RU2798220C1 - Fish fixation device for high precision invasive manipulations - Google Patents
Fish fixation device for high precision invasive manipulations Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798220C1 RU2798220C1 RU2022124214A RU2022124214A RU2798220C1 RU 2798220 C1 RU2798220 C1 RU 2798220C1 RU 2022124214 A RU2022124214 A RU 2022124214A RU 2022124214 A RU2022124214 A RU 2022124214A RU 2798220 C1 RU2798220 C1 RU 2798220C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fish
- lodgement
- lodgment
- holder
- tripod
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области биотехнологии, биомедицины, медицинской техники и трехмерной печати.The invention relates to the field of biotechnology, biomedicine, medical technology and three-dimensional printing.
Уровень техникиState of the art
Анализ уровня техники и поиск общедоступных источников информации выявил следующие ближайшие аналоги предлагаемой полезной модели.The analysis of the prior art and the search for publicly available sources of information revealed the following closest analogues of the proposed utility model.
Рыба зебраданио - вид небольших пресноводных рыб южно-азиатского происхождения из семейства карповых (лат. сем. Cyprinidae), средний размер тела составляет около 3,3 см. Зебраданио является хорошим модельным организмом для научных биомедицинских исследований и получила большую популярность у исследователей за счет неприхотливости к условиям содержания, малых размеров и короткого срока полового созревания при относительно большой продолжительности жизни: 3 месяца и 3 года, соответственно.Zebradanio fish is a species of small freshwater fish of South Asian origin from the Cyprinidae family (lat. family Cyprinidae), the average body size is about 3.3 cm. Zebradanio is a good model organism for scientific biomedical research and has gained great popularity among researchers due to its unpretentiousness to the conditions of detention, small size and short puberty with a relatively long life expectancy: 3 months and 3 years, respectively.
Высокая гомология генов и нейротрансмиттерных путей между зебраданио и другими позвоночными животными позволяет транслировать результаты исследования между видами. Более того, современные технологические возможности позволили создавать адекватные модели заболеваний человека у рыб зебраданио. Таким образом, зебраданио на сегодняшний день становится популярной моделью среди позвоночных животных для изучения неврологических расстройств человека и разработки лекарственных препаратов. Их плодовитость, простота и скорость разведения, генетическая гомология и оптическая прозрачность личинок стали ключевыми факторами для выбора этой модели для самых разнообразных исследований.The high homology of genes and neurotransmitter pathways between zebrafish and other vertebrates allows translation of research results between species. Moreover, modern technological capabilities have made it possible to create adequate models of human diseases in zebrafish. Thus, the zebrafish is now becoming a popular vertebrate model for studying human neurological disorders and drug development. Their fecundity, ease and speed of breeding, genetic homology and optical transparency of the larvae were the key factors for choosing this model for a wide variety of studies.
Особое место рыба зебраданио заняла в биомедицине, выступая в качестве модели [1] в токсикологических [2], генетических [3, 4], физиологических [5, 6], геронтологических [7] и нейробиологических [8, 9] исследованиях, уступая лидерство среди позвоночных лабораторных животных лишь мыши.Zebradanio fish has taken a special place in biomedicine, acting as a model [1] in toxicological [2], genetic [3, 4], physiological [5, 6], gerontological [7] and neurobiological [8, 9] studies, yielding leadership among vertebrate laboratory animals, only mice.
На сегодняшний день наблюдается значительный рост количества экспериментальных исследований с использованием зебраданио в нейробиологии, однако, из-за чрезмерно малых размеров не только самой рыбки, но и ее головы, прижизненные исследования на мозге даже взрослых особей весьма и весьма ограничены, либо отсутствуют. Особенно это касается применения инвазивных инструментальных методов, которые в настоящее время широко используются на других лабораторных животных и имеют важное значение для познания функций мозга в прикладном аспекте (например, для создания лекарств или искусственного интеллекта). Непременным условием использования этих методов на мозге является жесткая фиксация черепа с сохранением жизненно важных функций животного на время проведения эксперимента (десятки минут - часы). На грызунах (мышах и крысах) для этой цели используют стереотаксические установки с 3-точечной фиксацией, используя упругости костных тканей ушных раковин и верней челюсти на уровне передних резцов. Для рыб зебраданио таких устройств, по опубликованным в доступной научной литературе сведениям, по сути не существует [10-14]. Ни один из имеющихся немногочисленных аналогов не обеспечивает достаточного уровня фиксации черепа (нейрокраниума) рыбки, и таким образом не защищает имплантированные микроустройства (например, карбоновые микроэлектроды, оптическое волокно) от повреждений и создания помех при регистрации сигнала из-за подвижности между поверхностью устройства и окружающей тканью мозга. Возможность определения функционально важных химических соединений в мозге зебраданио с помощью современных инструментальных методов (например, вольтамметрии) уже доказана как по чувствительности, так и по селективности в опытах с образцами мозга, изъятыми от животного и помещенными в искусственную среду (в буферный раствор с определенным составом ионов).To date, there has been a significant increase in the number of experimental studies using zebrafish in neurobiology, however, due to the excessively small size of not only the fish itself, but also its head, lifetime studies on the brain of even adults are very, very limited or absent. This is especially true for the use of invasive instrumental methods, which are currently widely used on other laboratory animals and are important for understanding the functions of the brain in the applied aspect (for example, for creating drugs or artificial intelligence). An indispensable condition for the use of these methods on the brain is the rigid fixation of the skull with the preservation of the vital functions of the animal for the duration of the experiment (tens of minutes - hours). In rodents (mice and rats), for this purpose, stereotactic installations with 3-point fixation are used, using the elasticity of the bone tissues of the auricles and upper jaw at the level of the anterior incisors. For zebradanio fish, such devices, according to the information published in the available scientific literature, do not exist in fact [10-14]. None of the few analogues available provides a sufficient level of fixation of the skull (neurocranium) of the fish, and thus does not protect implanted microdevices (for example, carbon microelectrodes, optical fiber) from damage and interference during signal registration due to mobility between the surface of the device and the environment. brain tissue. The possibility of determining functionally important chemical compounds in the brain of zebrafish using modern instrumental methods (for example, voltammetry) has already been proven both in terms of sensitivity and selectivity in experiments with brain samples taken from an animal and placed in an artificial environment (in a buffer solution with a certain composition ions).
Известно техническое решение SU 1671209 А1, 23.08.1991 «Стереотаксическая установка для рыб» [15]. Данное техническое решение относится к экспериментальной технологии, а именно к устройствам для исследования биоэлектрической активности головного мозга рыб. Данное техническое решение позволяет повысить точность и расширить область исследований за счет проведения опытов на ненаркотизированных рыбах. Данное техническое решение состоит из установки, которая содержит микроманипулятор и закрепленную на ней кювету для воды, внутри которой помещено фиксирующее устройство. Фиксирующее устройство снабжено головными зажимами, зажимами для фиксации туловища и ротовым держателем. Головные и туловищные зажимы укреплены с возможностью перемещения в латеральном направлении. Головной зажим содержит стойку и укрепленный на ней посредством резьбы стержень с конусовидным концом. Недостатком данного технического решения является то, что вышеуказанное решение предназначено для крупных рыб, при исследовании которых можно применять зажимы и рейки, однако крупные рыбы менее широко используемых в науке и Фарминдустрии.Known technical solution SU 1671209 A1, 23.08.1991 "Stereotactic installation for fish" [15]. This technical solution relates to experimental technology, namely to devices for studying the bioelectrical activity of the brain of fish. This technical solution improves the accuracy and expands the scope of research by conducting experiments on non-anesthetized fish. This technical solution consists of an installation that contains a micromanipulator and a cuvette for water fixed to it, inside which a fixing device is placed. The fixing device is equipped with head clamps, clamps for fixing the torso and a mouth holder. The head and torso clamps are reinforced with the possibility of moving in the lateral direction. The head clip contains a stand and a rod with a cone-shaped end fixed on it by means of a thread. The disadvantage of this technical solution is that the above solution is intended for large fish, in the study of which clamps and rails can be used, however, large fish are less widely used in science and the pharmaceutical industry.
