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斑马鱼呼吸代谢测量系统

斑马鱼呼吸代谢测量系统
  • 发布时间: 2019-03-25 09:39
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斑马鱼呼吸代谢测量系统

 

斑马鱼呼吸代谢系统用于幼鱼、斑马鱼等小型鱼类及其他水生动物的呼吸与能量代谢测量研究,如鱼卵、鱼仔和无脊椎动物等。可应用于水产养殖、水生态保护、水体环境毒理学、水质生物检测、环境卫生及药理学研究、海洋淡水鱼类等水生生物生态学、鱼类行为生理生态、水生动物发育生态等研究。

 

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功能特点

 

l  “间歇式”呼吸测量法,集合了“开放式”呼吸测量法测量时间长和“封闭式”呼吸测量法简易的优点,同时克服了“开放式”时间解析度差、“封闭式”不能连续长时间测量的缺点;

l  溶解氧测量采用荧光光纤氧气测量技术,测量精度高、稳定性强、无氧耗;

l  呼吸测量室有静态呼吸室和动态呼吸室/游泳室,分别用于测量标准代谢(SMR)和不同游泳速度的活动代谢(AMR);

l  全自动化控制、记录及分析数据,简单易用;

l  高通量,高通量系统可实时同步记录、显示24个以上个体的耗氧率,包括珊瑚、水蚤等水生无脊椎动物及其胚胎和幼虫、斑马鱼等小型鱼及其幼鱼和鱼卵等。

 

配置方案

 

        系统主要包括多通道荧光光纤氧气测量主机及传感器、微型静态呼吸室、AutoResp自动控制及分析软件、水环境控制模块及其他配件或备选件。根据需求,有四通道、八通道及更多通道测量系统,可以同时连接多个呼吸室以测量多个斑马鱼的呼吸代谢情况。

u  四通道系统:由四通道荧光光纤氧气测量系统、4个微型呼吸室及水浴盒等配件组成,可选配Mini游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活动代谢研究,还可选配温度及氧气监测控制模块。

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u  八通道系统:由两个四通道荧光光纤氧气测量系统、8个微型呼吸室及水浴盒等组成,可选配Mini游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活动代谢研究,还可选配温度、氧气监测控制模块。

u  高通量系统:由带粘贴式荧光光纤氧气传感器的封闭多孔板(24孔)和氧气测量主机组成,多个氧气测量主机可以连接在一起组成最多240个通道的高通量测量系统。

u  可选配行为观测分析系统:包括高速摄像头和行为分析软件,用于二维(XY)乃至三维(XYZ)行为观测分析。

 

技术指标

       

Ø  荧光光纤氧气测量系统:包括四通道测量主机、粘贴式氧气传感器及温度传感器。高时空分辨率,蓝牙通讯,可在线测量水体和空气中的氧气,可长期在线监测,零氧耗、稳定性极强。

a.      氧气测量范围0 – 100%0 – 45ppm

b.      检测极限0.03%15ppb

c.       温度、盐度、气压实时补偿,不受电磁信号干扰、实时记录、显示呼吸室内氧气随时间的变化。

Ø  AutoResp自动控制及软件:自动计算显示耗氧率、相关系数R2,实时记录、显示耗氧率随时间的变化;实时记录、显示温度随时间的变化,测量数据自动存储成Excel格式文档,原始数据自动存储成Txt格式文档。

a.      即时切换测量方法和调整间歇式呼吸测量法的测量/交换时间;

b.      数据后分析:自动计算SMRPcrit等参数,显示计算图表;

c.       自动设置:提供预设的系统配置供使用者选择。

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Ø  水环境控制模块:包括温度监测控制模块和溶解氧监测控制模块。

a.      温度监测控制模块包括温度传感器、潜水泵、不锈钢散热管等。温度传感器Pt1000测量范围-50~180℃,精度±0.15℃;

b.      氧气监测控制模块包括荧光光纤氧气传感器、电磁阀、气石等,模块通过控制电磁阀加氧或者加氮以控制水体处于过氧或者缺氧状态。

Ø  微型静态呼吸室:硼硅玻璃材质,内径多种规格供选配(9mm11.4mm14.5mm18.5mm24mm28mm33mm45mm)。

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Ø  Mini游泳室:包括游泳室、水浴槽、潜水泵、流速控制系统等,游泳室容积170ml,水流速度可调节范围为0.7 – 50cm/s,可选配1500ml的游泳室。

Ø  高通量系统:由带粘贴式荧光光纤氧气传感器的封闭多孔板、水浴盒、温控单元及氧气测量主机组成,多个氧气测量主机可以连接在一起组成最多240个通道的高通量测量系统。

a.      24孔多孔板有内径4.5mm6mm8mm10mm12mm供选配,分别对应80μL200μL 500μL 940μL1700μL的容积;

b.      氧气测量范围0 – 50%0 – 45ppm

c.       精确度±0.4 % @20.9 % O2

d.      适用于斑马鱼、鱼卵及胚胎、昆虫等小型生物呼吸代谢测量研究。

 

应用案例

1.      加拿大萨省大学毒理学中心的ThomasJanz使用170mLMini游泳室测量了过量蛋硒(Egg Se,在饮食的主要化学形态为硒蛋氨酸)对F1代成年斑马鱼游泳能力和代谢能力的持续影响。研究发现过量蛋硒会损伤其游泳能力,增加其耗氧和代谢率。进一步的基于蛋硒毒性阈值的物种敏感度分布研究揭示了斑马鱼是目前最为敏感的物种,因此是研究鱼类早期生活史阶段硒诱导毒性机制的绝佳实验室模型。该论文发表在2015年的《Environmental science & technology》杂志(1区,IF = 6.653@ 2017-2018),题目为《Developmental and persistent toxicities of maternally deposited selenomethionine in zebrafish (Danio rerio)》。

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2.      巴西国家亚马逊研究所的Braz-Mota等人使用70mL的玻璃呼吸室,采用了四通道系统测量了短鲷和霓虹灯鱼两种观赏鱼的耗氧率,借以研究两种形态的铜——溶解态铜和纳米铜对其毒性作用机制。该文章发表于2018年的《Science of the Total Environment》(2区,IF = 4.6103@ 2017-2018),题目为《Mechanisms of toxic action of copper and copper nanoparticles in two Amazon fish species: Dwarf cichlid (Apistogramma agassizii) and cardinal tetra(Paracheirodon axelrodi)》。

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3.      加拿大阿尔伯塔大学生物科学系Folkers等人使用高通量系统测量了斑马鱼胚胎/幼鱼的代谢率。研究人员探索了水力压裂后的返排水和产出水(FPW)对斑马鱼胚胎呼吸代谢的影响和心脏毒性作用,测量了暴露在不同浓度的两种形态的FPW——无沉淀物(FPW-SF)和含沉淀物(FPW-S)的斑马鱼胚胎/幼鱼24h48h的代谢率。该研究证明呼吸代谢能够被当做暴露于FPW的有效标志。 该文章发表在2017年的《Environmental Pollution》杂志(2区,IF = 4.358@ 2017-2018),题为《Cardio-respirometry disruption in zebrafish (Danio rerio) embryos exposed to hydraulic fracturing flowback and produced water》。

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