CN115918558A - 一种实时监测在体肠道运动的设备 - Google Patents

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汪鑫年
李志玲
张曦昊
詹阳
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Abstract

本申请属于生命科学领域,提供一种实时监测在体肠道运动的设备,包括:箱体,箱体的相邻侧面为透明面和不透明面交替设置,箱体内侧面设置有用于安装组合板的插槽,组合板包括一个横板和任意数量的纵板,横板与不透明面垂直,纵板与透明面垂直,纵板和横板的两端分别与插槽插接,组合板将箱体分隔为若干个独立空间,箱体上方设置第一摄像头,用于从箱体的上方监测箱体内动物行为,箱体的透明面外侧设置第二摄像头,用于从箱体的侧面监测箱体内的动物行为,第二摄像头的个数与独立空间个数相同。本申请的设备可同时操作多只实验动物,大大降低了实验人员的时间成本,提高了实验效率,并降低了操作时间可能带来的实验误差。

Description

一种实时监测在体肠道运动的设备
技术领域
本申请属于生命科学技术领域,具体涉及一种实时监测在体肠道运动的设备。
背景技术
胃肠道是机体吸收营养物质的唯一途径,也是控制及平衡体内环境的重要器官。胃肠道指的是从胃至肛门的消化管,包括胃,小肠,大肠等部位,其中肠是消化管中最长的一段,也是功能最重要的一段,胃肠道参与机体很多维持活动,一方面,它从摄入的食物中吸收水,能量及营养物质,为机体提供基本的生命活动需求;另一方面,它还可以保护机体免受毒素及病原体等侵害。而协调这些复杂的基本活动很大程度上是依靠局部神经系统来完成的,即被称为第二大脑的肠神经系统(ENS)。
肠神经系统是由位于肠道壁内的神经元和胶质细胞所组成的网状神经丛结构,主要分布于肌间神经层和黏膜下层,是最大的外周神经系统。肠神经系统神经节中的神经元,包括内在感觉神经元,上行和下行中间神经元以及运动神经元。这些神经元相互连接形成独立的具有与中枢神经系统类似的整合信息和处理信息功能机制的神经网络。其中不同类型神经元通过与肠上皮细胞,Cajal间质细胞,肌肉细胞以及血管进行信息交换,形成复杂的神经环路,从而就近控制和调节肠道功能。
肠道运动是肠道的主要功能之一,包括蠕动,混合和分节运动,以及移行性复合运动等多种不同的运动形式。肠道根据所行使的功能不同而启动不同的运动形式。在过去数十年里,科研人员从不同角度阐明了豚鼠肠神经环路,提出了“肠道定律”并建立调控“蠕动反射”的经典神经环路,即对肠壁进行局部机械化或化学刺激会激活上行兴奋性神经元及下行抑制性神经元,引起肠壁肌肉近端收缩,远端舒张,从而最终推动肠道运输。这一简单环路模式为日后深入探究不同胃肠运动的环路调控机制奠定了坚实基础。大量研究表明肠道行使正常功能依赖于肠神经系统内多突触神经环路的协调活动。
肠道运动检测方法,总得来说分为在体和离体两种,离体需要将记录肠道从实验动物体内分离出来,而在体则可以在活体动物体内检测肠道推进活动。研究人员设计了一种简单的在体记录肠道运动实验(Nagakura,Naitoh,Kamato,Yamano,&Miyata,1996;Sasselli et al.,2013),通过口服不可吸收的标记物,记录从口服到标记物被首次排泄出的时间,该时间被认为是胃肠道运输实物所需时间。一般研究人员配制的是不可吸收且有一定粘附性的胭脂红溶液(将3g胭脂红溶于50ml的0.5%甲基纤维素溶液中)。实验流程如下,首先,小鼠禁食1小时,然后,给每只实验小鼠灌胃0.3ml配制好的胭脂红溶液,最后将小鼠放回单独的笼内,并且在笼内铺一张白纸用以区分红色标记粪便和正常粪便。实验人员记录并监视全程,直到观察到第一粒红色粪便排出即结束实验,记录从口服红色标记物到第一颗红色粪便颗粒被排出的时间,即在体肠道运动的时间。
然而目前没有专一进行在体肠道运动监测的设备,只是放回到动物饲养笼中去进行记录实验;由于该实验需要记录时长多达数个小时,最长观察时间是5个小时,实验人员行动受限制,实验效率不高;且目前的设备只能观测到实验小鼠排泄出红色粪便的时间,无法同时记录和观测到详细具体的其它行为学表现,如理毛,直立等能反映实验小鼠孤独症样的行为。
发明内容
鉴于此,有必要针对现有技术存在的缺陷提供提供一种实时监测在体肠道运动设备,解决现有技术中的产品空白、相应产品的实验人员时间成本高,实验繁琐等问题。
为解决上述问题,本申请采用下述技术方案:
一种实时监测在体肠道运动的设备,包括:
箱体,所述箱体的相邻侧面为透明面和不透明交替设置,所述箱体内侧面设置有用于安装组合板的插槽,所述组合板包括一个横板和任意数量的纵板,所述横板与所述不透明面垂直,所述纵板与所述透明面垂直,所述纵板和所述横板的两端分别与所述插槽插接,所述组合板将所述箱体分隔为若干个独立空间,
