一种果蝇麻醉装置制造方法
【专利摘要】一种果蝇麻醉装置，属于麻醉装置【技术领域】。由具有恒温槽的可控温度果蝇麻醉箱、用于放置果蝇麻醉瓶的果蝇麻醉瓶托架、果蝇麻醉状态指示表和果蝇操作台组成；果蝇麻醉瓶通过果蝇麻醉瓶托架放置在恒温槽内，恒温槽为果蝇麻醉瓶提供-15摄氏度～-5摄氏度的低温工作环境；在恒温槽内设置有接触触发杆和电极触点，在可控温度果蝇麻醉箱中设置有温控器和温度调节器；果蝇麻醉状态指示表用于对果蝇的麻醉时间和麻醉温度进行显示；果蝇操作台的工作温度为0摄氏度～5摄氏度，麻醉后的果蝇放置在果蝇操作台上进行后续的观察与操作。该装置实现果蝇麻醉时具有生物安全度高、环境友好的特性，实现快速、安全、高重现性的果蝇麻醉，对实验环境及实验操作人员无毒无害。
【专利说明】一种果媚麻醉装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于麻醉装置【技术领域】，具体涉及一种果蝇麻醉装置。
【背景技术】
[0002]黑腹果蝇是重要的遗传学研究模式生物，在遗传学实验教学及科研中具有重要的地位，它本身具有繁殖快、代时短、子代多等特点，基因测序已完成。目前与果蝇相关的遗传学教学及科研实验过程中，通常采用乙醚对果蝇进行麻醉，用乙醚对果蝇进行麻醉，是果蝇相关遗传学实验操作中的经典实验方法，在国内现有实验教材中，都采用这种方法进行果蝇麻醉，在麻醉状态下观察果蝇的性状并进行后续操作。这种方法存在安全隐患，主要在于:1、乙醚是一种麻醉剂，在使用过程中除可以麻醉果蝇之外，对操作者身体健康有一定危害，容易造成操作者头晕、恶心等中毒症状；2、乙醚是一种易挥发易燃易爆有机试剂，其密度大于空气，即使保持实验过程中的良好通风，也不能完全避免乙醚对实验操作者的伤害，这种情况下，探索可适用于多数生物实验室的、安全有效的、可以替代乙醚的果蝇麻醉方法，消除生物实验室潜在的安全隐患，具有重要的意义。
[0003]目前已有的果蝇麻醉方法主要包括:乙醚、二氧化碳、乙醇、乙酸乙酯、低温，与乙醚麻醉相对比，乙醇麻醉操作受果蝇个体差异影响较大，不利于推广实用及麻醉装置实施；乙酸乙酯麻醉与乙醚相同，都有较大挥发性，对实验操作者身体有损伤，生物安全性及环境友好度不够；二氧化碳是较为成熟的果蝇麻醉方法，目前有二氧化碳果蝇麻醉枪，有相关的试验设备及操作方法，但是需要的设备成本较高，而且二氧化碳比重大于空气，且属于呼吸抑制剂，操作过程中同样需要保证实验环境良好通风，并且要求实验过程中随时监控环境二氧化碳浓度，或者氧浓度，生物安全度和环境友好性不足；以乙醚、乙醇、乙酸乙酯为代表的有机试剂与体液的共存性很好，很容易在体内残留，有报道表明，果蝇苏醒后，乙醚在果蝇体内残留可以超过450小时。相对比而言，低温麻醉具有对操作者安全及环境友好的特性，有研究者指出，遗传学中常用的黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)具有较高的低温抗性，研究中发现低温可以诱使黑腹果蝇出现麻醉症状、低温麻醉的黑腹果蝇可以在室温下苏醒、存活并可以产生后代。目前已有的O摄氏度及其以上的低温麻醉操作时，果蝇麻醉瓶需要预冷，且果蝇保持麻醉状态的时间存在过短(<120s)的弊病。