動物學(xué)相關(guān)技術(shù)與推廣研究報告課件

動物類產(chǎn)品可持續(xù)性報告技術(shù)工程師:動物呼吸類產(chǎn)品應(yīng)用:用于精確測量生物呼吸(CO2、O2、CH4、H2O)等方面的研究,廣泛用于動物生理學(xué)、運動生理學(xué)、醫(yī)學(xué)研究、植物(果蔬、花卉、種質(zhì)資源)儲存等領(lǐng)域。特點:該產(chǎn)品在呼吸領(lǐng)域研究處于國際前沿,與其它產(chǎn)品競爭擁有不用分辨的信譽和地位。背景知識空氣中CO2濃度390PPM，O2約21.95%組成元件的名稱及作用

1.SS4氣體二次抽樣單元上圖是SS4氣體二次抽樣單元的簡單示意圖?？梢姡蓺怏w泵、針閥（控制進出泵體的氣流）和氣流計（0－2000ml/min）三部分組成。它不僅能對氣體進行二次抽樣，而且有氣泵和氣流計的功能。氣體泵是氣體流動的根本動力，可通過調(diào)節(jié)旋扭來設(shè)定驅(qū)動力的大??；針閥用來控制氣流的大小，其調(diào)得越緊，流經(jīng)的氣體越少；調(diào)得越松，流經(jīng)的氣體越多，可對氣流大小進行微調(diào)；氣流計用來顯示讀數(shù)。當(dāng)實際氣流讀數(shù)與設(shè)定值相差較大時，顯示屏上會顯示“rough”，此時應(yīng)該繼續(xù)調(diào)節(jié)氣流大小，以更接近于設(shè)定值；當(dāng)實際讀數(shù)與設(shè)定讀數(shù)接近時，顯示屏上會顯示“approximate”，此時應(yīng)該進一步對針閥等進行微調(diào)，使數(shù)值更精確（此時顯示屏上會顯示ML/MIN）。二次抽樣的意義：對于大象、牛羊等大動物來說，其呼吸過程中會產(chǎn)生較強大的氣流，往往超出了儀器所能承受和檢測的范圍。因此常常僅取其中一小部分支路氣流用作檢測，其余的散失到空氣中。如上圖所示。對于昆蟲等微小動物，氣流調(diào)節(jié)得過大即氣流流速過大會使其呼出的極微量的CO2隨氣流散失掉，檢測不出結(jié)果；而對于嚙齒類、鳥類甚至更大的動物來說，如果氣流調(diào)節(jié)得過小，會造成呼吸室內(nèi)氧氣不足和二氧化碳聚集，從而影響正常的即時呼吸測量。因此，小的動物如昆蟲等，其氣體流速往往設(shè)置為100ml/min以下，而大的動物則要提供較大的氣流流速。二次抽樣:二次氣體抽樣一般是從Manifold（多支管）的底部，以低于進氣流速的一半的流速進行次級抽樣.MODE,ENTER和ADJUST三個旋扭（或按扭）

可以看到，SS3和大部分其他元件上都有這MODE,ENTER和ADJUST這三個旋扭（或按扭），它們的功能相似。MODE即模式鍵：用于選定所要設(shè)定的參數(shù)。旋動這一旋扭，可對所有可設(shè)定的參數(shù)進行調(diào)節(jié)：如泵速、模擬輸出范圍、氣體流速等。每旋動一次，雙行的液晶顯示屏上就用箭頭指向一個當(dāng)前可設(shè)置的參數(shù)；ADJUST即調(diào)節(jié)鍵：旋動這一旋扭，可對當(dāng)前可設(shè)定的參數(shù)的大小進行調(diào)節(jié)。順時針旋動，數(shù)值逐漸增大；逆時針旋動，數(shù)值逐漸減小；旋動的速度越快，數(shù)值變化的幅度就越大。當(dāng)數(shù)值達到最大（或最小）值后，繼續(xù)旋動，數(shù)值就會重新回到最?。ɑ蜃畲螅┲?，重新開始變化。ENTER即確認(rèn)鍵：當(dāng)所需的參數(shù)設(shè)定完成后，按一下此按扭，儀器就會將已設(shè)定的參數(shù)保存，并回到正常的工作狀態(tài)。若不想對設(shè)定的參數(shù)保存，則向任意方面旋動MODE扭即可，不按ENTER。其他各元件上的這三個扭的功能相似，故不再贅述。2.MFC-2雙通道氣流控制器和840氣體流量閥MFC-2雙通道氣體流量控制器和840氣體流量控制閥（0-500sccm,sccm即標(biāo)況毫升每分）二者須配合使用。MFC-2是氣體流量控制的電子單元，本身沒有氣流通過；氣體經(jīng)840通過后，將讀數(shù)顯示在MFC-2的液晶顯示屏上。顧名思義，MFC-2的后面有兩個模擬輸出通道接口，可對兩個通道的氣流進行設(shè)置。如只需要一個通道，使用時，可將任意一個通道接通后，對該通道的氣流進行設(shè)置。氣流的大小是通過最大氣流的百分比來調(diào)節(jié)實際氣流。例如，840的最大流速是500ml/min，如將百分比設(shè)定為40%，則實際氣流為200ml/min。

