Name: a strain gauge monitor (sgm) for continuous valve gape measurements in bivalve molluscs in response to laboratory induced diel-cycling hypoxia and ph
Uploaded: 2018-08-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 59 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Strain Gauge Monitor SGM for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH at JoVE.co

우리는 굴의 사진을 찍고 고 ImageJ 품 너비를 측정 하기 위한 멜 린다 Forseth 감사 합니다. 우리는 수족관에 대 한 액세스 diel hypoxia 및 산 순환도 자전거와 함께 데니스 Breitburg를 감사 합니다. 우리는 실험에 대 한 공간에 대 한 스미스소니언 환경 연구 센터, 엣지, 메릴랜드, 감사합니다. 저 산소 증 실험 아니요 국립 해양 및 대기 관리-센터 후원 해안 바다 연구 보조금에 의해 투자 되었다 NA10NOS4780138 그리고 데니스 Breitburg에 스미 소니언 Hunterdon 기금. 밸브는 hypoxia 실험 워싱턴 대학 Elka T. 포터에 의해 교수 향상 교부 금에 의해 투자 되었다 동안 측정을 품.

1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지의 건설
참고: 스트레인 게이지는 명목상 1000 Ω, 그래서 완전히 균형을 하 고 다리를 null, 모든 구성 요소는 1000 Ω 이어야 한다.
<ol><li>그림 1에서 같이 솔더 두 1 k ω 정밀 저항 서로 그리고 ~ 976 Ω 저항과 100 Ω 10 포 텐 쇼 미터를 설정합니다. 일반적인 스트레인 게이지 범위는 명목상, 1000 Ω에서 몇 Ω만이 저항 일치 될 필요가입니다. 고정 976 Ω 저항과 가변 저항 (10 회전 포 텐 쇼 미터)를 사용 하 여이 목적을 위해.</li>
	<li>그림 1에서 같이 쌍 각 조개 스트레인 게이지에 연결할 커넥터를 변수 팔의 1 개의 측 및 1 k ω 저항기의 한쪽을가지고.</li>
	<li>위아래 다리의 바이어스 전류 그림 1과 같이 다리를 제공 하는 전원 공급 장치에 연결 합니다.</li>
	<li>그림 1에서 보듯이 프리 앰프와 데이터 레코더를 다리의 중간점을 연결 합니다. 이 품 움직임 변조 스트레인 게이지의 저항으로 쌍 각 조개 응답을 기록 합니다.</li>
	<li>후 쌍 각 조개 스트레인 게이지 연결 된 null 10을 조정 하 여 브리지 설정 포 텐 쇼 미터 데이터 레코더 입력에서 전압은 0이 될 때까지. 사용 하는 별도 BNC 커넥터와 손을 개최이 목적 전압계. 참고: 출력 널 아주 정확한 전압 (품 응답)을 측정할 수 있도록 입력 포화 없이 매우 높은 수익 데이터 레코더와 함께 사용할 수 있습니다 의미 합니다. 참고: 우리의 다채널 설치 개별 부품 손 납땜 전자 "성능-보드"의 표준 조각에 사용 됩니다. 이 쉽게 작은 추가 노력으로 매우 저렴 한 회로 보드에 공식화 수 있습니다.</li>
</ol>2. 일반 설정 Diel 사이클링 Hypoxia 및 Cyclical pH에 대 한
<ol><li>14 h 빛 아래 75 L 수족관에 알려진된 낮은 질병 유행61 와 굴을 유지: 10 h 어두운 photoperiod, 주48, 및 폭로 [마]의 주기적 변화에 그들로 hypoxia diel 사이클링을 흉내 낸 자연7, 에 있는 7 일 8. 빛의 14 h 동안 로드 강, 메릴랜드61에서 2 m 깊이에 화창한 날에 빛 레벨 시뮬레이션.</li>
	<li>버 렐 외 에 의해 세부 사항에 설명 된 대로 장기 실험을 위한 실험실에 있는 diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 설정 (2015) 49. [할] 조작 및 각 수족관에 항상 미리 결정 된 수준에서 보류 pH. 음식 제한으로 인해 밸브 폐쇄를 방지 하려면 플랑크톤62 는 수족관에 추가 합니다. 각 수족관에서 [할]을 규제 함으로써 조류 분해에서 어떤 잠재적인 마 통풍 관에 대 한 보상.</li>
</ol>3. 쌍 각 조개 새 환경 순응
<ol><li>품 실험을 수행 하기 전에 약 1 주일 동안 diel 사이클링 hypoxia에 굴을 적응.</li>
</ol>4. Diel 사이클링 Hypoxia 고원 단계 설정
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig2.jpg"> 그림 2 . [할] diel 자전거 산소를 생성 하기 위해 매일 실험적으로 조작 했다. 여기, 2 연속 diel 주기는 품 이상의 측정. 찍은 표시 됩니다. 각 diel 주기 포함 4 [할] 단계: 한과 포화 (SS) = b = normoxia과 포화, c 후 낮은 고원 (LP), d = = normoxia 낮은 고원 후. 낮은 고원, 심한 저 산소 증에 대 한 ([할] = 0.6 mg/L) 자전거 pH 제어와 가벼운 hypoxia 두꺼운 검은 선으로 표시 됩니다 ([할] = 1.7 mg/L) 파선 pH와 얇은 회색 선 normoxia ([할] = 7.3 mg/L)을 자전거와 함께. 회색 상자 이틀 동안 10 h 어두운 간격을 나타냅니다. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol><li>Diel 자전거 hypoxia 만들려고 조정 [마] 4 연속 단계에서 하루 동안 어디 [할] 일정 하 게 유지은: 2 h과 포화과 포화, 4 h 낮은 고원 (normoxia 컨트롤의 경우) 및 낮은 후 2 h normoxia 후 6 h normoxia 고원의 단계</li>
	<li>낮은 고원 단계 동안 일정 하 게 유지 normoxic 치료 7.3 mg/L, 1.7 mg/l, [마]에서 약간 산소 치료 상수 및 심한 저 산소 증 치료 상수 0.6 mg/l.의 [할] [할]</li>
