CN104137800B - 一种斑马鱼电惊厥试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于动物试验设备技术领域，涉及一种斑马鱼电惊厥试验装置；主体结构包括电刺激器、分离器、记录器、容器、第一电极铜板、第二电极铜板、排水口、结网和三通控制阀，电刺激器一端接地，另一端通过分离器与容器上的第一电极铜板和第二电极铜板电连接，第一电极铜板和第二电极铜板分别固定设置在容器的左右两端器壁上；容器的底端一侧固定设置有排水口，排水口上嵌设有软网结构的结网，排水口通过常规三通控制阀与外界水源连接以实现注水与排水功能；记录器分别与分离器和容器电连接，以实现相关试验数据的记录；其装置结构合理，原理可靠，操作简便，成本低廉，使用时安全可靠，环境友好，电刺激参数明确。

Description

一种斑马鱼电惊厥试验装置

技术领域：

本发明属于动物试验设备技术领域，具体涉及一种斑马鱼电惊厥试验装置，适用于在水中电刺激斑马鱼进行实验研究，同时实现在水中给药、水中电刺激并水中观察和记录其行为指标，能广泛应用于教学、科研等领域。

背景技术：

抗惊厥试验是常见的药效学研究项目，也是药理学实验教学的重要内容，传统的电惊厥实验模型常选用小鼠作为试验对象，但是将啮齿类哺乳动物鼠类用于实验，经济成本较大，安全度低，且饲养条件高，效率低下，而斑马鱼由于养殖方便、繁殖周期短、产卵量大、胚胎体外受精、体外发育、胚体透明和突变种多等诸多优点，而且斑马鱼与人类基因的相似度高达87％，其已被列入继人与鼠之后第三大模式生物，目前斑马鱼已逐渐取代哺乳动物而成为国内外热门药学研究工具，美欧等国用斑马鱼评价药物也已通过GLP认证；当今生物学、医学和药学试验研究中，斑马鱼替代传统的哺乳动物已逐步成为热门的第三种模式动物，但还未见有技术成熟的相关电惊厥试验仪器。

因此本发明寻求设计一种斑马鱼用多功能试验装置，以填补该技术领域的空白，实现在水中对斑马鱼进行电惊搐和电惊厥等实验研究，同时能够在水中进行给药和观察行为指标并记录相关数据，其能够被广泛应用于教学、科研等领域；经过发明人的潜心研究，该试验装置成功解决了水质、水量、电流和给药方式对试验结果的干扰，并能通过视频或光电行为记录器对斑马鱼在惊搐与惊厥反应中的行为特征予以记录；将该试验装置用于斑马鱼在水中进行电刺激实验有助于药理学教学试验和抗癫痫药物的筛选，具有较高的实际运用价值和良好的经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种斑马鱼用电惊厥试验仪器装置，能够广泛应用于药效学研究与药理学教学实验中。

为了实现上述目的，本发明涉及的试验装置主体结构包括电刺激器、分离器、记录器、容器、第一电极铜板、第二电极铜板、排水口、结网和三通控制阀，电刺激器一端接地，另一端通过分离器分别与容器上的第一电极铜板和第二电极铜板电连接，第一电极铜板和第二电极铜板分别固定设置在容器的左右两端器壁上，以实现对容器中作为试验对象的斑马鱼给予电刺激；容器的底端一侧固定设置有排水口，排水口上嵌设有软网结构的结网，以防止斑马鱼随排水管游出，排水口通过常规三通控制阀与外界水源连通以实现注水与排水功能；记录器分别与分离器和容器电连接，以实现相关试验数据的记录。

本发明中所述容器选用箱形、管状环形或直管形透明容器，容器的一端或两端器壁能够沿底侧左右滑动，以实现对容器的长度或宽度的调节；所述容器或可选用长管、弯管或U形管，采用手动方式通过外界常规注射器对容器进行注水与排水；记录器选用市售的视频记录器或光电记录器；该电惊厥试验装置不仅应用于抗癫痫药和麻醉药对斑马鱼电惊厥研究试验中，也能应用在包括冷水鱼、草金鱼和热带鱼等小型鱼的电惊厥研究试验中。

