一种斑马鱼有氧运动实验装置

1.本实用新型涉及小型鱼类运动研究领域，具体涉及一种斑马鱼有氧运动实验方法及装置。


背景技术：

2.斑马鱼作为一种模式生物，与人类基因有着87％的相似度，因此对斑马鱼的一些基础性实验结果大多数情况下也能适用于人体。利用斑马鱼，可以研究生命科学的基础问题，揭示胚胎和组织器官发育的分子机理；可以构建人类的各种疾病和肿瘤模式，建立药物筛选和治疗的研究平台；可以建立毒理学和水产育种学模型，研究和解决环境科学和农业科学的重大问题。
3.利用斑马鱼会自发地逆水流方向游泳以及在一定空间范围及水流速中会产生自发有氧游泳运动的特性，可将斑马鱼的运动应到相关病症行为的研究中，如有氧运动对斑马鱼糖尿病并发抑郁行为的改善、运动对斑马鱼焦虑行为的影响、重金属对斑马鱼运动的影响等。
4.在现有的斑马鱼运动实验中，实验人员需使用物体接触斑马鱼从而将其驱赶到特定的位置。但是长时间使用物体驱赶斑马鱼会使其长期处于应激状态，影响斑马鱼正常的生理健康水平，从而影响相关实验的准确性。同时在某些实验中需斑马鱼在较长时间段内保持同一运动，泳道的设计至关重要。
5.中国专利202010747044.6公开了一种斑马鱼类训练装置，主要包括训练鱼缸和放鱼机构，该装置有利于实验中的观察，同时使训练鱼缸中的水实现单向循环，利用鱼类喜欢逆水流游泳的特点，对鱼类进行多种训练方式。但是该专利中的装置制造复杂，斑马鱼在实验进行之前需要在储存筒中提前适应水质，实验进行时通过升降机构等进行转移，仍会使斑马鱼产生应激反应，影响实验效果。同时该装置中水流的大小无法进行精确地掌控，无法有效确定斑马鱼的运动方式。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种斑马鱼有氧运动实验装置，该装置通过水泵、抽水室、运动泳道等组件，使斑马鱼有氧运动过过程区自动化，有效实现运动强度的可调节性。
7.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
8.一种斑马鱼有氧运动实验装置，该装置包括：
9.缸体，所述缸体为缓冲缸；
10.隔离组件，所述隔离组件包括第一隔离板和第二隔离板，所述隔离组件将所述缓冲缸划分为养殖区和实验区，所述第一隔离板与第二隔离板上开设有隔离漏水孔和进出孔道；
11.过滤循环组件和恒温组件，所述过滤循环组件和恒温组件设置在养殖区中；
12.运动泳道，所述运动泳道安装在实验区中的缓冲缸缸壁上；
13.抽水室，所述抽水室设置在养殖区中与过滤循环组件相对的位置；
14.动力组件，所述动力组件一端通过进水管与抽水室连接，另一端与运动泳道连接。
15.进一步地，所述过滤循环组件与所述抽水室分别安装在所述养殖区中缸体一侧的两个拐角处；
16.所述恒温组件包括恒温加热器、控制芯片和温度传感器，所述恒温加热器设置在缸体底部。
17.进一步地，所述过滤循环组件包括上水管、静音水泵、过滤水槽，所述上水管、静音水泵、过滤水槽由下而上依次连接，所述上水管竖直安装在所述缸体内壁上，所述过滤水槽沿水平方向安装在所述缸体内壁上。
18.进一步地，所述过滤水槽包括过滤棉和滤水口，所述滤水口设置在所述滤水槽底部，所述过滤棉覆盖在所述滤水口上方。
19.进一步地，所述抽水室与所述缸体等高，所述抽水室侧面均匀开有抽水漏水孔，所述抽水漏水孔直径为5mm；所述进水管一端放置在所述抽水室内腔底部。
20.进一步地，所述运动泳道为1个或多个；
21.所述动力组件为水泵；
22.所述缸体包括泳道孔，所述泳道孔设置在安装所述运动泳道的缸体侧壁上，所述运动泳道穿过所述泳道孔。
23.进一步地，所述水泵通过连接水管连接水阀一端，所述水阀另一端通过连接水管与所述运动泳道连接；或者
24.所述水泵通过连接水管与分流器连接，所述分流器包括多个分流管道，所述分流管道通过连接水管与水阀连接，所述水阀通过连接水管与所述运动泳道连接；
25.所述运动泳道进水端口上安装流量计，所述流量计量程为1-40l/min。
