魚(yú)類(lèi)及水生無(wú)脊椎動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)是由丹麥哥本哈根大學(xué)和奧爾堡大學(xué)研制的**、廣泛應(yīng)用的水生動(dòng)物特別是魚(yú)類(lèi)的呼吸測(cè)量?jī)x器,主要用于魚(yú)類(lèi)、水生無(wú)脊椎動(dòng)物、魚(yú)卵及其胚胎乃至浮游生物的耗氧量測(cè)量。廣泛應(yīng)用于海洋淡水魚(yú)類(lèi)等水生生物生態(tài)學(xué)、水體環(huán)境毒理學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、魚(yú)類(lèi)行為生理生態(tài)、水生動(dòng)物發(fā)育生態(tài)及水族箱等研究。
魚(yú)類(lèi)及水生無(wú)脊椎動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)采用了“間歇式”呼吸測(cè)量法,集合了“開(kāi)放式”呼吸測(cè)量法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)和“封閉式”呼吸測(cè)量法簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了“開(kāi)放式”時(shí)間解析度差、“封閉式”不能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的缺點(diǎn)。
功能特點(diǎn)
l“間歇式”呼吸測(cè)量法,集合了“開(kāi)放式”呼吸測(cè)量法測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)和“封閉式”呼吸測(cè)量法簡(jiǎn)易的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)克服了“開(kāi)放式”時(shí)間解析度差、“封閉式”不能連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的缺點(diǎn);
l溶解氧測(cè)量采用熒光光纖氧氣測(cè)量技術(shù),測(cè)量精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、無(wú)氧耗;
l呼吸測(cè)量室有靜態(tài)呼吸室和動(dòng)態(tài)呼吸室/游泳室,分別用于測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)代謝(SMR)和不同游泳速度的活動(dòng)代謝(AMR);
l全自動(dòng)化控制、記錄及分析數(shù)據(jù),簡(jiǎn)單易用;潛水泵開(kāi)閉的控制及氧氣信號(hào)的獲取均通過(guò)藍(lán)牙的方式,遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳輸能夠有效避免多通道線(xiàn)纜連接的繁瑣和潛水泵工作時(shí)產(chǎn)生的噪音對(duì)使用者的影響。
l呼吸室高度定制,可根據(jù)水生動(dòng)物的形態(tài)、大小定制各種形狀(如水平、立式)、各種尺寸的呼吸室。
配置方案
系統(tǒng)主要包括多通道熒光光纖氧氣測(cè)量主機(jī)及傳感器、靜態(tài)呼吸室、AutoResp自動(dòng)控制及分析軟件、水環(huán)境控制模塊及其他配件或備選件。根據(jù)需求,有單通道、四通道、八通道及更多通道測(cè)量系統(tǒng),可以同時(shí)連接多個(gè)呼吸室以測(cè)量多個(gè)斑馬魚(yú)的呼吸代謝情況。
u單通道系統(tǒng):由單通道熒光光纖氧氣測(cè)量系統(tǒng)、1個(gè)呼吸室、兩個(gè)潛水泵、管路等配件組成??蛇x配游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活動(dòng)代謝研究,還可選配溫度及氧氣監(jiān)測(cè)控制模塊。
u四通道系統(tǒng):由四通道熒光光纖氧氣測(cè)量系統(tǒng)、4個(gè)呼吸室、8個(gè)潛水泵等配件組成,可選配游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活動(dòng)代謝研究,還可選配溫度及氧氣監(jiān)測(cè)控制模塊。
u八通道系統(tǒng):由兩個(gè)四通道熒光光纖氧氣測(cè)量系統(tǒng)、8個(gè)呼吸室等組成,可選配游泳室及其他配件用于不同游泳速度下的活動(dòng)代謝研究,還可選配溫度、氧氣監(jiān)測(cè)控制模塊。
技術(shù)指標(biāo)
?熒光光纖氧氣測(cè)量系統(tǒng):包括四通道測(cè)量主機(jī)、粘貼式氧氣傳感器及溫度傳感器。高時(shí)空分辨率,藍(lán)牙通訊,可在線(xiàn)測(cè)量水體和空氣中的氧氣,可*在線(xiàn)監(jiān)測(cè),零氧耗、穩(wěn)定性*。
