CN113951884A - 一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法 - Google Patents

一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法 Download PDF

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黄晓婷
曾祥意
胡丽萍
姜黎明
杨祖晶
刘志
隋明益
邢强
陆维
包振民
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Ocean University of China
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Yantai Marine Economic Research Institute Yantai Fishery Technology Promotion Station And Yantai Marine Fishing Proliferation Management Station
Ocean University of China
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    • A61B5/22—Ergometry; Measuring muscular strength or the force of a muscular blow
    • A61B5/224—Measuring muscular strength
    • A61B5/227—Measuring muscular strength of constricting muscles, i.e. sphincters

Abstract

本发明提供一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法，是首先将待测扇贝放置于充气的循环海水体系中保持十分钟以上；然后进行调试设备及软件连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；接着进行扇贝拉力检测，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟；最后进行拉力参数分析，测量结束后将数据导出至excel表格，进行四项扇贝拉力指标的计算。本发明通过对现有扇贝拉力测定系统设备的改进并建立了扇贝拉力指标标准化测定方法，实现扇贝闭壳肌拉力低成本、高效率、标准化的测定，为后续扇贝的选育提供可靠的技术手段。

Description

一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法
技术领域
本发明属于贝类品质检测技术领域，具体涉及一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法。
背景技术
在双壳贝类中，闭壳肌起着非常重要的生理作用，如游泳逃逸，辅助呼吸、进食等。双壳贝类闭壳肌是由肌肉和韧带组成。闭壳肌拉力作为量化指标可以反映出闭壳肌的收缩能力。健康(活性好)的亲贝是生产优质贝苗的先决条件，因此，双壳贝类健康状况的检测便成为贝类良种选育的关键。有研究发现，闭壳肌拉力不仅可以反映珍珠贝闭壳肌的强壮程度，还可以反映出珍珠贝的健康情况。
目前，对于扇贝闭壳肌性状的测定，一般需将扇贝样本解剖后才能后才能获得相关参数，如闭壳肌重，软体重，出肉率等，而解剖后的扇贝将不能用于后代的繁育，即使确定了高出肉率的个体也无法将其应用到育种工作中，导致扇贝闭壳肌性状的选育工作进展缓慢，亟待研发一种非损伤的闭壳肌性状测定技术进行闭壳肌性状的精准测定。有报道建立了基于X光成像的贝类肌肉性状活体测定技术，可以实现扇贝闭壳肌性状的高通量无损测定。然而，该技术需要专门的X光成像设备，但是此检测方法和方案成本较高，难以推广普及，并且测试效率低下、测试结果不准确，故本申请提出一种新的高效准确的双壳贝类闭壳肌拉力测定方法。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高效准确的双壳贝类闭壳肌拉力测定方法，以解决现有技术中操作麻烦，而且存在着测试效率低下、测试结果不准确的问题。
本发明所提供的包括以下步骤：
S1、扇贝准备：将待测扇贝放置于充气的循环海水体系中保持10min以上；
S2、调试设备及软件：将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N(1N＝0.98kg)，将取样率调至1000Hz(5个数据/秒)，连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；
S3、扇贝拉力检测：将扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟；
S4、拉力参数分析：测量结束后，将数据导出至excel表格，进行四项扇贝拉力指标的计算。
优选地，所述四项扇贝拉力指标的计算包括：
总力(Thetotalforce，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
闭壳时间(ShellClosingtime，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
平均力(Theaverageforce，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值；
最大力(Maximumforce，MF)：3min内所测拉力数据的最大值。