26.进一步地，所述运动泳道包括泳道主体、前置管道、漏水塞；
27.所述流量计与所述前置管道连接，所述泳道主体穿过所述泳道孔；
28.所述漏水塞设置在所述泳道主体两端。
29.进一步地，所述进水管内径为8-15mm；所述分流管道外径为8-15mm；所述水阀外接口径为8-15mm；所述前置管道外径为8-15mm，长度为2-5cm；所述泳道主体内径为24mm，长度为15-20cm。
30.进一步地，所述第一隔离板与第二隔离板平行放置于所述缸体中间，间隔1-3cm；
31.所述第一隔离板设置在接近所述运动泳道的一侧，所述第二隔离板设置在远离所述运动泳道的一侧；
32.所述第一隔离板与缸体等长等高，所述第一隔离板表面均匀开有隔离漏水孔，所述隔离漏水孔直径为5mm；
33.所述第二隔离板与缸体等长等高，所述第二隔离板底部开有进出孔道，所述进出孔道为半圆形孔洞，所述进出孔道半径为5-8cm。
34.与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
35.本实用新型基于斑马鱼在内径24mm、流速3.6l/min的管道中会自发进行有氧运动的特点，设计了斑马鱼有氧运动实验装置，该装置包括了斑马鱼的养殖区和实验区，通过隔
离板将两个区域分离开，避免了现有技术中从养殖装置转移到实验装置的复杂性，也减小了对斑马鱼的应激伤害；通过抽水室、水泵、水阀、运动泳道等形成流速可控的循环水流，无需实验人员使用物体驱赶斑马鱼进行有氧运动，避免斑马鱼长期处于应激状态，影响正常的生理健康水平；抽水室和隔离板上的漏水孔能够有效防止斑马鱼在实验过程中被抽入水泵中，在保证水流通的情况下避免机械伤害。该装置制作成本低，结构简单，能够使斑马鱼的有氧运动过程实现自动化，可有效应用于斑马鱼相关基础实验如运动对斑马鱼糖尿病并发抑郁样行为的改善作用研究。
附图说明
36.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为本实用新型中斑马鱼有氧运动实验装置结构图；
38.图2为本实用新型中运动泳道结构图；
39.图3为本实用新型中过滤水槽俯视图；
40.图4为本实用新型中缓冲缸俯视图；
41.图5为本实用新型中第一隔离板结构示意图；
42.图6为本实用新型中第二隔离板结构示意图。
43.图中，1-运动泳道，2-流量计，3-抽水室，4-流量计进水口，5-水泵，6-缓冲缸，7-第一隔离板，8-第二隔离板，9-进水管，10-水阀，11-十字分流器，12-恒温加热器，13-上水管，14-静音水泵，15-过滤水槽，16-过滤棉，17-滤水口，18-漏水塞，19-隔离漏水孔，20-抽水漏水孔，21-前置管道，22-泳道主体。
具体实施方式
44.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.所举实施例是为了更好地对本实用新型进行说明，但并不是本实用新型的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述实用新型内容对实施方案进行非本质的改进和调整，仍属于本实用新型的保护范围。
46.实施例1
47.本实施例为一种斑马鱼有氧运动实验装置，其结构参见图1，图1中箭头为实验模块工作时的水流防线。该实验装置主要包括缸体、隔离组件、过滤循环组件、恒温组件、运动泳道1、抽水室3和动力组件，动力组件为水泵5。
48.其中，缸体为缓冲缸6，缓冲缸6形状为长方体，长40cm，宽40cm，高30cm，其材质为玻璃。可以理解的，也可以根据实验的实际需求对缓冲缸的尺寸进行设计和选材。
49.隔离组件由两块平行放置的隔离板(第一隔离板7、第二隔离板8)组成，隔离组件将缓冲缸6划分为养殖区和实验区。
50.过滤循环组件和恒温组件设置在养殖区中，过滤循组件主要负责过滤缓冲缸6中在养殖斑马鱼过程中产生的粪便和其他杂质，也能在水体循环过程中增加水中的含氧量。恒温组件中有恒温加热器12以控制芯片和温度传感器，主要负责调节缓冲缸6中的温度，构建合适的环境以供斑马鱼生长。
