動物能量代謝監測系統是用于實時、連續地監測實驗動物的能量消耗、行為活動和生理狀態,廣泛應用于營養學、肥胖癥、糖尿病、心血管疾病等內分泌與代謝相關性疾病的研究,以及運動學、生理學等其他生命科學領域。例如,在肥胖研究中,通過監測不同飲食模式下動物的RER值變化,可以揭示肥胖對胰島素抵抗和脂肪肝的影響。
一、動物能量代謝監測系統的主要功能模塊
1.能量代謝監測模塊:采用質量流量控制技術,測量實驗動物的氧氣消耗量、二氧化碳產生量及熱量,通過呼吸熵(RER)評估能量代謝途徑。
2.自主活動監測模塊:利用紅外光電池技術進行一維、二維和三維監測,記錄動物的活動度和步態。
3.進食飲水監測模塊:提供懸掛式金屬網孔的食物供給方式和標準水瓶,記錄食物和水的消耗量,減少食物浪費。
4.呼吸頻率檢測模塊:通過非侵入式方法監測動物的呼吸頻率。
5.睡眠分析模塊:探測并分析動物的睡眠回合數、平均睡眠長度、總睡眠時間等。
6.環境控制模塊:監測和控制飼養環境的溫度、濕度和照明條件。
7.體溫及心率遙測模塊:全植入式技術,長時間同時遙測清醒自由活動動物的體溫和心率。
二、動物能量代謝監測系統的特點:
1.高精度傳感器:如氧氣測量使用優質氧化鋯高速傳感器,二氧化碳測量使用單束無彌散紅外傳感器,檢測精度可達0.001%。
2.數據歸一化處理:所有氣體交換評估的測量數據歸一化到標準大氣壓STP條件下,不受溫度和氣壓的影響。
3.模塊化設計:系統采用模塊化設計,方便擴展和升級,可同時對多個動物進行多參數監測。
4.自動化運行:系統能夠全自動運行數天,食物可以在過程中補充而不需要重新啟動系統,大大減少了人工干預。