Известно другое техническое решение, может являться наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и схемному решению аналогом (прототипом). Это устройство, описанное в китайском патенте на изобретение №CN 110711044 А, 21.01.2020 г. «Five-axis zebrafish brain stereotaxic instrument based on precision sliding table» [16]. Устройство описывает пятиосевой стереотаксический инструмент для рыбок зебраданио. Пятиосевой стереотаксический инструмент для манипуляций на головном мозге рыбы включает модуль движения, модуль фиксации рыбок зебраданио, модуль сверлильной установки и модуль мониторинга. Модуль движения включает в себя основание, линейный подвижный стол с осью XZ, линейный подвижный стол с осью Z, поворотный стол с осью А и поворотный стол с осью В, при этом линейный скользящий стол по оси XY и ось Z линейный подвижный стол используется для регулировки положения модуля сверлильной установки. Поворотный стол оси А и поворотный стол оси В используются для регулировки положения модуля фиксации рыбок зебраданио, а основание используется для обеспечения фиксации модулей. Модуль сверлильной установки включает в себя двигатель, основание двигателя, зажим для сверла и сверло. Модуль сверлильной установки используется для проведения краниотомии у рыбок зебраданио. Модуль мониторинга включает в себя макрокамеру и поддерживающую конструкцию движения макрокамеры для точного соблюдения условий сверления сверла в процессе краниотомии рыбок. Модуль фиксации рыбок включает в себя корпус зажимного устройства, верхнюю накладку, защелку и фиксирующую колонку с резиновой лентой и используется для фиксации рыбок. Может быть достигнуто высокоточное позиционирование мозга рыбок зебраданио. Возможная техническая задача, решаемая данным устройством, заключается в создании высокоточного стереотаксического прибора для мозга, подходящего для рыбок зебраданио, в котором используется ручное линейное скольжение, приводимое в движение микрометрическим винтом, для достижения точности позиционирования стереотаксического прибора для мозга, необходимой для индивидуального размера рыбы зебраданио. Недостатком данного устройства является то, что устройство не обеспечивает нахождение рыбы в естественной водной среде обитания и не позволяет длительное время производить манипуляции с живой рыбой зебраданио с использованием анестезии, не нарушая процесс жизнедеятельности. Это не позволяет проведение инвазивных с помощью электродов измерений концентрации нейротрансмиттеров в мозге в динамике нейробиологических процессов (десятки минут, часы) или при фармакологическом воздействии.Another technical solution is known, which may be closest to the claimed invention in terms of technical essence and circuit design analogue (prototype). This device is described in the Chinese patent for the invention No. CN 110711044 A, January 21, 2020 “Five-axis zebrafish brain stereotaxic instrument based on precision sliding table” [16]. The device describes a five-axis stereotaxic instrument for zebrafish. A five-axis stereotaxic instrument for manipulating the brain of a fish includes a movement module, a zebrafish fixation module, a drilling unit module, and a monitoring module. The motion module includes a base, an XZ-axis linear sliding table, a Z-axis linear sliding table, an A-axis rotary table and a B-axis rotary table, while the XY-axis linear sliding table and the Z-axis linear sliding table are used for adjusting positions of the drilling unit module. The A-axis turntable and the B-axis turntable are used to adjust the position of the zebrafish fixation module, and the base is used to secure the modules. The drilling unit module includes a motor, a motor base, a drill clamp and a drill. The drill module is used to perform craniotomy on zebrafish. The monitoring module includes a macro camera and a macro camera movement support structure to accurately follow the drilling conditions of the drill during fish craniotomy. The fish fixing module includes the body of the clamp, the top plate, the latch and the fixing column with a rubber band, and is used to fix the fish. High-precision positioning of the zebrafish brain can be achieved. A possible technical problem solved by this device is to create a high-precision stereotaxic brain instrument suitable for zebradanio fish, which uses a manual linear slide driven by a micrometer screw to achieve the positioning accuracy of the stereotaxic brain instrument required for the individual size of zebradanio fish. . The disadvantage of this device is that the device does not provide the presence of fish in the natural aquatic habitat and does not allow for a long time to manipulate live zebradanio fish using anesthesia without disturbing the life process. This does not allow invasive measurements of the concentration of neurotransmitters in the brain using electrodes in the dynamics of neurobiological processes (tens of minutes, hours) or under pharmacological effects.
Чтобы устранить недостатки предложенного прототипа, предлагается разработанное авторами изобретение.To eliminate the shortcomings of the proposed prototype, the invention developed by the authors is proposed.
Одна из возможных технических проблем, которую предполагается решить настоящим изобретением, является расширение арсенала средств для проведения экспериментов на живых рыбах, например, на рыбе зебраданио. Другая возможная техническая проблема, которую предполагается решить настоящим изобретением, заключается в создании устройства, позволяющего обеспечить более-менее надежную фиксацию головы рыбы как объекта исследований на рыбе, например, взрослой рыбе зебраданио. Решение данной проблемы может дать возможность экономично и эффективно проводить исследования на рыбах, например, оно может быть успешно использовано во время проведения прижизненных инвазивных манипуляций на мозге рыбы с помощью электродов при изучении нейрональных процессов, а также при изучении влияния фармакологических препаратов.One of the possible technical problems that the present invention is supposed to solve is the expansion of the arsenal of means for conducting experiments on live fish, for example, zebrafish. Another possible technical problem, which is supposed to be solved by the present invention, is to create a device that allows for more or less reliable fixation of the head of a fish as an object of research on a fish, for example, an adult zebrafish. The solution to this problem can make it possible to economically and efficiently conduct research on fish, for example, it can be successfully used during intravital invasive manipulations on the fish brain using electrodes in the study of neuronal processes, as well as in the study of the effect of pharmacological drugs.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Данное изобретение решает некоторые из вышеуказанных проблем в уровне техники, предоставляя технические решения, которые решают полностью или частично одну из вышеуказанных проблем, предоставляя соответствующий технический результат.The present invention solves some of the above problems in the state of the art by providing technical solutions that solve in whole or in part one of the above problems, providing a corresponding technical result.
Одной из возможных задач настоящего технического решения является создание оптимальных условий для in vivo исследований мозга взрослой половозрелой особи зебраданио в условиях продолжительной иммобилизации рыбы в предлагаемом изобретении. Специалисту в данной области техники понятно, что данное изобретение может решать и другие технические задачи, например, проводить исследования на других видах рыб разных размеров и форм. Также возможно проводить исследования на других частях тела рыбы, включая спинной мозг, нервную, кровеносную, пищеварительную системы и так далее.One of the possible tasks of this technical solution is to create optimal conditions for in vivo studies of the brain of an adult sexually mature zebrafish under conditions of prolonged immobilization of fish in the proposed invention. The person skilled in the art will understand that the present invention can also solve other technical problems, for example, to conduct research on other types of fish of different sizes and shapes. It is also possible to conduct research on other parts of the fish body, including the spinal cord, nervous, circulatory, digestive systems, and so on.
Один из возможных технических результатов заключается в расширении средств для проведения экспериментов на рыбах. Другой возможный технический результат заключается в расширении оперативных возможностей использования в экспериментах на рыбах электродов и фармацевтических препаратов при проведении in vivo прижизненных исследований, например, мозга или другого органа рыбы, с помощью предлагаемого устройства. Также другой возможный технический результат может включать обеспечение фиксации головы рыбы, которую исследователь сочтет достаточно надежной, причем устройство обеспечивает возможность самостоятельной работе жабр, глаз и ротового отверстия рыбы. Заявленное устройство может обеспечивать в некоторых реализациях стереотаксическую фиксацию черепа рыбы для свободного доступа к мозгу. Использование изобретения позволяет повысить надежность фиксации объекта исследования и упростить технику прижизненных исследований мозга рыбы.One of the possible technical results is to expand the means for conducting experiments on fish. Another possible technical result is to expand the operational possibilities of using electrodes and pharmaceuticals in experiments on fish when conducting in vivo lifetime studies, for example, of the brain or other organ of a fish, using the proposed device. Also, another possible technical result may include providing a fixation of the fish head, which the researcher considers sufficiently reliable, and the device allows the gills, eyes and mouth of the fish to work independently. The claimed device may provide in some implementations stereotaxic fixation of the skull of the fish for free access to the brain. The use of the invention makes it possible to increase the reliability of fixing the object of study and to simplify the technique of intravital studies of the brain of a fish.
В некоторых примерах реализации данного технического решения, оно может позволить повысить точность и расширить область исследований за счет проведения опытов как на ненаркотизированных рыбах, так и на накрозированных.In some examples of the implementation of this technical solution, it can improve the accuracy and expand the scope of research by conducting experiments on both non-anesthetized and narcotized fish.
