Name: impedance pneumography for minimally invasive measurement of heart rate in late stage invertebrates
Uploaded: 2020-04-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Impedance Pneumography for Minimally Invasive Measurement of Heart Rate in Late Stage Invertebrates at JoVE.com

저자는 실험실 지원과 국립 과학 재단 상 IIA-1355457 장비를 구입하는 자금메인 대학에서 메인 EPSCoR에 폴 로슨 감사. 이 프로젝트는 USDA 국립 식량 농업 연구소, 해치 프로젝트 번호 MEO-21811 메인 농업 및 산림 실험 스테이션뿐만 아니라 NOAA 국립 해양 수산 서비스 살톤스톨 케네디 그랜트 #18GAR039-136에 의해 지원되었다. 저자는 또한이 원고의 이전 버전에 대한 자신의 의견에 대한 세 익명의 검토자에게 감사드립니다. 메인 농업 및 산림 실험 역 출판 번호 3733.

1. 장비 설정
<ol><li>직경 약 8-10cm, 길이 40-70cm의 열 교환 코일을 만들기 위해 투명하고 가단성 튜브를 감싸십시오. 전기 테이프를 사용하여 코일을 고정합니다.</li>
	<li>열 교환 코일을 외부 공급 장치에 부착하고 냉각/가열 순환 수조의 반품 피팅을 부착합니다. 호스 클램프를 사용하여 연결이 안전한지 확인합니다.</li>
	<li>역삼투(RO) 물로 냉각/가열 순환 수조의 우물을 채우고 전원 코드를 콘센트...

<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>

이 프로토콜은 온도 램핑 실험 동안 후기 무척추 동물의 심박수 변화를 측정하기 위해 임피던스 폐포를 사용하는 방법을 설명합니다. 이 기술의 주요 이점은 다른 실험실 기반9접근법9,10,,11에 비해 최소 침습적이며 외골격의 주요 외과 적 조작을 포함하지 않으므로 실험 전에 필요한 회복 시간의 양을 줄이는 것입니다. 또한 ?...

최근 수십 년 동안 온실 가스(즉, 이산화탄소, 메탄 및 아산화질소)가 대기중으로 투입되면서 환경 변화의 광범위한 패턴이 발생했습니다1. 세계의 바다는 급속하게 온난화2,,3,생물 생리학에 심각한 영향을 미칠 수있는 추세. 온도는 생리적 속도에 크게 영향을 미치며, 유기체는 성능4,,5,,6에대한 최적의 온도 범위를 가지고 있습니다. 이와 같이, 개인 온도이 범위를 벗어난 조직에 적절 한 산소 전달을 유지 에 어려움을 발생할 수 있습니다. 이는 온난화된 해양 온도5,,7에직면하여 호기성 성능 저하로 이어질 가능성이 있다.
실험실 환경에서 환경 변화의 생리적 영향을 이해하는 방법은 열 스트레스의 맥락에서 심장 성능을 검사하는 것입니다. 이것은 예측 된 온난화 조건에 노출이 성능 곡선5,,6뿐만 아니라 적응 가소성8에대한 가능성을 변경할 수있는 방법에 대한 통찰력을 제공합니다. 해양 무척추 동물의 심박수를 측정하기 위해 다양한 방법이 성공적으로 구현되었습니다. 그러나, 이러한 기술의 대부분은 외과 적 제거 또는 외골격의 주요9조작 및 측정 장치의 장기간 이식을 포함9,10,,11,이는 시험 대상에 추가 스트레스를 도입하고 실험 전에 성공적인 복구에 필요한 시간을 증가. 더욱이, 덜 침습적인 기술(예를 들어, 시각 관찰, 비디오그래피)은 유기체가 완전하거나 반투명할 수 있는 초기 생활 역사 단계로 제한될 수 있다12. 더욱이, 추가 도전은 더 기술적으로 진보된 방법론에 정통한 연구자에게 제시될 수 있습니다 (예를 들면, 적외선 트랜스듀서 또는 도플러관류를통한 관측8,11).
이 프로토콜은 온도 램핑 실험 동안 심박수의 변화를 평가하기 위한 임피던스 폐렴의 사용을 입증하기 위해 후기 해양 무척추 동물 모델로 미국 랍스터(Homarus americanus)를사용합니다. 임피던스 폐렴법은 심장이 수축하고13,,14를이완함에 따라 전압의 변화를 측정하기 위해 심낭의 양쪽에 위치한 두 개의 전극을 가로 질러 진동 전류 (AC)를 전달하는 것을 포함합니다. 이 기술은 외골격 바로 아래에 부드럽게 이식되는 작은 전극 (즉, 0.10-0.12 mm 직경)을 사용하기 때문에 최소 침습적입니다. 마지막으로, 데이터 로거를 사용하여 램프 동안 심박수와 수온을 실시간으로 평가합니다.
이 프로토콜은 또한 아레니우스 브레이크 온도(ABT)를 계산하기 위한 지침을 제공하며, 온도가13,,15증가함에 따라 심박수가 감소하기 시작하는 온도입니다. ABT는 치명적인 한계가 종종 극단적이고 자연환경에서거의 발생하지 않는 경우로서 임계 열 최대치(CTmax,심장 기능의 상한5,,6)를측정하는 데 선호될 수 있는 시험 대상자의 열 한계에 대한 비치명적인 지표로서 작용한다 5.

