Name: impedance pneumography for minimally invasive measurement of heart rate in late stage invertebrates
Uploaded: 2020-04-04T13:00:00
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著者らはポール・ローソンの実験室支援に感謝し、国立科学財団はメイン大学のメインEPSCoRに機器を購入するための資金を授与するIIA-1355457を授与した。このプロジェクトは、メイン州農業林実験場を通じてUSDA国立食糧農業研究所、ハッチプロジェクト番号MEO-21811、およびNOAA国立海洋漁業サービスサルトンストールケネディグラント#18GAR039-136によって支援されました。著者らはまた、この原稿の以前のバージョンに関する彼らのコメントのために3人の匿名のレビュー担当者に感謝します。メイン州農業林実験ステーション出版番号3733。

1. 機器のセットアップ
<ol><li>ラップクリアで可鍛性のチューブを囲んで、直径約8〜10cmの熱交換コイルを作成し、長さ40〜70cmの延長線を持ちます。電気テープを使用してコイルを固定します。</li>
	<li>熱交換コイルを外部電源に取り付け、冷却/加熱循環水浴のフィッティングを返します。ホースクランプを使用して接続が確実に固定されていることを確認します。</li>
	<li>冷却/加熱循環水浴...

<ol>
	<li>Stocker, T. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Climate Change 2013: The Physical Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. , (2013).</li><li>Pershing, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slow+adaptation+in+the+face+of+rapid+warming+leads+to+collapse+of+the+Gulf+of+Maine+cod+fishery.">Slow adaptation in the face of rapid warming leads to collapse of the Gulf of Maine cod fishery.</a> Science. 350 (6262), 809-812 (2015).</li><li>Smale, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+heat+waves+threaten+global+biodiversity+and+the+provision+of+ecosystem+services.">Marine heat waves threaten global biodiversity and the provision of ecosystem services.</a> Nature Climate Change. 9 (4), 306-316 (2019).</li><li>P&#246;rtner, H. O., Farrell, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiology+and+climate+change.">Physiology and climate change.</a> Science. 322 (5902), 690-692 (2008).</li><li>P&#246;rtner, H. O., Bock, C., Mark, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-+and+capacity-limited+thermal+tolerance:+bridging+ecology+and+physiology.">Oxygen- and capacity-limited thermal tolerance: bridging ecology and physiology.</a> Journal of Experimental Biology. 220 (15), 2685-2696 (2017).</li><li>Somero, G. N., Lockwood, B. L., Tomanek, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biochemical adaptation: response to environmental challenges, from life's origins to the Anthropocene. , (2017).</li><li>Sokolova, I. M., Frederich, M., Bagwe, R., Lanning, G., Sukhotin, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+homeostasis+as+an+integrative+tool+for+assessing+limits+of+environmental+stress+tolerance+in+aquatic+invertebrates.">Energy homeostasis as an integrative tool for assessing limits of environmental stress tolerance in aquatic invertebrates.</a> Marine Environmental Research. 79, 1-15 (2012).</li><li>Tepolt, C. K., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Master+of+all+trades:+thermal+acclimation+and+adaptation+of+cardiac+function+in+a+broadly+distributed+marine+invasive+species,+the+European+green+crab,+Carcinus+maenas.">Master of all trades: thermal acclimation and adaptation of cardiac function in a broadly distributed marine invasive species, the European green crab, Carcinus maenas.</a> Journal of Experimental Biology. 217 (7), 1129-1138 (2014).</li><li>Frederich, M., P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen+limitation+of+thermal+tolerance+defined+by+cardiac+and+ventilatory+performance+in+spider+crab,+Maja+squinado.">Oxygen limitation of thermal tolerance defined by cardiac and ventilatory performance in spider crab, Maja squinado.</a> American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 279 (5), 1531-1538 (2000).</li><li>Metzger, R., Sartoris, F. J., Langenbuch, M., P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+elevated+CO2+concentrations+on+thermal+tolerance+of+the+edible+crab+Cancer+pagurus.">Influence of elevated CO2 concentrations on thermal tolerance of the edible crab Cancer pagurus.</a> Journal of Thermal Biology. 32, 144-151 (2007).</li><li>Walther, K., Sartoris, F. J., Bock, C., P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+anthropogenic+ocean+acidification+on+thermal+tolerance+of+the+spider+crab+Hyas+araneus.">Impact of anthropogenic ocean acidification on thermal tolerance of the spider crab Hyas araneus.</a> Biogeosciences. 6 (10), 2207-2215 (2009).</li><li>Styf, H. K., Sk&#246;ld, H. N., Eriksson, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryonic+response+to+long-term+exposure+of+the+marine+crustacean+Nephrops+norvegicus+to+ocean+acidification.">Embryonic response to long-term exposure of the marine crustacean Nephrops norvegicus to ocean acidification.</a> Ecology and Evolution. 3 (15), 5055-5065 (2013).</li><li>Camacho, J., Qadri, S. A., Wang, H., Worden, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+acclimation+alters+cardiac+performance+in+the+lobster+Homarus+americanus.">Temperature acclimation alters cardiac performance in the lobster Homarus americanus.</a> Journal of Comparative Physiology A. 192 (12), 1327-1334 (2006).</li><li>Braby, C., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecological+gradients+and+relative+abundance+of+native+(Mytilus+trossulus)+and+invasive+(Mytilus+galloprovincialis)+blue+mussels+in+the+California+hybrid+zone.">Ecological gradients and relative abundance of native (Mytilus trossulus) and invasive (Mytilus galloprovincialis) blue mussels in the California hybrid zone.