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

우리는 굴의 사진을 찍고 고 ImageJ 품 너비를 측정 하기 위한 멜 린다 Forseth 감사 합니다. 우리는 수족관에 대 한 액세스 diel hypoxia 및 산 순환도 자전거와 함께 데니스 Breitburg를 감사 합니다. 우리는 실험에 대 한 공간에 대 한 스미스소니언 환경 연구 센터, 엣지, 메릴랜드, 감사합니다. 저 산소 증 실험 아니요 국립 해양 및 대기 관리-센터 후원 해안 바다 연구 보조금에 의해 투자 되었다 NA10NOS4780138 그리고 데니스 Breitburg에 스미 소니언 Hunterdon 기금. 밸브는 hypoxia 실험 워싱턴 대학 Elka T. 포터에 의해 교수 향상 교부 금에 의해 투자 되었다 동안 측정을 품.

1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지의 건설
참고: 스트레인 게이지는 명목상 1000 Ω, 그래서 완전히 균형을 하 고 다리를 null, 모든 구성 요소는 1000 Ω 이어야 한다.
<ol><li>그림 1에서 같이 솔더 두 1 k ω 정밀 저항 서로 그리고 ~ 976 Ω 저항과 100 Ω 10 포 텐 쇼 미터를 설정합니다. 일반적인 스트레인 게이지 범위는 명목상, 1000 Ω에서 몇 Ω만이 저항 일치...

일반적인 연구 초점에 연속, 연장 기간 저 산소 조건 및 응답, 종종 동물의 생존으로 측정. 그러나, 현재, diel 사이클링 hypoxia에 동물의 행동 반응에 대 한 우리의 이해 최소63이다. 따라서, 더 많은 연구 diel 사이클링 hypoxia 많은 구7,8에서 여름 동안 정기적으로 발생 하는 응답에 생물의 행동에 집중 해야 한다.
여기, ...