	<li>심한 저 산소 증에 대 한 2 개의 pH 처리 동안 실행 낮은 고원, 제어 산도 pH 7.8에서 유지 됩니다 즉, 심한 저 산소 증 및 순환 ph 심각한 hypoxia 어디 pH 순환 7.8에서 7.0으로 낮은 고원 중. 어디 pH 7.0 7.8에서 순환 이다 순환 ph 약간 hypoxic 치료를 실행 합니다. 원하는 경우 일정 한 pH와 두 번째 약간 산소 치료를 실행 합니다.</li>
</ol>5. 고원 단계 사이 [마]의 램프 업/다운
<ol><li>경사로 위로 또는 아래로 [마]의 포화 후 normoxia에서 낮은 고원 단계는 3 헤 자주, 아래로 램프에 대 한 hypoxia 늦은 밤 이나 이른 아침 시간에 발생 하도록 발견 되었습니다 제외 하 고 각, 2 시간을 4 개의 지속적인 단계 사이의 일정은 여름7,8; 따라서, 기간 그것 램프로 서 어둠에 낮은 고원 단계를 계속 또는 최대 10 h의 암흑의 길이.</li>
	<li>반복 diel 사이클링 hypoxia 4-5 일 주61.</li>
	<li>과 포화 전에 램프 업 단계에서 센서와 굴을 추가 하 고 제거, 닫은 후 그들, 2 일 후 그들은 2 개의 완전 한 diel 사이클 (그림 2) 경험 센서 부착.</li>
</ol>6. 센서 케이블 만들기
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig3.jpg"> 그림 3 . 쌍 각 조개 SGM 스트레인 게이지 밸브 센서. (a) 스트레인 게이지 센서, (b) 스트레인 게이지는 스트레인의 루프를 보여주는 굴에 연결 된 게이지 두 밸브, (c) 스트레인 게이지 센서 굴에 장착 된 사이. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol><li>두 32를 왜곡 하 여 밸브 품 센서 케이블 구성 AWG (7/40) 철사 ( 재료의 표참조)의 원하는 색상 (그림 3a). 두 케이블의 길이 원하는 품 센서, 즉, 두번 길이 수족관에서 약간의 추가 플러스는 SGM에 와이어의 길이 잘라.</li>
	<li>두 사람이 서로 각 케이블의 한쪽 끝을 들고 서 있다.</li>
	<li>슬라이드가 위 손잡이 케이블을 통해 케이블 중간에 위는 케이블에 의해 개최 됩니다. (그것은 느슨하게 갈 수 없어) 항상 긴장 아래 케이블을 유지.</li>
	<li>두 사람도 긴장 아래 케이블을 유지 하는 반대 방향으로 케이블을 트위스트. 케이블을 시작, (어떤 무게 제공) 중간에가 위의 쌍, 싱크대 것 이다 하 고 케이블의 양쪽 끝이 서로 주위 트위스트 수 있습니다.</li>
	<li>케이블의 2 개의 끝을 함께 넣어 누르고 그들, 높은 땅을 터치 하거나 느슨하게 케이블가 위를 허용 하지. 케이블 완료 되 면 총 각 끝에 두 지도 왜곡 하 고, 그래서 4 케이블 다른 쪽 끝에 케이블을 잘라.</li>
	<li>또는이 단계를 가속화, 한 사람이 한쪽 끝에 고정 하는 와이어와 드릴을 개최, 와이어에 긴장을 유지 하 고 훈련 하 여 와이어 트위스트를.</li>
	<li>2 cm의 트위스트 페어의 각 끝에 배선에서 절연 스트립.</li>
</ol>7. 납땜 센서
<ol><li>노출 된 케이블 주석.</li>
	<li>Dsub 커넥터 남성 주름 핀 센서 케이블의 한쪽 끝에 두 개의 리드 핀 pretinning 케이블을 삽입 하 여 솔더.</li>
	<li>그런 다음 축소 각 리드에 튜브를 넣어 리드를 보 온. 축소 된 튜브는 케이블 리드 보다는 직경에서 훨씬 더 큰 선택 합니다. 열 총 열 수축 수축. 수축 튜브는 리드 주위 단단히 포장 합니다 지금. 참고: 이러한 두 개의 단서 얻을 실험 동안 휘트스톤 브리지에 연결.</li>
	<li>솔더 1000 Ω 스트레인의 두 연락처에 센서 케이블의 나머지 끝은 나머지에 13.5 m m * 5.5 m m 격자의 크기와 측정 리드 (그림 3a).</li>
	<li>센서 케이블 (그림 3는) 태그를 식별 하는 센서를 추가 합니다.</li>
</ol>8. 밀봉 센서
참고: 스트레인 게이지 바닷물에 빨리 침식 하 고 따라서 봉인 해야 합니다 아주 잘. 인감의 품질 센서의 유용한 생활을 영향을 줍니다.
<ol><li>PCT-2A 테이프 센서 (그림 3를)의 옆에 긴 끝 및 2 m m 테이프 15 m m를 떠나는 그들을 연결 하 여 스트레인 게이지를 봉인. 스트레인 게이지의 밑면에 PCT-2A 테이프를 부착 후 빠른 젤 센서 리드와 케이블의 연결 된 열린 끝에 추가 합니다.</li>
	<li>센서의 상단 측면에 하단 조각으로 같은 크기의 PCT-2A 테이프의 두 번째 작품을 연결 하 고 중간에 스트레인 게이지와 테이프의 두 조각을 함께 첨부. 허용 하지 않습니다 흐름에 빠른 젤 보다 어디서 나 다른 리드와 센서 케이블.</li>
	<li>를 개선 하기 위해 인감 테이프 센서를 둘러싼 두 가지 만나는 가장자리에 PCT-2A 테이프의 얇은 스트립을 추가 합니다. 센서의 3 개의 노출된 가장자리에 이렇게 합니다.</li>
	<li>12 센서 케이블 센서, 각 채널 휘트스톤 브리지에 대 한 구성 단계 6.1 8.4 11 번을 반복 합니다. 참고: 스트레인 게이지의 성공적인 씰링 해 수 및 센서 출력에 가끔 "점프"를 최소화 하기 위한 쌍 각 조개 품 센서 생존에 영향을 미치는 주요 변수를 했다. 위에서 설명한 봉인 기술 하지 않고 이전 실험 결과 초기 센서 부식 및 후속 실패, 또는 측정 범위를 넘어 빠른 드리프트. 미래 개선 기법 개선 인감을 포함 해야 합니다.</li>
</ol>9. (그림 3b, c) 쌍 각 조개를 밸브 품 센서 부착
<ol><li>굴 diel 사이클 제거 낮은 고원 단계 전에 hypoxia 수족관.</li>
	<li>매니큐어와 각 C. virginica의 깨끗 하 고 마른 껍질에는 식별 번호를 작성.</li>
	<li>봉인 된 스트레인 게이지는 깨끗 하 고 건조 밸브 라이브 C. virginica (그림 3b, c)의 실행 후 제거할 센서 있도록 수족관 실 란 트를 사용 하 여 연결 합니다. 셸그림 3(c)에 중간쯤에 대 한 굴의 오른쪽 (평면) 밸브에 리드와 품 센서를 부착 하 고 스트레인 게이지 (그림 3b)의 루프 ( 밸브의 개방을 방해 수 없습니다 밸브에 걸쳐 두고 그림 3b). 왼쪽된 밸브에 센서의 나머지 자유 끝점을 붙입니다. 참고: 관측은 굴 열 그들의 밸브 일반적으로 장소에 센서를 확인 합니다.</li>