</a> Marine Biology. 148 (6), 1249-1262 (2006).</li><li>Stenseng, E., Braby, C. E., Somero, G. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+and+acclimation-induced+variation+in+the+thermal+limits+of+heart+function+in+congeneric+marine+snails+(Genus+Tegula):+implications+for+vertical+zonation.">Evolutionary and acclimation-induced variation in the thermal limits of heart function in congeneric marine snails (Genus Tegula): implications for vertical zonation.</a> Biological Bulletin. 208 (2), 138-144 (2005).</li><li>Factor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biology of the Lobster: Homarus americanus. , (1995).</li><li>Muggeo, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Segmented:+an+R+package+to+fit+regression+models+with+broken-lin+relationships.">Segmented: an R package to fit regression models with broken-lin relationships.</a> R News. 8 (1), 20-25 (2008).</li><li>Ryan, S. E., Porth, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+tutorial+on+the+piecewise+regression+approach+applied+to+bedload+transport+data.">A tutorial on the piecewise regression approach applied to bedload transport data.</a> General Technical Report RMS-GTR-189. , (2007).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Prism8 Statistics Guide. , (2020).</li><li>Cuculescu, M., Hyde, D., Bowler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+tolerance+of+two+species+of+marine+crab,+Cancer+pagurus+and+Carcinus+maenas.">Thermal tolerance of two species of marine crab, Cancer pagurus and Carcinus maenas.</a> Journal of Thermal Biology. 23 (2), 107-110 (1998).</li><li>Stillman, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparative+analysis+of+plasticity+of+thermal+limits+in+porcelain+crabs+across+latitudinal+and+intertidal+zone+clines.">A comparative analysis of plasticity of thermal limits in porcelain crabs across latitudinal and intertidal zone clines.</a> International Congress Series. 1275, 267-274 (2004).</li><li>Maderia, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=cellular+and+biochemical+thermal+stress+response+of+intertidal+shrimps+with+different+vertical+distributions:+Palaemon+elegans+and+Palaemon+serratus.">cellular and biochemical thermal stress response of intertidal shrimps with different vertical distributions: Palaemon elegans and Palaemon serratus.</a> Comparative Biochemistry and Physiology, Part A. 183, 107-115 (2015).</li><li>Padilla-Ramirez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+thermal+acclimation+on+the+behavior,+thermal+tolerance,+and+respiratory+metabolism+in+a+crab+inhabiting+a+wide+range+of+thermal+habitats+(Cancer+antennarius+Stimpson,+1856,+the+red+shore+crab).">The effects of thermal acclimation on the behavior, thermal tolerance, and respiratory metabolism in a crab inhabiting a wide range of thermal habitats (Cancer antennarius Stimpson, 1856, the red shore crab).</a> Marine and Freshwater Behaviour and Physiology. 48 (2), 89-101 (2017).</li><li>P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ecosystem+effects+of+ocean+acidification+in+times+of+ocean+warming:+a+physiologist's+view.">Ecosystem effects of ocean acidification in times of ocean warming: a physiologist's view.</a> Marine Ecology Progress Series. 373, 203-217 (2008).</li><li>P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oxygen-+and+capacity-limitation+of+thermal+tolerance:+a+matrix+for+integrating+climate-related+stressor+effects+in+marine+ecosystems.">Oxygen- and capacity-limitation of thermal tolerance: a matrix for integrating climate-related stressor effects in marine ecosystems.</a> Journal of Experimental Biology. 213 (6), 881-893 (2010).</li><li>Zittier, Z. M. C., Hirse, T., P&#246;rtner, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+synergistic+effects+of+increasing+temperature+and+CO2+levels+on+activity+capacity+and+acid-base+balance+in+the+spider+crab,+Hyas+araneus.">The synergistic effects of increasing temperature and CO2 levels on activity capacity and acid-base balance in the spider crab, Hyas araneus.</a> Marine Biology. 160 (8), 2049-2062 (2013).</li><li>Harrington, A. M., Hamlin, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ocean+acidification+alters+thermal+cardiac+performance,+hemocyte+abundance,+and+hemolymph+chemistry+in+subadult+American+lobsters+Homarus+americanus+H.+Milne+Edwards,+1837+(Decapoda:+Malcostraca:+Nephropidae).">Ocean acidification alters thermal cardiac performance, hemocyte abundance, and hemolymph chemistry in subadult American lobsters Homarus americanus H. Milne Edwards, 1837 (Decapoda: Malcostraca: Nephropidae).</a> Journal of Crustacean Biology. 39 (4), 468-476 (2019).</li><li>Depledge, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoplethysmography+-+a+non-invasive+technique+for+monitoring+heart+beat+and+ventilation+rate+in+decapod+crustaceans.">Photoplethysmography - a non-invasive technique for monitoring heart beat and ventilation rate in decapod crustaceans.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology. 77 (2), 369-371 (1984).</li></ol>