Один общий пример неограничивающий реализации заявленного технического решения может состоять из устройства для фиксации рыбы, которое может быть использовано для проведения высокоточных инвазивных манипуляций в мозге как у анестезированной рыбы, помещенной в водную среду, так и у неанестезированной рыбы. Устройство состоит из ложемента и адаптированного под него штатива. Ложемент состоит из двух симметричных частей вытянутой формы, которые являются сопоставимыми сторонами ложемента. Ложемент предназначен для того, чтобы в него помещать рыбу для экспериментов. Симметричные части ложемента адаптированы для фиксации рыбы между ними. В частности, каждая их симметричных частей имеет углубления как минимум частично по форме тела рыбы или как как минимум частично вытянутой формы, которые расположены внутри ложемента, когда ложемент находится в собранном состоянии. В собранном состоянии фиксация рыбы происходит следующим образом: рыба помещается между каждой из симметричных частей в углубление, предназначенное для тела рыбы, симметричные части прикладываются друг к другу закрывая тело рыбы как минимум частично внутри ложемента. Так как при проведении эксперимента желательно, чтобы голова и тело рыбы были зафиксировано и находились как минимум частично в обездвиженном положении, то внутреннее углубление в каждой из симметричных частей может быть сделано с различной глубиной и шириной в разных точках внутреннего углубления, таким образом адаптируя ложемент под разные формы или размеры рыбы. При этом специалисту в уровне техники понятно, что углубление также может быть более-менее одинаковым вдоль всей симметричной части, в случае если фиксация рыбы происходит непосредственно в области головы рыбы без фиксации жаберной крышки, глаз и рта рыбы. Ложемент и соответственно каждая из симметричных его частей имеет как в собранном, так и в разобранном состоянии первый конец и второй конец. Ложемент выполнен с отверстием для рта рыбы, расположенном в первом конце. Специалисту в области техники понятно, что ложемент также может быть сделан с отверстием для хвоста рыбы, расположенным во втором конце. Соответственно, каждая из симметричных частей имеет отверстие для рта рыбы, расположенном в первом конце, а также имеет отверстие для хвоста рыбы, расположенным во втором конце. Ложемент также имеет два отверстия для глаз и жабр, которые расположены около первого конца в каждой из симметричных частей по бокам от ротового отверстия. Отверстия для жабр выполнены для полного или частичного раскрытия жабр, с целью самостоятельной работы и осуществления дыхания рыбы, так как жабры позволяют извлекать кислород из воды. Отверстия для жабр дают возможность проведения исследований в условиях, приближенных к естественным, так как рыба может самостоятельно дышать. Ложемент также имеет циркуляционные отверстия, которые расположены вдоль ложемента в каждой из симметричных частей. Циркуляционные отверстия адаптированными для доступа воды вдоль тела рыбы, когда она находится внутри ложемента, для обеспечения ее жизнеспособности при проведении высокоточных инвазивных манипуляций, например, в мозге, а также при проведении исследований на других частях рыбы, включая спинной мозг, кровеносную, нервную, пищеварительную системы и так далее. Ложемент также имеет на стыке двух симметричных частей отверстие для головы рыбы, для подсоединения детектирующих и/или инвазивных элементов к рыбе. В роли детектирующих и/или инвазивных элементов могут выступать детектирующие электроды или другие измерительные и вспомогательные элементы. Как упомянуто выше, устройство также содержит штатив. Штатив может состоять из разных частей, и в данном примере реализации заявленного технического устройства, штатив имеет держатель для ложемента, базу и стержни. Ложемент крепится в держателе штатива. Специалисту в области техники понятно, что штативом может являться конструкция, соединяющая верхнюю и нижнюю часть устройства, которая служит для фиксации частей конструкции, необходимых для проведения научных исследований. Штатив может состоять из основания, стержней и держателя ложемента и креплений между основанием, стержнями и держателем ложемента. Специалисту в области техники понятно, что штатив может состоять из разных частей и также называться лабораторным штативом. Установка штатива производится в соответствии с условиями каждой отдельной лаборатории и лабораторной поверхности/стола. В реализации заявленного технического решения использование штатива дает возможность помещать ложемент в воду, для создания оптимальных условий для in vivo исследований мозга взрослой половозрелой особи зебраданио.One general, non-limiting example of an implementation of the claimed technical solution may consist of a fish fixation device that can be used to perform high-precision invasive manipulations in the brain of both anesthetized fish placed in an aquatic environment and non-anesthetized fish. The device consists of a lodgment and a tripod adapted for it. The lodgment consists of two symmetrical elongated parts, which are comparable sides of the lodgment. The lodgement is designed to place fish in it for experiments. The symmetrical parts of the lodgment are adapted to fix the fish between them. In particular, each of the symmetrical parts has recesses at least partially in the shape of the body of a fish or at least partially elongated shape, which are located inside the cradle when the cradle is in the assembled state. In the assembled state, the fixation of the fish occurs as follows: the fish is placed between each of the symmetrical parts in a recess intended for the body of the fish, the symmetrical parts are applied to each other, covering the body of the fish at least partially inside the lodgment. Since during the experiment it is desirable that the head and body of the fish be fixed and at least partially in an immobilized position, the inner recess in each of the symmetrical parts can be made with different depths and widths at different points of the inner recess, thus adapting the lodgement under different shapes or sizes of fish. At the same time, a person skilled in the art understands that the recess can also be more or less the same along the entire symmetrical part, if the fixation of the fish occurs directly in the region of the head of the fish without fixing the gill cover, eyes and mouth of the fish. The lodgement and, accordingly, each of its symmetrical parts has a first end and a second end both in the assembled and in the disassembled state. The lodgement is made with a hole for the mouth of the fish, located at the first end. One skilled in the art will appreciate that the cradle can also be made with a fish tail hole located at the second end. Accordingly, each of the symmetrical portions has a fish mouth opening located at the first end, and also has a fish tail opening located at the second end. The lodgement also has two openings for the eyes and gills, which are located near the first end in each of the symmetrical parts on the sides of the mouth opening. Holes for the gills are made for full or partial opening of the gills, for the purpose of independent work and breathing of the fish, since the gills allow you to extract oxygen from the water. Gill holes allow research in conditions close to natural, as the fish can breathe on its own. The lodgement also has circulation holes, which are located along the lodgement in each of the symmetrical parts. Circulation holes adapted for water access along the body of the fish when it is inside the lodgement, to ensure its viability during high-precision invasive manipulations, for example, in the brain, as well as when conducting studies on other parts of the fish, including the spinal cord, circulatory, nervous, digestive systems and so on. The lodgement also has a hole for the fish head at the junction of two symmetrical parts, for connecting detecting and/or invasive elements to the fish. Detection electrodes or other measuring and auxiliary elements can act as detecting and/or invasive elements. As mentioned above, the device also includes a tripod. The tripod may consist of different parts, and in this example of the implementation of the claimed technical device, the tripod has a holder for the lodgment, base and rods. The lodgement is attached to the tripod holder. A person skilled in the art will understand that a tripod can be a structure that connects the upper and lower parts of the device, which serves to fix parts of the structure necessary for scientific research. The tripod may consist of a base, rods and cradle holder and fasteners between the base, rods and cradle holder. One skilled in the art will appreciate that the stand may be composed of various parts and also referred to as a laboratory stand. Rack setup is tailored to the conditions of each individual lab and lab surface/bench. In the implementation of the claimed technical solution, the use of a tripod makes it possible to place the lodgement in water to create optimal conditions for in vivo studies of the brain of an adult sexually mature zebrafish.
В еще одном примере реализации данного технического решения отверстие для детектирующих элементов образуется при соединении двух симметричных частей ложемента, так как каждая из этих частей сделана с выемкой, то есть при соединении двух симметричных частей, две выемки соединяются, образуя отверстие для детектирующих элементов.In another example of the implementation of this technical solution, a hole for the detecting elements is formed when two symmetrical parts of the lodgement are connected, since each of these parts is made with a recess, that is, when two symmetrical parts are connected, the two recesses are connected, forming a hole for the detecting elements.
В еще одном примере реализации данного технического решения отверстие для детектирующих элементов расположено около первого конца ложемента.In another example of the implementation of this technical solution, the opening for the detecting elements is located near the first end of the cradle.
В еще одном примере реализации данного технического решения основание штатива снизу может иметь резиновые ножки для исключения возможности скольжения по поверхности.In another example of the implementation of this technical solution, the bottom of the tripod may have rubber feet to prevent slipping on the surface.
В другом примере реализации основание может крепиться к поверхности.In another embodiment, the base may be attached to a surface.
В другом примере реализации заявленного технического решения ложемент может быть изготовлен по форме головы и тела рыбы, без учета формы хвостового плавника.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the lodgement can be made according to the shape of the head and body of the fish, without taking into account the shape of the caudal fin.
В другом примере реализации заявленного технического решения штатив может быть адаптирован для перемещения ложемента как минимум в двух направлениях. Перемещение ложемента нужно для удобства проведения исследования, например, для более удобного помещения живой рыбы в ложемент, для быстрого помещения рыбы в воду (например, в воду со льдом для анестезирования рыбы), для созданий условий успешного проведения научного исследования, а также для получения более точных экспериментальных данных.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the tripod can be adapted to move the cradle in at least two directions. Moving the cradle is necessary for the convenience of conducting research, for example, for more convenient placement of live fish in the cradle, for quickly placing fish in water (for example, in ice water to anesthetize fish), to create conditions for the successful conduct of scientific research, and also to obtain more accurate experimental data.