这无法满足以果蝇为实验材料的实验教学及果蝇相关的科研工作者的需求，目前还没有一种专门针对果蝇低温麻醉的实验装置，无法满足以果蝇为研究对象的实验教学、科研及生产的需求。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种果蝇麻醉装置，专门用于果蝇的低温麻醉，实现在不同低温温度下果蝇的可控麻醉，该装置实现果蝇麻醉时具有生物安全度高、环境友好的特性，实现快速、安全、高重现性的果蝇麻醉，对实验环境及实验操作人员无毒无害，为以果蝇为模式生物及研究对象的教学、科研和生产提供了器械支持。
[0005]一种果蝇麻醉装置，由具有恒温槽的可控温度果蝇麻醉箱、用于放置果蝇麻醉瓶的果蝇麻醉瓶托架、果蝇麻醉状态指示表、果蝇操作台组成；果蝇麻醉瓶通过果蝇麻醉瓶托架放置在恒温槽内，恒温槽为果蝇麻醉瓶提供-15?-5摄氏度的低温工作环境；在恒温槽内设置有接触触发杆和电极触点，在可控温度果蝇麻醉箱中设置有温控器和温度调节器；果蝇麻醉状态指示表用于对果蝇的麻醉时间和麻醉温度进行显示；果蝇操作台的工作温度为O?5摄氏度，麻醉后的果蝇放置在操作台进行后续的观察与操作。
[0006]上述的果蝇麻醉装置，其中所述的果蝇麻醉瓶托架的尺寸与果蝇麻醉瓶的尺寸相匹配，是由热的不良导体材料构成或者由被不良导体材料包覆的金属构成。果蝇麻醉瓶能够放置在果蝇麻醉瓶托架内，被固定且不晃动。恒温槽的入口尺寸与果蝇麻醉瓶托架的尺寸相匹配，果蝇麻醉瓶托架能够放置在恒温槽内，被固定且不晃动。
[0007]装置中所述的-15°C?_5°C的低温工作环境温度和果蝇操作台O?5摄氏度的工作温度是通过温度调节器以压缩机制冷或半导体制冷的形式实现，环境温度传递及维系的冷媒可以是空气也可以是溶液，冷媒放置在恒温槽内。溶液包括水，水与甲醇、乙醇、乙二醇、甘油、氯化钙、磷酸二氢盐或亚硅酸盐等化学物质的混合溶液，混合溶液中的各个组成成分的比例可以参考相关的物理化学手册。
[0008]在恒温槽内设置的接触触发杆为弹簧结构。未装入果蝇麻醉瓶的麻醉瓶托架由于质量较轻，弹簧结构的接触触发杆处于伸张状态，麻醉瓶托架的底部位于位置A处，放置在此处的托架不接触冷媒；当果蝇麻醉瓶托架上装载了果蝇麻醉瓶，由于麻醉瓶的质量因素，果蝇麻醉瓶托架载着果蝇麻醉瓶，将接触触发杆顶端从位置A垂直压到位置B，位置B位于位置A的垂直下方，此时果蝇麻醉瓶的瓶体进入到冷媒提供的低温工作环境中(位置C为冷媒的液面)，接触触发杆顶部与位置B处的电极触点相接触，接通电路产生电信号，信号通过数据线传递给装置内置的微电脑或者单片机，微电脑或者单片机进行果蝇麻醉时间计时，计时结果在果蝇麻醉状态指示表进行展示，果蝇麻醉状态指示表可以是数字式、指针式甚至卡通LED显示式。
[0009]在可控温度果蝇麻醉恒温箱中设置的温控器将冷媒提供的工作环境的温度信号转换为电信号，电信号通过数据线传递给装置内置的微电脑或者单片机，温度数值在果蝇麻醉状态指示表上进行展示；当温度比预设的温度高或低时，微电脑或者单片机向温度调节器发出信号，调节温度控制器的压缩机或者半导体开启或者停止工作，从而对冷媒提供的工作环境的温度进行调节。