MFC-2的雙行液晶顯示屏上的兩行分別顯示兩個通道的數(shù)據(jù)，每個通道的數(shù)據(jù)分左右兩個顯示。左邊的數(shù)據(jù)是已設(shè)定的氣流值，右邊的數(shù)據(jù)是實際的氣流值。由于氣流的穩(wěn)定性等一系列原因的影響，實際值總會有輕微的變動，但只要和設(shè)定值相差很小，不會影響實驗結(jié)果，但若相差較大，則應(yīng)該對實際氣流進一步調(diào)節(jié)（可檢查是否由于SS3的針閥過緊等原因造成氣流不能正常通過，或是多路器中氣路是否受阻未流通）。3.RM8多通道氣路轉(zhuǎn)換器（包括呼吸室）由多路器和8個昆蟲呼吸室（低CO2和H2O吸收）構(gòu)成，可至多同時測量7個昆蟲的呼吸代謝；至少一個通道為空白實驗或稱基線（Baseline），不放置任何昆蟲。若通道數(shù)量有限，想同時依次測量更多只昆蟲的呼吸代謝，則可另串聯(lián)一個或多個4通道或8通道氣路轉(zhuǎn)換器進行測量，可同時依次至多測量255個昆蟲。氣體分流器RM8使用注意事項：

1.用于通道選擇、分流、關(guān)閉或開放呼吸室、不同位置的氣體采樣等；2.不要進入水汽或空氣顆粒，可以在氣流進入前用10-micron的過濾器過濾空氣；3..操作模式：默認(rèn)模式為01-08數(shù)碼控制模式，4位數(shù)字輸入，通過數(shù)采與RM8后面的I/O口連接以控制通道轉(zhuǎn)換；手控模式01-08可以通過轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)鈕在8個通道間切換；4.把氣泵驅(qū)動調(diào)至30%，流速約為1540，然后連接到RM8后面的PURGEINPUT，則氣流從A排（即上面的）2-8通道流出（1通道上面指示燈量，沒有氣流通過，最右邊的COM也沒有氣流流出），流速約為190-260ml/min之間，而B排（下面）沒有氣流流出；5.泵出氣流與A1相連，B1沒有氣流通過，只有A-COM有氣流通過（流出）；如果泵出氣流與B1相連，則只有B-COM有氣流通過（流出）6.RM8后面還有兩個串口是為了與其他RM串聯(lián)組成8通道以上的多通道系統(tǒng)的4.UI-2數(shù)據(jù)采集器

5.CA-10ACO2分析儀

CA-10ACO2分析儀用于檢測昆蟲呼吸過程中CO2的濃度，用百分?jǐn)?shù)表示。右邊的圖是顯示屏，可讀取CO2的濃度和大氣壓（單位：kPa）的數(shù)值。這是CA-10ACO2分析儀和O2分析儀的背面（二者背面完全相同）。左邊的SERIALI/O可接計算機主機；右邊的黑色接口接電源；中間的四個模擬輸出接口可接BNC。第一個接口為氣體濃度（%kPa）輸出；第二個接口為大氣壓（BARPRESS）輸出；第三個接口為溫度（TEMP）輸出；第四個是用戶自定義接口（USER-DEF）。BNCCA-10ACO2分析儀使用注意事項：1.不要輸入水汽和空氣顆粒等，在潮濕地區(qū)使用尤其應(yīng)注意不要長時間輸入潮濕空氣；儀器IN口內(nèi)置過濾器，不要把外部氣體泵入OUT口2.校準(zhǔn)模式：需要定期校準(zhǔn)3.單位模式：有3種單位供選擇：默認(rèn)模式為氣壓補償?shù)?含量（%C），其他還有沒有氣壓補償?shù)陌俜趾浚?U）、分壓kPa，正常情況下請使用%C。注：標(biāo)準(zhǔn)氣壓為101.3kPa4.CO2噪音過濾模式：應(yīng)用IIR數(shù)碼過濾器過濾噪音。在大多數(shù)情況下，默認(rèn)的5秒設(shè)置是一個很好的妥協(xié)方案5.背光模式：跟RH-300及FC-10一樣，為了在野外節(jié)省電或避免儀器內(nèi)部發(fā)熱以穩(wěn)定測量，可關(guān)掉背光6.CO2量程模式：本設(shè)置不影響顯示讀數(shù)，但分辨率會受影響，量程越大分辨率越低，在0-1%范圍內(nèi)的分辨率為0.0001%（1ppm），如果過濾設(shè)置在7秒以上，則此范圍的分辨率可達0.1ppm。量程在5%以上的分辨率為0.01%。正常情況下量程設(shè)置為0-1%，在要求高分辨率的情況下，量程可以設(shè)置為0-0.5%或更低7.溫度量程模式：儀表不顯示溫度，只能通過串口或模擬溫度輸出。同樣，量程范圍的轉(zhuǎn)換不影響實際讀數(shù)。默認(rèn)量程為0-50攝氏度8.氣壓量程模式：默認(rèn)量程范圍為0-125kPa，改變量程不影響讀數(shù)9.串口輸出模式：FC-10AO2分析儀使用注意事項：1.兩年后需要更換燃料電池2.固定氧氣量程模式（Fixedoxygenspanmode）：有濾掉水汽和CO2的空氣氧濃度20.95%、純氧氣濃度100%和用于Span的氧氣濃度3種選擇3.空氣越穩(wěn)定，所測量的氧氣濃度漂變越小，溫度的細(xì)微變化足以引起所測氧氣濃度的漂變4.變化氧氣量程模式：5.氧氣濃度單位模式：%C、%U和kPa三種單位可選，正常情況下選擇%C6.氧氣濃度平均模式：一般設(shè)置為2秒7.氧氣量程范圍模式（Oxygenrangemode）：默認(rèn)設(shè)置為19-21.5%，范圍的改變不影響讀數(shù)8.溫度范圍：設(shè)置為0-50攝氏度9.氣壓范圍：設(shè)置為0-125kPa7.RH-300水氣分析儀