В другом примере реализации заявленного технического решения ложемент может быть изготовлен различными способами, например, ложемент может полностью или частично быть изготовлен с помощью 3D-печати. Выбор материала для 3D-печати зависит от функциональных и конструктивных характеристик лаборатории, в которой проводится исследование. Примеры материалов для 3D-печати ложемента - это средне-твердые полимерные материалы, такие как термо- или фотопластичные полимеры в виде нитей, гранул или порошка.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the cradle can be manufactured in various ways, for example, the cradle can be completely or partially made using 3D printing. The choice of material for 3D printing depends on the functional and design characteristics of the laboratory in which the study is carried out. Examples of cradle 3D printing materials are medium-hard polymeric materials such as thermoplastic or photoplastic polymers in the form of filaments, granules, or powder.
В другом примере реализации заявленного технического решения держатель ложемента имеет как минимум частично Z-образную форму. Основное назначение штатива - это фиксация держателя для ложемента. Держатель ложемента в данном примере реализации состоит из двух симметричных сторон, скрепленных болтами и адаптируемых под размер ложемента с закрепленной рыбой. Один из примеров крепления держателя ложемента к горизонтальному стержню штатива, является зажим стержня между сторонами держателя ложемента. Ложемент удерживается в держателе посредством силы трения между внутренними стенками симметричных сторон держателя и внешними стенками симметричных частей ложемента, а также с помощью зажимных винтов, вмонтированных в держателе. При этом специалисту в области техники понятно, что ложемент может также крепиться в держателе посредством применения резинки, скрепляющей ложемент и держатель вместе, или же посредством защелки на держателе, которая закрепляет ложемент в держателе, или же любым другим способом, достаточно прочно фиксирующим ложемент в держателе, чтобы позволить экспериментатору помещать штатив или держатель в аквариум для проведения экспериментов без риска того, что положение ложемента изменится от передвижения держателя или штатива, а также любого другого внешнего фактора, что тем самым может испортить точность экспериментальных данных.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the lodgement holder is at least partially Z-shaped. The main purpose of the tripod is to fix the holder for the lodgment. The cradle holder in this embodiment consists of two symmetrical sides, bolted together and adaptable to the size of the cradle with a fixed fish. One example of attaching a cradle holder to a horizontal tripod rod is to clamp the rod between the sides of the cradle holder. The cradle is held in the holder by means of friction force between the inner walls of the symmetrical sides of the holder and the outer walls of the symmetrical parts of the cradle, as well as by means of clamping screws mounted in the holder. However, the person skilled in the art will understand that the cradle can also be secured in the holder by using an elastic band that fastens the cradle and holder together, or by a latch on the holder that secures the cradle in the holder, or in any other way that sufficiently firmly fixes the cradle in the holder. to allow the experimenter to place the tripod or holder in the aquarium for experimentation without the risk of the position of the cradle being changed by the movement of the holder or tripod, or any other external factor, thereby impairing the accuracy of the experimental data.
Один из примеров крепления ложемента с рыбой между сторонами ложемента, это фиксация ложемента между сторонами держателя. Один из способов крепления - вставление ложемента с живой рыбой в разъем держателя. При этом специалисту в области техники понятно, что ложемент может быть вставлен в держатель сверху, снизу или сбоку, в зависимости от формы держателя.One example of fastening a lodgement with a fish between the sides of the lodgement is fixing the lodgement between the sides of the holder. One way of fastening is to insert a lodgment with live fish into the slot of the holder. It will be clear to the person skilled in the art that the cradle can be inserted into the holder from above, from below or from the side, depending on the shape of the holder.
В другом примере реализации заявленного технического решения держатель имеет разъем для ложемента, который может быть адаптирован под размер ложемента с закрепленной рыбой. Это может достигаться использованием болтов, винтов, резинки, защелки и прочего.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the holder has a connector for the lodgment, which can be adapted to the size of the lodgment with a fixed fish. This can be achieved using bolts, screws, rubber bands, latches, and more.
В одном из примеров реализации заявленного технического решения, держатель ложемента состоит из двух симметричных сторон, которые можно разъединить, раздвинуть или раскрыть (например, бабочкой), то есть, которые выполнены с возможностью их разъема.In one of the examples of the implementation of the claimed technical solution, the lodgement holder consists of two symmetrical sides that can be separated, moved apart or opened (for example, with a butterfly), that is, which are made with the possibility of their separation.
Специалисту в области техники понятно, что устройство может быть использовано многократно для проведения множества разных исследований на разных рыбах.One skilled in the art will appreciate that the device can be used multiple times to conduct many different studies on different fish.
Один из примеров реализации заявленного технического решения указывает на возможность изготовления держателя для ложемента или штатива полностью или частично из пластмасс или металлов, или их комбинации.One of the examples of the implementation of the claimed technical solution indicates the possibility of manufacturing a holder for a lodgement or tripod wholly or partially from plastics or metals, or a combination of them.
В некоторых примерах реализации заявленного технического решения штатив дополнительно может включать стержни штатива, крепления стержней штатива, крепления держателя, при этом крепления выполнены из материала, включая металлы, пластмассы, дерево или их комбинации. К конструкции штатива может относиться вертикальный стержень, перпендикулярно направленный к основанию штатива, который любо прикреплен или приклеен, привинчен или прикручен к основанию стационарно. Так же штатив имеет горизонтальный стержень, который расположен более-менее горизонтально относительно вертикального стержня. Подвижность горизонтального стержня обеспечена межстержневым креплением. Межстержневое крепление представляет собой жесткое крепление к вертикальному стержню посредством зажима, которое может быть осуществлено с помощью болтов, шурупов или винтов. Благодаря своей конструкции штатив позволяет крепить к себе держатели ложементов практически любой формы. Наличие двух или более креплений, соединяющих элементы штатива, позволяет устанавливать нужное положение ложемента в пространстве. Стержни или крепления могут быть выполнены из любого металла, пластмассы, дерева или их комбинаций.In some embodiments of the claimed technical solution, the tripod may additionally include tripod rods, tripod rod mounts, holder mounts, while the mounts are made of a material, including metals, plastics, wood, or combinations thereof. The tripod structure may include a vertical rod perpendicular to the base of the tripod, which is either attached or glued, screwed or bolted to the base permanently. Also, the tripod has a horizontal rod, which is located more or less horizontally relative to the vertical rod. The mobility of the horizontal rod is provided by inter-rod fastening. An inter-rod fastening is a rigid fastening to a vertical rod by means of a clamp, which can be carried out using bolts, screws or screws. Thanks to its design, the tripod allows you to attach holders of almost any shape to itself. The presence of two or more fasteners connecting the tripod elements allows you to set the desired position of the lodgement in space. The rods or fasteners can be made from any metal, plastic, wood, or combinations thereof.
В другом примере реализации заявленного технического решения ложемент может быть помещен в аквариум, стакан или любой соответствующий сосуд с жидкостью, обеспечивающей жизнедеятельность рыбы. Держатель может быть помещен в аквариум полностью или частично, в зависимости от конструкции лаборатории.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the lodgement can be placed in an aquarium, a glass or any appropriate vessel with a liquid that ensures the vital activity of the fish. The holder can be placed in the aquarium in whole or in part, depending on the design of the laboratory.
В другом примере реализации заявленного технического решения устройство сделано таким образом, чтобы помещать устройство в аквариум, то есть помещать в аквариум штатив с держателем и ложемент.In another example of the implementation of the claimed technical solution, the device is made in such a way as to place the device in an aquarium, that is, to place a tripod with a holder and a lodgement in the aquarium.
В другом примере реализации технического решения ложемент сделан с возможностью неподвижной фиксации части головы рыбы, или частичной фиксации и тела рыбы, без учета формы хвостового плавника. Фиксация головы рыбы производится без фиксации глаз и жаберных крышек, и без фиксации рта рыбы.In another example of the implementation of the technical solution, the lodgement is made with the possibility of fixed fixation of a part of the fish head, or partial fixation of the fish body, without regard to the shape of the tail fin. Fixation of the fish head is carried out without fixation of the eyes and gill covers, and without fixation of the mouth of the fish.
Один пример реализации заявленного технического решения показывает, что ложемент сделан с возможностью как частично-подвижной, так и неподвижной фиксации в ложементе части тела рыбы, при этом без фиксации жаберных крышек рыбы.One example of the implementation of the claimed technical solution shows that the lodgment is made with the possibility of both partially movable and fixed fixation in the lodgment of a part of the body of the fish, while without fixing the gill covers of the fish.
