Name: a strain gauge monitor (sgm) for continuous valve gape measurements in bivalve molluscs in response to laboratory induced diel-cycling hypoxia and ph
Uploaded: 2018-08-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Strain Gauge Monitor SGM for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH at JoVE.co

Wij danken Melinda Forseth voor het nemen van foto's van oesters en het meten van hun muil breedte in ImageJ. Wij danken Denise Breitburg voor toegang tot de aquaria met diel fietsen hypoxie en cyclische pH voorwaarden. Wij danken het Smithsonian Environmental Research Center, Edgewater, Maryland, voor ruimte voor de experimenten. De experimenten van hypoxie werden gefinancierd door een National Oceanic and Atmospheric Administration - centrum voor gesponsorde kust Oceaan onderzoeksbeurs Nee. NA10NOS4780138 en het Smithsonian Hunterdon Fonds Denise Breitburg. Het ventiel gape metingen tijdens de experimenten werden gefinancierd door een subsidie van de verhoging van de faculteit door Washington College naar Elka T. Porter hypoxie.

1. bouw van de brug van Wheatstone voor het ventiel Gape-apparaat
Opmerking: De spanningsmeter is nominaal 1000 Ω, dus volledig evenwicht te brengen en de brug null, alle onderdelen moet 1000 Ω.
<ol><li>Zoals in Figuur 1draai soldeer twee 1 kΩ precisie weerstanden naar elkaar en vervolgens naar een ~ 976 Ω weerstand en een 100 Ω 10 potentiometer. Het typische spanningsmeter bereik is een paar Ω off van de 1000 Ω nominale, dus alleen dat dit verzet moet wo...

Typische studies focus op de continue, uitgebreid periodes van lage zuurstof voorwaarden en de reactie, vaak gemeten als de overleving, van dieren. Op dit moment is ons begrip van de gedragsmatige reacties van dieren op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie echter minimaal63. Dus, meer studies moeten richten op het gedrag van organismen in reactie op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie die gedurende de zomer in vele estuaria7,8regelmatig optreedt....