[0010]本麻醉瓶托架装置的使用意义在于:1)固定果蝇麻醉瓶；2)避免果蝇麻醉瓶物理尺寸差异带来的操作误差，触发果蝇麻醉状态指示表；3)避免操作人员的手与果蝇麻醉瓶接触；4)避免操作人员的手与可控温度果蝇麻醉恒温槽内的冷媒接触。
[0011]上述的果蝇麻醉装置，其中的果蝇麻醉状态指示表随接触触发杆启动展示果蝇在可控温度果蝇麻醉恒温槽内的麻醉时间，操作人员根据表I所示麻醉温度与麻醉时间对果蝇麻醉状态的影响规律，按照果蝇麻醉状态指示表所示时间取出果蝇麻醉瓶。
[0012]操作人员可以根据具体操作的时间需求，按照表I?3所示信息，选择直接将麻醉后的果蝇放置在果蝇操作台上进行后续操作，也可以选择在果蝇操作台的保温盒内放置冰水混合物，降低果蝇操作台的温度，延长果蝇保持在麻醉状态的时间后进行后续操作。
[0013]本实用新型专利里面描述的果蝇麻醉装置是适用于一套果蝇麻醉瓶的设备，如果需要同时操作多套果蝇麻醉瓶，可以基于本实用新型所述的基本部件进行适当的扩增。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1:本实用新型所述的果蝇麻醉装置的结构示意图；
[0015]图2:本实用新型所述的果蝇麻醉瓶托架结构示意图；
[0016]图3:本实用新型所述的果蝇麻醉瓶结构示意图；
[0017]图4:本实用新型所述的操作台结构示意图；
[0018]其中，各部件名称为:可控温度果蝇麻醉箱1、恒温槽2、温控器3、温度调节器
4、接触触发杆5、电极触点6、麻醉状态指示表7、麻醉瓶托架8、麻醉瓶9、表面皿10、保温盒11，表面皿和保温盒及保温盒内的冷媒共同构成果蝇低温操作台12。
【具体实施方式】
[0019]在本实用新型专利实施例中，温控器是采用WH7016C数码管温度控制器，该温控器的控温范围为-50?110°C，控温精度为1°C，分辨率为0.1摄氏度；温度调节器是采用LT18DC24H空气压缩机进行制冷，功率145W，制冷量是430W，转速是6500转。
[0020]实施例1
[0021]根据表I和具体果蝇麻醉后操作时间需要，按照果蝇低温麻醉环境温度的需求进行冷媒选择和冷媒含量计算。本实施例中选择乙醇-水混合物作为冷媒,通过乙醇的不同添加量，可以实现不同的冷媒温度。计算公式为AT = -1.86XbB，其中bB为一千克水中添加的乙醇的摩尔数，AT为冷媒理论最低传质温度，而所设置的低温麻醉温度(即果蝇麻醉瓶所处冷媒提供的环境温度)要比冷媒理论最低传质温度高2?3摄氏度。
[0022]如在I千克水中添加10.16摩尔乙醇即配制36.1 %的乙醇-水溶液，就可以实现-18.9°C的冷媒理论传质最低温度，以乙醇-水混合物作为冷媒能保证在我们进行果蝇麻醉操作时冷媒体系稳定且不结冰。本实施例中，按照表I中所示乙醇-水混合冷媒的乙醇体积百分比含量配制各个操作温度下的冷媒，进行后续温度相关研究。
[0023]将配制好的冷媒加入到可控温度果蝇麻醉恒温槽中，设置工作所需温度，开启可控温度果蝇麻醉恒温槽电源，等待可控温度果蝇麻醉恒温槽内温度达到预设值。