В одном из примеров реализации устройства, оно может быть использовано для фиксации головы у анестезированных половозрелых особей рыбы зебраданио с целью проведения инвазивных электрохимических или электрофизиологических измерений в мозге. Такой подход позволит дальнейшее изучение нейромедиаторных механизмов, лежащих в основе функционирования мозга в норме и при различных патологических состояниях в условиях популярного модельного организма. Понимание вышеуказанных механизмов является необходимым для разработки более эффективных фармакологических стратегий лечения патологий ЦНС. Более того, предлагаемый продукт планируется эффективно использоваться для фармакологических исследований, в том числе и поиска новых лекарственных препаратов.In one embodiment, the device may be used to fix the head of anesthetized adult zebrafish in order to perform invasive electrochemical or electrophysiological measurements in the brain. This approach will allow further study of the neurotransmitter mechanisms underlying the functioning of the brain in normal and under various pathological conditions in a popular model organism. Understanding the above mechanisms is necessary to develop more effective pharmacological strategies for the treatment of CNS pathologies. Moreover, the proposed product is planned to be effectively used for pharmacological research, including the search for new drugs.
Термин «анестезированный» в настоящей заявке относится к физиологическому состоянию рыбы, в котором она менее подвижна по сравнению с ее обычным состоянием в реальной среде обитания, например, эффект анестезирования рыбы может быть достигнут с (а) помощью охлаждения температуры тела рыбы до +4-6°С, (б) с помощью применения соответствующих препаратов, или любым другим способом, известным специалисту в данной области техники.The term "anesthetized" in this application refers to the physiological state of the fish, in which it is less mobile compared to its normal state in the real habitat, for example, the effect of anesthesia of the fish can be achieved with (a) cooling the body temperature of the fish to +4- 6°C, (b) using the appropriate drugs, or in any other way known to a person skilled in the art.
Термин «инвазивные манипуляции» (и любые его склонения) в настоящей заявке может относится как к медицинской, так и к научно-исследовательской процедуре, которая связана с проникновением через естественные внешние барьеры организма.The term "invasive manipulation" (and any of its declensions) in this application can refer to both a medical and a research procedure that involves penetration through the body's natural external barriers.
Термин «ротовое отверстие» в настоящей заявке обозначает такое отверстие в ложементе для рта рыбы. Таким образом термины «ротовое отверстие» и «отверстие для рта рыбы» (и любые их склонения) могут использоваться в настоящей заявке как синонимы и являются взаимозаменяемыми.The term "mouth opening" in this application refers to such an opening in a fish mouth cradle. Thus, the terms "mouth opening" and "fish mouth opening" (and any declensions thereof) may be used interchangeably in this application.
Термин «жаберное отверстие» обозначает отверстие в ложементе для жаберных крышек рыбы. Таким образом термины «жаберное отверстие» и «отверстие для жаберной крышки» (и любые их склонения) могут использоваться в настоящей заявке как синонимы и являются взаимозаменяемыми.The term "gill opening" refers to the opening in the cradle for the gill covers of a fish. Thus, the terms "gill opening" and "gill opening" (and any of their declensions) can be used in this application as synonyms and are interchangeable.
Термины «первый», «второй», «третий» и так далее, а также их любые склонения, не имеют номерного значения, не показывают какую-либо взаимосвязь между ними, таким образом, они являются исключительно наименованиями, которые используются исключительно для того, отличить данные термины друг от друга. Например, «первое отверстие» в ложементе, «второе отверстие» и «третье отверстие» не имеет между собой номерной связи, либо какой-либо другой взаимосвязи, и обозначают исключительно то, что термин «первое отверстие» отличен от термина «второе отверстие» и отличен от термина «третье отверстие». Таким образом термин «первое отверстие» включает в себя любое количество отверстий с наименованием «первое отверстие» и по желанию заявитель может обозначить множество с наименованием «первое отверстие» как «первое отверстие один», «первое отверстие два», «первое отверстие три» и так далее. Таким образом термин «второе отверстие» включает в себя любое количество отверстий с наименованием «второе отверстие» и по желанию заявитель может обозначить множество с наименованием «второе отверстие» как «второе отверстие один», «второе отверстие два», «второе отверстие три» и так далее. Таким образом термин «третье отверстие» включает в себя любое количество отверстий с наименованием «третье отверстие» и по желанию заявитель может обозначить множество с наименованием «третье отверстие» как «третье отверстие один», «третье отверстие два», «третье отверстие три» и так далее.The terms "first", "second", "third" and so on, as well as any of their declensions, do not have a numerical value, do not show any relationship between them, so they are only names that are used solely to distinguish these terms from each other. For example, "first hole" in the lodgement, "second hole" and "third hole" do not have a number connection or any other relationship between them, and only mean that the term "first hole" is different from the term "second hole" and is different from the term "third hole". Thus, the term "first hole" includes any number of holes named "first hole" and, if desired, the applicant may designate the set with the name "first hole" as "first hole one", "first hole two", "first hole three" and so on. Thus, the term "second hole" includes any number of holes named "second hole" and, if desired, the applicant may designate the set with the name "second hole" as "second hole one", "second hole two", "second hole three" and so on. Thus, the term "third hole" includes any number of holes with the name "third hole" and, if desired, the applicant can designate the set with the name "third hole" as "third hole one", "third hole two", "third hole three" and so on.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
В последующем описании и на чертежах одинаковые детали и компоненты описаны одинаковыми ссылочными обозначениями для избегания повторения. Приведенное описание является одним из примеров осуществления заявленной полезной модели, но не ограничивается им.In the following description and drawings, like parts and components are described with the same reference numerals to avoid repetition. The above description is one example of the implementation of the claimed utility model, but is not limited to it.
Заявленное изобретение проиллюстрировано на фиг. 1-8.The claimed invention is illustrated in Fig. 1-8.
На фиг. 1 показана профильная проекция общего вида предлагаемого устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций с помещенным в аквариум ложементом и частью держателя устройства.In FIG. 1 shows a profile projection of a general view of the proposed device for fixing fish for high-precision invasive manipulations with a lodgement placed in an aquarium and part of the device holder.
На фиг. 2 показан вид сбоку устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 2 is a side view of a fish fixation device for highly precise invasive manipulations.
На фиг. 3 показан фронтальный вид устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 3 shows a frontal view of a fish fixation device for high-precision invasive manipulations.
На фиг. 4 показана профильная проекция ложемента в держателе ложемента устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 4 shows a profile view of a cradle in a cradle holder of a fish fixation device for high-precision invasive manipulations.
На фиг. 5 показана профильная проекция симметричной части ложемента и сторона держателя ложемента устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 5 shows a profile view of the symmetrical part of the cradle and the cradle holder side of the fish fixation device for high-precision invasive manipulations.
На фиг. 6 показан вид сверху соединенных симметричный частей ложемента устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 6 shows a top view of the connected symmetrical parts of the cradle of the fish fixation device for high-precision invasive manipulations.
На фиг. 7 показан вид сбоку симметричной части ложемента устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 7 shows a side view of the symmetrical part of the cradle of the device for fixing fish for high-precision invasive manipulations.
На фиг. 8 показан фронтальный вид соединенных симметричных частей ложемента устройства для фиксации рыбы для проведения высокоточных инвазивных манипуляций.In FIG. 8 shows a frontal view of the connected symmetrical parts of the cradle of the fish fixation device for high-precision invasive manipulations.
Детальное описание изобретенияDetailed description of the invention
Предлагаемое устройство (схематически представлено на фиг. 1-8) было испытано как в отношении определения продолжительности жизни помещенной в него рыбки зебраданио, так и в отношении возможности проведения манипуляция для стереотаксического размещения одновременно нескольких инвазивных микроустройств (например, детектирующего, и стимулирующего электродов, а также электрода сравнения).The proposed device (schematically shown in Figs. 1-8) was tested both in terms of determining the lifespan of the zebradanio fish placed in it, and in terms of the possibility of performing manipulations for the stereotaxic placement of several invasive microdevices simultaneously (for example, detecting and stimulating electrodes, and also reference electrode).
Профильная проекция общего вида устройства для фиксации рыбы, для проведения высокоточных инвазивных манипуляций изображена на фигуре 1.A profile projection of a general view of a device for fixing fish, for carrying out high-precision invasive manipulations, is shown in figure 1.