저 산소 증, 즉, 해산 생물을 저하를 낮은 산소 농도 [할] 충분히와 생태 프로세스 하지만 종종 기능적으로 정의 < 2 mg/L1, 고 anoxia의 [할] ([마]로 기능적으로 정의 된 0.0-0.2 mg/L) 세계의 연안 해 역, 구 및 심해2,3 에 더 자주 그리고 심각 하 게 발생 하 고 양화4,5증가 의해 악화 자주. Hypoxia 및 anoxia 증가 면적 정도, macrofauna 부정적인 영향을 서식 지 범위와 서식 지 품질 손실. 기후 변화는 hypoxia과 anoxia6악화 될 전망 이다.
체사피크 베이, 미국, 등 많은 층 화, 영양소 풍부한 강어귀에서 계절 영구 hypoxia 번성 할 수 하 고2년 후 발생할 수 있습니다. 또한, 산소의 diel 사이클링 구 체사피크 베이 등 다른 위치에서에서 자주 하 고 늦은 밤 또는 여름7,8에서 이른 아침 시간 동안 발생 합니다.
대부분의 연구와 hypoxia 및 anoxia9,10,,1112,13,14 그들의 관용 [할] 낮은 생물의 지속적인 노출의 효과에 초점을 맞추고 있다 . 또한, 연구는 응답 확장 낮은 [할]4,15종 배포판, 나타났는데, 그리고 종 구성에 대규모 변화를 보았다. 종종 종 낮은 질량에서 죽는 [할]에 매우 민감한16 루이지애나 텍사스 선반 생태계4에서 발견으로, 예를 들어 젊은, 작은 크기, 수명이 짧은 동물을 나머지 종 이동.
행동 변화는 일반적으로 사회 붕괴17 앞 및 확장 낮은 [할]4,,1617,18,19 생물의 행동 반응에 연구 보고 ,20,21,22,23,,2425. 그러나 이러한 연구에,, hypoxia의 diel 사이클링 노출 및 강어귀에서 [할] 가용성의 변동 자연 생물의 응답에 집중 하지 않습니다.
얕은 어귀 Diel 사이클링 hypoxia가 받은 증가 인식 연구 모니터링 [할] 더 자주 sondes 구16,26일의 과정을 통해. 물 hypoxic 밤의 끝에 시간 또는 여름에서 이른 아침 시간 동안 남아 있을 수 있을 때 밤 하지만 높은 산소 소모 하는 동안 아무 산소 생성 광합성 호 기성 호흡7,16. 그것은 또한 파도 diel 영향 발견 낮은 파도 밤27의 끝과 일치 하는 때 관찰 가장 극단적인 최소와 낮은 할 조건의 사이클링. Hypoxia가 [할]의 몇 시간 후 다시와 서 normoxia7,,1628 일일 주기.
Diel 순환 산소와 pH 우리 실험실에 노출 하는 굴의 밸브의 개폐 모니터링 C. virginica 의 행동 반응 확인 하려면 diel [마]의 자전거 및 순환 유도 pH. 품 응답 bivalves의 불리 한 환경 조건 검색에 사용 되었습니다. 오염 물질29,,3031, 독성 조류32,,3334, 열 오염35,36 응답에서 bivalves의 밸브 폐쇄 , 37, 음식 수량 감소38,,3940, 먹이 정권39,41, emersion37,42, photoperiod43 , 44, pH45,46및 결합 된 pH 및 용 존된 산소47 측정 되었다. 품 기술, 예를 들어 포함 직접 관찰48,49,13, 리드 스위치, 자석 (Dreissena 모니터)50또는 광섬유 센서를 사용 하 여 연속 측정 51 맑은 물 요구 하 는입니다. 또한, 자석 및 자석 분야 강도 홀 센서 홍합 품 각도52,,5354,55, 높은-주파수 전자기 유도 시스템을 공부 하 고 사용 되었습니다. 그 수는 밸브에 붙어 두 개의 전기 코일 사이의 다양 한 거리 측정 되었습니다56,,5758,59를 사용. 높은 전압 소스는 전자기 유도 시스템에 필요한 고 파워 쉘52의 양쪽 모두에 게 배달 했다. 이 시스템은 또한 "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/)으로 상용.
단단한 연구 예산에 우리 실험실 유도 diel 저렴 한 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴 품을 지속적으로 측정 하는 생성의 [] 사이클링과 pH, 낮은 가시성 조건 하에서. 우리의 시스템은 또한 많은 동물 실험 중 계측할 수 있도록 경쟁 시스템 보다 훨씬 간단 하 게. 우리 심각한 자전거 diel C. virginica 의 행동 응답을 확인 하 고 싶 었 ([할] = 0.6 mg/L) 제어 ph hypoxia (pH 7.8 =) 및 자전거 pH (pH = 7.8-7.0), 각각, 고 온화한 품 응답 ([할] = 1.7 mg/L) hypoxia. 또한, 우리는 굴 [할]는 diel 이상 하 고 normoxia hypoxic 이벤트 후 반환 될 때 어떻게 반응 변화에 신속 하 게 응답할 수 있는지 확인 싶 었 어 요. 아마도 그들이 사는 굴은 많은 구16,27 에 있는 급속 하 게 변동 환경에 최적 적응. 더 복잡 한 밸브 품 모니터를 사용할 수는 SGM 낮은 가시성 조건 에서도 밸브 품 바다에서의 연속 측정을 허용 하는 저렴 한 기술을 제공 한다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig1.jpg"> 그림 1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
쌍 각 조개 품 모니터링을 위해 사용 되는 스트레인 게이지 센서 백업 polyimide에 meander 패턴에 저항 영화가 있습니다. 적은 양의 스트레인 센서의 저항 조절. 쌍 각 조개 flexes 스트레인 게이지 때 그것 하 품의 발작 센서의 저항 변화를 일으키는. 우리는 센서 저항에서 변화를 측정 하기 위해 그림 1 에 표시 된 대로 각 쌍 각 조개 채널 널링, 균형, 휘트스톤 브리지를 고용. 휘트스톤 브리지는 상당히 높은 이득을 datalogger에 의해 고용 될 수 있도록 포 텐 쇼 미터에 의해 nulled입니다. 휘트스톤 브리지는 알려진된 저항 표준 및 전압계를 비율을 사용 하 여 알 수 없는 저항을 정확 하 게 측정 하는 표준 방법입니다. 이 아주 오래 된 기술의 역사는 Ekelof (2001 년)60에 설명 되어 있습니다. 우리는 스트레인 게이지 모니터 (SGM)에 각각 자체 휘트스톤 브리지 및 널링 포 텐 쇼 미터, 12 채널을 통합.