	<li>그러나 어떤 길은 센서 붙어 중요 하지 않습니다,, 신호 방향 것입니다 변경 될 경우 일부 리드는 왼쪽 및 오른쪽 밸브에 일부에 붙어있다. 신호의 방향에서 실행의 끝에 쌍 각 조개의 강제 폐쇄 된다. 모든 bivalves에 대 한 품 응답 신호에 변화의 일관 된 방향에 대 한 동일한 밸브 쪽으로 리드 센서와 스트레인 게이지 부분을 접착.</li>
	<li>센서를 밀봉 하 고 굴에 그들을 연결 하는 과정의 각 단계 확인 센서 저항 주기적으로 판독 전자의 범위 내에서 유지 됩니다 있는지 확인 하 고 처리 하는 동안 센서의 손상에 대 한 확인 합니다.</li>
	<li>12 굴은 SGM의 모든 12 채널을 채우기 위해 12 센서에 연결 합니다.</li>
	<li>과 포화 고원 단계 직전 다른 수족관에 굴을 추가 합니다.</li>
</ol>10. 설치의 데이터로 거 멀티플렉서 밸브 품 장치에 대 한
<ol><li>쌍 각 조개에 센서를 부착 하 고 각 센서 (12 교량의 총)에 대 한 개별 휘트스톤 브리지 (그림 1)과 SGM에 케이블을 연결 한 데이터로 거에 연결.</li>
	<li>설정 데이터로 거 샘플 기간을 읽고 한 번 모든 2.5 s 그리고 다음 15 평균 s. 참고: 여기에 사용 하는 데이터로 거에 62 k 샘플 메모리 무인된 작업의 12 h 허용. 더 큰 습도 빠른 샘플링 속도 선택할 수 있습니다, 필요한 경우.</li>
	<li>SGM에 다이얼 쌍 각 조개는 포 텐 쇼 미터를 사용 하 여에 센서를 부착 한 후 각 개별 센서에 대 한 품 신호를 0.</li>
	<li>필요한 경우, 높은 salinities로, 수정 정기적으로 센서 응답에서 드리프트에 대 한 각 센서는 센서는 SGM의 범위에 남아 있도록 (+ 25 하-25 mV) 휘트스톤 브리지의 출력. SGM 범위 휘트스톤 브리지 및 datalogger 입력 사이 최대 감도 위해 선택 되었다.</li>
</ol>11. 배포 Bivalves Diel 사이클링 Hypoxia에서 품 센서의
<ol><li>수족관 후 실 란 트 치료는 (ca 30 분)는 bivalves 물 흐름을 통해 실험에 잠수 하기 전에 걸러 수족관 실 란 트 수 있도록 적어도 5 h와 산소 지주 양동이 반환.</li>
	<li>과 포화 (SS) 고원 (그림 2)을 램프 업 단계 수족관에 굴을 넣습니다.</li>
</ol>12입니다. 복구 Bivalves 품 센서의
<ol><li>Diel 자전거 hypoxiaat 2 일 기간의 끝에와 함께 수족관에서 굴을 복구할 때 손가락을 사용 하 여 센서 전압에 닫는 신호 생산을 닫고 굴 하. 방향 및 닫는 신호의 진도이 이렇게 기록 될 수 있습니다.</li>
	<li>센서 값은 ½ 닫힌된 값 보다 큰 경우 오픈으로 굴을 정의 합니다. 센서 값은 ½ 보다 작은 경우 폐쇄 굴 닫는 값을 정의 합니다. 참고: 동부 쪽 굴 열지 마십시오 많은 중간 범위에.</li>
</ol>13입니다. 원시 밸브 품 데이터의 선형화
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig4.jpg"> 그림 4. 굴의 원시 품 데이터의 선형화. (a) 14 h 빛: 10 h 어두운 단계, 심한 저 산소 증의 기간이 2 일 동안 (b) [할] ([할] 0.6 mg/L), (c) 원료 품 데이터 시간 한 굴의 시리즈. 데이터의 선형 드리프트 센서의 부식에 의해 발생 하 고 후 처리, 후 처리, (e) 대략적인 실시간으로 후 (d) 품 데이터 시간 시리즈에서 제거 될 수 있다. 닫는 스파이크의 방향과 크기를 확인 하려면 굴 실행의 끝에서 트리거됩니다. 크기가 다른 센서 사이 다릅니다. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol><li>시각적으로 굴 품 활동을 식별 하 고 폐쇄를 사용 하 여 (또는 열 중 하나는 더 이상) 악기 드리프트를 결정 하기 위해 bivalves의 단계. 하나 닫힌된 값을 표시 하 고 열을 스프레드시트 소프트웨어에서 IF 문을 사용 하 여 0 값 (예: = 경우 (> 5, 1 (true), 0 (false) 셀)).</li>
	<li>짧은 단계를 제거 하 고 나머지 원시 데이터에 선형 회귀를 실행. 회귀 방정식을 사용 하 여 실험 데이터 (그림 4)를 선형화. 선형화는 각 센서에 대 한 개별적으로 할 수 있다. 참고: 센서 드리프트는 짧은 (분) 및 (일) 시간 긴 선형의 양과 비늘 다릅니다 센서에서 센서. 드리프트는 일반적으로 무시할 수 있는 가끔 선형 드리프트 언급 되었습니다 한 시간 같은 짧은 시간 지속. 센서 드리프트는 밸브 품 및 센서 품 교정 각 센서에 대 한 별도로 할 수 있고는 선형화 각 센서 데이터의 후 처리에 대 한 할 수 있다 필요로 한다.</li>
</ol>14. 센서의 보정: 센서 mV 대 실제 품 폭
측면 실험에서 센서 전압 굴의 실제 품 폭에 측정 될 수 있다.
<ol><li>수족관에서 품 센서와 굴을 설정 합니다. 품 녹음을 시작 합니다. 그것으로 가까이 굴을 트리거하십시오. 곧 후, 굴 다시 열 것 이다.</li>
	<li>굴을 열기로 사진 고 품 기구의 센서 전압 사진 촬영 때마다 적어. 계속 어떤 사진이는 품 장치 독서의 추적 합니다. 밸브의 동일한 수준에서 사진에 참조 규모를 놓습니다.</li>
	<li>거리 분석 굴은 ImageJ 같은 오픈 소스 이미지 처리 프로그램을 사용 하 여 각 사진 (mm)에.</li>
	<li>센서 전압을 실제 품 폭을 비교 하 고 회귀 분석을 실행 합니다. 이 실제 개방 상태에 대 한 보정을 제공 하 고 추가 센서 측정 다음 관련이 있을 수 있습니다 쌍 각 조개의 실제 품 폭. 참고: 품 폭은 선형으로 관련 센서 전압, 실제로 표시 하는 동안이 프로세스 너무 오래 걸리며 hypoxia 품 실험 수행 되지 않았습니다. Hypoxia 품 실험에 필요한 센서와 장비는 수족관에 반환을 그들의 수족관에서 시간의 최소 금액에 대 한 굴을 제거 하는 것이 중요 했다. 일부 실험 품 폭 측정에 중요 한 있을 수 있습니다 및 위의 보정 기법을 따라야 한다.</li>
</ol>