RH-300（RH：relativehumidity）用于測量水蒸氣壓、水蒸氣密度和露點溫度等。背面左邊的RS-232Output可接計算機主機，右邊是電源接口。雙行顯示屏上當(dāng)前分別顯示的是露點溫度和水氣含量的讀數(shù)。RH-300水汽分析儀使用注意事項：1.4種單位供選擇：默認(rèn)為相對濕度%，其他可選單位包括露點溫度（攝氏度或華氏度）、水汽壓WVP單位為kPa、水汽密度WVD單位為microgram/ml2.在濕度較大的情況下，RH-300的進出氣口位置應(yīng)保持比管道位置高，以避免水滴流入儀器內(nèi)；另外RH-300沒有內(nèi)置過濾器，進入氣體必須保持潔凈3.原則上，儀器第一次使用必須進行校準(zhǔn)，以后需定期進行校準(zhǔn)。0校準(zhǔn)時先把氮氣或干燥后的氣體通過RH-300，待顯示穩(wěn)定后，調(diào)至0校準(zhǔn)模式，調(diào)節(jié)旋鈕至0，然后確認(rèn)如果使用呼吸罩或未封閉的動物活動室（“呼吸室”），Pull模式是唯一的選擇；Pull模式下由于氣泵的抽拉作用會導(dǎo)致呼吸室的負(fù)壓從而抽進外部空氣，因此在一般情況下都有Push模式恢復(fù)出廠設(shè)置：關(guān)掉電源，然后按住確認(rèn)鍵同時打開電源（OFF，ON+ENTER），直到出現(xiàn)“Resetting”即可。中大型動物呼吸測量系統(tǒng)

(Chietal.,2011.JCompPhysiolB)(Chietal.,2011.JCompPhysiolB)注射法測量呼吸—植物、昆蟲圖1空氣中二氧化碳被吸收后犁氣體中CO2的峰值（中間兩個小峰）

圖2基于零二氧化碳水平的犁氣體CO2濃度圖3基線單元與呼吸室蘋果氣體中CO2濃度的切換動物活動與GPS軌跡記錄儀1英國利用GPS項圈證明羊群的自私性。

2加拿大利用GPS發(fā)現(xiàn)馬鹿個體氣質(zhì)特征差異，并檢驗了被捕獵者趨于冒險性個體，從而可是羊群在進化壓力下邊的更保守（Ciutietal.,2012）

3心率監(jiān)測項圈助牧羊人羊群遇險也能發(fā)短信求救。

動物無線遙測與GPS軌跡紀(jì)錄系統(tǒng)全球主要遷徙路線及青藏高原主要候鳥遷徙雁鴨類、鸻形目為流感病毒的天然儲存庫青藏高原候鳥遷徙與H5N1青海湖區(qū)域主要候鳥PIR動物野外自動攝像儀使用無線電遙測和運動感應(yīng)照相機研究刺豚鼠對棕櫚樹種子的傳播（PANS，2012）。放置了有無線電信標(biāo)的種子，然后設(shè)置了照相機陷阱從而確定哪些動物移動了這些經(jīng)過標(biāo)記的種子。這些嚙齒類動物最初短距離移動了這些種子，但是在一年時間里，這些刺豚鼠偷竊并重新儲存了其他刺豚鼠的種子達36次，最終把這些種子運輸?shù)搅撕苓h的地方。動物音頻錄制分析系統(tǒng)產(chǎn)品特點：采集音頻頻率廣，可