一、概述
熱板法是鎮(zhèn)痛藥物篩選、檢測中常用的一種方法,也是一種能確定區(qū)分中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)鎮(zhèn)痛機理的方法,有較寬的使用范圍,過去由于在使用中溫度控制不嚴格, 計時不準確和人員操作上的誤差, 往往使實驗做出的結果特異性不高,根據(jù)以上問題,上海欣軟 XR1700 型智能熱板儀進行了全新的設計,擁有更精準的溫度控制。
同時,為了兼容不同體重的老鼠,我們創(chuàng)新性的將熱盤尺寸做到了直徑 24cm,這是行業(yè)首創(chuàng)。眾所周知,熱盤尺寸越大,對控溫的技術要求就越高,我們采用了領先于行業(yè)的超級模糊 PID 控制算法做到了溫度的精準控制,實現(xiàn)了大尺寸的同時又能保證溫度的精準控制。得益于 PID 控制算法,XR1700 型智能熱板儀不僅僅可以完成恒溫實驗,還可以完成線性加溫(勻速加溫)實驗。
二、核心特點
(一)工業(yè)設計
1. 創(chuàng)新的羽翼化機身造型,全金屬機身,符合人體工程學設計;
2. 合理的散熱布局,有效改善設備內(nèi)部電子元件與機殼的自然傳熱能力,保證儀器高強度運行穩(wěn)定;
3. 精致的程序 UI 設計,人性化的人機交互界面;
(二)熱板表面
1. 全新材料:具有較強的耐磨性,抗腐蝕性;
2. 特殊工藝:具有較高的光潔度、導熱性;
3. 大尺寸熱盤:可兼容不同體重的老鼠,熱盤直徑達到了驚人的 24cm;
(三)溫度控制
1. 核心算法:超級模糊 PID 控制算法,使溫度控制更加精準
2. 多實驗模式:恒溫實驗模式、線性加溫實驗模式、外控實驗模式(選配)
(四)控制方式
1. 單機模式:腳踏開關控制及觸摸屏按鈕控制
2. 上位機模式(選配):配備全新的、用戶友好的軟件,可以配置實驗和管理結果數(shù)據(jù)導出方式
(五)數(shù)據(jù)導出方式
1. USB 數(shù)據(jù)導出:直接插入 U 盤,一鍵快讀導出數(shù)據(jù)
2. 熱敏打印機打印數(shù)據(jù):可選配打印機進行數(shù)據(jù)打印
三、技術參數(shù)
1、設備擁有兩種實驗模式:恒溫模式及線性加溫模式;
2、采用獨家開發(fā)的超級模糊 PID 控制算法,可進行斜率比例、斜率積分、斜率微分等溫度控制參數(shù)的設置;
3、系統(tǒng)擁有快速降溫模式;
4、溫度控制精度:0.1℃、溫度顯示精度:0.1℃;
5、時間顯示精度:0.01s;
6、溫度傳感器:采用進口數(shù)字溫度傳感器;
7、溫度設置范圍:室溫~80℃;
8、顯示方式:觸摸屏;
9、顯示內(nèi)容:實際溫度、設定溫度、痛閾時間、分組信息等;
10、數(shù)據(jù)導出方式:可進行 USB 數(shù)據(jù)導出,也可選配熱敏打印機進行數(shù)據(jù)打;
11、控制方式:腳踏開關控制、觸摸開關控制、上位機軟件控制(選配);
12、可選配疼痛實驗數(shù)據(jù)管理軟件進行數(shù)據(jù)的詳細管理;
13、電源電壓:AC110~220V±20V;
14、熱板加熱盤尺寸不低于 23cm,可同時滿足不同體重的老鼠進行實驗;
15、儀器自帶動物防燙傷參數(shù)設計,防止實驗過程中燙傷老鼠皮膚;
16、選配外控加熱模式,可滿足動物溫度相關課題的研究需要,支持第三方軟件控制溫度;
17、界面語言:中文、英文切換;
四、實驗動物的選擇
疼痛的動物模型受到多種調(diào)節(jié)因素的重要影響,包括性別、基因型和社會交流,在使用動物模型時必須考慮所有這些因素。