На фигуре 2 показан вид сбоку устройства 1. Устройство 1 состоит из штатива 2, держателя 7 и ложемента 8. Штатив 2 может состоять из разных частей, и в одном из примеров реализации заявленного технического устройства 1, изображенного на фигуре 1 и фигуре 2, штатив 2 изготовлен из двух стержней, включающих вертикальный стержень 5 и горизонтальный стержень 4. Вертикальный стержень 5 может быть прикреплен, прикручен, привинчен, приклеен стационарно к платформе 3. Штатив 2 включает так же в себя и горизонтальный стержень 4, подвижность которого по вертикали и горизонтали обеспечена межстержневым сочленением 6. Специалисту в области техники понятно, что штатив 2, стержни (вертикальный стержень 5 и горизонтальный стержень 4), платформа 3, держатель 7 и межстержневое крепление 6 могут быть изготовлены полностью или частично из различных материалов, например, любого из пластика, металла или любой их комбинации.The figure 2 shows a side view of the
В качестве материалов, используемых для изготовления частей устройства 1, могут выступать пластмассы, а также полимерные материалы: средне-твердые полимерные материалы, такие как термо- или фотопластичные полимеры. В одном из примеров реализации заявленного технического решения части штатива 2, в зависимости от условий проведения научного исследования, например, при частичном погружении штатива 2 в воду, части штатива 2 находящиеся не в воде могут быть изготовлены также из дерева или любого другого подходящего материала. В другом из примеров реализации заявленного технического решения части штатива 2, в зависимости от условий проведения научного исследования, например, при полном погружении частей штатива 2 в воду, например, платформы 3, вертикального стержня 5 и горизонтального стержня 4, а также межстержневого сочленения 6, части штатива 2 могут быть изготовлены из пластика или металла. Специалисту в области техники понятно, что для изготовления штатива 2 используют: алюминий, сталь или сплав этих металлов, а также могут быть использованы металлы с покрытием из нержавеющей стали и любые другие комбинации металлов.The materials used for the manufacture of the parts of the
В одном из примеров реализации заявленного технического решения межстержневое крепление 6 представляет собой жесткое крепление, которое соединяет горизонтальный стержень 4 и вертикальный стрежень 5, а именно к вертикальному стержню 5 посредством любого применимого функционального крепления, например, зажима, с помощью болтов, шурупов или винтов крепится горизонтальный стержень 4. В одном из примеров реализации к отстоящему концу горизонтального стержня 4 крепится состоящий из двух симметричных частей, скрепленных болтами, держатель 7 Z-образной формы. Однако специалист в области техники понимает, что благодаря своей конструкции штатив 2 позволяет крепить к себе держатель 7 практически любой формы, например, формы «L», в форме кривой, прямой и так далее. Наличие как минимум двух и более креплений, соединяющих элементы штатива 2, позволяет устанавливать нужное положение ложемента 8 в пространстве.In one of the examples of the implementation of the claimed technical solution, the
На фигуре 3 изображен фронтальный вид устройства 1 для фиксации рыбы. В одном из примеров реализации заявленного изобретения ложемент 8 помещен в нижней части держателя 7. Держатель 7 состоит из двух симметричных сторон 7а и 7б. Функция держателя 7 заключается в фиксации ложемента 8. Один из примеров крепления держателя 7 к горизонтальному стержню 4 штатива 2, является зажим стержня между симметричными сторонами 7а и 7б держателя 7. Ложемент 8 удерживается между нижними стенками держателя 7 посредством силы трения. Специалисту в области техники понятно, что ложемент 8 может также крепиться в держателе 7 посредством применения резинки (не показано на фигурах), скрепляющей ложемент 8 и держатель 7 вместе, или же посредством защелки на держателе 7 (не показано на фигурах), которая закрепляет ложемент 8 в держателе 7 или же любым другим способом.The figure 3 shows a frontal view of the
На фигуре 4 изображена профильная проекция ложемента 8 в держателе 7 устройства 1. В одном из примеров реализации заявленного технического решения ложемент 8 изображен в собранном состоянии, ложемент 8 состоит из двух симметричных частей 8а и 86. На фигуре 4 изображено первое отверстие 11 для рта рыбы. Соответственно, каждая из симметричных частей 8а и 8б ложемента 8 имеет первое отверстие 11 для рта рыбы, расположенном в первом конце 100 обеих симметричных частей 8а и 8б. На фигуре 4 изображен ложемент 8, который имеет в каждой из двух симметричных частей 8а и 8б два жаберных отверстия 9 (также называются отверстия для жабр), которые расположены около первого конца 100 ложемента 8 по бокам от ротового отверстия 11. Специалисту в области техники понятно, что жаберные отверстия 9 выполнены для полного или частичного раскрытия жабр, с целью самостоятельной работы и осуществления дыхания рыбы. На фигуре 4 изображено головное отверстие 10 для головы рыбы, которое расположено около первого конца 100 ложемента 8, над ротовым отверстием 11. Функция головного отверстия 10 для головы рыбы - это предоставление доступа для стереотаксического размещения в мозге рыбы детектирующих устройств/элементов (не показаны на фигурах). В одном из примеров реализации заявленного технического решения отверстие для головы рыбы 10 представляет собой сквозное отверстие, которое переходит в жаберные отверстия 9. В другом из примере реализации технического решения, отверстие для головы рыбы 10 может быть вырезано отдельно от жаберных отверстий 9. Специалисту в области техники понятно, что в роли детектирующих элементов могут выступать карбоновые микроэлектроды диаметром 6 мкм или другие электроды.The figure 4 shows a profile projection of the
На фигуре 5 показана профильная проекция симметричной части ложемента 8б и сторона держателя ложемента 7б. В одном из примеров реализации заявленного технического решения ложемент 8 выполнен из двух симметричных частей 8а и 8б с возможностью их разъема, который крепится в нижней части держателя 7 с помощью углубления 12 внутри держателя 7 ложемента, при этом каждая часть ложемента 8 имеет внутреннюю часть ложемента, которая имеет углубление 12, которая изображена на фигуре 5, данное углубление 12 может соответствовать форме тела взрослой рыбы зебраданио или может быть стандартной вытянутой формы, как показано на фигуре 5.The figure 5 shows the profile projection of the symmetrical part of the lodgement 8b and the side of the holder of the lodgement 7b. In one of the examples of the implementation of the claimed technical solution, the
На фигуре 6 изображен вид сверху соединенных симметричный частей ложемента 8. В одном из примеров реализации заявленного технического решения ложемент 8 содержит циркуляционные отверстия 13, функция которых - доступ воды к телу рыбы и тем самым создание условий проведения научного исследования, приближенных к естественным. Специалисту в области техники понятно, что циркуляционные отверстия 13 могут быль вырезаны любой формы, прямоугольной, квадратной или круглой или любой другой. Количество циркуляционных отверстий 13 зависит от их размера и от размера ложемента 8. В данном примере показано на фигуре 6 семь циркуляционных отверстий 13. Их также может быть от трех и более двадцати, и они могут быть расположены в любой части ложемента 8 - сверху, снизу или по бокам, кроме первого конца 100.The figure 6 shows a top view of the connected symmetrical parts of the
На фигуре 7 изображен вид сбоку одной из симметричной части 8б. В одном из примеров реализации заявленного технического решения ложемент 8 содержит циркуляционные отверстия 13. Циркуляционные отверстия 13 адаптированными для доступа воды вдоль тела рыбы, когда она находится ложементе 8, то есть дают возможность воде проходить сквозь ложемент 8 для обеспечения жизнеспособности рыбы. Специалисту в области техники понятно, что количество циркуляционных отверстий 13 может варьироваться в зависимости от разметов ложемента 8. На фигуре 7 изображено пунктирной линией углубление 12 ложемента 8. Данное углубление 12 имеет около овальную форму примерно схожую с частью формы тела рыбы как показано на фигуре 7. Один из примеров реализации заявленного технического решения на рисунке 7 пунктирной линией изображено прямоугольное углубление 14, которое так же выполнено в прямоугольной форме для хвостовой части рыбы. Специалисту в области техники понятно, что как размеры углубления 12 ложемента 8, так и углубления 14 ложемента 8 могут варьироваться от размера и форм рыбы, причем форма углубления 14 делается такой, которая наиболее простая для изготовления ложемента 8. Например, углубления 12 и 14 могут быть любых вытянутой формы: овальной, эллиптической, прямоугольной или свободной формы.The figure 7 shows a side view of one of the symmetrical parts 8b. In one of the examples of the implementation of the claimed technical solution, the
На фигуре 8 изображен фронтальный вид соединенных симметричных частей 8а и 8б ложемента 8. Как в собранном состоянии, так и в разобранном состоянии симметричные части ложемента имеют первое отверстие 11, при этом на фигуре 8 изображено, что первое отверстие 11 образуется при соединении симметричных частей 8а и 8б ложемента 8, так как в каждой из симметричный частей 8а и 8б имеется выемка в первом конце 100, которая и образует данное первое отверстие 11.The figure 8 shows a frontal view of the connected
Предлагаемое техническое решение может работать следующим образом.The proposed technical solution can work as follows.
