一种斑马鱼对烟碱摄入行为的研究装置及使用方法与流程

本发明属于烟草，具体涉及一种斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置及使用方法。

背景技术：

1、斑马鱼是属于福鳍亚纲鲤科短担尼鱼属的一种硬骨鱼，雌雄鉴别较容易，雄鱼的蓝色条纹偏黄，间以柠檬色条纹；雌鱼的蓝色条纹偏蓝而鲜艳，间以银灰色条纹，身体比雄鱼丰满粗壮，各鳍均比雄鱼短小。斑马鱼属低温低氧鱼，其耐寒性和耐热性都很强，饲养容易，对水质要求不严，水质中性，水温以22-26℃为宜，可与其他小型鱼混养。斑马鱼繁殖力强，繁殖水温以24℃为宜，繁殖周期约7天左右，每年可繁殖6-8次；每尾雌鱼每次产卵300粒左右，体型较大者有时可以产上千粒；幼鱼约2个月后可辨雌雄，5个月可达性成熟。与大鼠、小鼠等哺乳类模式生物相比，斑马鱼的交配行为受光周期控制、产卵量多、受精卵在体外受精、繁殖周期快、易于饲养，前期胚胎整体透明易于活体观察；而且与爪蟾、果蝇等低等动物相比，斑马鱼的基因图谱基本清晰，与人类的相似度在86％以上，而大鼠为90％；它们也具有与人类相同的阿片受体和多巴胺等神经递质。

2、与药物依赖研究常用的大、小鼠等啮齿类动物相比，斑马鱼具有以下优势：1、斑马鱼成鱼器官与系统的简单性和复杂性之间的良好平衡，能更准确地反映药物对动物行为的影响，对于一些在大小鼠实验中难以观察到的行为改变和生理表现，如应激行为、潜水行为、侵略行为、趋光反应等，斑马鱼有较明显的表现，且容易观察；2、斑马鱼体积小，重量轻，用药量少，能明显减少实验用成瘾性物质，节约药物资源；3、斑马鱼繁殖能力强，周期短，能明显缩短实验周期；4、斑马鱼胚胎整体透明，易于进行活体观察。由于斑马鱼拥有传代时间短、饲养方便、价格低廉以及便于大规模筛选等优点，其在毒理学、行为学中的应用前景逐渐被研究者所认同，并且逐步应用于药物依赖研究，以减少对于大、小鼠等哺乳动物的使用，加快实验进程。

3、斑马鱼给药方式常见的有：(1)浸泡给药，溶解在水环境中的小分子物质可以通过斑马鱼皮肤和鳃直接吸收；(2)腹腔给药，斑马鱼在受精后72h可以吞咽，此阶段之后也可以通过口服给药；(3)显微注射给药，难溶于水的药物以及大分子类药物可以通过显微注射到卵黄囊、静脉窦或者循环系统的方式给药，成年斑马鱼可以通过口腔插管方式给药。上述三种给药方式在实际实验中存在较大的不便：浸泡给药、腹腔给药属于被动给药，试验药物需要直接溶解在水环境中，直接吸收的只是极少部分，造成浪费和水体污染，只能进行给药前后的对比，难以观察动态给药过程。显微注射给药可以提高药物的利用度，避免浪费和水体污染；但显微注射的操作难度较大，且需要专门训练和设备。三种给药都有共同的缺点，即不能进行斑马鱼的主动服药试验，这对于行为研究是一大不利限制。有研究者采取将供试药物包埋在饲料颗粒中，虽能达成初步的“主动服药”效应，但包埋在饲料中的药物易于浸泡而扩散到全部水体中，导致试验难以持续进行。

4、因此，寻找一种更为简便、有效的斑马鱼“主动进药”方法是完善斑马鱼摄入偏好性实验研究的关键所在。为此提出本发明。

技术实现思路

1、本发明提供了一种斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置及装置的使用方法。使用本发明的装置解决了目前在斑马鱼研究过程中斑马鱼“主动给药管理”比较困难的问题，为相关领域研究提供了有力的软硬件支撑。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、本发明第一方面公开了一种斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置，在试验区中划分非测试区a和若干测试区b，非测试区a的面积大于测试区b的面积，水在非测试区a和测试区b之间能够自由流动、且保证斑马鱼在非测试区a和测试区b之间能够自由游动；部分测试区b内有烟碱类化合物；在试验区的上方或下方设置led灯板31及视频采集装置32。

4、优选地，试验区为第一水槽1中的水的面积，测试区b为第二水槽2中水的面积；第二水槽2在第一水槽1中；第一水槽1槽侧壁的高度高于第二水槽2槽侧壁的高度；水面的高度高于第二水槽2槽侧壁的高度不少于10毫米。