<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

바다의 온도는 세계 기후의 광범위한 변화의 결과로 급속하게 증가하고 있습니다. 생물 생리학은 환경 온도에 의해 크게 영향을, 이것은 해양 생물의 다양한 열 생리적 성능을 변경할 수있는 잠재력을 가지고있다. 모델 유기체로 미국 랍스터(Homarus americanus)를사용하여,이 프로토콜은 급성 열 스트레스에서 후기 무척추 동물의 심장 성능이 어떻게 변경되는지 이해하기 위해 임피던스 폐렴의 사용을 설명합니다. 이 프로토콜은 온도 램핑 실험 중에 심박수를 실시간으로 수집할 수 있는 최소 침습 기술을 제공합니다. 데이터를 쉽게 조작하여 아레니우스 브레이크 온도(ABT)를 계산하는 데 사용되는 아레니우스 플롯을 생성하며, 이는 온도가 증가함에 따라 심박수가 감소하기 시작하는 온도입니다. 이 기술은 다양한 후기 무척추 동물 (즉, 게, 홍합 또는 새우)에서 사용될 수 있습니다. 이 프로토콜은 온도가 심장 성능에 미치는 영향에만 초점을 맞추고 있지만, 생리적 성능에 영향을 미치기 위해 온도와 상호 작용하는 추가 스트레스(예: 저산소증 또는 과다증)의 가능성을 이해하도록 수정할 수 있습니다. 따라서, 이 방법은 해양 무척추 동물이 환경의 급격한 변화에 어떻게 반응하는지 더 잘 이해할 수 있는 광범위한 응용 분야에 대한 잠재력을 가지고 있다.

이 프로토콜은 임피던스 폐포를 사용하여 온도 램핑 실험 중에 심박수(전압) 및 온도에 대한 실시간 데이터를 얻는 방법을 설명합니다. 이 기술을 천공할 때 기록된 전압 및 온도의 진폭은 실험 설계 및 초점 종에 따라 달라집니다. 그러나 실시간으로 표시되는 전압 출력은 프로토콜이 올바르게 구현될 때 일반 사위 분포를 따릅니다(그림1A). 경기장의 온도가 증가함에 따라 ?...

Watch this Scientific Journal Video about Impedance Pneumography for Minimally Invasive Measurement of Heart Rate in Late Stage Invertebrates at JoVE.com

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

열 도전 중 심박수를 측정하면 급성 환경 변화의 결과로 생물의 생리적 반응에 대한 통찰력을 제공합니다. 모델 유기체로 미국 랍스터(Homarus americanus)를사용하여,이 프로토콜은 후기 무척추 동물에서 심장 박동을 측정하기 위해 상대적으로 비 침습적이고 비치명적인 접근법으로 임피던스 폐포의 사용을 설명합니다.