高效准确的双壳贝类闭壳肌拉力测定装置，包括数显拉力计(4)、固定装置(21)和拉力测定装置(22)，其特征在于：所述数显拉力计(4)包括LCD显示屏(5)、测量轴(6)和数据线(7)，所述固定装置(21)包括底板(1)、固定支架(2)、M6蝶形长螺丝(16)和M4平杯螺丝(17)，所述拉力测定装置(22)包括升降调节装置(3)、下夹片(8)、上夹片(9)和加长轴(10)，所述加长轴(10)与测量轴(6)固定连接，所述数显拉力计(4)与升降调节装置(3)固定连接，所述升降调节装置(3)设置于固定支架(2)顶部一侧，所述下夹片(8)设置于底板(1)顶部，所述上夹片(9)设置于下夹片(8)顶部并与加长轴(10)固定连接。
优选地，所述LCD显示屏(5)设置于数显拉力计(4)前侧并与数显拉力计(4)固定连接，所述测量轴(6)设置于LCD显示屏(5)底部并与数显拉力计(4)固定连接，所述数据线(7)设置于数显拉力计(4)顶部，所述M4平杯螺丝(17)一端依次贯穿升降调节装置(3)和数显拉力计(4)并与数显拉力计(4)和升降调节装置(3)螺纹连接。
优选地，所述数显拉力计(4)输出端连接有AC适配器(19)，所述AC适配器(19)输出端连接有输出连接器(20)，所述数据线(7)一端插入输出连接器(20)内部，通过AC适配器保证数显拉力计工作的稳定，减少因为电力原因造成的数显拉力计检测数据出错，保证检测结果的准确性。
优选地，所述升降调节装置(3)后侧开设有卡槽(18)，所述M6蝶形长螺丝(16)依次贯穿卡槽(18)和固定支架(2)，所述M6蝶形长螺丝(16)与升降调节装置(3)和固定支架(2)螺纹连接，所述固定支架(2)和升降调节装置(3)均设置于底板(1)顶部。
优选地，所述加长轴(10)和上夹片(9)之间、固定支架(2)底部两侧和底板(1)顶部两侧之间以及下夹片(8)与底板(1)之间设置有M6平杯螺母(11)，多个所述M6平杯螺母(11)外侧两端均螺纹套设有M6平杯螺丝(12)，所述M6平杯螺丝(12)外侧固定套设有圆形不锈钢薄片，多个所述圆形不锈钢薄片分别固定连接于底板(1)顶部、固定支架(2)底部两侧、加长轴(10)底部、上夹片(9)顶部和下夹片(8)底部，通过M6平杯螺母和M6平杯螺丝对底板、固定支架、上夹片和加长轴进行安装，保证安装拆卸的方便。
优选地，所述底板(1)底部安装有四个可调节蹄脚(15)，所述可调节蹄脚(15)远离底板(1)的一端截面形状设置为梯形，通过可调节蹄脚支撑底板，保证底板放置的稳定，提高底板操作的稳定性。
本发明提供了高效准确的双壳贝类闭壳肌拉力测定装置及测定方法，其具备的有益效果如下：
1、本发明测定方法通过对现有扇贝拉力测定系统设备的改进并建立了扇贝拉力指标标准化测定方法，实现扇贝闭壳肌拉力低成本、高效率、标准化的测定，为后续扇贝的选育提供可靠的技术手段。
2、本发明的方法不会对测试样本产生任何损伤且测试效率高(测试速度最高可达1000次/秒)并可根据需要对测试速度进行调节高灵敏度(100～1000次/秒)、中灵敏度(10～100次/秒)、低灵敏度(5次/秒)，提供了一种可高效准确测定双壳贝类闭壳肌拉力的装置，其操作简便、数字化程度高、测量准确可控、经济耐用，适于推广使用。
3、本发明的所使用的拉力测定装置不需要通过复杂的调试，操作极其简便，对于新手使用特别友好，相较于其他双壳类闭壳肌拉力测力设备对于测试环境要求较高，如湿度、温度、腐蚀等方面，本发明由于整体采用的PVC及304不锈钢材料，耐高温、耐腐蚀的同时，整体结构简洁轻便，易于拆卸、移动和携带，解决了拉力设备笨重不灵活的问题。
附图说明
图1本发明中扇贝拉力测定装置的正视图；
图2本发明中扇贝拉力测定装置的后视图；
图3本发明中扇贝拉力测定装置的俯视图；
图4本发明中扇贝拉力测定装置的侧视图；
图5本发明中涉及到的栉孔扇贝每分钟的拉力指标箱型图；
图6本发明中涉及到的栉孔扇贝不同开壳间距下的拉力指标箱型图；
图7本发明中涉及到的栉孔扇贝10次平行拉力测定的拉力指标柱状图。
图中：1、底板；2、固定支架；3、升降调节装置；4、数显拉力计；5、LCD显示屏；6、测量轴；7、数据线；8、下夹片；9、上夹片；10、加长轴；11、M6平杯螺母；12、M6平杯螺丝；15、可调节蹄脚；16、M6蝶形长螺丝；17、M4平杯螺丝；18、卡槽；19、AC适配器；20、输出连接器；21、固定装置；22、拉力测定装置。
具体实施方式
本发明建立一种双壳贝类闭壳肌拉力的标准测定方法，在不损伤样本的基础上，更准确的来获得双壳贝类闭壳肌拉力指标。
其中使用的测量装置，如图1、图2和图4所示，通过数显拉力计4、固定装置21和拉力测定装置22组成一个操作简单的双壳贝类闭壳肌拉力的测定平台，在固定装置21的底板1顶部设置有固定支架2，并且底板1和固定支架2通过M6平杯螺母11和M6平杯螺丝12稳定的安装在一起，在固定装置21的固定支架2顶部一侧设置有升降调节装置3，并且升降调节装置3通过M4平杯螺丝17安装在固定装置21的固定支架2上，在升降调节装置3的前侧通过M4平杯螺丝17安装有数显拉力计4，形成一个结构简单的检测平台，对环境要求较低，并且可以拆卸，提高M6平杯螺母11和M6平杯螺丝12对各个零件进行安装，方便拆卸移动；
并且数显拉力计4底部的测量轴6与拉力测定装置22的加长轴10连接在一起，在加长轴10的底部通过M6平杯螺丝12和M6平杯螺母11安装有上夹片9，并且上夹片9底部设置有下夹片8，而且下夹片8通过M6平杯螺母11和M6平杯螺丝12安装在底板1顶部，当栉孔扇贝自然开壳后，将栉孔扇贝上壳及下壳分别夹在上夹片9和下夹片8上；根据具体的需要通过拉力测定装置22调节下夹片8和上夹片9之间的距离，使上夹片9和下夹片8之间产生的力通过加长轴10和测量轴6被数显拉力计4所检测记录，通过下夹片8和上夹片9对栉孔扇贝进行检测，不对栉孔扇贝施加外力，保证栉孔扇贝的安全；
如图1和图3所示，设置于数显拉力计4一侧的LCD显示屏5会实时检测拉力情况，将实时数据进行记录，在数显拉力计4底部通过AC适配器19和输出连接器20连接有数据线7，可以在数据线7一端连接有电脑，通过测量轴6和数据线7将数显拉力计4检测的数据传输到电脑上进行储存，并且可以使用电脑中的数据分析软件进行分析，提高检测的准确性和可靠性；并且数显拉力计4安装的AC适配器19可以保证即使在电压不稳的情况下仍然可以稳定输入充电，保证拉力测定的稳定输出。
