一、概述
热板法是镇痛药物筛选、检测中常用的一种方法,也是一种能确定区分中枢神经和末梢神经镇痛机理的方法,有较宽的使用范围,过去由于在使用中温度控制不严格, 计时不准确和人员操作上的误差, 往往使实验做出的结果特异性不高,根据以上问题,上海欣软 XR1700 型智能热板仪进行了全新的设计,拥有更精准的温度控制。
同时,为了兼容不同体重的老鼠,我们创新性的将热盘尺寸做到了直径 24cm,这是行业首创。众所周知,热盘尺寸越大,对控温的技术要求就越高,我们采用了领先于行业的超级模糊 PID 控制算法做到了温度的精准控制,实现了大尺寸的同时又能保证温度的精准控制。得益于 PID 控制算法,XR1700 型智能热板仪不仅仅可以完成恒温实验,还可以完成线性加温(匀速加温)实验。
二、核心特点
(一)工业设计
1. 创新的羽翼化机身造型,全金属机身,符合人体工程学设计;
2. 合理的散热布局,有效改善设备内部电子元件与机壳的自然传热能力,保证仪器高强度运行稳定;
3. 精致的程序 UI 设计,人性化的人机交互界面;
(二)热板表面
1. 全新材料:具有较强的耐磨性,抗腐蚀性;
2. 特殊工艺:具有较高的光洁度、导热性;
3. 大尺寸热盘:可兼容不同体重的老鼠,热盘直径达到了惊人的 24cm;
(三)温度控制
1. 核心算法:超级模糊 PID 控制算法,使温度控制更加精准
2. 多实验模式:恒温实验模式、线性加温实验模式、外控实验模式(选配)
(四)控制方式
1. 单机模式:脚踏开关控制及触摸屏按钮控制
2. 上位机模式(选配):配备全新的、用户友好的软件,可以配置实验和管理结果数据导出方式
(五)数据导出方式
1. USB 数据导出:直接插入 U 盘,一键快读导出数据
2. 热敏打印机打印数据:可选配打印机进行数据打印
三、技术参数
1、设备拥有两种实验模式:恒温模式及线性加温模式;
2、采用独家开发的超级模糊 PID 控制算法,可进行斜率比例、斜率积分、斜率微分等温度控制参数的设置;
3、系统拥有快速降温模式;
4、温度控制精度:0.1℃、温度显示精度:0.1℃;
5、时间显示精度:0.01s;
6、温度传感器:采用进口数字温度传感器;
7、温度设置范围:室温~80℃;
8、显示方式:触摸屏;
9、显示内容:实际温度、设定温度、痛阈时间、分组信息等;
10、数据导出方式:可进行 USB 数据导出,也可选配热敏打印机进行数据打印;
11、控制方式:脚踏开关控制、触摸开关控制、上位机软件控制(选配);
12、可选配疼痛实验数据管理软件进行数据的详细管理;
13、电源电压:AC110~220V±20V;
14、热板加热盘尺寸不低于 23cm,可同时满足不同体重的老鼠进行实验;
15、仪器自带动物防烫伤参数设计,防止实验过程中烫伤老鼠皮肤;
16、选配外控加热模式,可满足动物温度相关课题的研究需要,支持第三方软件控制温度;
17、界面语言:中文、英文切换;
四、实验动物的选择
疼痛的动物模型受到多种调节因素的重要影响,包括性别、基因型和社会交流,在使用动物模型时必须考虑所有这些因素。
在实验动物的性别上,热板测试一定要选择雌鼠,因为雄鼠是有睾丸的,实验时阴囊的皮肤会不可避免地紧贴于金属热板,睾丸对热的感受比爪子更敏感,因此产生了混淆效应。而且鼠会异常暴躁,影响实验。疼痛研究中最常用的动物是实验室大鼠,基本的热板实验可以选择年轻的成年雌性Sprague Dawley大鼠。但是最近将这些疼痛模型应用于具有靶向基因突变的小鼠已被证明是一种强大的工具,然而,大鼠和小鼠的行为反应可能不同。正如Mogil等人简洁地解释的那样,“小鼠不是小的大鼠”。如果首次将已建立的大鼠模型应用于小鼠,请务必牢记这一点。
对于转基因小鼠是否可以作为疼痛模型,虽然充满了解释的复杂性,但是转基因技术改变了基本的疼痛研究,即使在没有选择性配体或抗体的情况下,也可以研究单个蛋白质在疼痛中的作用。这项技术也意味着许多实验室已经从使用大鼠转向使用小鼠了。这种转变并非没有代价:在许多实际方面,小鼠作为疼痛实验对象不如大鼠。但广泛使用转基因小鼠的一个幸运结果是越来越关注遗传背景对疼痛敏感性的影响。
五、测试流程
1、实验材料
1)最佳年龄的小鼠或大鼠(一般是6至8周)。
2)测试药物和溶剂对照。
3)热板装置(可配备表面温度计,用于校准和维护设备)。
2、适应
1)将动物从饲养室转移到实验室,称重并记录,让动物适应实验室环境至少半小时。
2)设置金属板温度与测试室的温度匹配并清洁测试板表面。
3)将单个受试者动物放入测试小室中,不受干扰地探索15分钟。
4)取出动物并清洁板表面的任何尿液或粪便。
3、测试
1)将热板温度设置为测试温度,范围通常在 50 °C~56 °C之间。
2)一旦达到预设温度,将适应好的实验动物放在热板上。
3)测量第一次出现伤害反应(例如,舔足,后爪抬起或跳跃)的潜伏期。设置终止时间,例如给药后,动物没有明显的伤害感受反应,则必须在提前规定的终止时间后将动物从热板上移开,以免对动物造成组织损伤。
4)出于伦理原因,出现伤害反应后应快速将动物从测试表面上移开,以避免不必要的痛苦和/或组织损伤。
5)将测试过的动物放入与未测试的动物分开的笼子中。大/小鼠可以通过各种嗅觉和超声波系统进行交流,这可能是焦虑和恐惧的来源。
6)将测试板温度恢复到室温,并清洁金属板的表面。
4、测试多种温度
如果在多个温度下测试相同的小鼠,则应将测试分开至少24小时,以避免压力和重复测试对潜伏期时间的影响。
六、注意事项
1.可以预选30 s内有疼痛反应的动物进行实验,将逃避、跳跃等不安定的实验动物剔除。
2.实验前一定要让动物适应环境和装置,暴露于新环境可能会掩盖或改变潜伏期数据。
3.每只动物测试结束后一定要清洁金属板,因为后爪上的尿液或粪便可能会改变测试板的传热特性,同时避免上一只动物的气味对下一只测试动物的影响。
4.伤害性反应包括前爪缩回或舔舐,但不建议使用前爪的反应作为观察指标,因为前爪通常参与梳理和探索行为,并且与金属表面的接触不一致。后爪缩回或舔舐被认为是伤害感受的更可靠指标。不过,简单的后爪抬起也可能是由于梳理和探索。
5.不建议短时间内重复测试。在有害甚至无害的温度下反复暴露于热板测试可能降低行为反应的潜伏期。
在未加热时对小鼠的“正常”行为进行观测是必要的,以便可以注意到伤害性测试期间行为的任何差异。同样重要的是要注意是否有任何其他因素可能影响疼痛行为,例如梳理、睡觉、排便或因噪音或光线水平的变化而分散注意力。