Перед началом эксперимента рыбу зебраданио анестезируют с помощью понижения температуры тела до приблизительно +4-6°С, к чему зебраданио очень чувствительна, и с помощью микрохирургии удаляют костные ткани черепа над областью мозга, подлежащей имплантации электродами. Затем рыбу в состоянии анестезии быстро помещают в ложемент 8, выполненный из двух симметричных частей 8а и 8б с возможностью их разъема и имеющий углубление 12, по форме соответствующее части тела рыбы. Ложемент 8 с зафиксированной рыбкой помещается в воду со льдом в аквариум 200 (фигура 1). Ложемент 8 имеет отверстие для рта 11 и боковые жаберные отверстия 9 для улучшения циркуляции воды к жабрам рыбы. Ложемент 8 может быть изготовлен по форме головы и тела рыбы, а также без учета формы хвостового плавника, чтобы избежать возможного защемления хвоста при помещении рыбы в устройство. Форма ложемента 8 позволяет нормальное функционирование жабр, глаз и ротового отверстия рыбы для обеспечения ее жизнеспособности во время проведения исследования. После фиксации рыбы в ложементе проводят исследования, включающие высокоточные инвазивные манипуляции для стереотаксического размещения в мозге рыбы инвазивных микроустройств (карбоновых микроэлектродов диаметром 6 мкм или других электродов), использование химических и лекарственных средств и проведение измерений.Before the start of the experiment, the zebradanio fish is anesthetized by lowering the body temperature to approximately +4-6°C, to which the zebradanio is very sensitive, and using microsurgery, the skull bones are removed over the brain area to be implanted with electrodes. Then the fish in the state of anesthesia is quickly placed in the
Заявленное устройство 1 имеет несомненные преимущества перед известными из уровня техники решениями. Устройство 1 может быть применено при различных инвазивных методах исследования мозга взрослой рыбы зебраданио или других рыб, например, для микродиализа, электрохимических или электрофизиологических измерений, а также для оптоволоконных или иных технологий воздействия на мозг.The claimed
Заявляемое устройство 1 является технически простым, надежным для фиксации объекта исследования при проведении процедуры прижизненного исследования, успешного имплантирования в мозг детектирующих устройств - электродов и использования фармацевтических средств.The claimed
Резюмируя вышесказанное, притязания по формуле изобретения подтверждаются приведенными примерами реализации заявляемого изобретения, но не ограничиваются ими. Это позволит признать предлагаемое изобретение соответствующей критерию патентоспособности, изобретательский уровень и промышленная применимость во всех частных формах воплощения признаков формулы до даты испрашиваемого приоритета.Summarizing the foregoing, the claims under the claims are confirmed by the given examples of the implementation of the claimed invention, but are not limited to them. This will make it possible to recognize the proposed invention as meeting the criteria of patentability, inventive step and industrial applicability in all particular forms of embodiment of the features of the claims before the date of the claimed priority.
Примеры реализации заявляемой устройства 1:Examples of the implementation of the claimed device 1:
Пример 1Example 1
Рыба №1 после трепанации черепа была фиксирована в ложементе 8 устройства 1 и помещена в водяную баню - аквариум 200 со льдом (время помещения 10:30 ч, время извлечения 12:11 ч). Использовали ложемент 8 с отверстиями для рта 11, глаз рыбы и боковыми жаберными отверстиями 9 для улучшения циркуляции воды к жабрам рыбы, головным отверстием 10 и циркуляционными отверстиями 13. Ложемент 8 был изготовлен по форме головы и тела рыбы. В ходе проведения эксперимента в мозг рыбы были имплантированы 3 электрода. Вывод: время жизни рыбы составило 1 час 41 мин.Fish No. 1 after trepanation of the skull was fixed in the
Пример 2Example 2
Рыба №2 после трепанации черепа была фиксирована в ложементе 8 устройства 1 и помещена в водяную баню - аквариум 200 со льдом (время помещения 15:00 ч). Использовали ложемент 8 с отверстиями для рта 11, глаз рыбы и боковыми жаберными отверстиями 9 для улучшения циркуляции воды к жабрам рыбы, головным отверстием 10 и циркуляционными отверстиями 13. Ложемент 8 был изготовлен по форме головы и тела рыбы, но без учета формы хвостового плавника, чтобы избежать возможного защемления хвоста при помещении рыбы в устройство 1. Затем в мозг рыбы были имплантированы 3 электрода. Через 20 мин в водяную баню был внесен раствор GBR12909 (ингибитора транспортера дофамина) после чего была произведена попытка регистрации дофамина. Время извлечения рыбы 15:45 ч. Вывод: время жизни рыбы составило 45 мин.Fish No. 2 after trepanation of the skull was fixed in the
Пример 3Example 3
Рыба №3 после трепанации черепа была фиксирована в ложементе 8 устройства 1 и помещена в водяную баню - аквариум 200 со льдом (время помещения 15:45 ч, время извлечения 16:20 ч). Использовали ложемент 8 с отверстиями для рта 11 и глаз рыбы, жаберными отверстиями 9, головным отверстием 10 и циркуляционными отверстиями 13. Ложемент 8 был изготовлен по форме головы и тела рыбы. В ходе проведения эксперимента в мозг рыбы были имплантированы 3 электрода. Вывод: время жизни рыбы составило 35 мин.Fish No. 3 after craniotomy was fixed in the
Пример 4Example 4
Рыба №4 после трепанации черепа была фиксирована в ложементе 8 устройства 1 и помещена в водяную баню - аквариум 200 со льдом (время помещения 11:20 ч, время извлечения 12:32 ч). Использовали ложемент 8 с отверстиями для рта 11, глаз рыбы и боковыми жаберными отверстиями 9 для улучшения циркуляции воды к жабрам рыбы, головным отверстием 10 и циркуляционными отверстиями 13. Ложемент 8 был изготовлен по форме головы и тела рыбы, но без учета формы хвостового плавника, чтобы избежать возможного защемления хвоста при помещении рыбы в устройство 1. В ходе проведения эксперимента в мозг рыбы были имплантированы 3 электрода. Вывод: время жизни рыбы составило 1 ч 12 мин.Fish No. 4 after craniotomy was fixed in the
Предлагаемое устройство 1 можно рекомендовать к широкому применению в научных исследованиях, где необходима фиксация туловища и головы рыбы, обеспечивающая прижизненное проведение высокоточных инвазивных манипуляций в мозге или других частях тела рыбы.The proposed
Источники информацииInformation sources
1. Patton ЕЕ, Zon LI, Langenau DM. Zebrafish disease models in drug discovery: from preclinical modelling to clinical trials. Nat Rev Drug Discov. 2021; 20(8):611 -628. doi: 10.103 8/s41573-021-00210-8.1. Patton EE, Zon LI, Langenau DM. Zebrafish disease models in drug discovery: from preclinical modeling to clinical trials. Nat Rev Drug Discov. 2021; 20(8):611-628. doi: 10.1038/s41573-021-00210-8.
2. Lessman CA. The developing zebrafish (Danio rerio): A vertebrate model for high-throughput screening of chemical libraries. Birth Defects Research PartC: Embryo Today: Reviews. 2011; 93(3):268-280. doi:10.1002/bdrc.20212.2. Lessman C.A. The developing zebrafish (Danio rerio): A vertebrate model for high-throughput screening of chemical libraries. Birth Defects Research Part C: Embryo Today: Reviews. 2011; 93(3):268-280. doi:10.1002/bdrc.20212.
3. Howe Л, Clark MD, Torroja CF, et al. The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature. 2013;496(7446):498-503. doi:10.1038/naturel2111.3. Howe L, Clark MD, Torroja CF, et al. The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. Nature. 2013;496(7446):498-503. doi:10.1038/naturel2111.
4. Norton W, Bally-Cuif L. Adult zebrafish as a model organism for behavioural genetics. BMC Neurosci. 2010; 11(1):90. doi: 10.1186/1471-2202-11-90.4. Norton W, Bally-Cuif L. Adult zebrafish as a model organism for behavioral genetics. BMC Neurosci. 2010; 11(1):90. doi: 10.1186/1471-2202-11-90.
5. Tran S, Gerlai R. Recent advances with a novel model organism: Alcohol tolerance and sensitization in zebrafish (Danio rerio). Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2014; 55:87-93. doi:10.1016/j.pnpbp.2014.02.008.5. Tran S, Gerlai R. Recent advances with a novel model organism: Alcohol tolerance and sensitization in zebrafish (Danio rerio). Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2014; 55:87-93. doi:10.1016/j.pnpbp.2014.02.008.
6. Segner H. Zebrafish (Danio rerio) as a model organism for investigating endocrine disruption. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. 2009; 149(2): 187-195. doi:10.1016/j.cbpc.2008.10.099.6. Segner H. Zebrafish (Danio rerio) as a model organism for investigating endocrine disruption. Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. 2009; 149(2): 187-195. doi:10.1016/j.cbpc.2008.10.099.
