简介
鱼类呼吸行为测量仪器,主要用于鱼类、水生无脊椎动物、鱼卵及其胚胎乃至浮游生物的耗氧量测量,同时还可以配置CO2传感器和PH计以测量CO2排放、PH值等,与摄像头和行为分析软件配合进行行为轨迹观测分析等。广泛应用于海洋淡水鱼类等水生生物生态学、水体环境毒理学、水产养殖、鱼类行为生理生态、水生动物发育生态及水族箱等研究。右下图为幼体虹鳟鱼的呼吸代谢测量,可以看出,在开始时由于处理鱼时造成的应急反应,耗氧量很高,随后即达到一个较低的平稳水平——相当于其基础代谢率。从图中还可以看出,本系统有很高的时间解析度,可以反应突然的耗氧量变化。
鱼类与水生生物呼吸观测系统采用“间歇式”测量原理,集合了“开放式”(实时测量)和“封闭式”(测量简单但精度差)的优点,同时又克服了开放式测量时间解析度差、封闭式不能连续长时间测量等缺点。“间歇式”测量的呼吸室放置在水浴槽(周边水体)内,循环泵可以确保呼吸室内水体的均一并保证有足量的水体流经传感器,而水体交换泵可以使周边水体与呼吸室内水体进行交换。测量时水体交换泵关闭(呼吸室类似封闭式),然后由计算机控制开启交换泵,周边水体被泵入呼吸室从而使氧气水平达到测量前的水平。整个过程分3个步骤:测量、水体交换、等待,测量时循环泵开启,水体交换时交换泵开启循环泵关闭,等待时交换泵关闭循环泵开启,每10分钟即可测量1次。如此以来,象“开放式”一样,实验可以无限期地进行下去,从而进行长时间的实验分析监测。在每个测量期,由于动物的呼吸耗氧,溶解氧浓度随着测量时间的延长而降低并呈直线相关关系,动物耗氧率(每小时每公斤体重消耗的毫克氧气)等于相关曲线的斜率乘以呼吸室的静体积除以动物的体重。
配置方案:
系统主要包括数据采集及分析单元、O2等测量单元、水环境控制单元、呼吸室及其它配件或备选件。根据需求,有单通道、4通道、及更多通道测量系统,可以同时连接多个呼吸室以测量多个动物的呼吸代谢情况。根据溶解氧传感器的不同,又有原电池氧电极传感器组成的系统和光纤荧光氧气传感器组成的系统两种。
原电池氧电极技术,适于500ml以上的呼吸室及呼吸室周边水域溶解氧控制,具体有1通道、4通道、8通道供选择(下图为1通道系统,呼吸室未在示意图中出现)
溶解氧测量为光纤荧光传感器技术,具体有1通道、4通道供选择(下图为4通道系统,呼吸室未在图中出现)
呼吸室分静态呼吸室和游泳室(活动呼吸室)两类。对于静态呼吸室的选择,一般动物湿重或动物体积与呼吸室的比率为1:10;对于游泳室,动物湿重或动物体积与游泳室的比例应大致为1:200。另外还配备有供研究测量鱼卵或胚胎、水生无脊椎动物及浮游植物氧释放的微型呼吸室,研究测量水生微小生物及血液样品的Tucker呼吸室等。
技术性能指标
1、荧光光纤氧气测量系统:包括测量主机、氧气传感器及温度传感器。具有高时空分辨率,蓝牙通讯,可在线测量水体和空气中的氧气,可长期在线监测,零氧耗、要求稳定性强。
2、氧气测量范围0-475%空气饱和度。
3、氧气检测极限±0.15%空气饱和度。
4、氧气测量能够进行盐度、气压补偿,温度自动补偿,不受电磁信号干扰、实时记录、显示呼吸室内氧气随时间的变化。
5、AutoRespTM软件,实时记录显示周边水体(水浴槽)O2随时间变化,实时记录耗氧率随时间的变化,自动计算显示平均耗氧量、相关系数R2,实施记录显示温度随时间的变化;测量数据自动储存成Excel文档和所有原始数据的txt文档;
6、测量时即时切换测量方法和调整间歇式呼吸测量法的测量/交换时间;
数据后分析:自动计算SMR、Pcrit等参数,显示计算图表。自动设置:提供预设的系统配置供使用者选择。
7、水温监测控制模块包括温度传感器、潜水泵、不锈钢撒热旋管等;Pt1000温度传感器,测量范围-50°C至180°C,精度±0.15℃;
8、 静态呼吸室:玻璃或丙烯酸有机玻璃,直径82.5px到4750px各种规格供选配,长度根据用户需求而定(取决于鱼类的长度),还可根据动物性状及用户需求配置其它各种类型的呼吸室,如适于斑马鱼的呼吸室、比目鱼呼吸室、螃蟹呼吸室等等。
潜水泵为离心式,流速每分钟4.5升到57升各种规格供选配,技术规格如下:
流速(L/min) | 4.5 | 5 | 10 | 20 | 40 | 57 |
功率(Watt) | 4 | 5 | 10 | 28 | 65 | 80 |
9、游泳室(活动呼吸室):包括外部温控水浴池、活动室、马达、潜水泵等,不同型号技术指标如下表:
产品编码 | 体积[l] | 实验截面[cm] | 鱼大小[g] | 水速[cm/s] | 长宽[cm] |
SW10000 | 170ml | ID2.64 X L10 | 1-4 | 3-37 |
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SW10030 | 1.5 | ID5.5 X 20 | 4-12 | 3-50 |
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SW10050 | 5 | 30x7,5x7,5 | 20-80 | 3-110 | 117x40 |
SW10100 | 10 | 40x10x10 | 50-150 | 3-110 | 128x45 |
SW10150 | 30 | 55x14x14 | 175-500 | 3-110 | 147x53 |
SW10200 | 90 | 70x20x20 | 450-1500 | 5-150 | 188x71 |
SW10250 | 185 | 87,5x25x25 | 750-5000 | 10-225 | 227x91 |
10、微型呼吸室,硼硅酸盐玻璃,直径有11.2、14.5mm、18.5mm及22.2mm各种规格供选配,与微型被覆玻璃的磁力搅拌棒及非损伤性荧光光纤氧传感器配合使用。微型搅拌器适于0.1-5ml体积的搅拌,功率为0.1-0.25W,可遥控1-4个微型磁力搅拌棒的搅拌。