このプロトコルは、温度ランピング実験中の後期無脊椎動物の心拍数の変化を測定するためのインピーダンス肺炎の使用について説明する。この技術の主な利点は、他の実験室ベースのアプローチ99、10、1110,11と比較して、それが低侵襲であり、外骨格の大きな外科的操作を伴わないことであり、実験前に必要な回復時間?...

ここ数十年で、温室効果ガス(すなわち、二酸化炭素、メタン、および亜酸化窒素)の大気中への流入の増加は、環境変化の広範なパターンを生じてきた1。世界の海洋は急速に温暖化している2,,3,生物生理学に深刻な影響を与える可能性がある傾向.温度は生理学的速度に大きく影響し、生物はパフォーマンス44、5、65,に最適な温度範囲を有する。したがって、個人は、この範囲外の温度が外れたため、組織への適切な酸素供給を維持する際に困難に遭遇する可能性があります。これは、温暖化する海洋温度5、7に直面して有酸素性能の低下につながる可能性5を秘めています。
実験室での環境環境における、環境変化の生理的影響を理解する方法は、熱ストレスの状況で心臓の性能を調べることである。これにより、予測された温暖化条件への暴露がパフォーマンス曲線55,66を変化させる方法と、順応可塑性8の可能性についての洞察が得られます。海洋無脊椎動物の心拍数を以前に測定するために、様々な方法がうまく実施されています。しかし、これらの技術の多くは、外骨格の外科的除去または主要な操作を伴い、測定装置99、10、1110の長期移植を伴い、被験者にさらなるストレスを与え、11実験前の回復に必要な時間を長くする。さらに、侵襲性の低い技術(例えば、視覚観察、ビデオ撮影)は、生物が完全または半透明である可能性がある初期の生命史段階に制限されてもよい。さらに、より技術的に高度な方法論(例えば、赤外線トランスデューサーまたはドップラー灌流8,8、11)に精通していない研究者にさらなる課題が提示される可能性がある。
このプロトコルは、温度暴走実験中の心拍数の変化を評価するためのインピーダンス肺分圧の使用を実証するために、後期の海洋無脊椎動物モデルとしてアメリカのロブスター(ホマルス・アメリカヌス)を使用する。インピーダンスニューモグラフィは、心膜の両側に配置された2つの電極に振動電流(AC)を通過させ、心臓が収縮して13,14,14に弛緩する際の電圧の変化を測定することを含む。この技術は、外骨格のすぐ下に穏やかに埋め込まれた小さな電極(すなわち、0.10〜0.12 mm)を使用するので、低侵襲である。最後に、データロガーを使用してランプ中の心拍数と水温の両方をリアルタイムで評価します。
プロトコルはまた、アレニウス破断温度(ABT)、心拍数が上昇温度13、15と共に減少し始める温度を計算するための指示を15提供します。ABTは、臨界熱最大(CTマックス、心機能5、66の上限)を測定する上で好まれる可能性のある被験者における能力の熱限界の非致死5的指標として機能し、致死的限界はしばしば極端であり、自然環境5ではめったに遭遇しない。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1.6 mm (1/16 in) drill bit</td>
			<td>Milwaukee Tool at Home Depot</td>
			<td>1001294900</td>
			<td>This is for a 1.6 mm (1/16 in) diameter drill bit. This item can be found at most home-improvement stores.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>38 AWG Copper Magnet Wire</td>
			<td>TEMCo</td>
			<td>MW0093</td>
			<td>This wire is used to make the wire electrode leads that are implanted into the test subjects. This listing is for a 4 oz coil of 38-gauge magnetic wire. TemCo also has 36-gauge magnetic wire that is also suitable for use in constructing wire electrodes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate glue</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>852882</td>
			<td>This item includes a brush tip, which makes it easier to control the amount of glue used to secure electrodes to the carapace.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 70% Solution, Molecular Biology Grade</td>
			<td>Fisher BioReagents</td>
			<td>BP82931GAL</td>
			<td>This reagent is used in combination with the sterile cotton balls to disinfect the carapace prior to electrode implantation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This program is used in the protocol for organizing, manipulating, and analyzing data. It is compatible with both PC and Mac operating systems.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand 8-Piece Dissection Kit</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-855</td>
			<td>This kit includes the forceps, scissors, dissecting knife (and blades), and dissecting needle needed to accomplish the electrode implantation steps in the protocol.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Isotemp Refrigerated/Heated Bath Circulators: 5.4-6.5L, 115V/60Hz</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-874-180</td>
			<td>This is a complete system that consists of an immersion circulator and a bath. It can be used as a temperature controlled bath or to circulate fluid externally to an application. Temperature range of this water bath is -20 to +100 &#176;C, and the unit heats/cools rapidly and is easy to drain upon conclusion of use.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Sterile Cotton Balls</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-456-885</td>
			<td>These swabs should be soaked in 70% ethanol before being used to disinfect the carapace prior to electrode implantation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fork Terminal, Red Vinyl, Butted Seam, 22 to 16 AWG, 100 PK</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>5WHE6</td>
			<td>Terminals are soldered to the magnetic wire to construct the wire electrodes. These can be purchased from a variety of home-improvement vendors.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Impedance converter</td>
			<td>UFI</td>
			<td>Model 2991</td>
