一种一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪

专利检索2025-01-07  29


本技术属动物实验器材,涉及一种一体化、数据可追踪的,小鼠、大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,主要用于小鼠、大鼠辐射热甩尾实验模型。


背景技术:

1、疼痛是临床最常见症状之一。疼痛作为机体受到伤害的一种警告,可引起机体一系列防御性保护反应,然而当经历某些剧烈的或长期的疼痛,对机体而言是一种难以忍受的折磨,极大地影响人的生活质量。关于疼痛的研究以及镇痛药物的临床前研发,通常需要在一些实验动物上进行,其主要原理是对实验动物施加引起疼痛反应的特定刺激,通过评价药物对疼痛反应的影响来定量药物的镇痛作用。热刺痛法是痛觉检测实验中最常用的方法,包括辐射热刺激法、热板刺激法和热水浴甩尾法等,其中辐射热刺激法因刺激强度相对较小,因此较为灵敏,由于其操作简单,判断指标明确,成为热刺激中最为广泛使用的方法。

2、辐射热测痛的原理为,通过聚集的光斑照射小鼠或大鼠的尾部,通常为尾部后端1/3处,使测定动物产生痛觉发生甩尾反射,以甩尾潜伏期(tail-flick latency,即从照射动物尾部开始到尾巴离开热源的时间),作为衡量指标。通常在药物测试前,需要测定小鼠的基础甩尾潜伏期。首先进行仪器调试,通过调节热源刺激强度,使得大部分小鼠的甩尾潜伏期在2~5s,然后测定其基础甩尾潜伏期,连续测定三次,每次测定间隔至少在10min以上,取其平均值,作为每只小鼠基础痛阈值,选择基础阈值在2~5s的小鼠,给药进行辐射热甩尾测定。给药之后,小鼠甩尾潜伏期通常会显著升高,设置cut-off时间为10s,以防止小鼠尾部被烫伤,根据药物体内代谢曲线设置记录时间,获得药物时效曲线。

3、市售光热测痛仪通常采用热敏打印机作为记录和追踪方式,热敏纸保存存在受热源的影响等问题,不利于长时间的数据追踪。采用视频记录的方式符合现在的存贮潮流,可以使用离线本地存贮或者云存储,数据安全可靠。

4、市售的光热测痛仪的供电部分无法满足野外台站等实验需求,普遍采用交流供电,变频或者变压的方式调节光照功率,造成卤素灯泡光源不稳定,不易形成稳定的光照刺激,影响测定结果的重复性;其次,不方便在非实验室环境使用,例如对野生动物的测定。为获得野生动物在野外环境最原始的实验数据,通常需要在野生动物原栖息地进行实地的实验测定,目前还没有能够在野外使用的辐射热测痛仪,本实用新型采用dc-dc供电后,可以接驳汽车蓄电池、锂电池以及充电宝等移动供电设备,满足野外动物实验需求。

5、专利(cn203988056u)针对传统测痛仪的缺点进行了大幅度改进,通过侧部安装静音风扇的方式增加散热,降低仪器温度,在一定程度上改进了传统的测痛仪散热不好的缺点,但此装置分为好几个部分,组装繁琐,占用实验台面面积较大,不易移动和携带;其光源采用简易支架固定,无法精确调节光源位置。采用手动操作时间继电器和时间复位开关来记录小鼠甩尾潜伏期,操作较多易使实验者分心,并且实验结果无法追踪,易受实验操作者的影响。

6、目前通过光电转换装置实现数据的自动记录的光热测痛仪,因为光电感应易受干扰,存在较大系统误差,并且实验过程不可视、无法追踪,不符合现代药物开发数据的储存潮流。

7、市售自动化程度较高的小鼠辐射热测痛仪,价格相对昂贵。


技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中存在的问题,提供了一种一体化设计,体积小,光源稳定、产热少,实验过程可视化、可追踪、适合实验室和野外供电使用的小鼠、大鼠两用辐射热甩尾测痛仪。