所述箱体上方设置第一摄像头,用于从箱体的上方监测所述箱体内动物行为,
所述箱体的透明面外侧设置第二摄像头,用于从所述箱体的侧面监测所述箱体内的动物行为,所述第二摄像头的个数与所述独立空间个数相同。
在一些实施例中,所述箱体为正方体或长方体。
在一些实施例中,所述组合板包括一个纵板和一个横板,所述组合板将所述箱体分隔为四个相同大小的独立空间。
在一些实施例中,所述横板和所述纵板开设有相互插接的凹槽。
在一些实施例中,所述透明面为透明亚克力板,所述透明亚克力板厚度为5mm。
在一些实施例中,所述不透明面为不透明的磨砂亚克力板,所述不透明的磨砂亚克力板厚度为5mm。
在一些实施例中,纵板和所述横板为亚克力板,呈白色、磨砂、不透明,厚度为5mm。
本申请采用上述技术方案具备下述效果:
本申请的实时监测在体肠道运动设备,制作简易、成本低廉、可多次重复利用和根据实际需求选择做不同的行为学记录实验。尤为重要的是可同时操作多只实验动物,大大降低了实验人员的时间成本,提高了实验效率,并降低了操作时间可能带来的实验误差。同时解决了当前行为学实验记录不能一次性做大量实验动物等不足。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的实时监测在体肠道运动设备的轴侧视图;
图2为本申请实施例提供的实时监测在体肠道运动设备的俯视图;
图3为本申请实施例提供的实时监测在体肠道运动设备的左视图;
图4为本申请实施例提供的实时监测在体肠道运动设备的前视图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。
实施例1
一种实时监测在体肠道运动的设备,包括:
箱体3,所述箱体3的相邻侧面为透明面和不透明交替设置,所述箱体3内侧面设置有用于安装组合板的插槽,所述组合板包括一个横板4和任意数量的纵板5,所述横板4与所述不透明面垂直,所述纵板5与所述透明面垂直,所述纵板5和所述横板4的两端分别与所述插槽插接,所述组合板将所述箱体3分隔为若干个独立空间,
所述箱体3上端设置第一录像机1,用于从箱体3的上端监测所述箱体3内动物行为,
所述箱体3的透明面外侧设置第二录像机2,用于从所述箱体3的侧面监测所述箱体3内的动物行为,所述第二录像机2的个数与独立空间个数相同。
在一些实施例中,所述箱体3为正方体或长方体。
在一些实施例中,所述组合板包括一个纵板5和一个横板4,所述组合板将所述箱体3分隔为四个相同大小的独立空间。
在一些实施例中,所述横板4和所述纵板5开设有相互插接的凹槽。
在一些实施例中,所述透明面为透明亚克力板,所述透明亚克力板厚度为5mm。
在一些实施例中,所述不透明面为不透明的磨砂亚克力板,所述不透明的磨砂亚克力板厚度为5mm。
在一些实施例中,纵板5和所述横板4为亚克力板,呈白色、磨砂、不透明,厚度为5mm。
下面结合具体实施例进行说明:
如图1所示,本申请实施例提供的实时监测在体肠道运动的设备包括3个部分,箱体3、中间呈十字可活动拆卸的组合板、分别设置在箱体3上方和侧面的第一录像机1和四个第二录像机2,所述组合板包括横板4和纵板5。
在本实施例中,箱体3长808mm,宽808mm,高为500mm,可提供足够充足的空间,便于实验小鼠自由活动。箱体3底面呈正方形,长808mm,宽808mm,白色,磨砂,不透明亚克力板材质,所述箱体3的相邻的两个面一个为透明面,另一个为不透明面,透明面和不透明面交替设置,透明面和不透明面均为长808mm,宽500mm,透明面为透明亚克力板,不透明面为不透明的磨砂亚克力板,透明亚克力板和不透明的磨砂亚克力板厚度均为5mm。箱体3的侧面设置有3mm突出的,8mm宽的凹槽,便于将呈十字可活动拆卸的组合板拼接到行为箱中,组合板将整个行为箱均匀分成四个长400mm,宽400mm,高500mm的小空间。
呈十字可活动拆卸的组合板呈白色,磨砂,不透明的亚克力板,长808mm,宽500mm,厚5mm,两块亚克力板的中间分别有长250mm,宽4mm的凹槽,便于将呈十字可活动拆卸的组合板固定、拼接在箱体3内,将箱体3均匀分成四个长400mm,宽400mm,高500mm的小空间。
上方的第一录像机1可以拍到四个小格的整体,侧面的四个第二录像机2可以近距离拍到每个小格的视频。
另外,组合板采用白色不透明的磨砂亚克力板,能将整个行为箱独立分成互不干扰的四个小格,而箱体3透明的一面,便于侧方录像机的视频记录,因此能近距离提取到实验小鼠额外的行为学表现,比如理毛或直立等孤独症样的行为。
使用该设备进行实时监测在体肠道运动的过程如下:
首先,将实验小鼠禁食。