			<td>Measures impedance changes correlated with very small voltage changes, ranging from 0.2 ohm to over 5 ohms. This model can convert impedance changes that stem from resistance, capacitance, or inductance variations, as well as a combination of all three.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabChart software</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Purchase of the PowerLab datalogger includes the LabChart software, but a license for the software can also be directly downloaded online. LabChart allows the user to record data, open and read LabChart files, analyze data, as well as save and export files. There is a free version of the software, LabChart Reader, but users can only open and read LabChart files and analyze them (i.e., it cannot be used to record, save, or export data files). One also has the option of selecting LabChart Pro, which includes LabChart teaching modules that can be used for educational purposes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LED Soldering Iron</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>28EA35</td>
			<td>This is a generic soldering iron that can be used to solder the magnetic wire to the fork terminals to create the wire electrodes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerLab datalogger</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>ML826</td>
			<td>There are a variety of models of the PowerLab. This catalog number is for the 2/26 model that is a 2 channel, 16 bit resolution recorder with two analog input channels, independently selectable input sensitivities, two independent analog outputs for stimulation or pulse generation and a trigger input. The PowerLab features a wide range of low-pass filters, AC or DC coupling and adaptive mains filter. This unit has a USB interface for connection to Windows or Mac OS computers and a sampling rate of 100,000 samples/s per channel.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism8</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This program provides an additional option for calculating the Arrhenius Break Temperature through its &#8220;Segmental linear regression&#8221; data analysis option. This program does not require any programming and is compatible with both Mac and Windows operating systems.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>R</td>
			<td>R Project</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This is free software for statistical computing that is compatible with UNIX platforms, as well as Windows and Mac operating systems. This program can also be used to calculate the Arrhenius Break Temperature using the &#8220;segmented&#8221; package. There are a number of tutorials and user guides available online through the r-project.org website.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rosin Core Solder</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>331856</td>
			<td>This product has a diameter of 0.031 in (0.76 mm) and is ideal for use in soldering speaker wire (similar gauge as magnetic wire used for electrodes).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SAS</td>
			<td>SAS Institute</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This program provides an additional option for calculating the Arrhenius Break Temperature. However, it does require programming and is not compatible with Mac operating systems.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SigmaPlot</td>
			<td>Systat Software, Inc.</td>
			<td>N/A</td>
			<td>This is the authors&#8217; preferred program for statistical determination of the Arrhenius Break Temperature. The &#8220;Regression Wizard&#8221; is easy to use and does not require any programming. One can obtain a free 30-day trial license before purchase. However, it is compatible only with PC computers.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-type Pod</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>ML312</td>
			<td>Suitable for measurement of temperatures from 0-50 &#176;C using T-type thermocouples.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-type Thermocouple Probe</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>MLT1401</td>
			<td>Compatible with the T-type Pod for connection. Measures temperature up to 150 &#176;C, and is suitable for immersion in various solutions, semi-solids, and tissue (includes a needle for implantation). This product is a 0.6 mm diameter isolated probe that is sheathed in chemical-resistant Teflon and a lead length of 1.0 m.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Cable Tie, Black</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>295813</td>
			<td>This is for a 100-pack of 8-inch (20.32 cm), black cable ties. However, based on the size of test subjects, smaller or larger cable ties may be needed. This item, and others like it, can be purchased at any home-improvement store.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