후기 무척추 동물에서 심박수의 최소 침습 측정을 위한 임피던스 폐색술

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

이 프로토콜은 열 스트레스 중 생리적 성능을 평가하기 위해 임피던스 공압의 사용을 입증하기 위해 모델로 청소년 미국 랍스터를 사용합니다. 이 기술은 심장 의 양쪽에 이식 된 두 개의 전극에 걸쳐 작은 진동 전류를 전달하고 근육이 수축하고 이완으로 전압의 변화를 측정합니다. 그런 다음 이 전압을 분당 박동으로 쉽게 변환하여 평가된 온도 범위에 걸쳐 심박수를 플롯하여 열 성능 창을 결정할 수 있습니다.이 기술은 최소 침습적이며 심장 성능을 직접 관찰하기 어려울 수 있는 후기 단계 유기체에서 실시간 데이터 수집을 허용합니다. 이 방법은 또한 Arrhenius 브레이크 온도 또는 ABT를 계산하는 데 중점을 두고 열 제한을 결정하기 위해 비 치명적인 끝점으로 사용합니다. 직경 약 8~10cm의 열 교환 코일을 만들기 위해 투명한 가단 튜브를 감싸고 40~70cm 길이의 확장이 있습니다.전기 테이프를 사용하여 코일을 고정합니다. 코일을 외부 공급에 교환하는 열을 부착하고 순환 하는 수조의 반환 피팅. 호스 클램프를 사용하여 연결이 안전한지 확인합니다.순환하는 수조의 우물을 역삼투물로 채우고 전원 코드를 콘센트에 연결합니다. 수조를 켜고 코일을 교환하는 열과 관련하여 누출이 없는지 확인하십시오. 블랙 BNC 케이블을 장치의 AC 출력에 연결하고 채널 한 포트를 사용하여 전원 랩 데이터 로거에 연결하여 임피던스 컨버터를 설정합니다.T 형 포드에 테미터를 연결한 다음 T 유형 포드를 전원 랩 데이터 로거의 채널 2 포트에 연결합니다. 전원 랩 데이터 로거의 전원 코드를 전원 공급 장치에 연결하고 USB 케이블 커넥터를 사용하여 데이터 로거를 PC 컴퓨터에 연결합니다. 실험 경기장의 적응 챔버를 7.5 리터의 인공 해수로 채웁니다.랍스터를 플라스틱 그리드에 놓습니다. 작은 케이블 타이를 사용하여 랍스터 발톱과 복부를 플라스틱 그리드에 조심스럽게 고정하십시오. 종이 타월로 갑피를 말리고 70%에탄올에 담근 면봉으로 청소하십시오.조심스럽게 심낭의 양쪽에 있는 갑피를 통해 두 개의 작은 구멍을 드릴. 멸균 해부 바늘을 부드럽게 삽입하여 각 구멍을 완료합니다. 면도날을 사용하여 전선 단열재의 작은 비트를 긁어.각 와이어의 끝을 집게를 사용하여 조심스럽게 구부리고 새로 뚫은 각 구멍에 삽입합니다. 작은 수퍼접착제 한 방울을 사용하여 각 와이어 리드를 고정하고 5~10분 동안 건조시합니다. 접착제가 건조되면 와이어를 부착하여 임피던스 컨버터에 연결하여 켭니다.랍스터를 적응챔버에 넣고 15~20분 동안 이식된 전극에 적응할 수 있도록 합니다. 전원 랩을 켜고 컴퓨터에서 랩 차트 소프트웨어를 엽니다. 새 실험을 클릭하고 차트 보기 화면을 열어 둡니다.차트 뷰에서 채널 1의 채널 기능 메뉴를 찾습니다. 메뉴에서 입력 증폭기를 선택하고 AC 커플링을 선택합니다. 임피던스 컨버터에서는 파워 랩 출력에서 강한 신호가 관찰될 때까지 게인과 균형을 조정하여 균형을 0에 가깝게 유지합니다.채널에서 두 개의 T형 포드를 선택하여 실시간 온도 데이터를 기록합니다. 시작 버튼을 클릭하면 전원 랩이 데이터 로깅을 시작합니다. 부착된 랍스터가 부착된 플라스틱 그리드를 실험 경기장에 조심스럽게 놓고 그리드 위에 코일을 교환하는 열을 설정합니다.시험 대상자의 시각적 스트레스를 줄이기 위해 실험 경기장에 뚜껑을 놓기 전에 랍스터 근처에 테미터를 놓습니다. 필요에 따라 잔액을 조정하고 평가판이 시작되었다는 내용의 출력에 대한 의견을 배치합니다. 출력은 실험 전체에서 주기적으로 저장되어야 합니다.파일을 클릭하고 처음에 컴퓨터에 출력을 저장하려면 As 저장을 선택합니다. 실험경기장의 수온을 15분마다 약 1.5도의 속도로 늘려 2시간 30분 동안 경사로를 달성하여 재순환 수조의 온도를 조절한다. 경사로가 완료되면 실험 경기장에서 랍스터를 제거하고 약 20 분 동안 복구 욕조에 넣습니다.20분 후 전원 실험실 출력의 정지 버튼을 누르고 파일을 저장합니다. 테스트 대상을 홀딩 탱크로 되돌리기 전에 조심스럽게 전극을 제거하고 케이블 타이를 잘라냅니다. 창 메뉴를 클릭하고 데이터 패드를 선택하여 데이터 패드를 엽니다.열 A를 두 번 클릭하고 선택 및 활성 점을 클릭하고, 시간을 선택하고, 확인을 클릭하여 창을 닫음으로써 시간이 될 수 있습니다. 열 B를 열 B를 두 번 클릭하고 통계를 선택하여 선택한 데이터 부분에 대한 평균 온도로 설정합니다. 메뉴의 오른쪽에서 평균을 선택하고 메뉴 창 하단의 계산 소스로 2를 채널합니다. 열 C를 두 번 클릭하고 선택 및 활성 점을 선택합니다.선택 기간을 선택하고 확인을 클릭하여 창을 닫습니다. 열 D를 두 번 클릭하고 순환 측정을 선택합니다. 이벤트 수를 선택하고, 채널 하나를 계산 소스로 선택하고, 확인을 클릭하여 창을 닫습니다.이렇게 하면 데이터의 피크가 계산되어 선택한 데이터 부분에서 심박수를 결정합니다. 열 E를 두 번 클릭하고 순환 측정을 선택합니다. 평균 순환 속도를 선택하고 메뉴 창 하단의 계산 소스로 채널 하나를 선택합니다.확인을 클릭하여 창을 닫고 선택한 데이터 부분에 비해 분당 비트로 심박수의 최종 추정을 제공합니다. 데이터 파일로 돌아가출력의 원하는 부분을 강조 표시합니다. 데이터 패드에 명령과 여러 추가를 선택합니다.모든 상자를 확인하고 선택 메뉴에서 30을 입력하여 30초마다 시간을 선택하고 데이터를 가져옵니다. 현재 선택 영역을 클릭하고 추가를 클릭합니다. 데이터 패드 화면으로 돌아가기 및 파일을 선택하고 As를 저장하여 출력을 Excel 파일로 저장합니다.Excel에서 데이터 파일을 엽니다. 섭씨에서 켈빈의 역으로 온도를 변환합니다. 심박수의 자연 로그를 가지고, 온도의 함수로 심박수를 플로팅하여 Arrhenius 플롯을 생성합니다.이러한 데이터를 부분적으로 회귀하여 일치시키고 교차점을 결정합니다. 이것은 아레니우스 브레이크 온도 또는 ABT입니다. 이는 전원 랩 데이터 로거를 사용하여 예상되는 출력의 예입니다.전압은 빨간색으로 표시되고 경기장 온도가 파란색으로 표시됩니다. 이러한 데이터는 온도 경사로 의 과정을 통해 심박수의 예상 분포를 보여줍니다. 마지막으로, 이 패널은 실험동물로부터 예상되는 아레니우스 플롯을 보여줍니다.붉은 별은 아레니우스 브레이크 온도인 교차점을 강조합니다. 이 기술을 사용하는 경우 테스트 대상에게 적절한 평가 및 복구 기간을 허용하여 심장 성능을 정확하게 기록하는 것이 중요합니다. 또한 테스트 대상에서 이를 실행하기 전에 실험에 적합한 온난화 속도를 결정하는 것도 중요합니다.우리는이 비디오에서 온도에 전적으로 초점을 맞추고 있지만,이 기술은 광범위하게 해양 산성화와 같은 추가 스트레스에 테스트 대상자를 노출하여 유기체 생리학에 대한 환경 적 영향을 이해하기 위해 적용 할 수있다, 또는 온도 램프를 통해 실행하기 전에 산소 가용성을 감소.