우리는 공개 아무 것도 없다.

일반적인 연구 초점에 연속, 연장 기간 저 산소 조건 및 응답, 종종 동물의 생존으로 측정. 그러나, 현재, diel 사이클링 hypoxia에 동물의 행동 반응에 대 한 우리의 이해 최소63이다. 따라서, 더 많은 연구 diel 사이클링 hypoxia 많은 구7,8에서 여름 동안 정기적으로 발생 하는 응답에 생물의 행동에 집중 해야 한다.
여기, ...

저 산소 증, 즉, 해산 생물을 저하를 낮은 산소 농도 [할] 충분히와 생태 프로세스 하지만 종종 기능적으로 정의 < 2 mg/L1, 고 anoxia의 [할] ([마]로 기능적으로 정의 된 0.0-0.2 mg/L) 세계의 연안 해 역, 구 및 심해2,3 에 더 자주 그리고 심각 하 게 발생 하 고 양화4,5증가 의해 악화 자주. Hypoxia 및 anoxia 증가 면적 정도, macrofauna 부정적인 영향을 서식 지 범위와 서식 지 품질 손실. 기후 변화는 hypoxia과 anoxia6악화 될 전망 이다.
체사피크 베이, 미국, 등 많은 층 화, 영양소 풍부한 강어귀에서 계절 영구 hypoxia 번성 할 수 하 고2년 후 발생할 수 있습니다. 또한, 산소의 diel 사이클링 구 체사피크 베이 등 다른 위치에서에서 자주 하 고 늦은 밤 또는 여름7,8에서 이른 아침 시간 동안 발생 합니다.
대부분의 연구와 hypoxia 및 anoxia9,10,,1112,13,14 그들의 관용 [할] 낮은 생물의 지속적인 노출의 효과에 초점을 맞추고 있다 . 또한, 연구는 응답 확장 낮은 [할]4,15종 배포판, 나타났는데, 그리고 종 구성에 대규모 변화를 보았다. 종종 종 낮은 질량에서 죽는 [할]에 매우 민감한16 루이지애나 텍사스 선반 생태계4에서 발견으로, 예를 들어 젊은, 작은 크기, 수명이 짧은 동물을 나머지 종 이동.
행동 변화는 일반적으로 사회 붕괴17 앞 및 확장 낮은 [할]4,,1617,18,19 생물의 행동 반응에 연구 보고 ,20,21,22,23,,2425. 그러나 이러한 연구에,, hypoxia의 diel 사이클링 노출 및 강어귀에서 [할] 가용성의 변동 자연 생물의 응답에 집중 하지 않습니다.
얕은 어귀 Diel 사이클링 hypoxia가 받은 증가 인식 연구 모니터링 [할] 더 자주 sondes 구16,26일의 과정을 통해. 물 hypoxic 밤의 끝에 시간 또는 여름에서 이른 아침 시간 동안 남아 있을 수 있을 때 밤 하지만 높은 산소 소모 하는 동안 아무 산소 생성 광합성 호 기성 호흡7,16. 그것은 또한 파도 diel 영향 발견 낮은 파도 밤27의 끝과 일치 하는 때 관찰 가장 극단적인 최소와 낮은 할 조건의 사이클링. Hypoxia가 [할]의 몇 시간 후 다시와 서 normoxia7,,1628 일일 주기.
Diel 순환 산소와 pH 우리 실험실에 노출 하는 굴의 밸브의 개폐 모니터링 C. virginica 의 행동 반응 확인 하려면 diel [마]의 자전거 및 순환 유도 pH. 품 응답 bivalves의 불리 한 환경 조건 검색에 사용 되었습니다. 오염 물질29,,3031, 독성 조류32,,3334, 열 오염35,36 응답에서 bivalves의 밸브 폐쇄 , 37, 음식 수량 감소38,,3940, 먹이 정권39,41, emersion37,42, photoperiod43 , 44, pH45,46및 결합 된 pH 및 용 존된 산소47 측정 되었다. 품 기술, 예를 들어 포함 직접 관찰48,49,13, 리드 스위치, 자석 (Dreissena 모니터)50또는 광섬유 센서를 사용 하 여 연속 측정 51 맑은 물 요구 하 는입니다. 또한, 자석 및 자석 분야 강도 홀 센서 홍합 품 각도52,,5354,55, 높은-주파수 전자기 유도 시스템을 공부 하 고 사용 되었습니다. 그 수는 밸브에 붙어 두 개의 전기 코일 사이의 다양 한 거리 측정 되었습니다56,,5758,59를 사용. 높은 전압 소스는 전자기 유도 시스템에 필요한 고 파워 쉘52의 양쪽 모두에 게 배달 했다. 이 시스템은 또한 "MOSSELMONITOR" (http://mosselmonitor.nl/)으로 상용.
단단한 연구 예산에 우리 실험실 유도 diel 저렴 한 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴 품을 지속적으로 측정 하는 생성의 [] 사이클링과 pH, 낮은 가시성 조건 하에서. 우리의 시스템은 또한 많은 동물 실험 중 계측할 수 있도록 경쟁 시스템 보다 훨씬 간단 하 게. 우리 심각한 자전거 diel C. virginica 의 행동 응답을 확인 하 고 싶 었 ([할] = 0.6 mg/L) 제어 ph hypoxia (pH 7.8 =) 및 자전거 pH (pH = 7.8-7.0), 각각, 고 온화한 품 응답 ([할] = 1.7 mg/L) hypoxia. 또한, 우리는 굴 [할]는 diel 이상 하 고 normoxia hypoxic 이벤트 후 반환 될 때 어떻게 반응 변화에 신속 하 게 응답할 수 있는지 확인 싶 었 어 요. 아마도 그들이 사는 굴은 많은 구16,27 에 있는 급속 하 게 변동 환경에 최적 적응. 더 복잡 한 밸브 품 모니터를 사용할 수는 SGM 낮은 가시성 조건 에서도 밸브 품 바다에서의 연속 측정을 허용 하는 저렴 한 기술을 제공 한다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57404/57404fig1.jpg"> 그림 1. 밸브 품 장치에 대 한 휘트스톤 브리지. <a href="/files/ftp_upload/57404/57404fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
쌍 각 조개 품 모니터링을 위해 사용 되는 스트레인 게이지 센서 백업 polyimide에 meander 패턴에 저항 영화가 있습니다. 적은 양의 스트레인 센서의 저항 조절. 쌍 각 조개 flexes 스트레인 게이지 때 그것 하 품의 발작 센서의 저항 변화를 일으키는. 우리는 센서 저항에서 변화를 측정 하기 위해 그림 1 에 표시 된 대로 각 쌍 각 조개 채널 널링, 균형, 휘트스톤 브리지를 고용. 휘트스톤 브리지는 상당히 높은 이득을 datalogger에 의해 고용 될 수 있도록 포 텐 쇼 미터에 의해 nulled입니다. 휘트스톤 브리지는 알려진된 저항 표준 및 전압계를 비율을 사용 하 여 알 수 없는 저항을 정확 하 게 측정 하는 표준 방법입니다. 이 아주 오래 된 기술의 역사는 Ekelof (2001 년)60에 설명 되어 있습니다. 우리는 스트레인 게이지 모니터 (SGM)에 각각 자체 휘트스톤 브리지 및 널링 포 텐 쇼 미터, 12 채널을 통합.