本发明所提供的双壳贝类闭壳肌拉力测定方法，包括以下步骤：
S1、扇贝准备：将待测扇贝放置于充气的循环海水体系中保持10min以上；
S2、调试设备及软件：将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N(1N＝0.98kg)，将取样率调至1000Hz(5个数据/秒)，连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；
S3、扇贝拉力检测：将扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟；
S4、拉力参数分析：测量结束后，将数据导出至excel表格，进行四项扇贝拉力指标的计算，所述四项扇贝拉力指标的包括有：
总力(Thetotalforce，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
闭壳时间(ShellClosingtime，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
平均力(Theaverageforce，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值；
最大力(Maximumforce，MF)：3min内所测拉力数据的最大值。
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1：栉孔扇贝进行拉力指标标准化测定
2020年10月从青岛沙子口海区取30只二龄的栉孔扇贝进行拉力指标标准化测定，具体步骤如下：
(1)将刷洗干净双壳且活力好的30只二龄栉孔扇贝放置于充气的循环海水体系中保持10min以上；
(2)将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N(1N＝0.98kg)，将取样率调至1000Hz(5个数据/秒)，连接好串口，通过数据分析软件进行联机测试，确定设备与软件连接成功；
(3)将栉孔扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待栉孔扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟。
(4)依次测量30只二龄栉孔扇贝的拉力，测量结束后，将数据导出至excel表格，进行四项扇贝拉力指标的计算(表1)，包括：
总力(Thetotalforce，TF)：3min内所测拉力数据的总和；
闭壳时间(ShellClosingtime，SCT)：拉力数据>0.1N的时间总和；
平均力(Theaverageforce，AF)：总力/闭壳时间，即平均每秒的拉力值；
最大力(Maximumforce，MF)：3min内所测拉力数据的最大值。
表1：30只栉孔扇贝拉力参数统计表
Figure BDA0003306922560000081
Figure BDA0003306922560000091
为说明本发明扇贝拉力指标的标准化测定方法的可靠性，本发明人对这30只二龄的栉孔扇贝进行进行新一轮的拉力检测，将测定时间设定为5分钟，记录每分钟的四项拉力指标数据，结果如下：
表2：30只栉孔扇贝5分钟测力时间内每分钟拉力指标统计表
Figure BDA0003306922560000092
Figure BDA0003306922560000101
不同小写字母(a-c)表示组间两两比较差异显著p<0.05，相同字母间差异不显著p>0.05。
上述结果显示，在5分钟测定时间内每分钟拉力指标中的总力、平均力及最大力在前3分钟均呈现显著下降的趋势，从第3分钟～第5分钟，每分钟间的变化趋势均不显著(p>0.05)，变化趋于平缓。此外，每分钟的闭壳时间差异均不显著(p>0.05)，因此验证了3分钟为扇贝闭壳肌拉力的最佳测力时长。
为了进一步说明本发明扇贝拉力指标的标准化测定方法的可靠性，本发明人通过扇贝不同开壳间距进行验证，选取青岛沙子口海区的30只二龄的栉孔扇贝进行闭壳肌拉力检测，将上下夹片间距分别设定为0.25cm、0.50cm、0.75cm、1.00cm、1.25cm，将测定时间设定为1分钟，记录各开壳间距下测得的四项拉力指标数据，结果如下：
表3：30只栉孔扇贝不同开壳间距下测得的拉力指标统计表
Figure BDA0003306922560000102
Figure BDA0003306922560000111
不同小写字母(a-b)表示组间两两比较差异显著p<0.05，相同字母间差异不显著p>0.05。
结果显示，在开壳间距0.75cm条件下，30只栉孔扇贝的总力、平均力、最大力值(平均值±标准差)均达到最高，且显著高于其他开壳间距下测得的拉力值，验证了本发明方法中开壳间距为0.75cm的可靠性。
应用本发明的扇贝拉力指标的标准化测定方法，将青岛沙子口海区的30只二龄的栉孔扇贝进行10次拉力平行测定，每次测定间隔24h，记录测得的四项拉力指标数据，结果如下：
表4.30只栉孔扇贝10次拉力测定的拉力指标统计表
Figure BDA0003306922560000112
Figure BDA0003306922560000121
相同字母间差异不显著p>0.05，a-d分别代表总力、闭壳时间、平均力、最大力。
结果显示，30只栉孔扇贝的总力、闭壳时间、平均力、最大力四项拉力指标10次平行结果间差异均不显著(T检验，P>0.05)。因此，证明了本发明的扇贝拉力指标的标准化测定方法的稳定性。
本发明的一种扇贝拉力指标标准化测定方法可靠性高且稳定性强，本发明作为一种无损、高效的标准化测定方法为扇贝闭壳肌生长性状的预测提供帮助，也为栉孔扇贝的选育提供可靠的依据。