Hypoxie, dat wil zeggen, ontbonden zuurstofconcentraties [doen] voldoende laag om het negatief beïnvloeden van biologische en ecologische processen zijn, maar vaak functioneel gedefinieerd als [doen] < 2 mg / L1en Anoxie (functioneel omschreven als [] van 0.0-0,2 mg/L) zich voordoen vaker en ernstig in de kustwateren van de wereld, estuaria en de diepe oceaan2,3 en worden vaak verergerd doordat eutrofiëring4,5. Met een toenemende areal omvang van hypoxie en Anoxie, macrofauna ondervinden en verliezen habitat omvang en kwaliteit van habitat. Klimaatverandering wordt voorspeld te verergeren van hypoxie en Anoxie6.
In vele gestratificeerde, nutriënt-verrijkt estuaria zoals Chesapeake Bay, USA, seizoensinvloeden persistente Hypoxie kan zegevieren en jaar na jaar2kan optreden. Bovendien, diel-fietsen van hypoxie is frequent in estuaria zoals de Chesapeake Bay en andere locaties en treedt op tijdens de nacht of de vroege ochtenduren in de zomer7,8laat.
De meeste studies zijn gericht op het effect van continue blootstelling van de organismen tot lage [] en op hun tolerantie voor hypoxie en Anoxie9,10,11,12,13,14 . Bovendien, studies hebben gekeken naar de grootschalige verschuiving in de samenstelling naar soort distributies, abundanties, en soorten in reactie op uitgebreide lage []4,15. Vaak soorten die zeer gevoelig zijn voor laag [doen], sterven in massa,16 verschuiven van de overige soorten om een jonger, kleiner, kortstondige fauna als, bijvoorbeeld, gevonden op de plank van de Louisiana-Texas ecosysteem4.
Gedragsveranderingen meestal ervóór Gemeenschap ineenstorting17 en studies hebben gemeld op gedrags reacties van organismen tot uitgebreide lage []4,16,17,18,19 ,20,21,22,23,24,25. Deze studies, echter, richt u niet op de reacties van organismen diel-Fiet & Mountainbike blootstelling van hypoxie en de wisselende aard van [] beschikbaarheid in estuaria.
Diel-Fiet & Mountainbike hypoxie in ondiepe estuaria heeft ontvangen bewustmaking als studies volgen meer [doen] vaak in de loop van dagen met sondes in estuaria16,26. Water kan blijven hypoxische uren aan het eind van de avond of vroeg in de ochtenduren in de zomer wanneer er geen fotosynthese zuurstof genererende tijdens de nacht, maar hoge zuurstof verbruikt aërobe ademhaling7,16. Ook bleek dat de getijden beïnvloed de diel fietsen voor omstandigheden met weinig doen met de meest extreme minima waargenomen als lage waterstanden viel samen met het einde van de nacht-27. Pas na enkele uren van hypoxie [doet] terug naar normoxia7,16,28 komen in de dagelijkse cyclus.
Om te bepalen van de gedragsmatige reactie van C. virginica diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en pH we gecontroleerd het openen en sluiten van de kleppen van oesters blootgesteld aan laboratorium geïnduceerde diel fietsen [do] en cyclische pH. Gape reacties van tweekleppigen zijn gebruikt om het detecteren van negatieve milieu-omstandigheden. Ventiel sluitingen van tweekleppigen in reactie op verontreinigingen29,30,31, giftige algen32,33,34, thermische vervuiling35,36 , 37, voedsel hoeveelheid afnemen38,39,40, voederen regeling39,41, emersion37,42, fotoperiode43 , 44, de pH45,46, en de gecombineerde pH en de opgeloste zuurstof47 zijn gemeten. Gape technieken hebt, bijvoorbeeld directe waarnemingen48,49,13, opgenomen continue metingen met behulp van riet schakelaars en magneten (Dreissena monitor)50, of glasvezel sensoren 51 waarvoor helder water. Daarnaast zijn magneet en magnetische velden veldsterkte Hall sensoren gebruikt om de studie van Mossel gape hoek52,53,,54,55, en een hoge frequentie elektromagnetische inductie systeem dat kan maatregel de variërende afstand tussen twee elektrische spoelen die zijn gelijmd op de kleppen is56,57,58,59gebruikt. Een hoge spanningsbron nodig is voor de elektromagnetische inductie systeem en macht moet worden geleverd aan beide zijden van de shell-52. Dit systeem is ook commercieel beschikbaar als de "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/).
Op een strakke onderzoeksbudget, we gebouwd een goedkope spanningsmeter monitor (SGM) voor het continu meten oester gape over laboratorium-geïnduceerde diel fietsen [do] en pH, onder lage zicht. Ons systeem is ook veel eenvoudiger dan concurrerende systemen, waardoor veel dieren worden geïnstrumenteerd tijdens een experiment. We wilden de gedrags reacties van C. virginica op diel fietsen ernstige bepalen ([doen] = 0,6 mg/L) hypoxie met controle pH (pH = 7.8) en fietsen pH (pH = 7.8-7.0), respectievelijk, en gape reacties op milde ([doen] = 1,7 mg/L) hypoxie. Bovendien, we wilden om te bepalen als oesters zijn in staat om snel te reageren op veranderingen in [doen] over de diel cyclus en hoe ze reageren als normoxia na een hypoxische evenement terugkeert. Misschien zijn de oesters optimaal aangepast aan de snel wisselende omgeving die is te vinden in vele estuaria16,27 waar ze wonen. Terwijl de meer complexe ventiel gape monitoren beschikbaar zijn, biedt de SGM een goedkope techniek waarmee continumetingen van ventiel gape in wateren zelfs in lage zicht.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig1.jpg"> Figuur 1. De brug van Wheatstone voor het ventiel gape apparaat. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.</a>
De spanningsmeter sensoren gebruikt voor de controle van tweekleppige gape zijn resistieve films in een meander patroon op een polyimide back-ups maken. Kleine hoeveelheden van stam moduleren de weerstand van de sensor. De tweekleppige buigt de strain gage wanneer het gaapt veroorzaken een verandering in de weerstand van de sensor. We gebruikt een nul, evenwichtige, brug van Wheatstone voor elk tweekleppige kanaal zoals afgebeeld in Figuur 1 voor het meten van de verandering in de weerstand van de sensor. De brug van Wheatstone is nul door de potmeter toe te staan van een vrij hoge winst kunnen worden ingezet door de datalogger. Een brug van Wheatstone is een standaardmethode voor het nauwkeurig meten van een onbekende weerstand met behulp van een verhouding tot een bekende weerstand standaard en een voltmeter. De geschiedenis van deze zeer oude techniek wordt besproken in Ekelof (2001)60. We 12 kanalen, elk met een eigen brug van Wheatstone en nul potentiometer, geïntegreerd in de eenheid spanningsmeter Monitor (SGM).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:805px;" width="805">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Campbell CR 10x data logger</td>
			<td style="width:268px;">Campbell Scientific, Logan, Utah</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Or other data logger. At Campbell the CR 10X has been replaced with the CR 1000</td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">Campbell CR 10x multiplexer</td>
			<td>Campbell Scientific, Logan, Utah</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Data logger needs to have space for 12 channels</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:216px;">Dsub connector male crimp pins</td>
			<td style="width:268px;">TE Connectivity</td>
			<td>205089-1</td>
			<td style="width:183px;">pins for gape sensor leads</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PCA tape</td>
			<td>Micro Measurements Corp, NC</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">To seal the strain gauge</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Duro Quick Gel</td>
			<td>Ace Hardware</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Superglue</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">SG13/1000-LY43 or LY41</td>
			<td>Omega Engineering Inc., Stanford, CT</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Strain gauges</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">32 AWG (7/40) teflon Alpha wires</td>
			<td style="width:268px;">AlphaWire, Elizabeth, NJ</td>
			<td style="width:139px;">2840/7</td>
			<td style="width:183px;">Sensor cables, different colors are available</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">1/16&#34; heat shrink tubing</td>
			<td style="width:268px;">Qualtek</td>
			<td>B01A3QKKO6</td>
			<td style="width:183px;">To seal the leads of the sensor cable</td>
		</tr>
		<tr height="210">
			<td height="210" style="height:210px;width:216px;">Weller WES51 Analog Soldering Station</td>
			<td style="width:268px;">Amazon</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Lots of soldering, need a good soldering iron. https://www.amazon.com/Weller-WES51-Analog-Soldering-Station/dp/B000BRC2XU/ref=sr_1_23?s=hi&#38;ie=UTF8&#38;qid=1505654295 
			&#38;sr=1-23&#38;keywords=soldering+iron</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rosin Soldering Flux Paste</td>
			<td style="width:268px;">Amazon</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Needed for soldering</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">60-40 Tin Lead Rosin Core Solder Wire</td>
			<td style="width:268px;">Amazon</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Needed for soldering</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Aquarium sealant</td>
			<td style="width:268px;">Home Depot</td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Attach sensors to bivalve</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PC Laptop</td>
			<td style="width:268px;"></td>
			<td style="width:139px;"></td>
			<td style="width:183px;">Any old PC to run Campbell gape program</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">heat gun</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td style="width:183px;">shrink shrink tubing</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Drill</td>
			<td>Hardware store, Amazon</td>
			<td></td>
			<td style="width:183px;">for twisting wires to make sensor cables</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">AC to DC power module</td>
			<td>Acopian</td>
			<td>DB15-30</td>
			<td style="width:183px;">Wheatstone bridge power supply</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Poteniometer</td>
			<td>Clarostat</td>
			<td>733A</td>
			<td style="width:183px;">Wheatsone bridge nulling</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">isolating BNC connector</td>
			<td>Sterren Electronics</td>
			<td>&#34;200-148</td>
			<td style="width:183px;">Wheatstone bridge output for multimeter</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Fused AC receptical panel module</td>
			<td>Adam technologies</td>
			<td>IEC-GS-1-200</td>
			<td style="width:183px;">Wheatstone bridge power supply connector</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">976 ohm 1% resistor</td>
			<td>Vishay Dale</td>
			<td>CMF50976R00FHEB</td>
			<td style="width:183px;">Wheatstone bridge resistor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">1 kohm 1% resistor</td>
			<td>Vishay Dale</td>
			<td>CMF501K0000FHEB</td>
			<td style="width:183px;">Wheatstone bridge resistor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Potentiometer scale dial</td>
			<td>Kilo International</td>
			<td align="right">462</td>
			<td style="width:183px;">10 turn dial for nulling potentiometer</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">DB25 male panel connector</td>
			<td>TE connectivity</td>
			<td>1757819-8</td>
			<td style="width:183px;">Data logger connector on Wheatstone bridge</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">DB25 female panel connector</td>
			<td>TE connectivity</td>
			<td>1757819-8</td>
			<td style="width:183px;">Sensor connector to Wheatstone bridge</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">perforated circuit board</td>
			<td>Vector electronics</td>
			<td>64P44WE</td>
			<td style="width:183px;">circuit board for mounting of bridge components</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">enclosure</td>
			<td>Hammond Manufacturing</td>
			<td>1444-29</td>
			<td style="width:183px;">Enclosure for sensor readout electronics</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a strain gauge monitor (sgm) for continuous valve gape measurements in bivalve molluscs in response to laboratory induced diel-cycling hypoxia and ph