<table><tbody><tr><td>Campbell CR 10x data logger</td><td>Campbell Scientific, Logan, Utah</td><td></td><td>Or other data logger. At Campbell the CR 10X has been replaced with the CR 1000</td></tr><tr><td>Campbell CR 10x multiplexer</td><td>Campbell Scientific, Logan, Utah</td><td></td><td>Data logger needs to have space for 12 channels</td></tr><tr><td>Dsub connector male crimp pins</td><td>TE Connectivity</td><td>205089-1</td><td>pins for gape sensor leads</td></tr><tr><td>PCA tape</td><td>Micro Measurements Corp, NC</td><td></td><td>To seal the strain gauge</td></tr><tr><td>Duro Quick Gel</td><td>Ace Hardware</td><td></td><td>Superglue</td></tr><tr><td>SG13/1000-LY43 or LY41</td><td>Omega Engineering Inc., Stanford, CT</td><td></td><td>Strain gauges</td></tr><tr><td>32 AWG (7/40) teflon Alpha wires</td><td>AlphaWire, Elizabeth, NJ</td><td>2840/7</td><td>Sensor cables, different colors are available</td></tr><tr><td>1/16&quot; heat shrink tubing</td><td>Qualtek</td><td>B01A3QKKO6</td><td>To seal the leads of the sensor cable</td></tr><tr><td>Weller WES51 Analog Soldering Station</td><td>Amazon</td><td></td><td>Lots of soldering, need a good soldering iron. https://www.amazon.com/Weller-WES51-Analog-Soldering-Station/dp/B000BRC2XU/ref=sr_1_23?s=hi&amp;amp;ie=UTF8&amp;amp;qid=1505654295&lt;br/&gt; &amp;amp;sr=1-23&amp;amp;keywords=soldering+iron</td></tr><tr><td>Rosin Soldering Flux Paste</td><td>Amazon</td><td></td><td>Needed for soldering</td></tr><tr><td>60-40 Tin Lead Rosin Core Solder Wire</td><td>Amazon</td><td></td><td>Needed for soldering</td></tr><tr><td>Aquarium sealant</td><td>Home Depot</td><td></td><td>Attach sensors to bivalve</td></tr><tr><td>PC Laptop</td><td></td><td></td><td>Any old PC to run Campbell gape program</td></tr><tr><td>heat gun</td><td>Amazon</td><td></td><td>shrink shrink tubing</td></tr><tr><td>Drill</td><td>Hardware store, Amazon</td><td></td><td>for twisting wires to make sensor cables</td></tr><tr><td>AC to DC power module</td><td>Acopian</td><td>DB15-30</td><td>Wheatstone bridge power supply</td></tr><tr><td>Poteniometer</td><td>Clarostat</td><td>733A</td><td>Wheatsone bridge nulling</td></tr><tr><td>isolating BNC connector</td><td>Sterren Electronics</td><td>&quot;200-148</td><td>Wheatstone bridge output for multimeter</td></tr><tr><td>Fused AC receptical panel module</td><td>Adam technologies</td><td>IEC-GS-1-200</td><td>Wheatstone bridge power supply connector</td></tr><tr><td>976 ohm 1% resistor</td><td>Vishay Dale</td><td>CMF50976R00FHEB</td><td>Wheatstone bridge resistor</td></tr><tr><td>1 kohm 1% resistor</td><td>Vishay Dale</td><td>CMF501K0000FHEB</td><td>Wheatstone bridge resistor</td></tr><tr><td>Potentiometer scale dial</td><td>Kilo International</td><td>462</td><td>10 turn dial for nulling potentiometer</td></tr><tr><td>DB25 male panel connector</td><td>TE connectivity</td><td>1757819-8</td><td>Data logger connector on Wheatstone bridge</td></tr><tr><td>DB25 female panel connector</td><td>TE connectivity</td><td>1757819-8</td><td>Sensor connector to Wheatstone bridge</td></tr><tr><td>perforated circuit board</td><td>Vector electronics</td><td>64P44WE</td><td>circuit board for mounting of bridge components</td></tr><tr><td>enclosure</td><td>Hammond Manufacturing</td><td>1444-29</td><td>Enclosure for sensor readout electronics</td></tr></tbody></table>

a strain gauge monitor (sgm) for continuous valve gape measurements in bivalve molluscs in response to laboratory induced diel-cycling hypoxia and ph

저렴 한, 실험실 기반, 스트레인 게이지 밸브 품 모니터 (SGM) diel 사이클링 hypoxia에 쌍 각 조개 연체 동물의 밸브 품 동작 모니터링 개발 되었습니다. 굴 (Crassostrea virginica)의 포탄에 연결 된 스트레인 게이지를 휘트스톤 브리지 연결 되었다. 기록 된 신호를 통해 지속적으로 기록 하는 bivalves의 개폐에 대 한 허용의 실험적으로 유도 된 diel 사이클링 hypoxia diel 사이클링 pH 2 일 기간. 여기, 우리는 저렴 한 스트레인 게이지 모니터를 개발 하기 위한 프로토콜을 설명 하 고 예제 실험실 실험에서 설명, 동부 hypoxia diel 사이클링에 대 한 응답 (C. virginica)를 굴 우리의 밸브 품 동작 측정을 사용 하는 방법 및 pH의 주기적 변화입니다. 밸브 품 순환 가혹한 hypoxic (0.6 mg/L)를 받게 하는 굴에 측정 되었다 산소 조건 pH, 순환 가벼운 hypoxic (1.7 mg/L) 조건 및 normoxic (7.3 mg/L) 조건에서 주기적 변화 없이 해산. 그 굴 반복된 diel 사이클 발생, 그들은 빠르게 심한 저 산소 증에 응답에 그들의 포탄 및 종료 가벼운 hypoxia에 시간 지연으로 설명 합니다. Normoxia 복원 되 면 그들은 신속 하 게 다시 엽니다. 굴은 diel 심각한 hypoxia 사이클링에 순환 pH 조건에 응답 하지 않았습니다. 감소 된 산소 조건에서 굴의 1/3 이상 동시에 폐쇄. 우리는 굴 diel 사이클링 hypoxia, 녹은 산소를 위해 bivalves의 동작을 평가 때 고려 되어야 합니다에 응답을 보여 줍니다. SGM 밸브 응답 쌍 각 조개 연체 동물의 용 존된 산소 또는 오염 물질의 변화를 평가 하기 위해 사용할 수 있습니다. 씰링 더 나은 물개를 기술 해 수에서 밸브 품 스트레인 게이지 센서의 장 수를 증가 하기 위하여 추가 개선이 필요 합니다.

