范围，适合非洲爪蟾的正常生长。开放式的培养箱可以使非洲爪蟾随时与外界空气进行气体交换，有利于非洲爪蟾的呼吸。在喂食一小时后，打开放水阀，将培养水箱内的水全部放干净，然后关闭放水阀，向培养水箱内注入过半体积的净化水，非洲爪蟾在此培养条件下可以健康正常的生长，并可以获得健康优质的爪蟾卵母细胞（图4）用于细胞生物学实验分析。
Claims (4)
1.一种开放式智能控温养殖系统，包括水箱、压缩机循环制冷系统，其特征在于，还包括投入式恒温冷却盘管、水泵、探入式温度传感器和数显装置，所述水箱为开放式，所述压缩机循环制冷系统中设有内循环水池，其中，投入式恒温冷却盘管置于水箱内；水泵设置在内循环水池的下方，与内循环水池中的不锈钢钢管连接，内循环水池通过出水口和回水口与水箱中的投入式恒温冷却盘管相连接；探入式温度传感器设于水箱中，并与数显装置连接。
2.根据权利要求1所述的开放式智能控温养殖系统，其特征在于，还包括水箱支架，水箱置于支架上，水箱支架上设有水箱防护栏，水箱支架底部有万向轮。
3.根据权利要求1所述的开放式智能控温养殖系统，其特征在于，水箱底部设置一个放液孔，并配备放液阀。
4.根据权利要求1-3之一所述的开放式智能控温养殖系统，其特征在于所述水箱为多个，各水箱中的投入式恒温冷却盘管与一台压缩机循环制冷系统连接，由一台压缩机循环制冷系统同时控制多个水箱培养箱内水体的温度。
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2013
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