Een goedkope, laboratorium-based, spanningsmeter ventiel gape monitor (SGM) werd ontwikkeld om te controleren van het ventiel gape gedrag van tweekleppige weekdieren naar aanleiding van hypoxie diel-fietsen. Een brug van Wheatstone was aangesloten op spanningsmeters die waren gekoppeld aan de schelpen van oesters (Crassostrea virginica). De opgenomen signalen toegestaan voor het openen en sluiten van de tweekleppigen voortdurend worden geregistreerd tweedaagse perioden van experimenteel-geïnduceerde diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en diel-Fiet & Mountainbike veranderingen in de pH. Hier, wij beschrijven een protocol voor het ontwikkelen van een goedkope spanningsmeter monitor en beschrijven, in een voorbeeld laboratorium experiment, hoe we het gebruikt voor het meten van het ventiel gape gedrag van Eastern in reactie op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie (C. virginica), oesters en cyclische veranderingen in de pH. Ventiel gape werd gemeten op oesters onderworpen aan cyclische ernstige hypoxische (0,6 mg/L) opgelost zuurstof voorwaarden met en zonder cyclische veranderingen in de pH, cyclische milde hypoxische (1,7 mg/L) voorwaarden en voorwaarden van de normoxic (7.3 mg/L). We laten zien dat wanneer oesters herhaalde diel cycli tegenkomen, ze snel hun schelpen in reactie op de ernstige hypoxie sluiten en met een vertraging te milde hypoxie sluit. Wanneer normoxia is hersteld, openen ze snel opnieuw. Oesters reageerde niet op cyclische pH voorwaarden bovenop diel fietsen ernstige hypoxie. Bij verminderde zuurstof omstandigheden, meer dan een derde van de oesters gesloten gelijktijdig. We laten zien dat de oesters op diel-Fiet & Mountainbike hypoxie, die moet worden beschouwd als beoordeling van het gedrag van tweekleppigen aan opgeloste zuurstof reageren. Het ventiel SGM kan worden gebruikt ter beoordeling van de reacties van tweekleppige weekdieren op veranderingen in opgeloste zuurstof of verontreinigingen. Afdichten van technieken om beter zegel moet de klep gape spanningsmeters van zeewater verdere verbetering te verhogen de levensduur van de sensoren.