impedance pneumography for minimally invasive measurement of heart rate in late stage invertebrates

世界の気候の広範な変化の結果として、海洋の気温は急速に上昇しています。生物生理学は環境温度の影響を大きく受けているため、さまざまな海洋生物の熱生理学的性能を変化させる可能性があります。アメリカのロブスター(ホマルス・アメリカヌス)をモデル生物として使用して、このプロトコルは、急性熱ストレス下での後期無脊椎動物の心臓性能がどのように変化するかを理解するためにインピーダンス肺撮影の使用を記述する。このプロトコルは、温度ランピング実験中に心拍数のリアルタイム収集を可能にする最小限の侵襲的な技術を提示する。データは、アレニウス破断温度(ABT)、心拍数が温度の上昇に伴って低下し始める温度を計算するために使用されるアレニウスプロットを生成するために簡単に操作されます。この技術は、さまざまな後期無脊椎動物(すなわち、カニ、ムール貝、またはエビ)で使用することができます。プロトコルは、心臓のパフォーマンスに対する温度の影響のみに焦点を当てていますが、追加のストレッサー(例えば、低酸素症または高カプニア)が温度と相互作用して生理学的性能に影響を与える可能性を理解するように変更することができます。したがって、この方法は、海洋無脊椎動物が環境の急激な変化にどのように反応するかをさらに理解するために、幅広い応用が可能である。

このプロトコルは、温度上昇実験中の心拍数(電圧)と温度のリアルタイムデータを取得するためのインピーダンス・ニューモグラフィーの使用について説明しています。この技術を穿フォーする場合、記録される電圧と温度の振幅は、実験計画と焦点種に基づいて変化します。しかし、プロトコルが正しく実装されている場合、リアルタイムで表示される電圧出力は一般的な正気分布に従い?...

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Impedance Pneumography for Minimally Invasive Measurement of Heart Rate in Late Stage Invertebrates

熱的な挑戦の間に心拍数を測定する急性環境変化の結果として生物の生理学的応答への洞察を提供する。モデル生物としてアメリカのロブスター(ホマルス・アメリカヌス)を使用して、このプロトコルは、インピーダンス・ニューモグラフィーの使用を、後期無脊椎動物の心拍数を測定するための比較的非侵襲的で非致死的なアプローチとして記述する。

後期無脊椎動物における低侵襲性心拍数測定のためのインピーダンス肺撮影

Temperatures in oceans are increasing rapidly as a consequence of widespread changes in world climates. As organismal physiology is heavily influenced by ...

