Aqua-RF水生動(dòng)物呼吸與能量代謝測(cè)量客戶定制方案

Aqua-RF水生生物呼吸測(cè)量系統(tǒng)用于魚(yú)類、貝類、水生無(wú)脊椎動(dòng)物、魚(yú)卵及其胚胎乃浮游生物的耗氧量測(cè)量，廣泛應(yīng)用于海洋淡水魚(yú)類等水生生物生態(tài)學(xué)、水體環(huán)境毒理學(xué)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、魚(yú)類行為生理生態(tài)、水生動(dòng)物發(fā)育生態(tài)及水族箱等研究。

魚(yú)類等水生動(dòng)物的呼吸代謝測(cè)量系統(tǒng)通常采用“間歇式”呼吸測(cè)量法（下左圖）：呼吸室與兩個(gè)潛水泵——一個(gè)循環(huán)泵（recirculating pump）和一個(gè)交換泵（flush pump）相連，放置在水箱中。循環(huán)泵能夠?qū)⒑粑分腥芙庋趸靹蚯冶ＷC有足量的水流經(jīng)氧氣傳感器，而交換泵可以使水箱中的水與呼吸室內(nèi)水進(jìn)行交換，補(bǔ)充水生動(dòng)物消耗的溶解氧。測(cè)量時(shí)交換泵關(guān)閉、循環(huán)泵開(kāi)啟，此時(shí)呼吸室類似于“封閉式”；測(cè)量完成后，循環(huán)泵關(guān)閉，交換泵開(kāi)啟，周邊水體被泵入呼吸室從而使氧氣水平達(dá)到測(cè)量前的水平（下右圖）。

因此整個(gè)測(cè)量過(guò)程可以分為2個(gè)階段：測(cè)量階段（measurement phase）和交換階段（flushing phase），兩個(gè)階段交替進(jìn)行，因此可長(zhǎng)時(shí)間對(duì)水生動(dòng)物進(jìn)行測(cè)量（下左圖）。通過(guò)測(cè)量階段溶解氧線性下降的速率（即曲線斜率）可計(jì)算耗氧率，并可根據(jù)多次測(cè)量的耗氧率數(shù)據(jù)計(jì)算代謝率（下右圖）。

系統(tǒng)主要包括溶解氧監(jiān)測(cè)單元、水流控制單元、呼吸室及管路配件，可選配溶解氧、溫度等水環(huán)境控制單元。

功能特點(diǎn)

1. 高度定制：針對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和樣品，選擇合適的測(cè)量方法、傳感器類型、呼吸室尺寸、潛水泵流量、管路口徑等，從而制定出ZJ的測(cè)量系統(tǒng)

2. 經(jīng)典的“間歇”測(cè)量法：，持續(xù)測(cè)量魚(yú)類的耗氧率，具備高時(shí)間解析度

3. “封閉”測(cè)量法：測(cè)量魚(yú)卵、小型魚(yú)的耗氧率，簡(jiǎn)單易操作

4. REDFLASH熒光光纖氧氣傳感器技術(shù)，高速響應(yīng)、高精度測(cè)量溶解氧，溫度實(shí)時(shí)補(bǔ)償

5. 氧氣傳感器類型多樣可選：T型“Flow-through”流通式氧氣傳感器或探頭／探針式氧氣傳感器，還可選配粘貼式“Spot”氧氣傳感器

6. 靜態(tài)呼吸室客戶定制，用于測(cè)量不同種類的魚(yú)類、貝類等不同水生動(dòng)物的標(biāo)準(zhǔn)代謝率（SMR）

7. 可選配動(dòng)態(tài)呼吸室（游泳室），用于測(cè)量魚(yú)類不同游泳速度的呼吸代謝

8. 可選配環(huán)境調(diào)控系統(tǒng)，調(diào)控溫度、溶解氧及pH/pCO2（可用于海水酸化觀測(cè)實(shí)驗(yàn)等）

9. 可選配行為觀測(cè)單元包括高速攝像頭和行為分析軟件，用于觀測(cè)分析動(dòng)物的活動(dòng)狀況

技術(shù)性能指標(biāo)