Claims (9)

1.一种双壳贝类闭壳肌拉力测定方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
S1、扇贝准备：将待测扇贝放置于充气的循环海水体系中保持10min以上；
S2、调试设备及软件：调整拉力测定装置的上下夹片的间距，数显拉力计读数调零，单位调至N，将取样率调至1000Hz；
S3、扇贝拉力检测：将扇贝从海水中取出，保持其开壳状态，迅速放置于调试好的拉力测定装置上，待扇贝双壳稳定夹住上下夹片后，开始测量，测量时间为3分钟；
S4、拉力参数分析：测量结束后，将数据导出至excel表格，进行四项扇贝拉力指标的计算。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的扇贝拉力指标包含有总力、闭壳时间、平均力和最大力指标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的S3中将拉力测定装置的上下夹片调整至0.75cm的间距。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的拉力测定装置包括有数显拉力计(4)、固定装置(21)和拉力测定装置(22)，其中所述数显拉力计(4)包括LCD显示屏(5)、测量轴(6)和数据线(7)；
所述固定装置(21)包括底板(1)、固定支架(2)、M6蝶形长螺丝(16)和M4平杯螺丝(17)，
所述拉力测定装置(22)包括升降调节装置(3)、下夹片(8)、上夹片(9)和加长轴(10)，其中加长轴(10)与测量轴(6)固定连接，数显拉力计(4)与升降调节装置(3)固定连接，所述升降调节装置(3)设置于固定支架(2)顶部一侧，所述下夹片(8)设置于底板(1)顶部，所述上夹片(9)设置于下夹片(8)顶部并与加长轴(10)固定连接。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LCD显示屏(5)设置于数显拉力计(4)前侧并与数显拉力计(4)固定连接，所述测量轴(6)设置于LCD显示屏(5)底部并与数显拉力计(4)固定连接，所述数据线(7)设置于数显拉力计(4)顶部，所述M4平杯螺丝(17)一端依次贯穿升降调节装置(3)和数显拉力计(4)并与数显拉力计(4)和升降调节装置(3)螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数显拉力计(4)输出端连接有AC适配器(19)，所述AC适配器(19)输出端连接有输出连接器(20)，所述数据线(7)一端插入输出连接器(20)内部。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述升降调节装置(3)后侧开设有卡槽(18)，所述M6蝶形长螺丝(16)依次贯穿卡槽(18)和固定支架(2)，所述M6蝶形长螺丝(16)与升降调节装置(3)和固定支架(2)螺纹连接，所述固定支架(2)和升降调节装置(3)均设置于底板(1)顶部。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加长轴(10)和上夹片(9)之间、固定支架(2)底部两侧和底板(1)顶部两侧之间以及下夹片(8)与底板(1)之间设置有M6平杯螺母(11)，多个所述M6平杯螺母(11)外侧两端均螺纹套设有M6平杯螺丝(12)，所述M6平杯螺丝(12)外侧固定套设有圆形不锈钢薄片，多个所述圆形不锈钢薄片分别固定连接于底板(1)顶部、固定支架(2)底部两侧、加长轴(10)底部、上夹片(9)顶部和下夹片(8)底部。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述底板(1)底部安装有四个可调节蹄脚(15)，所述可调节蹄脚(15)远离底板(1)的一端截面形状设置为梯形。
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