2、本实用新型整体结构采用一体化设计,所有组件组装于一体,体积小,便于移动和操作。此测痛仪整体构架采用不透明阻热硬质材料,材料来源丰富,价格便宜。其顶部设有一带有凹槽,凹槽中设有精确开孔的硬质隔热顶板,该孔与光源中心精确对应。顶板旁边开一长方形孔,安装一小体积dc-dc可调数显电源模块,一端与热源相连,一端与开关电源相连,可精确调节光源电压,并控制光源的开关。在实验室条件下可利用220v市电产生稳定的电流电压输出,而在无稳定市电使用的非实验室条件下,可通过usb模块连接可移动直流电源,采用直流电供电,用于野外实验。构架内部设置有通过三维位移固定装置固定的热源,此热源采用具有自聚光功能或能够激发平行性较好的光热激发器,如小功率自聚光卤素灯泡,发光稳定,焦距精确,聚光性能优异,额外产热少。此热源利用三维位移固定装置可精确调节其位置(三维空间)。三维位移固定装置旁边固定一交流转直流的开关电源,与可调电源模块连接,提供稳定的电流输出。小鼠通过硬质隔热顶板上通孔透过的光源刺激其尾部进行痛觉测试。本实用新型所有测定过程采用录制视频后期处理的记录方式,所用视频监测设备为可伸缩、角度可调的支架固定的广角摄像设备。视频记录的方式实现了测定过程的可视化,同时将测定人员从繁琐的操作中解放了出来,专心于小鼠的安抚和固定,减少了实验误差,检测结果准确可靠。本实用新型选择以视频数据的方式永久性储存实验数据,实验结果可追踪,符合现代医药研发的要求。另外我们还为测定人员配备了环形护手,一方面可以保证测定人员固定小鼠的手不被烫伤,另外可作为遮光处理,防止小鼠在多次测定之后条件反射,即小鼠在测定前感知到孔中照射出的测定光照,在还未感知到疼痛时便已经出现甩尾反射,或出现剧烈挣扎,严重影响实验结果。同时给测定人员配备深色护目镜,避免测定强光直接照射眼睛,对测定人员造成伤害。另外本实用新型采用dc-dc供电,可以转接驳汽车蓄电池、锂电池以及充电宝等移动供电设备,满足野外动物实验需求。本专利一体化的结构设计,结构简单,操作简便;大小鼠共用的设计,方便了实验人员,减少了实验资源的浪费;可视化可追踪的记录方式避免了人为主观因素的干扰,结果准确可靠,能够轻易而稳定地建立急性痛模型。本设计产品性能稳定,成本低,可在大中专院校及科研院所的教学或科研实验中推广使用。

3、本实用新型相对现有技术具有以下优点:

4、1.根据辐射热甩尾测痛原理设计制作,一体化的结构设计,减小了仪器体积,简化了组装过程,便于移动和操作。

5、2.采用低功率自聚光灯泡或能够激发平行性较好的光热激发器作为热源,其发光稳定,焦距精确,聚光性能优异,因此在较低功率时即已达到测定要求,额外产热少,不需要另外的散热部件。

6、3.设置有dc-dc数显电源模块,可精确调节光源强度,能够产生稳定的电流输出,产生稳定的热源刺激,同时实现了固定电源与移动电源的自由切换,可实现非实验室条件下的实验测量,例如在野外对野生动物的测定。

7、4.通过三维位移固定装置可精确(0.2mm步进)调节光源的位置,能满足不同条件下的实验测定;

8、5.凹槽设计合理,能实现小鼠与大鼠测定之间的自由切换,降低实验室成本。

9、6.采用全程录像的记录方式,使得实验过程可视化,可追踪,简化了操作步骤,检测结果准确可靠。可通过视频分析获得最准确真实的实验数据,后期可开发自动化动物行为识别系统,实现后期实验统计的自动化。

10、7.本实用新型所选材料来源丰富,价格低廉,组装方便,易在大中专院校及科研院所的教学或科研实验中推广使用。


技术特征:

1.一种一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:

2.如权利要求1所述的一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:实验箱体为一体化设计,外壳采用不透明阻热硬质材料,dc-dc可调数显电源模块(2)、视频监测设备(4)、热源(8)、开关电源(9)、三维位移固定装置(11)、usb模块(5)组装于一体。

3.如权利要求1所述的一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:所设置dc-dc可调数显电源模块,在实验室条件下可与开关电源(9)相连,利用220v市电产生稳定的电流电压输出,在无稳定市电使用的非实验室条件下,通过usb模块连接可移动直流电源,采用直流电供电。

4.如权利要求1所述一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:所用热源为具有自聚光功能或能够激发平行性较好的光热激发器。

5.如权利要求1所述的一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:三维位移固定装置设置于实验箱体内部,固定和支撑热源(8),并在三维空间精确调节热源的位置和焦距。

6.如权利要求1所述一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:设置有视频监测设备(4),实时监测记录实验过程。

7.如权利要求1所述一体化数据可追踪小鼠大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,其特征在于:以视频数据的方式永久性储存实验数据。


技术总结
一种一体化数据可追踪小鼠、大鼠两用辐射热甩尾测痛仪,整体构架采用不透明亚克力板,其顶部设有一带有凹槽,凹槽中设有精确开孔的酚醛层压纸板,该孔和光源中心精确对应。通过DC‑DC可调数显电源模块,精确调节光源电压,并控制光源的开关。构架内部设置有通过三维位移固定装置固定的自聚光光源,利用此固定装置可精确调节光源位置。可调电源模块的设置不仅可通过交流转直流的开关电源直接使用220V市电实现实验室测定,也可使用移动直流电源提供电源输出,满足非实验室条件下的实验需求。测定过程采用视频记录的方式,实现了测定过程的可视化、可追踪,检测结果准确可靠。可在大中专院校、科研院所及药厂等部门的教学或科研实验中推广使用。

技术研发人员:董守良,赵耀峰
受保护的技术使用者:兰州大学
技术研发日:20230620
技术公布日:2024/5/29
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