1. 測(cè)量參數(shù)：耗氧率MO2，標(biāo)準(zhǔn)代謝率（SMR），靜息代謝率（RMR），ZD代謝率（MMR）、有氧代謝率AMR等

2. 溶解氧監(jiān)測(cè)單元，包括氧氣測(cè)量?jī)x主機(jī)和氧氣傳感器

2.1 新一代FireSting-O2（FS-O2）測(cè)量?jī)x，1通道、2通道、4通道可供選配，分別可接1個(gè)、2個(gè)或4個(gè)氧氣或溫度傳感器；另具備一個(gè)PT100熱電阻溫度傳感器通道

2.2 ZD采樣頻率：每秒10-20次

2.3 內(nèi)置氣壓傳感器，300－1100mbar，0.06mbar分辨率，精確度±3mbar

2.4 內(nèi)置濕度傳感器，0－100%RH，分辨率0.04%，精確度±0.2%

2.5 具模擬輸出和自動(dòng)模式，0－2.5VDC

2.6 USB2.0接口，通過(guò)USB口PC供電，20mA@5VDC

2.7 端口：串行接口UART

2.8 大?。?/span>78x120x24mm，重290g

2.9 操作環(huán)境：0-50℃，非冷凝

2.10 軟件：Pyro Workbench，Windows7/8/10，ZD配置700MB硬盤、1GB內(nèi)存、1360×768屏幕分辨率

2.11 軟件具備耗氧率計(jì)算和漂移補(bǔ)償?shù)墓δ?/span>

2.12 氧氣傳感器：溶解氧ZJ測(cè)量范圍 0-22mg/L，ZD測(cè)量范圍0-44mg/L，檢測(cè)極限 0.01mg/L（溶解氧），響應(yīng)時(shí)間（t90）低0.3s

2.13 氧氣傳感器多種可選，包括探頭、探針、裸光纖等接觸式傳感器以及薄膜貼、流通管、呼吸瓶等非接觸傳感器

3. 水流控制單元，包括潛水泵和定時(shí)裝置，可實(shí)現(xiàn)潛水泵自動(dòng)交替開(kāi)閉

3.1 潛水泵：流量5L/min和10L/min可選，可選配小型水泵

3.2 定時(shí)裝置可重復(fù)循環(huán)開(kāi)關(guān)，一鍵啟動(dòng)，具備斷電記憶

4. 呼吸室：丙烯酸材質(zhì)，呼吸室內(nèi)徑和長(zhǎng)度根據(jù)魚(yú)類體重和體長(zhǎng)確定。還可根據(jù)動(dòng)物形狀及用戶具體要求定制其他各種類型的呼吸室，如斑馬魚(yú)呼吸室，適用于螃蟹、蚌等其他水生動(dòng)物的呼吸室等

應(yīng)用案例

1. 澳大利亞珊瑚礁研究中心研究了海洋水溫變暖的背景下魚(yú)類對(duì)環(huán)境的適應(yīng)與規(guī)避行為。研究人員選取對(duì)溫度比較敏感的珊瑚礁魚(yú)類模式物種-藍(lán)綠色雀鯛Chromis viridis，使用FSO2氧氣測(cè)量?jī)x測(cè)量了其在控溫環(huán)境中的ZD代謝率MMR、標(biāo)準(zhǔn)代謝率SMR及有氧代謝率AMR。研究結(jié)果發(fā)表在2016年的《Global Change Biology》雜志。

2. 來(lái)自澳大利亞海洋科學(xué)研究所和哥德堡大學(xué)的科學(xué)家對(duì)鱸魚(yú)的耐熱性的生理基礎(chǔ)進(jìn)行研究，分別對(duì)有氧呼吸代謝率和靜脈血分壓進(jìn)行了測(cè)量。

3. 詹姆斯·庫(kù)克大學(xué)的研究者使用FSO2四通道測(cè)量?jī)x和薄膜貼式氧氣傳感器測(cè)量魚(yú)類的耗氧率，即有氧代謝率（靜息代謝率和ZD代謝率），用以研究氣候變化相關(guān)脅迫，包括溫度升高和海水酸化，對(duì)珊瑚魚(yú)生理的影響。

4. 美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所的研究者使用使用FSO2四通道測(cè)量?jī)x和薄膜貼式氧氣傳感器測(cè)量海洋無(wú)脊椎動(dòng)物，其使用注射器當(dāng)做呼吸室，可根據(jù)動(dòng)物大小和代謝率靈活調(diào)整體積。

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產(chǎn)地：德國(guó)