굴 중단된 normoxic 강어귀 물 (매일 주기의 낮은 고원 단계 동안 아무 산소)에 노출 오픈 시간의 대부분 그리고 단지 짧게 자주 폐쇄 (그림 5). 그들은 폐쇄 때 굴에서 굴 다양 합니다. 이 패턴 또한 Loosanoff 및 Nomejko 194644 와 히 긴 스 198039에 의해 발견 되었습니다. 굴도 어둡고 밝은 단계 차이에 응답 하지 않았습니다.</...

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A Strain Gauge Monitor SGM for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH

스트레인 게이지 모니터 (SGM) 쌍 각 조개 연체 동물 실험실 유도 Diel 순환 산소와 pH에에서 연속 밸브 품 측정에 대 한

용 존된 산소와 같은 환경 변수를 현 탁 액 지류 쌍 각 조개의 행동 답변 이해 생태계의 일부 프로세스를 설명할 수 있습니다. Diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 저렴, 실험실 기반, 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴, Crassostrea virginica의 밸브 품 응답을 측정 하기 위해 개발 했습니다.

An inexpensive, laboratory-based, strain gauge valve gape monitor (SGM) was developed to monitor the valve gape behavior of bivalve molluscs in response ...

a-strain-gauge-monitor-sgm-for-continuous-valve-gape-measurements

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

A Strain Gauge Monitor (SGM) for Continuous Valve Gape Measurements in Bivalve Molluscs in Response to Laboratory Induced Diel-cycling Hypoxia and pH

8.9K 조회수.  University of Baltimore. 용 존된 산소와 같은 환경 변수를 현 탁 액 지류 쌍 각 조개의 행동 답변 이해 생태계의 일부 프로세스를 설명할 수 있습니다. Diel 사이클링 hypoxia 및 산 순환도 저렴, 실험실 기반, 스트레인 게이지 모니터 (SGM) 굴, Crassostrea virginica의 밸브 품 응답을 측정 하기 위해 개발 했습니다.

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A Simple Approach to Manipulate Dissolved Oxygen for Animal Behavior Observations

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal behavior questions. The protocol described here provides a simple, reproducible, and controlled method to manipulate DO to study behavioral response in aquatic organisms resulting from hypoxic and anoxic conditions. While performing degasification of water with nitrogen is commonly used in laboratory settings, no explicit method for ecological (aquatic) application exists in the literature, and this protocol is the first to describe a protocol to degasify water to observe organismal response. This technique and protocol were developed for direct application for aquatic macroinvertebrates; however, small fish, amphibians, and other aquatic vertebrates could be easily substituted. It allows for easy manipulation of DO levels ranging from 2 mg/L to 11 mg/L with stability for up to a 5 min animal-observation period. Beyond a 5 min observation period water temperatures began to rise, and at 10 min DO levels became too unstable to maintain. The protocol is scalable to the study organism, reproducible, and reliable, allowing for rapid implementation into introductory teaching labs and high-level research applications. The expected results of this technique should relate dissolved oxygen changes to behavioral responses of organisms.

This article describes a simple and reproducible protocol to manipulate dissolved oxygen conditions in a laboratory setting for animal behavior studies. This protocol may be used in both teaching and research laboratory settings to evaluate organismal response of macroinvertebrates, fishes, or amphibians to changes in dissolved oxygen concentration.

간단한 접근 방식은 동물 행동 관찰을위한 용존 산소를 조작하는

The ability to manipulate dissolved oxygen (DO) in a laboratory setting has significant application to investigate a number of ecological and organismal ...

연구

환경과학

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of tri-leaflet polymer valve prostheses. However, identification of a protocol for initial assessment of polymer valve hydrodynamic functionality is paramount during the early stages of the design process. Traditional in vitro pulse duplicator systems are not configured to accommodate flexible tri-leaflet materials; in addition, assessment of polymer valve functionality needs to be made in a relative context to native and prosthetic heart valves under identical test conditions so that variability in measurements from different instruments can be avoided. Accordingly, we conducted hydrodynamic assessment of i) native (n = 4, mean diameter, D = 20 mm), ii) bi-leaflet mechanical (n= 2, D = 23 mm) and iii) polymer valves (n = 5, D = 22 mm) via the use of a commercially available pulse duplicator system (ViVitro Labs Inc, Victoria, BC) that was modified to accommodate tri-leaflet valve geometries. Tri-leaflet silicone valves developed at the University of Florida comprised the polymer valve group. A mixture in the ratio of 35:65 glycerin to water was used to mimic blood physical properties. Instantaneous flow rate was measured at the interface of the left ventricle and aortic units while pressure was recorded at the ventricular and aortic positions. Bi-leaflet and native valve data from the literature was used to validate flow and pressure readings. The following hydrodynamic metrics were reported: forward flow pressure drop, aortic root mean square forward flow rate, aortic closing, leakage&#160;and regurgitant volume, transaortic closing, leakage, and total energy losses. Representative results indicated that hydrodynamic metrics from the three valve groups could be successfully obtained by incorporating a custom-built assembly into a commercially available pulse duplicator system and subsequently, objectively compared to provide insights on functional aspects of polymer valve design.

There has been renewed interest in developing polymer valves. Here, the objectives are to demonstrate the feasibility of modifying a commercial pulse duplicator to accommodate tri-leaflet geometries and to define a protocol to present polymer valve hydrodynamic data in comparison to native and prosthetic valve data collected under near-identical conditions.

트라이 전단지 폴리머 밸브의 상대 유체 역학 평가를위한 프로토콜

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

생체공학

Quantitative and Temporal Control of Oxygen Microenvironment at the Single Islet Level

Simultaneous oxygenation and monitoring of glucose stimulus-secretion coupling factors in a single technique is critical for modeling pathophysiological states of islet hypoxia, especially in transplant environments. Standard hypoxic chamber techniques cannot modulate both stimulations at the same time nor provide real-time monitoring of glucose stimulus-secretion coupling factors. To address these difficulties, we applied a multilayered microfluidic technique to integrate both aqueous and gas phase modulations via a diffusion membrane. This creates a stimulation sandwich around the microscaled islets within the transparent polydimethylsiloxane (PDMS) device, enabling monitoring of the aforementioned coupling factors via fluorescence microscopy. Additionally, the gas input is controlled by a pair of microdispensers, providing quantitative, sub-minute modulations of oxygen between 0-21%. This intermittent hypoxia is applied to investigate a new phenomenon of islet preconditioning. Moreover, armed with multimodal microscopy, we were able to look at detailed calcium and KATP channel dynamics during these hypoxic events. We envision microfluidic hypoxia, especially this simultaneous dual phase technique, as a valuable tool in studying islets as well as many ex vivo tissues.