[0024]果蝇从培养瓶中转移到麻醉瓶中，将麻醉瓶装载在果蝇麻醉瓶托架上，使固载果蝇麻醉瓶的果蝇麻醉瓶托架从可控温度果蝇麻醉恒温槽上位置A垂直进入到位置B，使得果蝇麻醉瓶浸入到可控温度果蝇麻醉恒温槽的冷媒中，，同时接触触发杆顶部与位置B处的电极触点相接触，接通电路产生电信号，信号通过数据线传递给装置内置的微电脑或者单片机，微电脑或者单片机进行果蝇麻醉时间计时，计时结果在果蝇麻醉状态指示表进行展示。
[0025]表I表明了果蝇分别在O摄氏度、-5摄氏度、-10摄氏度及-15摄氏度麻醉30秒后转移到室温环境下的苏醒时间和苏醒后培养24小时的存活情况，如表I所示，麻醉30秒时，在各个温度下(除0°C外)果蝇都能被全部麻醉，而麻醉后的果蝇转移到室温后苏醒所需时间的长短与果蝇麻醉温度有关。100秒到250秒后，苏醒的果蝇就会进行运动与飞行。进行果蝇的观测与操作时，观测与操作的时间不能大于果蝇苏醒所需要的时间，100秒到250秒的观测与操作时间，很难满足多数操作者的操作需求。对果蝇进行30秒麻醉应该选择-15摄氏度?-5摄氏度之间进行。
[0026]实施例2
[0027]表2表明了果蝇麻醉后在O摄氏度、-5摄氏度、-10摄氏度及-15摄氏度继续保持600秒(10分钟)及1200秒(20分钟)后立即转移到室温时的果蝇苏醒所需时间及果蝇的24小时存活率。如表2所示，除O摄氏度外，虽然保存温度降低后，果蝇在室温的苏醒时间也有所延长，但是果蝇也随着保存温度的降低出现死亡现象，果蝇死亡不利于以果蝇为实验对象的后续研究。
[0028]实施例3
[0029]如表1、表2所示，无论是将麻醉后的果蝇立即转移到室温后，还是将果蝇麻醉后再保持一定时间，都不能够满足以果蝇为实验对象的后续研究工作(一个是苏醒时间短，一个是果蝇存活率低)。
[0030]因此，我们发展了本发明所述的新的果蝇麻醉技术，即将果蝇低温麻醉后，再放置在O?5°C的低温环境内保持一段时间(如表3)，进行后续观测与操作后，再放入室温环境实现果蝇的苏醒。操作人员可以根据自身实验技术及实验操作所需要的操作时间，选择果蝇麻醉温度(-15摄氏度?-5摄氏度)、麻醉后果蝇的低温保温温度(O?5摄氏度)及低温保温时间(10?20分钟)。
[0031]具体的技术方案如下:
[0032]1、通过控制在水中加入乙醇的量来实现对环境温度的控制，从而实现O摄氏度、-5摄氏度、-10摄氏度或-15摄氏度冷媒环境的程序控温；
[0033]2、将果蝇从培养瓶中按照标准操作转移到麻醉瓶中，将麻醉瓶装载在由热的不良导体材料构建的果蝇麻醉瓶托架上，通过托架将果蝇麻醉瓶迅速浸入上述不同温度的冷媒中，保证麻醉瓶从浸入冷媒到离开冷媒的时间为30秒；
[0034]3、将麻醉瓶内的果蝇迅速转移到温度为O?5摄氏度的果蝇操作台上，在20分钟内完成对果蝇的后续操作和观测。
[0035]对于一般的遗传学实验而言，果蝇在零下5摄氏度麻醉其麻醉时间和苏醒时间基本可以满足实验操作所需，此时按照表I所示，冷媒中的乙醇体积百分比含量为18?20%，此浓度的乙醇不具有燃烧、爆炸等潜在危险，也不具有环境威胁性，具有较高的生物安全性和环境友好性。
[0036]表1:是本实用新型专利所述的果蝇麻醉装置中实施例1的低温-瞬时麻醉效果对比
[0037]
麻醉温度1|0摄氏度|-5摄氏度卜10摄氏度卜15摄氏度麻醉时间 2_30s_30s_30s_30s_
麻醉率3~82%100%—100?100?