51.过滤循组件中从上至下连接有以下3个组件，过滤水槽15、静音水泵14和上水管13，上水管13竖直安装在缓冲缸6的内壁上，过滤水槽15沿水平方向安装在缓冲缸6的内壁上。静音水泵14采用的是森森集团股份有限公司生产的jp-230g 2.5w型号的静音水泵，在过滤水槽15的底面上开设滤水口17，在滤水口17上方覆盖1层过滤棉16，过滤水槽的俯视图参见图3。静音水泵14开启后，通过上水管13将缓冲缸6中的水吸入过滤水槽15中，过滤棉16过滤掉水中的粪便等杂质，水在经过滤水口17重新返回至缓冲缸6中时因高度差产生气泡，可以增加水中的含氧量，更加有利于斑马鱼的生长繁殖。
52.抽水室3安装在养殖区中与过滤循环组件相对的位置处，水泵5的一端通过进水管9与抽水室3连接，水泵5的另一端与运动泳道1连接。进水管9放置在抽水室3的内腔底部，可以将缓冲缸6中的水通过抽水室3流入运动泳道1。运动泳道1安装在缓冲缸6的前方，过滤循环组件、恒温组件、抽水室3共同放置在缓冲缸6的后方，并且过滤循环组件和抽水室3分别安装在缓冲缸6后方缸壁的两个角落位置。运动泳道能够为斑马鱼提供24mm管道空间、3.6l/min的水流速，在该环境下斑马鱼将自发地进行逆水流有氧运动。在具体的实施过程中，运动泳道1、抽水室3、过滤循环组件、恒温组件的具体位置可以根据实验的实际需求进行相应的设计。
53.抽水室3长3cm，宽3cm，高30cm，在抽水室3侧面开设抽水漏水孔20，抽水漏水孔20的孔径为5mm，抽水室3以及抽水漏水孔的具体尺寸可以根据实验需求进行相应的调整。
54.本实施例中运动泳道1的个数为3个，可以理解的，在具体实施过程中可以根据实际需求增加或减少运动泳道1的数量。运动泳道1穿过缓冲缸6侧壁上的开设的泳道孔。运动泳道1的结构参见图2，运动泳道分为两部分，一部分为外径12mm的前置管道21，一部分内径24mm的泳道主体22，前置管道21的长度为2cm，泳道主体22的长度为15cm。为了更好的实验效果以及数据的准确性，运动泳道1的数量以及部分位置的尺寸可以进行合理的更改。
55.抽水室3通过进水管9与水泵5连接，然后水泵5通过连接水管与十字分流器11上其中的一个分流管道连接，十字分流器11上的分流管道外径为12mm。十字分流器11上剩下的3个分流管道通过连接水管分别与3个外接口径为12mm的水阀10连接，在实验过程中可通过水泵5和水阀10来调节水流速的大小。水阀10通过连接水管与量程为1-40l/min的流量计2连接，流量计进水口4的位置处，连结水管可套接在流量计2上，或使用金属圈箍在流量计2上。流量计2与运动泳道1上的前置管道21相连，并且在泳道主体22前后都装有漏水塞18。在斑马鱼有氧运动实验过程中，漏水塞18既可以保证水流的正常流通，又能阻止泳道主体22中的斑马鱼被水流冲出。
56.隔离组件放置在缓冲缸6的中间位置，隔离组件中有两块水平且竖直放置的隔离板，即为第一隔离板7和第二隔离板8，隔离组件位置参见图4。第一隔离板长度为40cm，高为30cm，表面开有孔径为5mm的隔离漏水孔19，具体结构参见图5；第二隔离板长度为40cm，高
为30cm，在底部开有进出孔道，进出孔道为一个半径为5cm的半圆形孔洞，半圆形孔洞的直线边平行于缓冲缸6的缸底，具体结构参见图6。第一隔离板7放置在缓冲缸6内更靠近运动泳道1的位置处，第二隔离板8放置在缓冲缸6内远离运动泳道1的位置处。
57.本实施例中的实验装置将养殖区和试验区设置于缓冲缸内，没有实验需求时可以通过过滤循环组件提供适应的温度、含氧量等保证斑马鱼的存活和繁殖。在需要有氧运动时，只需操作隔离板就能将斑马鱼驱赶至试验区。试验区的运动泳道可以被设计为有部分裸露在缓冲缸外，能够更清楚地在实验过程中对斑马鱼的行为为进行观察和分析。
58.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。