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Starr | MouseOx小动物脉搏血氧仪——大小鼠无创连续血氧监测专家

时间:2023-10-26来源:本站作者:玉研仪器

无论是在高原反应、肺部疾病、心脏病等方面的科研工作,还是在大小鼠的各种手术中,都往往需要对血氧的持续监测,血气分析是一种常用的准确测定血氧的方法,其具有结果准确,测量指标全面等优点。


但其缺点也是不可忽视的,血气分析取样繁琐、操作麻烦、有创测量等,对于常常使用小鼠作为实验动物的科研工作者来说,更为致命的是,小鼠的血量往往只能进行一次血气测量,这使得小鼠的血氧持续监测变得困难。


血气分析仪是测血氧的常用方法之一


那么,有没有一种设备能够像临床上常用的指尖脉搏血氧仪一样,通过一个传感器实现对大小鼠的无创测量呢?


来自美国STARR公司的MouseOx Plus脉搏血氧仪便是这一问题的答案。


MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪


MouseOx Plus脉搏血氧仪采用一个可以夹在大小鼠四肢或颈部的传感器,实现了麻醉或清醒状态下的无创脉搏血氧连续监测,并在同一传感器上可同时测量动脉血氧饱和度、脉搏幅度、脉搏频率、呼吸幅度、呼吸频率等生理参数。

MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪


产品原理:

仪器利用Hb和HbO2对红外光(940nm)及红光(660nm)的吸收程度不同工作。仪器探头可发出已知波长的发光二级管,发出波长660nm的红光和940nm 的红外光,Hb和HbO2在这两种特定的光场下有不同吸收光谱。


原始信号经过采集后通过主机转化为数字信号传输给计算机,计算机通过搏动血管的光吸收情况原始数据据换算出HbO2的饱和度,并计算出脉搏频率,呼吸频率,脉搏幅度,呼吸幅度等数据。


产品特点:
(一)单探头解决方案——适配多种实验需求
MouseOx Plus脉搏血氧仪提供了单探头解决方案,仅需一个传感器便可监测多种参数,且提供多种型号、多种尺寸可供选择。可提供适用于大鼠、小鼠、新生鼠的大腿传感器、爪传感器、足部传感器、喉部传感器、颈部传感器、核磁兼容传感器——以适配不同实验场景,如动物处于麻醉、清醒状态,或处于仰卧、俯卧状态,甚至支持核磁条件下的生理参数检测。

多种不同类型传感器


(二)无需采血——无创连续生理监测
仪器使用经典的光电容积脉搏波描记方法,具有双波长光源,及光电传感器,不需要任何插管手术或取血,即可连续监测小动物的脉搏血氧。



无创颈夹连续监测


麻醉状态具有独特软件算法,即使是较小的脉搏和呼吸也可产生稳定的数据;清醒状态搭配圆形清醒活动笼,线缆不缠绕,动物可随意活动不受限制,具有饮食饮水系统,可长期监测。



清醒活动笼


(三)自我诊断——监测数据自动分类
使用代码对各种参数数据的有效性进行分类,实验过程中由于外界条件干扰,动物行为产生的不可靠数据自动识别,有利于后续数据筛选分析,避免使用错误数据。


数据采集软件界面



(四)数据精准——媲美血气分析仪
无创测量相比有创血气测量数据精确度同样有保证,图示有创血气采样测量结果与MouseOx无创脉搏血氧仪的比较,对比表明,两者具有很好的线性关系。


MouseOx与血气分析仪数据散点图


(五)高通量实验——最多十六通道监测
通过选配多通道数据采集盒,最高可实现16通道的生理监护,监测通道可随时切换,避免实验中频繁抓取动物,固定传感器的麻烦,无需手动切换,可设定每个通道的测定时间自动测定。


多通道数据采集盒/多通道数据采集示意图



应用领域:

(一)转化医学研究

急性呼吸道疾病、缺血、休克动物模型、中风和脑损伤研究、心血管疾病、缺氧和吸入染毒研究等。

(二)动物生理监护

仪器自带报警功能,可用于手术中确保适当的麻醉深度、预防缺氧、防止术中低体温、辅助氧气量调整。


应用案例展示:

(一)呼吸道疾病研究

2014年德克萨斯大学的Michelle G. Roy团队在Nature发表了文章Muc5b Is Required for Airway Defense(Muc5b是气道防御所必需的),在文章中,为研究Muc5b对气道保护性粘液和粘液纤毛清除系统的影响,作者使用了血细胞计数、Micro-CT成像、生理信号监测等多种方法进行说明。



其中MouseOx Plus在生理信号监测发挥了重要作用,作者使用小鼠腿夹在麻醉状态下,持续监测n = 4 Muc5b+/+和n = 5 Muc5b-/-小鼠的血氧在气管切开术前后的变化,从图中,我们可以明显发现,气管切开术前Muc5b-/-小鼠的血氧值低于正常水平,而在气管切开术后恢复,从而说明了Muc5b缺失对粘液纤毛清除系统造成的不利影响——Muc5b缺失使得气管中的粘液不能正常清除。


MouseOx可以无创监测而无需取血,使得可以对同一只动物的生理信号进行前后的对比,也可以进行持续的监测


(二)神经科学研究

2018年美国加州帕洛阿尔托斯坦福大学医学院神经生物系的lindsey D. Salay团队在Nature发表文章A midline thalamic circuit determines reactions to visual threat(丘脑中线环路决定对视觉威胁的反应)。



腹侧中线丘脑(vMT)、剑突核(Xi)和核重聚(Re)的核是控制视觉威胁行为反应的网络中的关键中枢。在文章中,作者重点研究了vMT对于如何将内部状态转化为对感知到的威胁的相反类别的行为反应。


作者使用激光模拟视觉威胁,实验中,MouseOx Plus小动物脉搏血氧仪监测了vMT活动状态下,给予动物激光刺激前后小动物心率的心率和呼吸率的变化情况。


从图表中可以发现:在激光打开后,小动物心率明显加快,激光关闭后,心率恢复,而对照组则前后均无明显变化。


关于STARR:
美国STARR公司生产的MouseOx Plus脉搏血氧仪是世界上第一个也是唯一一个专为小鼠、大鼠和其他小型实验动物设计的无创生命体征监测专利。(专利号8,005,624)。MouseOx Plus在全球范围内被来自大学、制药公司和研究机构的数千名研究人员和兽医使用。








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