このプロトコルは、若年性アメリカのロブスターをモデルとして使用して、熱ストレス時の生理学的性能を評価するためのインピーダンス肺撮影の使用を実証する。この技術は、心臓の両側に埋め込まれた2つの電極にわたって小さな振動電流を通過し、筋肉が収縮し、弛緩するにつれて電圧の変化を測定する。この電圧は、1分あたりの拍数に簡単に変換して、温度性能の窓を決定するために評価された温度範囲全体の心拍数をプロットすることができます。この技術は、低侵襲であり、心臓の性能を直接視覚的に観察することが困難である後期の生物でのリアルタイムデータ収集を可能にする。この方法は、アレニウスブレーク温度またはABTの計算にも焦点を当て、これを非致死的なエンドポイントとして使用して熱限界を決定します。直径約8〜10センチメートルで、長さ40〜70センチメートルの延長線を持つ熱交換コイルを作成するために、自分自身の周りに明確な可鍛性チューブをラップします。電気テープを使用してコイルを固定します。熱交換コイルを外部電源に取り付け、循環水浴の取り付け具を返します。ホースクランプを使用して接続が確実に固定されていることを確認します。循環水浴の井戸に逆浸透水を充填し、電源コードをコンセントに差し込みます。水浴をオンにし、熱交換コイルに接続して漏れがないことを確認します。黒色のBNCケーブルをユニットのAC出力に差し込み、チャンネル1ポートを使用してパワーラボのデータロガーに接続して、インピーダンスコンバータを設定します。サーミスタをTタイプのポッドに差し込み、Tタイプのポッドを電源ラボのデータロガーのチャンネル2ポートに差し込みます。電源ラボのデータ ロガーの電源コードを電源に接続し、USB ケーブル コネクタを使用してデータ ロガーを PC コンピュータに接続します。7.5リットルの人工海水で実験場の順応室を埋める。ロブスターをプラスチックグリッドに置きます。小さなケーブルタイを使用して、ロブスターの爪と腹部をプラスチックグリッドに慎重に固定します。ペーパータオルでカラパスを乾かし、70%エタノールに浸した綿棒できれいにします。心膜の両側のカラパスを通して2つの小さな穴を慎重に手で掘削します。滅菌解剖針をそっと挿入して、各穴を仕上げます。カミソリの刃を使用して、ワイヤー断熱材の小さなビットを削り取ります。鉗子を使用して各ワイヤの先端を慎重に曲げ、新しく掘削された穴のそれぞれに1つを挿入します。スーパーグルーの小さな滴を使用して各ワイヤリードを固定し、5〜10分間乾燥させます。接着剤が乾いたら、ワイヤをインピーダンスコンバータに取り付け、電源を入れます。ロブスターを順応室に入れ、埋め込まれた電極に15〜20分間順応させます。電源ラボの電源を入れ、コンピュータ上のラボグラフソフトウェアを開きます。[新しい実験] をクリックし、グラフ ビュー画面を開いたままにします。チャートビューで、チャンネル1のチャンネル機能メニューを探します。メニューから入力アンプを選択し、ACカップリングを選択します。インピーダンスコンバータで、パワーラボの出力に強い信号が観測されるまでゲインとバランスを調整し、バランスをゼロに近く保つことを目指します。チャンネル2では、リアルタイムの温度データを記録するためにTタイプのポッドを選択します。[スタート]ボタンをクリックすると、電源ラボがデータのログを開始します。取り付けられたロブスターとプラスチックグリッドを慎重に実験場に置き、グリッドの上に熱交換コイルを設定します。試験対象の視覚的ストレスを軽減するために、実験場に蓋を置く前に、ロブスターの近くにサーミスタを置きます。