Microfluidic oxygen control confers more than just convenience and speed over hypoxic chambers for biological experiments. Especially when implemented via diffusion through a membrane, microfluidic oxygen can provide simultaneous liquid and gas phase modulations at the microscale-level. This technique enables dynamic multi-parametric experiments critical for studying islet pathophysiology.

단일 베이 수준에서 산소 미시의 양 및 시간 제어

Simultaneous oxygenation and monitoring of glucose stimulus-secretion coupling factors in a single technique is critical for modeling pathophysiological ...

Design and Use of an Apparatus for Quantifying Bivalve Suspension Feeding at Sea

As shellfish aquaculture moves from coastal embayments and estuaries to offshore locations, the need to quantify ecosystem interactions of farmed bivalves (i.e., mussels, oysters, and clams) presents new challenges. Quantitative data on the feeding behavior of suspension-feeding mollusks is necessary to determine important ecosystem interactions of offshore shellfish farms, including their carrying capacity, the competition with the zooplankton community, the availability of trophic resources at different depths, and the deposition to the benthos. The biodeposition method is used to quantify feeding variables in suspension-feeding bivalves in a natural setting and represents a more realistic proxy than laboratory experiments. This method, however, relies upon a stable platform to satisfy the requirements that water flow rates supplied to the shellfish remain constant and the bivalves are undisturbed. A flow-through device and process for using the biodeposition method to quantify the feeding of bivalve mollusks were modified from a land-based format for shipboard use by building a two-dimensional gimbal table around the device. Planimeter data reveal a minimal pitch and yaw of the chambers containing the test shellfish despite boat motion, the flow rates within the chambers remain constant, and operators are able to collect the biodeposits (feces and pseudofeces) with sufficient consistency to obtain accurate measurements of the bivalve clearance, filtration, selection, ingestion, rejection, and absorption at offshore shellfish aquaculture sites.

A flow-through device for using the biodeposition method to quantify filtration and feeding behavior of bivalve mollusks was modified for shipboard use. A two-dimensional gimbal table built around the device isolates the apparatus from boat motion, thereby allowing the accurate quantification of bivalve filtration variables at offshore shellfish aquaculture sites.

디자인 및 쌍 각 조개 서 스 펜 션 바다에서 먹이 측정 기구 사용

As shellfish aquaculture moves from coastal embayments and estuaries to offshore locations, the need to quantify ecosystem interactions of farmed bivalves ...

Microalgae Cultivation and Biomass Quantification in a Bench-Scale Photobioreactor with Corrosive Flue Gases

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for microalgal cultivation with temperature, pH, and gas composition and flow rate control. At bench-scale, photobioreactors are advantageous to researchers studying microalgal properties, productivity, and growth optimization. At industrial scales, photobioreactors can maintain product purity and improve production efficiency. The video describes the preparation and use of a bench-scale photobioreactor for microalgal cultivation, including the safe use of corrosive gas inputs, and details relevant biomass measurements and biomass productivity calculations. Specifically, the video illustrates microalgal culture storage and preparation for inoculation, photobioreactor assembly and sterilization, biomass concentration measurements, and a logistic model for microalgal biomass productivity with rate calculations including maximum and overall biomass productivities. Additionally, since there is growing interest in experiments to cultivate microalgae using simulated or real waste gas emissions, the video will cover the photobioreactor equipment adaptations necessary to work with corrosive gases and discuss safe sampling in such scenarios.

Bench-scale, axenic cultivation facilitates microalgal characterization and productivity optimization before subsequent process scale-up. Photobioreactors provide the necessary control for reliable and reproducible microalgal experiments and can be adapted to safely cultivate microalgae with the corrosive gases (CO2, SO2, NO2) from municipal or industrial combustion emissions.

부식성 연도 가스가 있는 벤치 스케일 광생물반응기에서 미세조류 재배 및 바이오매스 정량화

Photobioreactors are illuminated cultivation systems for experiments on phototrophic microorganisms. These systems provide a sterile environment for ...

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an area of productive research with over 1,400 published animal studies in just the last 5 years. Numerous techniques have been developed for quantifying smooth muscle activity of the stomach, small intestine, and colon. In vitro and ex vivo techniques offer powerful tools for mechanistic studies of GI function, but outside the context of the integrated systems inherent to an intact organism. Typically, measuring in vivo smooth muscle contractions of the stomach has involved an anesthetized preparation coupled with the introduction of a surgically placed pressure sensor, a static pressure load such as a mildly inflated balloon or by distending the stomach with fluid under barostatically-controlled feedback. Yet many of these approaches present unique disadvantages regarding both the interpretation of results as well as applicability for in vivo use in conscious experimental animal models. The use of dual element strain gages that have been affixed to the serosal surface of the GI tract has offered numerous experimental advantages, which may continue to outweigh the disadvantages. Since these gages are not commercially available, this video presentation provides a detailed, step-by-step guide to the fabrication of the current design of these gages. The strain gage described in this protocol is a design for recording gastric motility in rats. This design has been modified for recording smooth muscle activity along the entire GI tract and requires only subtle variation in the overall fabrication. Representative data from the entire GI tract are included as well as discussion of analysis methods, data interpretation and presentation.

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

The in vivo measurement of smooth muscle contractions along the gastrointestinal tract of laboratory animals remains a powerful, though underutilized, technique. Flexible, dual element strain gages are not commercially available and require fabrication. This protocol describes the construction of reliable, inexpensive strain gages for acute or chronic implantation in rodents.

측정을위한 소형 이중 요소 스트레인 게이지의 제조 및 주입<em&gt; 생체</em&gt; 설치류에서 위장 수축.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an ...

Impedance Pneumography for Minimally Invasive Measurement of Heart Rate in Late Stage Invertebrates

Temperatures in oceans are increasing rapidly as a consequence of widespread changes in world climates. As organismal physiology is heavily influenced by environmental temperature, this has the potential to alter thermal physiological performance in a variety of marine organisms. Using the American lobster (Homarus americanus) as a model organism, this protocol describes the use of impedance pneumography to understand how cardiac performance in late stage invertebrates changes under acute thermal stress. The protocol presents a minimally invasive technique that allows for real-time collection of heart rate during a temperature ramping experiment. Data are easily manipulated to generate an Arrhenius plot that is used to calculate Arrhenius break temperature (ABT), the temperature at which heart rate begins to decline with increasing temperatures. This technique can be used in a variety of late stage invertebrates (i.e., crabs, mussels, or shrimps). Although the protocol focuses solely on the impact of temperature on cardiac performance, it can be modified to understand the potential for additional stressors (e.g., hypoxia or hypercapnia) to interact with temperature to influence physiological performance. Thus, the method has potential for wide-ranging applications to further understand how marine invertebrates respond to acute changes in the environment.