a.氧氣測(cè)量范圍0 – *或0 – 45ppm;
b.檢測(cè)極限0.03%或15ppb;
c.溫度、鹽度、氣壓實(shí)時(shí)補(bǔ)償,不受電磁信號(hào)干擾、實(shí)時(shí)記錄、顯示呼吸室內(nèi)氧氣隨時(shí)間的變化。
? AutoResp自動(dòng)控制及軟件:自動(dòng)計(jì)算顯示耗氧率、相關(guān)系數(shù)R2,實(shí)時(shí)記錄、顯示耗氧率隨時(shí)間的變化;實(shí)時(shí)記錄、顯示溫度隨時(shí)間的變化,測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)成Excel格式文檔,原始數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)成Txt格式文檔。
a.即時(shí)切換測(cè)量方法和調(diào)整間歇式呼吸測(cè)量法的測(cè)量/交換時(shí)間;
b.數(shù)據(jù)后分析:自動(dòng)計(jì)算SMR、Pcrit等參數(shù),顯示計(jì)算圖表;
c.自動(dòng)設(shè)置:提供預(yù)設(shè)的系統(tǒng)配置供使用者選擇。
? 水環(huán)境控制模塊:包括溫度監(jiān)測(cè)控制模塊和溶解氧監(jiān)測(cè)控制模塊。可單獨(dú)調(diào)控CO2/pH。
a.溫度監(jiān)測(cè)控制模塊包括溫度傳感器、潛水泵、不銹鋼散熱管等。溫度傳感器Pt1000測(cè)量范圍-50℃~180℃,精度±0.15℃;
b.氧氣監(jiān)測(cè)控制模塊包括熒光光纖氧氣傳感器、電磁閥、氣石等,模塊通過(guò)控制電磁閥加氧或者加氮以控制水體處于過(guò)氧或者缺氧狀態(tài)。
c.CO2/pH監(jiān)測(cè)控制模塊包括控制器主機(jī)、pH計(jì)及探頭、電磁閥、氣石及CapCTRL調(diào)控軟件等,通過(guò)監(jiān)測(cè)pH值間接確定水中CO2含量并調(diào)節(jié)控制水的pH和CO2含量并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),pH值測(cè)量范圍0~14,分辨率0.01。
?呼吸室:
丙烯酸或者硼硅玻璃,內(nèi)徑分別62 – 240mm或者9 – 45mm可選,長(zhǎng)度可選(主要根據(jù)水生動(dòng)物的長(zhǎng)度和體積)。還可根據(jù)動(dòng)物形狀及用戶(hù)具體要求定制其他各種類(lèi)型的呼吸室,如斑馬魚(yú)呼吸室,適用于螃蟹、蚌等其他水生動(dòng)物的呼吸室等。
?潛水泵:靜態(tài)游泳室有5L/min和10L/min兩種流速可選,與呼吸室的容積相匹配。
?游泳室:包括外部水浴池、活動(dòng)室、馬達(dá)、潛水泵等,不同型號(hào)技術(shù)指標(biāo)如下表:
應(yīng)用案例
1.加拿大麥克馬斯特大學(xué)(McMaster University)的Du等人使用魚(yú)類(lèi)呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了污水處理廠(chǎng)下游兩處(50m和830m)的藍(lán)腮太陽(yáng)魚(yú)的耗氧率。發(fā)現(xiàn)受污染區(qū)域藍(lán)腮太陽(yáng)魚(yú)的標(biāo)準(zhǔn)代謝率相較于無(wú)污染的參照區(qū)域較高,即代謝成本升高。但代謝成本升高也伴隨著氧氣吸收、傳遞和利用等方面的生理補(bǔ)償性調(diào)整,如鰓表面積擴(kuò)大,血氧親和力降低,離體肝線(xiàn)粒體氧化磷酸化能力增強(qiáng)等等。該論文發(fā)表在2018年的《Environmental Science & Technology》(1區(qū),IF = 6.653@ 2017-2018)雜志上。題目為《Metabolic costs of exposure to wastewater effluent lead to compensatory adjustments in respiratory physiology in bluegill sunfish》。
2. 捷克*脊椎動(dòng)物生物研究所Reichard等人使用魚(yú)類(lèi)呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了存在干旱梯度的假鰓鳉屬8個(gè)自然種群的靜態(tài)代謝率和*代謝率,并以此計(jì)算代謝范圍,用以研究其壽命與老化的種內(nèi)差異。該論文發(fā)表于2016年的《Evolution》(2區(qū),IF = 3.818@ 2017-2018)雜志,題目為《Repeated intraspecific divergence in life span and aging of African annual fishes along an aridity gradient》。