必要に応じて残高を調整し、トライアルが開始されたことを示すコメントを出力に配置します。出力は実験中に定期的に保存する必要があります。[ファイル] をクリックし、[名前を付けて保存] を選択して、最初に出力をコンピュータに保存します。実験場の水温を15分ごとに約1.5°Cの速度で上昇させ、再循環水浴の温度を調整して2時間30分の間に12度から30度のランプを達成します。ランプが完成したら、実験場からロブスターを取り出し、約20分間回収浴に入れます。20分後、電源ラボの出力の停止ボタンを押してファイルを保存します。慎重に電極を取り外し、試験対象を保持タンクに戻す前にケーブルタイを切断します。[ウィンドウ] メニューの [データ パッド] をクリックして、データ パッドを開きます。列 A をダブルクリックし、選択とアクティブ ポイントをダブルクリックして時間に設定し、時間を選択して、[OK] をクリックしてウィンドウを閉じます。列 B をダブルクリックして [統計] を選択して、データの選択部分の平均温度に設定します。メニューの右側から平均を選択し、メニューのウィンドウの下部にある計算ソースとしてチャンネル2を選択します。列 C をダブルクリックし、選択とアクティブ ポイントを選択します。選択期間を選択し、[OK] をクリックしてウィンドウを閉じます。列 D をダブルクリックし、周期的測定を選択します。イベント数を選択し、計算ソースとしてチャンネル1を選択し、[OK]をクリックしてウィンドウを閉じます。これにより、データのピークがカウントされ、データの選択した部分の心拍数が決定されます。列 E をダブルクリックし、周期的測定を選択します。メニュー ウィンドウの下部にある計算ソースとして、平均循環速度とチャネル 1 を選択します。[OK] をクリックしてウィンドウを閉じると、データの選択した部分に対する心拍数の最終評価が 1 分あたりの拍数になります。データ ファイルに戻り、出力の目的のセクションを強調表示します。コマンドを選択し、データパッドに複数追加します。時間を選択し、すべてのボックスをチェックし、選択メニューの下に30を入力して、30秒ごとにデータをプルします。現在の選択をクリックし、[追加] をクリックし、データ パッド画面に戻り、[ファイル] と [名前を付けて保存] を選択して、出力を Excel ファイルとして保存します。データ ファイルを Excel で開きます。温度を摂氏度からケルビンの逆度に変換します。心拍数の自然対数を取り、温度の関数として心拍数をプロットすることによってアレニウスプロットを生成する。これらのデータを区分回帰に適合させ、交点を決定します。これはアレニウスブレーキ温度またはABTです。これは、電源ラボのデータ ロガーを使用して予想される出力の例です。電圧は赤で、アリーナ温度は青で示されています。これらのデータは、温度ランプの過程で予想される心拍数の分布を示しています。最後に、実験動物から期待されるアレニウスプロットを示します。分割回帰に適合し、赤い星はアレニウス破断温度であるそれらの交差を強調します。この手法を使用する場合、心臓のパフォーマンスを正確に記録していることを確認するために、被験者に適切な非難と回復期間を与える必要があります。テスト対象に対して実行する前に、実験に適した温暖化率を判断することも重要です。このビデオでは温度だけに焦点を当てていますが、この技術は、試験対象を海洋酸性化などの追加ストレッサーに事前に暴露したり、温度ランプを通って実行する前に酸素の入手可能性を低下させることによって、組織生理学に対する環境への影響を理解するために広く適用することができます。

