南宫NG28

SSI果蝇呼吸代谢与活动观测系统

美国Sable公司的多通路虫豸呼吸代谢丈量系统用于精确丈量果蝇等虫豸甚至其它动物呼出二氧化碳量及耗氧量等，并可推算呼吸商、同步化监测虫豸活动及其与呼吸代谢的关系等，宽泛利用于果蝇及其它幼型虫豸等动物呼吸代谢有关的钻研，如遗传学、医学尝试、病虫害防治、预防医学钻研尝试、虫豸等动物生态学等
。系统由二氧化碳分析仪、氧气分析仪、多通路气路转换器、气流节造器、数据采集器及法式软件、气室（呼吸室等组成）
？善揪葑暄心谌菁熬言に愣ㄔ8通路（可同时丈量7个动物的呼吸代谢）或更多通路观测系统，或选择同时丈量CO₂、O₂、RQ及H₂O，亦可凭据要求只选择丈量CO₂或O₂的丈量系统
。

职能特点：

1)   ？槭浇峁，具备壮大的系统扩大职能和矫捷多样的尝试配置，是目前世界上果蝇呼吸代谢钻研利用最广、颁发论文最多的仪器系统

2)   尺度配置为8通路，可扩大为16通路、24通路或更多通路，利用于果蝇等微幼虫豸或其它微幼生物呼吸代谢丈量

3)   高活络度、高精确度O2/CO2分析仪，是目前世界上唯一可直接对单个果蝇等微幼生物在线实时辰析（盛开式分析）的仪器系统

4)   可通过选配AD-2红表活动监测装置，实时同步化监测果蝇等活动强度（虫豸活动呼吸室置入红表活动监测仪上，虫豸的任何活动城市导致反射红表光强度的轻微变动，这种轻微的变动经检测器监测到并加以放大，转造成电压信号经由数据采集器采集和分析，最终反映虫豸的活动情况）

5)   可选配温度调控系统进行温度节造

6)   能够设置分歧的丈量步骤，如封关式、盛开式、抽样流动注射等丈量技术

7)   可选配红表热成像监测？，同步监测虫豸体温

技术指标：

1)  氧气分析丈量：氧气丈量领域0－100％，分辨率0.0001%，精确杜着于0.1％，响应功夫幼于7秒，24幼时漂移低于0.01％，20分钟噪音低于0.002％pk-pk
；温度、压力赔偿,4通路仿照输出，16bit分辨率
；数码过滤（噪音）0-50秒可调，增幅0.2秒，内置A/D转换器分辨率24 bits
；可同时丈量温度（丈量领域0-60℃，分辨率0.001℃）和气压（丈量领域30-110kPa，分辨率0.0001kPa）
；具两行文字数字LCD显示屏，具背光，可同时显示氧气含量和气压
；大幼33x25x10cm，沉量约4.5kg
。还有双通路高精度氧气分析丈量仪备选
。

2)  高精度差分氧气分析仪（备
。，适于果蝇等微幼虫豸的盛开式在线呼吸代谢丈量，丈量领域0－100%，精度0.1%，分辨率0.0001%

3)  二氧化碳分析丈量（CA-10）：双波长非色散红表技术，丈量领域0－5％或0－10％两级选择（双程），内置数据采集系统，实时丈量，响应功夫幼于1秒，分辨率优于0.0001%或1ppm（可达0.1ppm），精确度1%，建议气流5－2000ml/分钟，噪音幼于2ppm，24幼时漂移低于0.002%，通过软件温度赔偿，采样频率10Hz
；具两行文字数字LCD显示屏，具背光，可同时显示CO₂含量和气压
；4通路仿照输出，16bit分辨率，具数码过滤（噪音）
；大幼33x25x10cm，沉量约4.5kg

4)  超高精度二氧化碳分析丈量（备
。翰罘址巧⒑毂砥宸治鲆，用于在线丈量果蝇等微幼生物或蜱螨类微幼动物的呼吸代谢，丈量领域0－3000ppm，分辨率达0.01ppm，精确度1%

5)  RH－300水气丈量仪（备
。赫闪苛煊0.2％－100％（相对湿度）、分辨率0.001%（相对湿度），露点温度-40~40℃、分辨率0.002℃（露点温度），水汽密度0-10?g/ml、分辨率0.0001?g/ml，水汽压力0-20kPa、分辨率0.01Pa
；仿照输出16 bits，建议气流速度5-2000ml/min，具两行文字数字LCD显示屏，具背光，可同时显示水汽含量和温度

6)  SS4气体二次抽样单元：蕴含一个泵、针阀（节造进出泵体的气流）和气流计（0－2000ml/m）
；隔阂泵，滚轴马达，最大流速2-4L/min
；热桥式气流计，分辨率1ml/min，精确度2%
；仿照输出12 bits
；沉量约2kg

7)  气路转换器：8通路（蕴含一个Baseline通路），采样频率10Hz

8)  UI-3数据采集器，12通路，8个仿照输入，16bit分辨率
；4个温度输入，分辨率0.001摄氏度
；8个数字输出用于系统节造，1个16bit计数器，2通路电压输出，脉冲宽度调造