Measuring heart rate during a thermal challenge provides insight into physiological responses of organisms as a consequence of acute environmental change. Using the American lobster (Homarus americanus) as a model organism, this protocol describes the use of impedance pneumography as a relatively noninvasive and nonlethal approach to measure heart rate in late stage invertebrates.

후기 무척추 동물에서 심박수의 최소 침습 측정을 위한 임피던스 폐색술

Temperatures in oceans are increasing rapidly as a consequence of widespread changes in world climates. As organismal physiology is heavily influenced by ...

Supramaximal Intensity Hypoxic Exercise and Vascular Function Assessment in Mice

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by international guidelines for patients suffering from cardiovascular diseases, more specifically, lower extremity artery diseases, where the patients' walking capacity is considerably altered, affecting their quality of life. 
Traditionally, both low continuous exercise and interval training have been used. Recently, supramaximal training has also been shown to improve athletes' performances via vascular adaptations, amongst other mechanisms. The combination of this type of training with hypoxia could bring an additional and/or synergic effect, which could be of interest for certain pathologies. Here, we describe how to perform supramaximal intensity training sessions in hypoxia on healthy mice at 150% of their maximal speed, using a motorized treadmill and a hypoxic box. We also show how to dissect the mouse in order to retrieve organs of interest, particularly the pulmonary artery, the abdominal aorta, and the iliac artery. Finally, we show how to perform ex vivo vascular function assessment on the retrieved vessels, using isometric tension studies.

High-intensity training in hypoxia is a protocol that has been proven to induce vascular adaptations potentially beneficial in some patients and to improve athletes&#39; repeated sprint ability. Here, we test the feasibility of training mice using that protocol and identify those vascular adaptations using ex vivo vascular function assessment.

Supramaximal 강도 Hypoxic 운동과 쥐에 혈관 기능 평가

Exercise training is an important strategy for maintaining health and preventing many chronic diseases. It is the first line of treatment recommended by ...

행동분석학

The ex vivo Isolated Skeletal Microvessel Preparation for Investigation of Vascular Reactivity

The isolated microvessel preparation is an ex vivo preparation that allows for examination of the different contributions of factors that control vessel diameter, and thus, perfusion resistance1-5. This is a classic experimental preparation that was, in large measure, initially described by Uchida et al.15 several decades ago. This initial description provided the basis for the techniques that was extensively modified and enhanced, primarily in the laboratory of Dr. Brian Duling at the University of Virginia6-8, and we present a current approach in the following pages. This preparation will specifically refer to the gracilis arteriole in a rat as the microvessel of choice, but the basic preparation can readily be applied to vessels isolated from nearly any other tissue or organ across species9-13. Mechanical (i.e., dimensional) changes in the isolated microvessels can easily be evaluated in response to a broad array of physiological (e.g., hypoxia, intravascular pressure, or shear) or pharmacological challenges, and can provide insight into mechanistic elements comprising integrated responses in an intact, although ex vivo, tissue. The significance of this method is that it allows for facile manipulation of the influences on the integrated regulation of microvessel diameter, while also allowing for the control of many of the contributions from other sources, including intravascular pressure (myogenic), autonomic innervation, hemodynamic (e.g., shear stress), endothelial dependent or independent stimuli, hormonal, and parenchymal influences, to provide a partial list. Under appropriate experimental conditions and with appropriate goals, this can serve as an advantage over in vivo or in situ tissue/organ preparations, which do not readily allow for the facile control of broader systemic variables. 
The major limitation of this preparation is essentially the consequence of its strengths. By definition, the behavior of these vessels is being studied under conditions where many of the most significant contributors to the regulation of vascular resistance have been removed, including neural, humoral, metabolic, etc. As such, the investigator is cautioned to avoid over-interpretation and extrapolation of the data that are collected utilizing this preparation. The other significant area of concern with regard to this preparation is that it can be very easy to damage cellular components such as the endothelial lining or the vascular smooth muscle, such that variable source of error can be introduced. It is strongly recommended that the individual investigator utilize appropriate measurements to ensure the quality of the preparation, both at the initiation of the experiment and periodically throughout the course of a protocol.

The ex vivo Isolated Skeletal Microvessel Preparation for Investigation of Vascular Reactivity

An ex vivo preparation is described for isolation of the largest gracilis muscle resistance arterioles for interrogation of both vascular responses to vasoactive stimuli and the assessment of basic structural properties via passive wall mechanics.

예 생체내</em혈관 반응성 조사를위한> 절연 골격 Microvessel 준비

The isolated  microvessel preparation is an ex vivo preparation that allows for examination of the different contributions of  factors that control vessel ...

생물학

Mechano-Node-Pore Sensing: A Rapid, Label-Free Platform for Multi-Parameter Single-Cell Viscoelastic Measurements

Cellular mechanical properties are involved in a wide variety of biological processes and diseases, ranging from stem cell differentiation to cancer metastasis. Conventional methods for measuring these properties, such as atomic force microscopy (AFM) and micropipette aspiration (MA), capture rich information, reflecting a cell's full viscoelastic response; however, these methods are limited by very low throughput. High-throughput approaches, such as real-time deformability cytometry (RT-DC), can only measure limited mechanical information, as they are often restricted to single-parameter readouts that only reflect a cell's elastic properties. In contrast to these methods, mechano-node-pore sensing (mechano-NPS) is a flexible, label-free microfluidic platform that bridges the gap in achieving multi-parameter viscoelastic measurements of a cell with moderate throughput. A direct current (DC) measurement is used to monitor cells as they transit a microfluidic channel, tracking their size and velocity before, during, and after they are forced through a narrow constriction. This information (i.e., size and velocity) is used to quantify each cell's transverse deformation, resistance to deformation, and recovery from deformation. In general, this electronics-based microfluidic platform provides multiple viscoelastic cell properties, and thus a more complete picture of a cell's mechanical state. Because it requires minimal sample preparation, utilizes a straightforward electronic measurement (in contrast to a high-speed camera), and takes advantage of standard soft lithography fabrication, the implementation of this platform is simple, accessible, and adaptable to downstream analysis. This platform's flexibility, utility, and sensitivity have provided unique mechanical information on a diverse range of cells, with the potential for many more applications in basic science and clinical diagnostics.

Presented here is a method to mechanically phenotype single cells using an electronics-based microfluidic platform called mechano-node-pore sensing (mechano-NPS). This platform maintains moderate throughput of 1-10 cells/s while measuring both the elastic and viscous biophysical properties of cells.

Mechano-Node-Pore 감지: 다중 파라미터 단일 셀 점탄성 측정을 위한 신속한 무표지 플랫폼

Cellular mechanical properties are involved in a wide variety of biological processes and diseases, ranging from stem cell differentiation to cancer ...

스트레인 게이지 모니터 (SGM) 쌍 각 조개 연체 동물 실험실 유도 Diel 순환 산소와 pH에에서 연속 밸브 품 측정에 대 한

요약

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