Research

JoVE Journal

Environment

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

毒性のための飲料水試料の迅速な評価のためのRTgill-W1細胞とのインピーダンスベースの流体バイオチップの製造および試験

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

環境学

Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

静磁場を利用した農業植物の初期の成長率の向上

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing ...

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) for the Real-driving Emissions (RDE) Regulation in Europe

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems PEMS for the Real-driving Emissions RDE Regulation in Europe

欧州でのReal-駆動排出量（RDE）規制のためのポータブル排出量測定システム（PEMS）の実装

Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor

生産と流管炉の粒子状有機物の測定

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

COとの平衡状態における原油のレオロジーの測定<sub&gt; 2</sub&gt;貯水池の条件で

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

Determination of the Settling Rate of Clay/Cyanobacterial Floccules

Floccules 粘土/シアノ バクテリアの定着率の定量

The mechanisms underpinning the deposition of fine-grained, organic-rich sediments are still largely debated. Specifically, the impact of the interaction ...

Double-stranded RNA Oral Delivery Methods to Induce RNA Interference in Phloem and Plant-sap-feeding Hemipteran Insects

篩部と半翅目昆虫の植物 sap 供給の RNA 干渉を誘発する二本鎖 RNA の経口配信方法

Phloem and plant sap feeding insects invade the integrity of crops and fruits to retrieve nutrients, in the process damaging food crops. Hemipteran ...

Detached Leaf Assays to Simplify Gene Expression Studies in Potato During Infestation by Chewing Insect Manduca sexta

噛む昆虫マンドゥカセクスタによる侵入時のジャガイモの遺伝子発現研究を簡素化する剥離葉アッセイ

The multitrophic nature of gene expression studies of insect herbivory demands large numbers of biological replicates, creating the need for simpler, more ...

Using Deuterium Oxide as a Non-Invasive, Non-Lethal Tool for Assessing Body Composition and Water Consumption in Mammals

哺乳類の体組成と水消費量を評価するための非侵襲的で非致死的なツールとしての重水素酸化物の使用

Body condition scoring systems and body condition indices are common techniques used for assessing the health status or fitness of a species. Body ...

PARbars: Cheap, Easy to Build Ceptometers for Continuous Measurement of Light Interception in Plant Canopies

PARbars: 植物の天蓋での光遮断の連続的な測定のための Ceptometers を構築するために、安価で簡単に

Ceptometry is a technique used to measure the transmittance of photosynthetically active radiation through a plant canopy using multiple light sensors ...