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

준비 및 시험 독성에 대한 신속한 평가 음주의 물 샘플에 대한 RTgill-W1 세포와 유체 바이오칩을 임피던스 기반

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

연구

환경과학

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

정적 자기장을 사용하여 농업 식물의 초기 성장 속도의 향상

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

유럽에서 실시간 구동 배출량 (RDE) 규제를위한 휴대용 배기 가스 측정 시스템 (PEMS)의 구현

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

생산 및 흐름 튜브 반응 기에서 유기 미 립 자 물질의 측정

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

CO와 평형 상태에있는 원유의 레올로 지의 측정<sub&gt; 2</sub&gt; 저수지 조건

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

클레이/Cyanobacterial Floccules의 정착 률의 결정

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

체 관 부 식물 수액 공급 Hemipteran 곤충에 RNA 간섭을 유도 하 이중 가닥 RNA 구두 전달 방법

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

분리 된 잎 어설아는 곤충 만두카 sexta를 츄잉에 의해 감염 하는 동안 감자에 유전자 발현 연구를 단순화 하기 위해

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

포유류의 체성분과 물 소비를 평가하기 위한 비침습적이고 비치명적인 도구로 중수소 산화물을 사용

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: 저렴 한 공장 캐노피에서 빛 차단을 지속적으로 측정 하기 위한 Ceptometers를 쉽게 구축 할 수 있습니다.

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