7. Kishi S, Uchiyama J, Baughman AM, Goto T, Lin MC, Tsai SB. The zebrafish as a vertebrate model of functional aging and very gradual senescence. Experimental Gerontology. 2003; 38(7):777-786. doi:10.1016/S0531-5565(03)00108-6.7. Kishi S, Uchiyama J, Baughman AM, Goto T, Lin MC, Tsai SB. The zebrafish as a vertebrate model of functional aging and very gradual senescence. Experimental Gerontology. 2003; 38(7):777-786. doi:10.1016/S0531-5565(03)00108-6.
8. Kalueff AV, Stewart AM, Gerlai R. Zebrafish as an emerging model for studying complex brain disorders. Trends in Pharmacological Sciences. 2014; 35(2):63-75. doi:10.1016/j.tips.2013.12.002.8. Kalueff AV, Stewart AM, Gerlai R. Zebrafish as an emerging model for studying complex brain disorders. Trends in Pharmacological Sciences. 2014; 35(2):63-75. doi:10.1016/j.tips.2013.12.002.
9. Piato AL, Capiotti KM, Tamborski AR, et al. Unpredictable chronic stress model in zebrafish (Danio rerio): Behavioral and physiological responses. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2011; 35(2):561-567. doi:10.1016/j.pnpbp.2010.12.018.9. Piato AL, Capiotti KM, Tamborski AR, et al. Unpredictable chronic stress model in zebrafish (Danio rerio): Behavioral and physiological responses. Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 2011; 35(2):561-567. doi:10.1016/j.pnpbp.2010.12.018.
10. MacRae CA, Peterson RT. Zebrafish as tools for drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2015; 14(10):721-731. doi:10.1038/nrd4627.10 MacRae CA, Peterson RT. Zebrafish as tools for drug discovery. Nat Rev Drug Discov. 2015; 14(10):721-731. doi:10.1038/nrd4627.
11. Barbosa A, Maximino C, de Souza Fim Pereira A, et al. Rapid Method for Acute Intracerebroventricular Injection in Adult Zebrafish. In: Kalueff AV, Stewart AM, eds. Zebrafish Protocols for Neurobehavioral Research. Vol 66. Neuromethods. Humana Press; 2012:323-330. doi:10.1007/978-l-61779-597-8_25.11. Barbosa A, Maximino C, de Souza Fim Pereira A, et al. Rapid Method for Acute Intracerebroventricular Injection in Adult Zebrafish. In: Kalueff AV, Stewart AM, eds. Zebrafish Protocols for Neurobehavioral Research. Vol 66. Neuromethods. Humana Press; 2012:323-330. doi:10.1007/978-l-61779-597-8_25.
12. Jones LJ, McCutcheon JE, Young AMJ, Norton WHJ. Neurochemical measurements in the zebrafish brain. Front Behav Neurosci. 2015; 9. doi: 10.3 3 89/fhbeh.2015.00246.12. Jones LJ, McCutcheon JE, Young AMJ, Norton WHJ. Neurochemical measurements in the zebrafish brain. Front Behav Neurosci. 2015; 9. doi: 10.3 3 89/fhbeh.2015.00246.
13. Shin M, Field TM, Stucky CS, Furgurson MN, Johnson MA. Ex vivo measurement of electrically evoked dopamine release in zebrafish whole brain. ACS Chemical Neuroscience.:31.13. Shin M, Field TM, Stucky CS, Furgurson MN, Johnson MA. Ex vivo measurement of electrically evoked dopamine release in zebrafish whole brain. ACS Chemical Neuroscience.:31.
14. Field TM, Shin M, Stucky CS, Loomis J, Johnson MA. Electrochemical Measurement of Dopamine Release and Uptake in Zebrafish Following Treatment with Carboplatin. ChemPhysChem. 2018; 19(10):1192-1196. doi:10.1002/cphc.201701357.14. Field TM, Shin M, Stucky CS, Loomis J, Johnson MA. Electrochemical Measurement of Dopamine Release and Uptake in Zebrafish Following Treatment with Carboplatin. ChemPhysChem. 2018; 19(10):1192-1196. doi:10.1002/cphc.201701357.
15. Авторское свидетельство СССР на изобретение SU 1671209 Al от 23.08.1991 (НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ БИОЛОГИИ ПРИ ИРКУТСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ) «Стереотаксическая установка для рыб».15. USSR author's certificate for the invention SU 1671209 Al dated 08/23/1991 (SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF BIOLOGY AT IRKUTSK STATE UNIVERSITY) "Stereotaxic installation for fish".
16. Патент на изобретение №CN110711044 А от 21.01.2020 г., (UNIV GUANGZHOU MEDICAL) «Five-axis zebrafish brain stereotaxic instrument based on precision sliding table», наиболее близкий аналог (прототип).16. Patent for invention No. CN110711044 A dated January 21, 2020, (UNIV GUANGZHOU MEDICAL) “Five-axis zebrafish brain stereotaxic instrument based on precision sliding table”, the closest analogue (prototype).
17. Ian P.G. Amarall, Ian A. Johnston «Experimental selection for body size at age modifies early life-history traits and muscle gene expression in adult zebrafish», Scottish Oceans Institute, School of Biology, University of St Andrews, St Andrews, Fife KYI 6 8LB, UK and The Capes Foundation, Ministry of Education of Brazil, Cx. Postal 250, Brasilia, DF 70.040-020, Brazil). Найдено в сети Интернет 02.08.2022 г.17. Ian P.G. Amarall, Ian A. Johnston "Experimental selection for body size at age modifies early life-history traits and muscle gene expression in adult zebrafish", Scottish Oceans Institute, School of Biology, University of St Andrews, St Andrews,
Claims (25)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2798220C1 true RU2798220C1 (en) | 2023-06-20 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1671209A1 (en) * | 1988-12-23 | 1991-08-23 | Научно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университете | Stereoscopic device for fish |
| RU186765U1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-01-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины ФГБОУ ВО СПбГАВМ | A device for fixing fish during laboratory tests |
| CN110711044A (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-21 | 广州医科大学 | Five-axis zebra fish brain stereotaxic instrument based on precise sliding table |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1671209A1 (en) * | 1988-12-23 | 1991-08-23 | Научно-исследовательский институт биологии при Иркутском государственном университете | Stereoscopic device for fish |
| RU186765U1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-01-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины ФГБОУ ВО СПбГАВМ | A device for fixing fish during laboratory tests |
| CN110711044A (en) * | 2019-11-05 | 2020-01-21 | 广州医科大学 | Five-axis zebra fish brain stereotaxic instrument based on precise sliding table |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Resendez et al. | Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses | |
| Zang et al. | Repeated blood collection for blood tests in adult zebrafish | |
| Koenig et al. | Microdialysis and its use in behavioural studies: Focus on acetylcholine | |
| Osborne | Microchemical Analysis of Nervous Tissue: Methods in Life Sciences | |
| BRPI0613942B1 (en) | Methods for the identification of a compound that effects the metabolome of a rodent, and, for the identification of a marker for a compound that effects the metabolome of a rodent | |
| Uceda et al. | Spatial learning-related changes in metabolic brain activity contribute to the delimitation of the hippocampal pallium in goldfish | |
| RU2798220C1 (en) | Fish fixation device for high precision invasive manipulations | |
| CN209004307U (en) | A kind of fixation device of the living small animal window for being imaged under inverted fluorescence microscope | |
| CN104287865B (en) | A kind of animal spinal cord living imaging Orientation observation device | |
| Harris et al. | Multisite electrophysiology recordings in mice to study cross‐regional communication during anxiety | |
| Burggren et al. | Physiological study of larval fishes: challenges and opportunities | |
| Ellett et al. | Microstructured surface arrays for injection of zebrafish larvae | |
| Belma et al. | Animal models in modern biomedical research | |
| Abeysinghe et al. | A complete guide to using the endothelin-1 model of stroke in conscious rats for acute and long-term recovery studies | |
| JP3813569B2 (en) | Elevated small animal fixator | |
| Sperringer et al. | In vitro assays to determine skeletal muscle physiologic function | |
| Osanai et al. | Hybrid microdrive system with recoverable opto-silicon probe and tetrode for dual-site high density recording in freely moving mice | |
| RU186765U1 (en) | A device for fixing fish during laboratory tests | |
| Wang | Electrophysiological Recording in Fish | |
| Hornick et al. | Principles of stereotaxy in small animals | |
| Montes-Lourido et al. | Updates to the guinea pig animal model for in-vivo auditory neuroscience in the low-frequency hearing range | |
| Geraldo et al. | Dynamic immunotherapy study in brain tumor-bearing mice | |
| Tachibana et al. | Extracellular norepinephrine in the medial hypothalamus increases during feeding in chicks: a microdialysis study | |
| Wu et al. | Developmental neurotoxicity considerations for food additive safety | |
| RU212457U1 (en) | DEVICE FOR FIXATION OF LABORATORY MICE DURING MANIPULATION WITH THE TAIL VEIN |