斑馬魚(yú)呼吸測(cè)量及游泳測(cè)試系統(tǒng)在湖南大學(xué)體育學(xué)院投入運(yùn)行

    近日，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司為湖南大學(xué)體育學(xué)院安裝培訓(xùn)了斑馬魚(yú)呼吸測(cè)量及游泳測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)兼具基于溶解氧的代謝率測(cè)量功能和游泳速度測(cè)量、游泳訓(xùn)練的功能，體育學(xué)院相關(guān)課題組將使用該系統(tǒng)開(kāi)展斑馬魚(yú)運(yùn)動(dòng)能力的相關(guān)研究。

    呼吸測(cè)量功能借助于高時(shí)間分辨率、零氧耗、穩(wěn)定性強(qiáng)的熒光光纖氧氣測(cè)量技術(shù)，采用間歇式的呼吸測(cè)量方法，在封閉式測(cè)量結(jié)束后，通過(guò)水泵對(duì)呼吸室內(nèi)的氧氣進(jìn)行補(bǔ)充，保證了水生動(dòng)物在呼吸室內(nèi)正常呼吸，因而能做到長(zhǎng)時(shí)間不間斷的測(cè)量。

    游泳速度測(cè)量功能依靠可電腦遠(yuǎn)程調(diào)控的馬達(dá)來(lái)改變水流速度實(shí)現(xiàn)。水流速度的控制計(jì)算機(jī)化，足以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求的準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)水流速度的校準(zhǔn)、轉(zhuǎn)換、校正和控制，單位和方式任選（如以BL/sec為單位的游泳速度），可對(duì)Solid Blocking效應(yīng)（魚(yú)等水生動(dòng)物自身阻礙水流引起的水流速度變化）進(jìn)行校正，并且能夠創(chuàng)建自動(dòng)化的用戶自定義程序。

    系統(tǒng)配套軟件AutoResp不僅提供了數(shù)據(jù)記錄、分析、可視化的功能，而且提供了傳感器部分的校準(zhǔn)功能。下圖分別展示了安裝過(guò)程中利用染料對(duì)流速進(jìn)行校準(zhǔn)和利用氣泵對(duì)溶解氧的飽和點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)。

    AutoResp軟件將各個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了圖形的可視化處理，可直觀的看到溶解氧濃度、耗氧率（MO2）及相關(guān)系數(shù)、溫度、水流速度、游泳速度，并將各個(gè)計(jì)算參數(shù)的相關(guān)性曲線進(jìn)行展示。

    斑馬魚(yú)呼吸測(cè)量及游泳測(cè)試系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于體育醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、生態(tài)毒理學(xué)等領(lǐng)域。

    例如，的卡羅琳學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)系在2018年P(guān)ANS雜志上發(fā)表了題為《Adult spinal motoneurons change their neurotransmitter phenotype to control locomotion》的文章，文中使用了5L的游泳室測(cè)量了成年斑馬魚(yú)的臨界游泳速度Ucrit，并利用該系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行游泳訓(xùn)練，用以研究脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元如何通過(guò)改變神經(jīng)元遞質(zhì)表型控制運(yùn)動(dòng)。

    又如加拿大薩省大學(xué)毒理學(xué)中心的Thomas和Janz使用170mL的Mini游泳室測(cè)量了過(guò)量蛋硒（Egg Se，在飲食的主要化學(xué)形態(tài)為硒蛋氨酸）對(duì)F1代成年斑馬魚(yú)游泳能力和代謝能力的持續(xù)影響。研究發(fā)現(xiàn)過(guò)量蛋硒會(huì)損傷其游泳能力，增加其耗氧和代謝率。進(jìn)一步的基于蛋硒毒性閾值的物種敏感度分布研究揭示了斑馬魚(yú)是目前為敏感的物種，因此是研究魚(yú)類(lèi)早期生活史階段硒誘導(dǎo)毒性機(jī)制的實(shí)驗(yàn)室模型。該論文發(fā)表在2015年的《Environmental science & technology》雜志（1區(qū)，IF = 6.653@ 2017-2018），題目為《Developmental and persistent toxicities of maternally deposited selenomethionine in zebrafish (Danio rerio)》。

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