5、优选地，第二水槽槽底壁21的高度大于第一水槽槽底壁11的高度。

6、优选地，第二水槽2槽侧壁的高度不小于7毫米；第二水槽槽底壁21的高度高于第一水槽槽底壁11的高度5毫米。

7、优选地，在测试区b底壁上设置烟碱类化合物释放针41，所述烟碱类化合物释放针41通过动力输送装置42连接烟碱类化合物容器43。

8、优选地，所述动力输送装置42为蠕动泵、齿轮泵、柱塞泵或注射泵的一种，所述动力输送装置42电连接自动控制装置5；所述视频采集装置32电连接自动控制装置5。

9、优选地，所述第一水槽1为长方体容器，在所述第一水槽底壁对角线两端设置进水口111和出水口112。

10、本发明第二方面公开了所述的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置的使用方法，包括如下步骤：

11、通过进水口111向第一水槽通水，使得水面略低于第一水槽1槽侧壁的高度；在自动控制装置5控制下，通过动力输送装置42和烟碱类化合物释放针41向测试区b内进行不同时间长度的脉冲模式的烟碱类化合物释放；

12、选取若干条成年斑马鱼放入第一水槽1的水中，启动led灯板31及视频采集装置32跟踪斑马鱼在试验区中运动轨迹、和在测试区b内的停留时间，然后分析研究斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为情况。

13、本发明的有益效果：

14、本发明的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置，为斑马鱼的“主动进药”提供简便、有效的装置，为完善斑马鱼摄入偏好性实验研究提供依据。本发明的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置在测试区域以外的非测试区，由于实验水槽中水的单向流进-流出，此非测试区内水体中的药物被充分稀释并带走，实际上药物浓度极低，可以认为接近“空白”状态。本发明的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置的测试区设置浅水区，通过斑马鱼的水深厌恶反应程度来测定供试药物烟碱类化合物的摄入偏爱强度。

技术特征：

1.一种斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置，其特征在于，在试验区中划分非测试区(a)和若干测试区(b)，非测试区(a)的面积大于测试区(b)的面积，水在非测试区(a)和测试区(b)之间能够自由流动、且保证斑马鱼在非测试区(a)和测试区(b)之间能够自由游动；部分测试区(b)内有烟碱类化合物；在试验区的上方或下方设置led灯板(31)及视频采集装置(32)。

2.根据权利要求1所述的研究装置，其特征在于，试验区为第一水槽(1)中的水的面积，测试区(b)为第二水槽(2)中水的面积；第二水槽(2)在第一水槽(1)中；第一水槽(1)槽侧壁的高度高于第二水槽(2)槽侧壁的高度；水面的高度高于第二水槽(2)槽侧壁的高度不少于10毫米。

3.根据权利要求2所述的研究装置，其特征在于，第二水槽槽底壁(21)的高度大于第一水槽槽底壁(11)的高度。

4.根据权利要求3所述的研究装置，其特征在于，第二水槽(2)槽侧壁的高度不小于7毫米；第二水槽槽底壁(21)的高度高于第一水槽槽底壁(11)的高度5毫米。

5.根据权利要求1所述的研究装置，其特征在于，在测试区(b)底壁上设置烟碱类化合物释放针(41)，所述烟碱类化合物释放针(41)通过动力输送装置(42)连接烟碱类化合物容器(43)。

6.根据权利要求5所述的研究装置，其特征在于，所述动力输送装置(42)为蠕动泵、齿轮泵、柱塞泵或注射泵的一种，所述动力输送装置(42)电连接自动控制装置(5)；所述视频采集装置(32)电连接自动控制装置(5)。

7.根据权利要求2所述的研究装置，其特征在于，所述第一水槽(1)为长方体容器，在所述第一水槽底壁对角线两端设置进水口(111)和出水口(112)。

8.根据权利要求1-7任一所述的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置，其特征在于，在试验区中划分非测试区(A)和若干测试区(B)，非测试区(A)的面积大于测试区(B)的面积，水在非测试区(A)和测试区(B)之间能够自由流动、且保证斑马鱼在非测试区(A)和测试区(B)之间能够自由游动；部分测试区(B)内有烟碱类化合物；在试验区的上方或下方设置LED灯板(31)及视频采集装置(32)。本发明还公开了所述的斑马鱼对烟碱类化合物摄入行为的研究装置的使用方法。本发明为斑马鱼的“主动进药”提供简便、有效的装置，为完善斑马鱼摄入偏好性实验研究提供依据。

技术研发人员：杨继,唐石云,李振杰,李志强,刘泽,杨乾栩,刘春波,蒋薇,朱志杨,刘志华,朱洲海,李萌,彭琪媛,徐艳群
受保护的技术使用者：云南中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13