大小鼠IVC转轮节律监测系统是是将独立通气笼具（Individually Ventilated Cages, IVC）与转轮活动监测技术相结合的综合实验平台。该系统旨在在维持动物生物在SPF级环境的同时，长期、无创地记录大小鼠的自发运动行为，以研究其昼夜节律、代谢状态及神经调控机制。可选装隔音箱，程序化照明系统，视频监控系统，呼吸熵模块等。

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核心技术架构

  • SPF级环境保障单元
  • 符合屏障级动物饲养标准，独立笼盒配备HEPA过滤通风系统，笼内换气次数可达30-60次/小时，隔绝微生物污染，无需频繁更换笼具，避免人为操作对动物节律的干扰。
  • 高精度转轮监测模块
  • 笼内集成低阻力计数转轮，通过光电编码器实时记录转轮转动圈数，分辨率可达1/16圈，准确捕捉动物夜间自发跑轮的活动时长、峰值时段、总里程等核心节律数据。
  • 模块化拓展配置
  • 支持按需选配多种功能组件：
  • 隔音箱：隔绝外界环境噪音干扰，避免非特异性应激影响节律稳定性
  • 程序化照明系统：准确模拟12:12光暗周期、时差移位、恒定黑暗等多种光节律范式
  • 视频监控系统：同步记录动物非跑轮状态下的笼内自发活动，补充跑轮数据的行为盲区
  • 呼吸熵模块：实时监测O₂消耗与CO₂生成量，联动运动数据解析节律与能量代谢的耦合关系

核心技术优势

  • 长时程连续监测：可实现数周甚至数月的无人值守监测，适配慢性节律紊乱、长期光周期干预等长周期实验需求。
  • 零应激无创采集：无需对动物进行标记、植入电极等侵入性操作，完全保留动物自然生活状态，数据生态效度远高于传统开放场监测。
  • 环境变量全可控：笼内温湿度、气流、光照强度全参数闭环调控，排除外界环境波动对节律信号的混杂干扰。
  • 高通量并行检测：支持数十个独立笼位同步运行，大幅提升大样本节律筛选实验的效率。

核心应用场景

  • 昼夜节律机制研究：准确记录核心钟基因敲除/过表达动物的跑轮节律周期、振幅、相位漂移特征，解析节律分子环路的调控规律。
  • 代谢-节律交互研究：联动呼吸熵模块，分析不同饮食模式下动物活动节律与能量消耗、糖脂代谢的协同变化规律。
  • 睡眠障碍模型评估：通过跑轮活动的碎片化特征，间接量化动物睡眠时长与觉醒节律，用于药效初筛。
  • 光生物学研究：依托程序化照明系统，模拟时差、人工光污染等场景，研究异常光暴露对动物节律稳态的长期影响。

与同类设备的互补关系

该系统解决了传统节律监测无法在SPF级环境下长期稳定运行的痛点，是连接分子节律机制与整体动物生理表型的关键桥梁，尤其适用于基因编辑动物的节律表型鉴定与慢性节律相关病症的长期干预研究。