小动物代谢检测分析系统可实时同步监测动物的食物消耗,饮水消耗,活动量,活动轨迹图,站立行为,并把所得的数据自动储存到计算机内,方便用户进行生物学统计分析,独立设计的代谢笼可将动物排泄的粪便和尿液自动分离和收集,收集的排泄物进行低温保持;表面光滑不易沾粘,用户拆卸方便,清理方便。
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核心技术与功能
1. 全维度行为追踪系统
- 高精度活动监测:采用8×8阵列XY红外热感传感器,以≥1s频率采集数据,支持X/Y轴位移实时追踪,活动量检测分辨率达0.1cm,时间精度0.01s,准确记录横向行走、纵向爬高等三维位移活动,灵敏度误差≤0.1%
- 站立行为识别:8对5mm红外对管准确检测站立次数,高度调节范围0-160mm,可根据动物体型和实验需求灵活调整,自动剔除短暂触碰干扰,确保数据可靠性
- 监测能力:支持连续监测≥999小时(约41天),内置储电模块可在断电后维持10小时运行,保障实验连续性;部分系统配备温湿度控制(22±2℃、50±10%RH)及程序化照明(0-1000lux)
2. 粪尿分离与易维护设计
- 自动化分离技术:采用分体式代谢笼结构,通过重力分层设计自动分离粪便与尿液,尿液盒配备低温保持功能,温度显示精度0.1℃,可自定义设置(0-4℃)防止排泄物水分挥发
- 易拆易清理设计:笼体采用PC/PMP透明材质,表面光滑不易沾粘,每个部件采用卡扣式设计,拆卸/安装无需工具,尿液与粪便盒可随时取放,方便用户快速清理
- 生物防护:代谢笼外形尺寸320×300×580mm,活动区域200×200×150mm,支架采用304不锈钢材质,耐腐蚀,符合SPF级实验动物环境要求
代谢与节律研究专属功能
1. 代谢相关研究功能
- 多参数同步监测:实时同步监测食物消耗量(精度0.01g)、饮水量(精度0.01ml)、活动量、站立次数及能量代谢指标(VO₂/VCO₂),部分系统配备呼吸熵(RER)模块,结合饮食量和能量消耗数据,评估不同饲料配方对代谢的影响,准确度达±5%
- 代谢综合征机制研究:建立摄食-运动-代谢关联模型,自动生活动量-能量消耗曲线、摄食/饮水时间分布热力图,揭示高脂饮食小鼠体重增加前夜间摄食量增加20%等预警信号
- 药品效果评估:定量检测药品对代谢行为的影响,如药品可使摄食量减少25%以上,饮水行为恢复正常
2. 生活节律与神经科学研究功能
- 昼夜节律分析:自动生成24小时/48小时活动轨迹图、能量消耗(EE)及呼吸熵(RER)曲线,标记活动峰值相位,量化不同光照条件下的行为节律变化,如黑暗期活动量占比可达70%
- 神经退行病研究:量化帕金森、阿尔茨海默病模型动物的运动障碍程度,评估药品对自主活动的影响,如帕金森动物活动量减少50%以上,药品可使其恢复至正常水平的70%
- 环境因素影响研究:研究光照、温度、噪音等环境因素对动物代谢和行为的影响,揭示环境与生理节律的关联机制
标准实验操作流程
1. 实验前准备
- 传感器校准:执行重量传感器零点校准和红外阵列传感器灵敏度校准,预热系统30分钟
- 参数设置:设置光照周期(如12小时光照/12小时黑暗)、采样频率(建议每1分钟采集1次,长期实验可延长至每10分钟1次)和低温保持温度(0-4℃)
- 环境控制:将代谢笼置于安静、恒温(约23℃)环境中,环境噪声<50dB,避免光照、噪音干扰
2. 数据采集
- 实时监测:通过触摸屏或PC端软件实时显示饮食量、饮水量、站立次数、X轴和Y轴坐标值、活动量等数据,生成动态变化曲线
- 中途补充:实验过程中可添加饮食量、饮水量,不影响实验连续性;如遇软件退出,可通过数据回收功能继续之前的实验
- 异常预警:系统实时监测数据波动,若检测到异常(如活动量骤降或骤增),可触发预警提示研究人员检查
3. 数据分析
- 基础统计:计算日均摄食量、饮水量、活动量、站立次数等核心参数,对比组间差异
- 深度分析:生成单位时间内的饮食量/饮水量柱状图、站立次数直方图、活动量折线图、任意时间段的饮食量/饮水量饼状图
- 多维度关联:分析活动量-能量消耗曲线、摄食/饮水时间分布热力图,揭示运动与代谢效率的关系,验证生理真实性
使用注意事项与维护
1. 实验操作规范
- 动物适应:实验前3-7天将动物放入代谢笼,适应环境;禁食4-6小时(不禁水),减少消化活动干扰
- 数据验证:建议结合视频同步记录复核行为事件;确保换气速率≥16L/min,避免笼内气体积累影响代谢数据准确性
- 定期校准:每月校准重量传感器和红外监测装置,确保测量精度;定期检查低温保持功能,防止排泄物水分挥发
2. 设备维护要点
- 清洁:每次实验后用75%酒精擦拭传感器表面、代谢笼内壁和粪尿收集盒,防止交叉污染;笼内部件可拆卸,方便清洗
- 系统维护:定期清理传感器表面的灰尘和污渍,检查红外对管的透光性;更新软件版本,确保数据分析功能的完整性
- 数据备份:定期导出并备份实验数据,支持Excel/CSV/JPG等格式导出,便于后续统计分析和二次使用
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