本发明与现有技术相比，打破了传统神经活性药物筛选和药理教学实验选用哺乳动物的模式，该试验装置以斑马鱼为试验对象，能够观察到抗癫痫药物的抗惊厥活性试验结果与传统模式下小鼠在最大电休克实验的抗惊厥结果相吻合；本装置使用时能够实现水中给药、水中刺激、水中观察并记录相关行为特征数据等一体化操作，不仅能够直观观察到伤害性刺激(电刺激、疼痛、应激等)斑马鱼表现的惊搐反应，还可以观察到电刺激后的惊厥特征反应、濒死的恢复和死亡过程及毒性反应等，同时能够对相关数据进行记录，因此对于新药筛选和药学教学实验具有广泛的应用前景；该装置结构合理，原理可靠，操作简便，成本低廉，使用时安全可靠，环境友好，电刺激参数明确。

附图说明：

图1为本发明的主体结构模块原理示意图。

图2为本发明的涉及的容器的参考结构示例图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作出进一步详细说明。

实施例1：

本实施例的主体结构包括电刺激器1、分离器2、记录器3、容器4、第一电极铜板5、第二电极铜板6、排水口7、结网8和三通控制阀9，电刺激器1一端接地，另一端通过分离器2分别与容器4上的第一电极铜板5和第二电极铜板6电连接，第一电极铜板5和第二电极铜板6分别固定设置在容器4的左右两端器壁上，以实现对容器4中试验对象斑马鱼给予电刺激；记录器3分别与分离器2和容器4电连接，以实现相关试验数据的记录；容器4的底端一侧固定设置有排水口7，排水口7上嵌设有软网结构的结网8，排水口7通过常规三通控制阀9与外界水源连通以实现注水与排水功能。

本实施例中涉及的容器4选用箱形、管状环形或直管形透明容器，且其一端或两端器壁能够沿底侧左右滑动，以实现对容器4的长度或宽度的调节；容器4也可选用长管、弯管或U形管，采用手动方式通过常规注射器对容器进行注水与排水；记录器3选用市售的视频记录器或光电记录器；电刺激器可选用市场上国产或进口电刺激器；分离器2选用市场上国产或进口电刺激分离器。

实施例2：

本实施例以使用本装置进行斑马鱼电刺激行为研究为例，选用透明直玻璃管作为容器4，相关试验步骤如下：

(1)试验材料：斑马鱼40条，雌雄兼有，体重240±20mg，随机分组(n＝10)，自由饮食，室温23℃，昼夜自然照明；选用直径0.8cm、长10cm、容积为5ml的透明直玻璃管作为容器4，并与电刺激器1、分离器2和记录器3等其他部件组合安装成本试验装置；

(2)试验方法：试验前日筛选出对50μA电流反应敏感的斑马鱼用于试验，每条试验用斑马鱼分别放在100mL烧杯中饲养，试验时将每条试验用斑马鱼分别置于容器4中，待试验用斑马鱼适应环境后静止时，控制电刺激器1给予不同大小电流的电刺激信号，然后观察试验用斑马鱼的行为反应，并借助记录器3或人工肉眼直接观察并记录斑马鱼的行为反应相关数据，试验均在上午进行；

(3)试验结果：经50μA-100μA的电流刺激1s后，试验用斑马鱼有前窜、跳跃、甩尾或回旋等特征行为，暂统称为“惊搐反应”(鱼的电刺激惊搐反应行为是一种伤害性刺激的生理逃避的保护性反射活动，伤害性刺激也包括疼痛、惊吓应激和过度兴奋等伤害机体的应激刺激)；经2000μA的电流刺激1s后，试验用斑马鱼出现A状态：全身挺直、不动，继而出现B状态：侧翻、昏迷或死亡，暂统称为“惊厥反应”，具体结果如表1所示：

表1

注：表1为不同大小的电流对斑马鱼行为的影响(n＝10)。

实施例3：

本实施例以使用本装置进行抗癫痫药和麻醉药对斑马鱼电惊厥研究为例，选用透明箱形容器作为容器4，相关试验步骤如下：

(1)试验材料：斑马鱼200条，雌雄兼有，体重240±20mg，随机分组(n＝10)，自由饮食，室温23℃，昼夜自然照明，试验前日筛选出对50μA电流反应敏感的斑马鱼用于试验，并分别将其置于100ml烧杯中饲养备用，于次日上午进行试验；试验药品包括：生理盐水；尼可刹米(阳性对照兴奋药)，地西泮(镇定、抗癫痫药)，咪达唑仑(麻醉、抗癫痫药)，苯妥英钠(Ca+、Na+离子通道阻断剂)，苯巴比妥(抗癫痫药)，丙戊酸钠(抗癫痫药)，琥珀酸(镇痛、抗惊厥药)；试验用斑马鱼均采用隔日自来水饲养。