<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

저렴 한, 실험실 기반, 스트레인 게이지 밸브 품 모니터 (SGM) diel 사이클링 hypoxia에 쌍 각 조개 연체 동물의 밸브 품 동작 모니터링 개발 되었습니다. 굴 (Crassostrea virginica)의 포탄에 연결 된 스트레인 게이지를 휘트스톤 브리지 연결 되었다. 기록 된 신호를 통해 지속적으로 기록 하는 bivalves의 개폐에 대 한 허용의 실험적으로 유도 된 diel 사이클링 hypoxia diel 사이클링 pH 2 일 기간. 여기, 우리는 저렴 한 스트레인 게이지 모니터를 개발 하기 위한 프로토콜을 설명 하 고 예제 실험실 실험에서 설명, 동부 hypoxia diel 사이클링에 대 한 응답 (C. virginica)를 굴 우리의 밸브 품 동작 측정을 사용 하는 방법 및 pH의 주기적 변화입니다. 밸브 품 순환 가혹한 hypoxic (0.6 mg/L)를 받게 하는 굴에 측정 되었다 산소 조건 pH, 순환 가벼운 hypoxic (1.7 mg/L) 조건 및 normoxic (7.3 mg/L) 조건에서 주기적 변화 없이 해산. 그 굴 반복된 diel 사이클 발생, 그들은 빠르게 심한 저 산소 증에 응답에 그들의 포탄 및 종료 가벼운 hypoxia에 시간 지연으로 설명 합니다. Normoxia 복원 되 면 그들은 신속 하 게 다시 엽니다. 굴은 diel 심각한 hypoxia 사이클링에 순환 pH 조건에 응답 하지 않았습니다. 감소 된 산소 조건에서 굴의 1/3 이상 동시에 폐쇄. 우리는 굴 diel 사이클링 hypoxia, 녹은 산소를 위해 bivalves의 동작을 평가 때 고려 되어야 합니다에 응답을 보여 줍니다. SGM 밸브 응답 쌍 각 조개 연체 동물의 용 존된 산소 또는 오염 물질의 변화를 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다. 씰링 더 나은 물개를 기술 해 수에서 밸브 품 스트레인 게이지 센서의 장 수를 증가 하기 위하여 추가 개선이 필요 합니다.

굴 중단된 normoxic 강어귀 물 (매일 주기의 낮은 고원 단계 동안 아무 산소)에 노출 오픈 시간의 대부분 그리고 단지 짧게 자주 폐쇄 (그림 5). 그들은 폐쇄 때 굴에서 굴 다양 합니다. 이 패턴 또한 Loosanoff 및 Nomejko 194644 와 히 긴 스 198039에 의해 발견 되었습니다. 굴도 어둡고 밝은 단계 차이에 응답 하지 않았습니다.</...

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

스트레인 게이지 모니터 (SGM) 쌍 각 조개 연체 동물 실험실 유도 Diel 순환 산소와 pH에에서 연속 밸브 품 측정에 대 한

용 존된 산소와 같은 환경 변수를 현 탁 액 지류 쌍 각 조개의 행동 답변 이해 생태계의 일부 프로세스를 설명할 수 있습니다. Diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 저렴, 실험실 기반, 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴, Crassostrea virginica의 밸브 품 응답을 측정 하기 위해 개발 했습니다.

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

컴퓨터 시뮬레이션을 통해 광 바이오 반응기에서 미세 조류의 성장을 촉진하기 위해 연소 가스 설정을 최적화

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

연구

환경과학

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

연속의 설계 및 운영<sup&gt; 13</sup&gt; C 및<sup&gt; 15</sup통일 또는 차등을위한&gt; N 레이블 상공 회의소, 대사 및 구조, 식물 동위 원소 라벨링

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

토양 리샘플링하는 방법은 산림 토양의 화학 물질 농도의 변화를 모니터링하기

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

연속 Instream 영양분과 농업 Watersheds에 앙금의 모니터링

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

지속적인 문학적 품질 모니터링 Vernal 연못의 물

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

나무에서 줄기 물 콘텐츠를 모니터링 하는 교정 및 정전 용량 센서의 사용

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

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식물 감염 테스트: 스프레이 식물 병원 체 Magnaporthe Grisea 와 상처-중재 접종

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

유연한 저비용 수경 시스템 살 균 조건에서 작은 분자에 식물 응답을 평가 하기 위한

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

애벌레에서 행동 응답 프로필을 조사 하기 위한 실험 프로토콜: 신경 흥분 제 카페인에 응용

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

디자인 및 쌍 각 조개 서 스 펜 션 바다에서 먹이 측정 기구 사용

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