9)  虫豸玻璃气室：超低二氧化碳和水气吸收或通透性， 直径33mm，标配蕴含50mm、100mm两种长度（可选配其它长度），气路接口OD3.2mm，特殊设计的双通（两端开明）密封盖和挡板装置，以使气流均匀散布

10)      微型呼吸室：呼吸室及密封盖均为硼硅玻璃材质，用于果蝇等微幼虫豸及虫豸卵等的呼吸丈量，直径9.0mm，体积0.5－1.0ml，气路接口OD1.5mm，硼硅玻璃密封盖

11)      红表活动监测（可选配）：红表发射与检测技术，900nm近红表光，不会被虫豸觉察而造成滋扰，也不会产生显著的热效应，用于监测0.0005-1g的各类虫豸、蜱螨等无脊椎动物的活动状态，以钻研虫豸等动物的生理生态、虫豸活动与温度的关系、虫豸活动与呼吸代谢的关系、虫豸健全情况及生理状态、杀虫剂对虫豸的影响及最幼致死量、临界热极值CTmax(critical thermal maximum)、不陆续气体互换DGC(discontinuous gas exchange cycle)等
。

12)      Maven高通量虫豸呼吸丈量？椋焊媚？榭赏闭闪16通路的虫豸呼吸室，高度集成性，涵盖了呼吸室、RM8、Model840、MFC-2及数据采集系统UI-3和ExpeData软件等
。

13)      专业技术配置与培训，蕴含封关式、盛开式、抽气式、推气式、抽样流动注射法等分歧技术装配与操作技术培训
。

利用案例

Donna G. Folk等（The Journal of Experimental Biology, 2007）利用建设有红表虫豸活动监测装置的SSI果蝇呼吸代谢丈量系统，对分歧品系的果蝇热耐受性进行了钻研
。系统配置重要蕴含高精度CO2分析仪、8通路气路切换系统（组成8通路丈量系统）、AD-1活动监测装置、气体精确节造采样系统、数据采集与分析系统、温度调控系统及温度传感器
。果蝇呼吸（图中玄色实线）和活动（图中红色实线）同步纪录数据拜见Fig.2，图中A、B、C、D别离暗示指数上升相、安稳相、致死降落相和致身后峰四个时相（phase）
。了局批注，果蝇性别对Q10没有显著影响，但选择性处置（HN－high knockdown lines, LN－low knockdown lines, CN－control knockdown lines）对Q10拥有显著影响
。

适合度（fitness）通常以个别所滋生的后世数量来衡量，但现实上适合杜字是生物发育过程和生理过程的了局，这与其新陈代谢有着亲昵的关系
。芬兰于韦斯屈莱大学（University of Jyv?skyl?）生物与环境科学系（Department of Biological and Environmental Science）的Terhi Honkola（2009），利用SSI多通路虫豸呼吸丈量系统，对近交、杂交、环境胁迫（盐胁迫）对果蝇（Drosophila）新陈代谢速度的影响进行了丈量钻研，了局批注，近交果蝇呼吸代谢率低于杂交果蝇，从而支持“低代谢率意味着低适合度”的理论
；盐胁迫对果蝇呼吸代谢影响不显著
。

Greg Suh等（2004）在Nature上颁发了“A single population of olfactory sensory neurons mediates an innate avoidance behavior in Drosophila”的文章，尝试发现果蝇天生有回避受胁果蝇（好比通过震荡造成对果蝇的胁迫）发出的气味的性子，而CO2是这衷禅息的重要成分之一并能诱导其它果蝇的回避行为
。

明尼苏达大学生态、进化与行为学系Aziz Khazaeli等（2005），利用SSI多通路果蝇呼吸丈量系统，丈量了分歧春秋成体黑腹果蝇的呼吸代谢，以确定呼吸代谢遗传变异与寿命的关系，了局批注，春秋对呼吸代谢的影响显著表此刻年轻时期（5日龄到16日龄），16日龄后果蝇春秋对呼吸代谢的影响显著降低，没有证据批注呼吸代谢率与存活存在负有关，即钻研了局不支持“rate of living” 理论（该理论以为高呼吸代谢率则意味着低寿命）
。

2017年Helmut Kovac等人在《J COMP PHYSIOL B》杂志上颁发了：“Comparison of thermal traits of Polistes dominula and Polistes gallicus, two European paper wasps with strongly differing distribution ranges”一文，该文利用了SSI的虫豸呼吸代谢丈量系统以及红表热成像系统，对两种欧洲黄蜂的体和善新陈代谢进行了钻研，证了然在分歧温度环境前提下，两种黄蜂对环境的耐受性分歧，其体温调节方式决定了对分歧地域的适应性
。

Anton Stabentheiner等人在《Thermochimica Acta》杂志上颁发了：“Assessing honeybee and wasp thermoregulation and energetics—New insights by combination of flow-through respirometry with infrared thermography”一文，对蜜蜂和黄蜂等虫豸的体热调节进行了钻研，他们展示了用红表热成像技术和呼吸丈量技术对虫豸生态学钻研领域的利用，并获得了正确的了局
。蜜蜂和黄蜂的最大热临界值分歧，这使得蜜蜂能够通过加热杀死黄蜂
。在确定虫豸呼吸临界热极限的过程中，呼吸丈量和热成像的结合使用对虫豸的呼吸痕迹进行了强有力的诠释
。

产地：美国