(2)试验方法：用生理盐水作为动物模型对照组，用试验药品作为试验处理组，具体步骤如表2所示：

表2

注：各组经预处理后10min、20min或45min后分别给予50、75、100和2000μA四种不同的电刺激，然后按照以下指标进行观察记录：①惊搐反应：前窜、跳跃、甩尾或回旋；②惊厥反应：A:全身挺直、不动；继而出现B:侧翻、昏迷或死亡。

(3)试验结果：生理盐水对照组预处理后给予50、75、100和2000μA四种不同的电刺激后，均有反应；

阳性兴奋药尼可刹米预处理后电刺激：在50、75、100和2000μA电流刺激后，均有反应(P>0.05)；

苯妥英钠预处理后电刺激：中剂量组在2000μA刺激后，6条有惊厥反应(P<0.05)；高剂量组在50μA刺激后均无反应，在75、100μA刺激后分别有1条、5条反应(P<0.01,P<0.05)，在2000μA刺激后均无反应(P<0.01)；

苯巴比妥预处理后电刺激：中剂量组在2000μA刺激后，5条有惊厥反应(P<0.05)；高剂量组在50、75μA刺激后均无反应，在100μA刺激后1条有惊搐反应(P<0.01)，在2000μA刺激后均无惊厥反应(P<0.01)；

地西泮预处理后电刺激：中剂量组在50、75、100μA刺激后，分别有2条、4条、5条有惊搐反应(P<0.05)，在2000μA刺激后2条有惊厥反应(P<0.01)；高剂量组在50、75μA刺激后均无反应，在100μA刺激后2条有惊搐反应，在2000μA刺激后1条有惊厥反应(均P<0.01)；

丙戊酸钠预处理后电刺激：中剂量组在50μA刺激后3条有惊搐反应(P<0.01)；高剂量组在50、75μA刺激后均无反应，在100μA刺激后2条有惊搐反应，在2000μA刺激后2条有惊厥反应(均P<0.01)；

咪达唑仑预处理后电刺激：中剂量组在2000μA刺激后5条有惊厥反应(P<0.05)；高剂量组在50μA刺激后2条有惊搐反应(P<0.05)，在2000μA刺激后2条有惊厥反应(P<0.01)；

琥珀酸钠预处理后电刺激：低、中剂量组与对照组比较均无显著差异；高剂量组在50、75、100μA刺激后分别有1条、4条、5条有惊搐反应(P<0.01,P<0.05)，在2000μA刺激后2条有惊厥反应(P<0.01)；具体结果如表3所示：

表3

注：与生理盐水对照组比较，*P<0.01,**P<0.05,n＝10；①惊搐反应：前窜、跳跃、甩尾或回旋；②惊厥反应次序：A:全身挺直、不动；继而出现B:侧翻、昏迷或死亡。

Claims (5)

1.一种斑马鱼电惊厥试验装置，其特征在于主体结构包括电刺激器、分离器、记录器、容器、第一电极铜板、第二电极铜板、排水口、结网和三通控制阀，电刺激器一端接地，另一端通过分离器分别与容器上的第一电极铜板和第二电极铜板电连接，第一电极铜板和第二电极铜板分别固定设置在容器的左右两端器壁上，以实现对容器中作为试验对象的斑马鱼给予电刺激；容器的底端一侧固定设置有排水口，排水口上嵌设有软网结构的结网，排水口通过三通控制阀与外界水源连通以实现注水与排水功能，记录器分别与分离器和容器电连接，以实现相关试验数据的记录。

2.根据权利要求1所述的斑马鱼电惊厥试验装置，其特征在于所述容器选用箱形、管状环形或直管形透明容器，容器的一端或两端器壁能够沿底侧左右滑动，以实现对容器的长度或宽度的调节。

3.根据权利要求1所述的斑马鱼电惊厥试验装置，其特征在于所述容器选用长管、弯管或U形管，采用手动方式通过外界注射器对容器进行注水与排水。

4.根据权利要求1所述的斑马鱼电惊厥试验装置，其特征在于记录器选用视频记录器或光电记录器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的斑马鱼电惊厥试验装置，其特征在于该装置应用于抗癫痫药和麻醉药对斑马鱼电惊厥研究试验中；或应用在包括冷水鱼、草金鱼和热带鱼的电惊厥研究试验中。