SSI两爬动物呼吸与能量代谢监测系统落户温州大学

今年8月份，北京易科泰生态技术有限公司成功完成温州大学SSI两爬动物呼吸与能量代谢监测系统的安装和调试，这套系统现已运行并正式投入日常科研使用之中。

本次温州大学生命与环境科学学院的两爬动物呼吸与能量代谢监测系统采用了Sable的气体监测、气流控制、高通量多通道控制以及标准呼吸室（定制）等模块，针对蜥蜴、蛇类等两爬动物的O2和CO2等呼吸代谢气体进行精准、实时的监测和分析。通过模块化和高度集成的设计，北京易科泰为研究人员提供了自由、多样、针对性的配置方案。

对于应用场景主要为实验室内的客户，可以选择模块式配置结构：

a) 可选配单通道系统，也可选配多通道系统；

b) 可只选配CO2分析仪或O2分析仪，还可同时选配CO2分析仪、O2分析仪、H2O分析仪、CH4分析仪等；

c) 可通过选配高精度差分O2分析仪及高精度CO2分析仪、高精度低量程气体抽样控制单元，对微小动物如蚜虫、蚊子、土壤动物等进行开放式呼吸代谢实时测量；

d) 可通过选配高量程（最高可达2000L/min）气体流量控制与抽样系统，对中大型动物进行呼吸代谢测量；

e) 可选配温度控制系统，对不同温度条件下的动物特别是变温动物的呼吸代谢进行测量，并求出Q10；

f) 可选配气体调控系统，以调节控制进入呼吸室中的O2或CO2浓度；

g) 可选配不同类型的活动监测单元，以对动物活动进行同步化监测并进而分析动物活动与呼吸代谢的关系。

而对于需要外出监测的研究人员，可选择集成一体化的FMS或FOXBOX便携式能量代谢系统：

其包括CO2分析仪、O2分析仪、水汽分析仪（FMS）、温度监测、数据采集系统、气体抽样单元及BaseLine/Chamber双通道气路切换器（FMS）等多种功能，高度集成、便于携带，可同时用于室内室外等多种试验环境。

同样，也可以通过给SSI便携式能量代谢系统加配单独的功能模块以实现更为复杂多样的实验设计。

通过搭配专业软件，可以查看各监测数据的实时变化，实现全部实验数据的查看、管理、下载与分析。如上图所示，整个测量模块十分灵敏，在设备调试期间改变进气源会造成数据的显著波动化。

应用案例：

图a. 根据觅食方式区分的log10 耗氧量 (VO2) 对 log10 体重 (BM) 的系统发育回归 (PGLS)分析。实线和虚线表示考虑灵活 Pagel 模型 (λ = 0.517) 的每个不同因素的 PGLS 预测值。黑色圆圈代表被归类为主动出击型 (ACT) 的蛇种，而伏击型蛇种由灰色三角形表示。

图b. 基于代表蛇中 SMR 残差演变的最大似然标准的祖先重建以及基于 Zheng 和 Wiens的系统发育假设节点上两种不同觅食模式的预测值。值得注意的是，Hydrophis platurus 和 Aspidites melanocephala 呈现出与祖先节点不同的觅食模式（H. platurus 为 AMB，A. melanocephala 为 ACT）。颜色条是指种间残差值，从负值（蓝色阴影 - 表示 VO2 低于预测值的预期值）到正值（红色阴影 - 这意味着 VO2 高于预测值的预期值）。图例中的“长度"值了数百万年的 VO2 代谢变化。

上图为巴西和澳大利亚的研究团队利用SSI两爬动物能量代谢监测系统对“主动出击型"蛇类和“伏击型"蛇类捕食过程中静息代谢率的研究。他们对5种蝮蛇的93条个体进行静息代谢率的测量，同时从各种文献中搜集到的74种不同蛇类的实验数据进行同一整理对比。研究发现，“主动出击型"的活跃觅食者中 SMR 的进化率似乎高于伏击类型的蛇类。研究人员认为觅食模式对蛇中 SMR 的进化有重大影响，这可能代表了一种生态生理共同适应现象，因为与活跃的觅食者相比，伏击猎手（低摄食率）具有较低的维持能量成本（SMR）。与伏击蛇相比，主动觅食蛇的较高 SMR 进化率可能与主动觅食者在期间活动程度的更高异质性有关。

北京易科泰生态技术有限公司十多年来作为美国Sable公司中国区的合作伙伴，为国内客户提供各种实验动物（及人体等）个性化的精准能量代谢监测解决方案，系统测量结果除了常见的实时氧气消耗量（VO2）、二氧化碳产量（VCO2）、呼吸商（RQ）、产热量（EE）、热传导速率（Ct）外，还可以提取研究者感兴趣的其它代谢率指标（如日代谢率DEE、最大代谢率MRmax等），以及获得呼吸水分丧失（EWL）、能量当量、EWL/RMR(表示肺的氧气摄取能力)、活动指数、致死温度LLT等重要参数。系统配置方案包括便携式能量代谢测量系统、模块式能量代谢测量系统等，全面满足不同动物能量代谢测量、活动监测、体温心率监测等需求。

参考资料：

1. Stuginski, D.R., Navas, C.A., de Barros, F.C., Camacho, A., Bicudo, J., Grego, K.F., & de Carvalho, J.E. (2017). Phylogenetic analysis of standard metabolic rate of snakes: a new proposal for the understanding of interspecific variation in feeding behavior. Journal of Comparative Physiology B, 188, 315-323.