OXY-4 micro PreSens進(jìn)行監(jiān)測(cè) 不同溫度條件下的耗氧量

PreSens進(jìn)行監(jiān)測(cè) 不同溫度條件下的耗氧量

窄爪小龍蝦能夠在中期承受升高的溫度（≥ 26 °C），但在暴露于這種壓力期間有機(jī)體會(huì)發(fā)生什么仍然未知。調(diào)查的一部分是測(cè)量不同溫度下的耗氧量，預(yù)計(jì)耗氧量會(huì)隨著溫度的升高而增加。氧氣微傳感器和氧氣計(jì) OXY-4 micro 以及四個(gè)腔室和流通式呼吸測(cè)量系統(tǒng)已用于測(cè)量同一實(shí)驗(yàn)期間三只動(dòng)物在不同溫度下的氧氣消耗量。

圖 1：流通式呼吸測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置圖

圖 1：流通式呼吸測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)置圖（左）。通過(guò)蠕動(dòng)泵將每分鐘一定量的水從儲(chǔ)水器中抽取到裝有小龍蝦 (1) 的腔室中。在腔室的頂部，連接管 (2)，將流出的水引導(dǎo)至連接在 (3) 處的微傳感器，然后返回儲(chǔ)水池，再次充氣。將光極與管子連接起來(lái)的 T 型接頭（右）。

材料與方法

對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置，選擇了流通式呼吸測(cè)量系統(tǒng)，因?yàn)樗梢栽跊](méi)有氧氣或小龍蝦處理壓力的情況下進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)量。每個(gè)腔室都用一根管子連接到一個(gè)蠕動(dòng)泵，以便可以根據(jù)每只小龍蝦的需要單獨(dú)調(diào)節(jié)水流（圖 1，左）。四個(gè)帶螺紋的氧氣微傳感器（Heilmeyer 型）可以很容易地通過(guò)一個(gè) T 型適配器連接到管中的當(dāng)前系統(tǒng)，這也可以在處理管的過(guò)程中保護(hù)微傳感器。連接用一根管子和 Parafilm® 密封，以防止空氣泄漏。必須每天在測(cè)量前使用充氣水（100% 空氣飽和）和飽和焦亞硫酸鈉溶液（0% 空氣飽和）校準(zhǔn)氧氣微傳感器，以確保正確的基線。氧氣微型傳感器、OXY-4 micro 和軟件之間的通信很容易使用提供的串行電纜建立，并且使用串行到 USB 適配器沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題。由于發(fā)射器和微型傳感器的緊湊尺寸，實(shí)驗(yàn)裝置不需要太多空間。

使用 OXY-4 微型變送器可以測(cè)量四個(gè)不同溫度的不同腔室流出水的氧氣濃度。因此，一項(xiàng)測(cè)量由三個(gè)室組成，每個(gè)室有一只小龍蝦，一個(gè)空室作為細(xì)菌耗氧量控制。由于軟件的實(shí)時(shí)視圖概念，在每次試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)可以輕松調(diào)整腔室中的氧氣濃度并監(jiān)控記錄（圖 2，右）。

圖 2：AWI 水產(chǎn)養(yǎng)殖研究中心的實(shí)驗(yàn)裝置圖片

圖 2：AWI 水產(chǎn)養(yǎng)殖研究中心的實(shí)驗(yàn)裝置圖片（左）。軟件 OXY-4 micro 版本 2.30TX 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)視圖（右）；黑線代表空房間，綠色、紅色和藍(lán)色線代表小龍蝦的房間。

圖 3：兩種不同小龍蝦在 90 分鐘測(cè)量期間的耗氧量

圖 3：兩種不同小龍蝦在 90 分鐘測(cè)量期間的耗氧量。測(cè)量期間蛻皮的 1 號(hào)小龍蝦（綠色箭頭）。在 2 號(hào)小龍蝦的測(cè)量期結(jié)束時(shí)，生物膜與管分離并導(dǎo)致氧氣讀數(shù)出現(xiàn)峰值（紅色箭頭）。

結(jié)果與討論

實(shí)時(shí)視圖監(jiān)控已經(jīng)顯示出強(qiáng)大且適用的數(shù)據(jù)。微型傳感器對(duì)管內(nèi)電流中氧氣濃度的變化做出快速反應(yīng)，這些電流是由腔室中氧氣濃度的變化引起的。小龍蝦對(duì)開(kāi)始蛻皮事件等壓力源的小反應(yīng)很容易確定（圖 1，綠色箭頭）。總體而言，氧氣微傳感器在水中停留了三個(gè)月以上，并且活動(dòng)時(shí)間超過(guò) 100 小時(shí)，但仍然工作得很好，顯示出良好的相位和幅度值。

正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了一些問(wèn)題，特別是在溫度升高的系統(tǒng)中，因?yàn)楣軆?nèi)的生物膜生長(zhǎng)。經(jīng)常分離的顆粒暫時(shí)粘附在使用過(guò)的微傳感器上，導(dǎo)致氧氣讀數(shù)出現(xiàn)峰值，并歪曲了氧氣消耗結(jié)果（圖 3，紅色箭頭）。因此，將生物膜的產(chǎn)生保持在低水平是很重要的，即使使用空室可以從結(jié)果中減去生物膜的耗氧量。

PreSens進(jìn)行監(jiān)測(cè) 不同溫度條件下的耗氧量

結(jié)論

針型氧微傳感器可在流通式呼吸測(cè)量系統(tǒng)中進(jìn)行長(zhǎng)期耗氧量分析。即使是測(cè)試小龍蝦的小壓力事件也可以在測(cè)量中檢測(cè)到。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，氧微傳感器、氧計(jì)、計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)據(jù)記錄之間的通信分別沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題。傳感器在整個(gè)長(zhǎng)期測(cè)量期間可靠地工作。創(chuàng)建的“txt"文件易于處理和導(dǎo)入 Excel 或其他數(shù)據(jù)工作程序。四個(gè)微傳感器同時(shí)在線監(jiān)測(cè)和所有測(cè)量的實(shí)時(shí)顯示是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，特別是在我們的實(shí)驗(yàn)中簡(jiǎn)化了起始條件的調(diào)整。