然后,搭建好整套在体监测肠道运动的设备,包括设备的三个部分。即,将组合板固定,拼接在整个箱体上,放置好第一录像机和第二录像机的位置。确定第一录像机和第二录像机的内存以及电量,保证能够记录至少3个小时的视频。确定第一录像机和第二录像机的正确位置,保证能够拍摄到行为箱的每个点,尤其是上方的第一录像机。用75%的酒精清理干净箱体以及箱壁。保证实验环境的绝对安静,确保实验结果不受实验环境噪音的影响。
实验小鼠禁食一小时后,给每只实验小鼠灌胃0.3ml配制好的胭脂红溶液,打开第一录像机和第二录像机,按照顺序将实验小鼠放进小格中,并做好实验小鼠的编号记录,大致记下实验小鼠第一粒红色粪便出现的时间,最后,等全部实验小鼠都已排出第一粒红色粪便后,结束视频录制。将视频从第一录像机和第二录像机中导出,储存在数据盘里。将实验小鼠放回饲养笼,清理干净行为箱。可以接着做下一批实验小鼠。根据每只鼠大致的第一颗红色粪便的时间,对应视频,确定第一粒红色粪便出现的具体时间,即在体肠道运动的时间。
本申请实施例采用的亚克力材料是磨砂面,视频录制时不会反光,底面是白色的磨砂面,便于观察到红色的粪便颗粒。
组合板采用呈十字可活动拆卸的亚克力板,放上去能将行为箱均匀分成四个互不干扰的小格,同时可一次性监测4只实验小鼠的在体肠道运动。将组合板拆掉,箱体还可用于记录别的行为学,如新物体识别,旷场等。本申请实施例的箱体材料可从亚克力材料换成金属材料等。此外,箱体的形状可进行替换,如将正方形改为长方形,或将4个小格变成均匀的8个小格或不均匀的多个小格等。
除此之外,本申请实施例的设备还可以作为详细行为学观察的工具,如观察实验动物的理毛行为,直立行为等,由于侧方录像机可以近距离录制视频,可以拍到更清晰,详细,具体的实验动物行为学表现,比如理毛、直立等孤独症样的行为。
本申请以在体肠道运动监测为目的,在实验动物行为学记录设备的基础上,增加了更近一点位置的录像机和可活动拆卸的亚克力板,将整个设备设计成可以同时记录实验动物在体肠道运动情况以及实验动物行为学表现情况的行为箱。首先,第一点,该设备能够实现在体肠道运动时间的监测,录像机能够实时拍摄到实验小鼠的粪便颗粒,并在设备上方和侧方分别放置录像机,从而辅助实验人员更好得确定第一粒红色粪便被排出的时间;第二点,该设备解放了实验人员,只要搭好设备,保证环境无噪音,将实验动物放进行为箱即可开始记录,无需实验人员在其周围一直观察,通常可以每隔半小时观察有无特殊情况出现,从而减少了由于实验人员的观察对动物行为的影响,大大提高了实验效率;第三点,设备上方和四个侧方录像机可以全方位记录实验动物的行为学表现,与行为箱底部持平的侧方相机可以近距离观察并记录动物理毛和直立行为等,而且画面清晰,分辨率高,可用于后期进一步分析社交行为学数据。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,包括:
箱体,所述箱体的相邻侧面为透明面和不透明面交替设置,所述箱体内侧面设置有用于安装组合板的插槽,所述组合板包括一个横板和任意数量的纵板,所述横板与所述不透明面垂直,所述纵板与所述透明面垂直,所述纵板和所述横板的两端分别与所述插槽插接,所述组合板将所述箱体分隔为若干个独立空间,
所述箱体上方设置第一摄像头,用于从箱体的上方监测所述箱体内动物行为,
所述箱体的透明面外侧设置第二摄像头,用于从所述箱体的侧面监测所述箱体内的动物行为,所述第二摄像头的个数与所述独立空间个数相同。
2.根据权利要求1所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,所述箱体为正方体或长方体。
3.根据权利要求1所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,所述组合板包括一个纵板和一个横板,所述组合板将所述箱体分隔为四个独立空间。
4.根据权利要求3所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,所述横板和所述纵板开设有相互插接的凹槽。
5.根据权利要求1所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,所述透明面为透明亚克力板,所述透明亚克力板厚度为5mm。
6.根据权利要求1所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,所述不透明面为不透明的磨砂亚克力板,所述不透明的磨砂亚克力板厚度为5mm。
7.根据权利要求3所述的实时监测在体肠道运动的设备,其特征在于,纵板和所述横板为亚克力板,呈白色、磨砂、不透明,厚度为5mm。
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