Oesters blootgesteld aan ononderbroken normoxic estuariene water (geen hypoxie tijdens de fase van de laag plateau van de dagelijkse cyclus) allermeest naar de tijd open waren en slechts kort gesloten zelden (Figuur 5). Wanneer ze gesloten gevarieerd van oester te oester. Dit patroon is ook gevonden door Loosanoff en Nomejko 194644 en Higgins 198039. Oesters ook reageren niet op het verschil in donkere en lichte...

Watch this Scientific Journal Video about A Strain Gauge Monitor SGM for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH at JoVE.co

A Strain Gauge Monitor SGM for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH

Een spanningsmeter Monitor (SGM) voor ventiel Gape continumetingen in tweekleppige weekdieren in reactie op laboratorium geïnduceerde Diel-Fiet &amp; Mountainbike hypoxie en pH

Inzicht in de gedragsmatige reacties van tweekleppige schorsing-feeders op omgevingsvariabelen, zoals opgeloste zuurstof, kan sommige ecosysteem processen verklaren. Wij hebben een goedkoop, laboratorium-based, spanningsmeter monitor (SGM) voor het meten van ventiel gape reacties van oesters, Crassostrea virginica, diel-Fiet & Mountainbike hypoxie en cyclische pH ontwikkeld.

An inexpensive, laboratory-based, strain gauge valve gape monitor (SGM) was developed to monitor the valve gape behavior of bivalve molluscs in response ...

Research

JoVE Journal

Environment

A Strain Gauge Monitor (SGM) for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Optimaliseer Rookgas instellingen ter bevordering van microalgen groei in fotobioreactoren via Computersimulaties

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Opzet en werking van een continue<sup&gt; 13</sup&gt; C<sup&gt; 15</sup&gt; N Labeling Kamer voor Uniform of Differentieel, Metabole en structurele, Plant isotooplabelen

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

Methoden van Soil Resampling op veranderingen in de chemische concentraties van bosbodems Monitor

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Continu Instream bewaking van voedingsstoffen en Sediment in agrarische waterscheidingen

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

Continuous Hydrologic and Water Quality Monitoring of Vernal Ponds

Continu hydrologische en Water kwaliteitsbewaking van Vernal vijvers

Vernal ponds, also referred to as vernal pools, provide critical ecosystem services and habitat for a variety of threatened and endangered species. ...

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

De kalibratie en het gebruik van capaciteit sensoren volgen vochtgehalte van de stam van bomen

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

De Plant infectie Test: Spray en wond-gemedieerde inoculatie met de Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

Een flexibele goedkope hydrocultuur systeem voor de beoordeling van de Plant reacties op kleine moleculen onder steriele omstandigheden

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Experimental Protocol for Examining Behavioral Response Profiles in Larval Fish: Application to the Neuro-stimulant Caffeine

Experimentele Protocol voor de behandeling van de gedragsmatige reactie profielen in larvale vissen: toepassing op de Neuro-stimulerende cafeïne

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and ...

Design and Use of an Apparatus for Quantifying Bivalve Suspension Feeding at Sea

Ontwerp en gebruik van een apparaat voor het kwantificeren van tweekleppige schorsing voeding op zee

As shellfish aquaculture moves from coastal embayments and estuaries to offshore locations, the need to quantify ecosystem interactions of farmed bivalves ...