该协议使用美国幼龙虾作为模型,以证明使用阻抗肺造影来评估热应力期间的生理性能。此技术通过植入心脏两侧的两个电极进行小振荡电流,并测量肌肉收缩和放松时电压的变化。然后,此电压可以很容易地转换为每分钟节拍,以绘制评估的温度范围内的心率,以确定热性能窗口。
这种技术是微创的,允许在后期生物体中实时收集数据,其中可能很难直接直观地观察心脏性能。此方法还侧重于计算 Arhenius 断裂温度或 ABT,并使用此作为非致命终点来确定热极限。将可塑的可塑管缠绕在周围,形成直径约 8 至 10 厘米、长约 40 至 70 厘米的热交换线圈。
使用电气胶带固定线圈。将热交换线圈连接到循环水浴的外部电源和回油接头上。使用软管夹确保连接安全。
用反渗透水填充循环水浴井,将电源线插入出水口。打开水浴,确保与热交换线圈的连接没有泄漏。通过将黑色 BNC 电缆插入装置上的交流输出,并使用通道一端口将其连接到电源实验室数据记录器,设置阻抗转换器。
将热敏电阻插入 T 型吊舱,然后将 T 型吊舱插入电源实验室数据记录器的通道两个端口。将电源实验室数据记录器的电源线插入电源,并使用 USB 电缆连接器将数据记录器连接到 PC 计算机。用7.5升人工海水填满实验场的适应室。
将龙虾放在塑料网格上。使用小电缆扎带小心地将龙虾爪和腹部固定到塑料网格上。用纸巾擦干甲壳,用浸泡在70%乙醇中的棉签清洗。
小心地用手钻两个小孔,几乎穿过心洞两侧的甲壳。通过轻轻插入无菌解剖针完成每个孔。用剃须刀刀片刮掉一小块电线绝缘层。
使用钳子小心弯曲每根导线的尖端,并将一根插入每个新钻孔中。使用一小滴超级胶水固定每个导线,让其干燥 5 到 10 分钟。胶水干燥后,将导线连接到阻抗转换器并打开。
将龙虾放入适应室,并允许其适应植入电极15至20分钟。打开电源实验室并打开计算机上的实验室图表软件。单击"新实验",使图表视图屏幕保持打开状态。
在图表视图中,找到通道一的通道功能菜单。从菜单中选择输入放大器,然后选择交流耦合。在阻抗转换器上,调整增益和平衡,直到功率实验室输出上观察到强信号,使平衡保持接近零。
在通道二选择 T 型吊舱以记录实时温度数据。单击"开始"按钮,电源实验室将开始记录数据。将塑料网格与附着龙虾小心地放在实验竞技场上,并在网格顶部设置热交换线圈。
将热敏电阻放在龙虾附近,然后盖上实验场地,以减少测试主体的视觉压力。根据需要调整余额,并在输出上发表评论,说明试用已经开始。在整个实验中应定期保存输出。
单击"文件"并选择"保存为"以最初将输出保存到计算机。通过调整再循环水浴的温度,在2小时30分钟内将实验场地的水温提高约1.5摄氏度,在2小时30分钟内达到12至30摄氏度的斜坡。坡道完成后,将龙虾从实验竞技场上取出,放入恢复浴场约 20 分钟。
20 分钟后,点击电源实验室输出上的停止按钮并保存文件。小心地拆下电极并切断电缆扎带,然后再将测试对象返回到其固定罐。单击"窗口"菜单并选择数据板,打开数据板。
通过双击列 A 和单击选择和活动点,选择时间,通过单击"确定"将窗口设置为"时间"。通过双击列 B 并选择"统计",将列 B 设置为数据选定部分的平均温度。从菜单的右侧选择均值,通道 2 作为菜单窗口底部的计算源。双击列 C 并选择选择和活动点。
选择选择持续时间,单击"确定"以关闭窗口。双击 D 列并选择循环测量值。选择事件计数,选择通道一作为计算源,单击"确定"以关闭窗口。
这将计算数据的峰值,以确定所选数据部分的心率。双击列 E 并选择循环测量。选择平均循环速率,并在菜单窗口底部选择通道 1 作为计算源。
单击"确定"以关闭窗口,这将在选定数据部分提供每分钟心率的最终估计值。返回数据文件并突出显示输出所需的部分。选择命令并多次添加到数据板。
选择时间,通过选中每个框并在"选择"菜单下输入 30,每 30 秒提取一次数据。单击当前选择并单击"添加"。返回到数据板屏幕并选择"文件"和"保存为"以将输出另存为 Excel 文件。
在 Excel 中打开数据文件。将温度从摄氏度转换为开尔文的反差。以心率的自然日志,通过绘制心率作为温度函数来生成一个Rrhenius图。
将这些数据与分段回归拟合,并确定交点。这是阿雷纽斯制动温度或ABT。这是使用电源实验室数据记录器的预期输出示例。
电压显示为红色,竞技场温度显示为蓝色。这些数据显示了在温度斜坡过程中心率的预期分布。最后,这个小组展示了一个实验动物的预期阿雷纽斯图。
与零碎回归,红星突出其交集,这是阿瑞纽斯断裂温度。使用这种技术时,重要的是允许测试对象适当的鼓掌和恢复时间段,以确保您准确记录心脏性能。在测试对象上运行此实验之前,确定实验的适当升温速率也很重要。
尽管我们只关注本视频中的温度,但该技术可以广泛应用,通过预先让测试对象接触额外的压力源(如海洋酸化)或在通过温度斜坡运行之前减少氧气可用性,来了解对生物体生理的环境影响。