在實驗動物的性別上,熱板測試一定要選擇雌鼠,因為雄鼠是有睪丸的,實驗時陰囊的皮膚會不可避免地緊貼于金屬熱板,睪丸對熱的感受比爪子更敏感,因此產(chǎn)生了混淆效應。而且鼠會異常暴躁,影響實驗。疼痛研究中最常用的動物是實驗室大鼠,基本的熱板實驗可以選擇年輕的成年雌性Sprague Dawley大鼠。但是最近將這些疼痛模型應用于具有靶向基因突變的小鼠已被證明是一種強大的工具,然而,大鼠和小鼠的行為反應可能不同。正如Mogil等人簡潔地解釋的那樣,“小鼠不是小的大鼠”。如果首次將已建立的大鼠模型應用于小鼠,請務必牢記這一點。
對于轉基因小鼠是否可以作為疼痛模型,雖然充滿了解釋的復雜性,但是轉基因技術改變了基本的疼痛研究,即使在沒有選擇性配體或抗體的情況下,也可以研究單個蛋白質(zhì)在疼痛中的作用。這項技術也意味著許多實驗室已經(jīng)從使用大鼠轉向使用小鼠了。這種轉變并非沒有代價:在許多實際方面,小鼠作為疼痛實驗對象不如大鼠。但廣泛使用轉基因小鼠的一個幸運結果是越來越關注遺傳背景對疼痛敏感性的影響。
五、測試流程
1、實驗材料
1)最佳年齡的小鼠或大鼠(一般是6至8周)。
2)測試藥物和溶劑對照。
3)熱板裝置(可配備表面溫度計,用于校準和維護設備)。
2、適應
1)將動物從飼養(yǎng)室轉移到實驗室,稱重并記錄,讓動物適應實驗室環(huán)境至少半小時。
2)設置金屬板溫度與測試室的溫度匹配并清潔測試板表面。
3)將單個受試者動物放入測試小室中,不受干擾地探索15分鐘。
4)取出動物并清潔板表面的任何尿液或糞便。
3、測試
1)將熱板溫度設置為測試溫度,范圍通常在 50 °C~56 °C之間。
2)一旦達到預設溫度,將適應好的實驗動物放在熱板上。
3)測量第一次出現(xiàn)傷害反應(例如,舔足,后爪抬起或跳躍)的潛伏期。設置終止時間,例如給藥后,動物沒有明顯的傷害感受反應,則必須在提前規(guī)定的終止時間后將動物從熱板上移開,以免對動物造成組織損傷。
4)出于倫理原因,出現(xiàn)傷害反應后應快速將動物從測試表面上移開,以避免不必要的痛苦和/或組織損傷。
5)將測試過的動物放入與未測試的動物分開的籠子中。大/小鼠可以通過各種嗅覺和超聲波系統(tǒng)進行交流,這可能是焦慮和恐懼的來源。
6)將測試板溫度恢復到室溫,并清潔金屬板的表面。
4、測試多種溫度
如果在多個溫度下測試相同的小鼠,則應將測試分開至少24小時,以避免壓力和重復測試對潛伏期時間的影響。
六、注意事項
1.可以預選30 s內(nèi)有疼痛反應的動物進行實驗,將逃避、跳躍等不安定的實驗動物剔除。
2.實驗前一定要讓動物適應環(huán)境和裝置,暴露于新環(huán)境可能會掩蓋或改變潛伏期數(shù)據(jù)。
3.每只動物測試結束后一定要清潔金屬板,因為后爪上的尿液或糞便可能會改變測試板的傳熱特性,同時避免上一只動物的氣味對下一只測試動物的影響。
4.傷害性反應包括前爪縮回或舔舐,但不建議使用前爪的反應作為觀察指標,因為前爪通常參與梳理和探索行為,并且與金屬表面的接觸不一致。后爪縮回或舔舐被認為是傷害感受的更可靠指標。不過,簡單的后爪抬起也可能是由于梳理和探索。
5.不建議短時間內(nèi)重復測試。在有害甚至無害的溫度下反復暴露于熱板測試可能降低行為反應的潛伏期。
在未加熱時對小鼠的“正常”行為進行觀測是必要的,以便可以注意到傷害性測試期間行為的任何差異。同樣重要的是要注意是否有任何其他因素可能影響疼痛行為,例如梳理、睡覺、排便或因噪音或光線水平的變化而分散注意力。