苏醒时间 4104s±24s210s±21s250s±17s240±lls
存活率5~ 100?105?—100?100?
bB^ 1.08 ?1.61?4.3 —6.4 ?7.09.1 ?9.7
AT乃?-3摄氏度7?-8摄氏度 -12?-13摄氏度 -17?-18摄氏度乙醇体积百分比 |5.9?8.6% |l8.0 ?20.0% !27.4 ?29.0% !34.8 ?36.1%
[0038]I麻醉温度是指程序化果蝇低温麻醉技术中选择的果蝇麻醉环境温度；
[0039]2麻醉时间是指麻醉瓶放置在低温麻醉环境中的时间；
[0040]3麻醉率是指果蝇在该麻醉条件下的麻醉个体数目与参与实验的果蝇总体数目之比；
[0041]4苏醒时间是指果蝇麻醉瓶离开可控温度果蝇麻醉恒温槽，果蝇回到室温后，第一只恢复行为能力的果蝇所需时间；
[0042]5存活率是指果蝇经麻醉操作苏醒后，再继续培养24小时果蝇的存活情况。
[0043]表2:是本实用新型专利所述的果蝇麻醉装置中实施例2的果蝇同温-长时间麻醉效果效果对比
[0044]
麻醉温度|0摄氏度 I零下5摄氏度I零下10摄氏度I零下15摄氏度麻醉时间_30s_30s_30s_30s_
继续放置时间6 600s600s~600s600s
麻醉率100?~ 100?100?
苏醒时间|l24s±21s !373s±13s |230s±23s |l34±21s
存活率|100% 192?[86?[83?
麻醉温度 —0摄氏度—零下5摄氏f零下10摄氏度零下15摄氏度麻醉时间_30s_30s_30s_30s_
继续放置时间6 T200s1200s~ 1200s1200s
麻醉率100?~ 100?100?
苏醒时间144s±21s 360s±13s 240s±23s140±35s
存活率|l00% 丨89%丨82%丨72%
[0045]6继续放置时间是指果蝇麻醉后将果蝇麻醉瓶继续保存在麻醉温度环境中的时间。
[0046]表3:是本实用新型专利所述的果蝇麻醉装置中实施例3的变温一长时间麻醉效果对比
[0047]
￥醉温度1 |0摄氏度 |-5摄氏度卜10摄氏度卜15摄氏度麻醉时间_30s_30s_30s_30s_
i 醉率100? 100? 100? —
0摄氏度?5摄氏度放置时间7600s_600s_600s_600s_
苏醒时间 8124s±21s 115s±23s 121s±13s 123±13s
右活率5100? 100? 100? 100? —
0摄氏度-5摄氏度放置时间71200s1200s1200s1200s
苏醒时间 7144s±21s 146s±18s 141s±23s 139±19s
右活率51100? \100% \100% \100% —
[0048]7 0摄氏度?5摄氏度放置时间即为对果蝇进行后续观测与操作的时间；
[0049]8苏醒时间是指果蝇麻醉瓶离开果蝇操作台回到室温后，第一只恢复行为能力的果蝇所需时间。
【权利要求】
1.一种果蝇麻醉装置，其特征在于:由具有恒温槽(2)的可控温度果蝇麻醉箱(I)、用于放置果蝇麻醉瓶(9)的果蝇麻醉瓶托架(8)、果蝇麻醉状态指示表(7)和果蝇操作台(12)组成；果蝇麻醉瓶(9)通过果蝇麻醉瓶托架(8)放置在恒温槽内(2)，恒温槽(2)为果蝇麻醉瓶(9)提供-15?-5摄氏度的低温工作环境；在恒温槽(2)内设置有接触触发杆(5)和电极触点￠)，在可控温度果蝇麻醉箱(I)中设置有温控器(3)和温度调节器(4)；果蝇麻醉状态指示表(7)用于对果蝇的麻醉时间和麻醉温度进行显示；果蝇操作台(12)的工作温度为O摄氏度?5摄氏度，麻醉后的果蝇放置在果蝇操作台(12)上进行后续的观察与操作。
2.如权利要求1所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:果蝇麻醉瓶托架的尺寸与果蝇麻醉瓶的尺寸相匹配，是由热的不良导体材料构成或者由被不良导体材料包覆的金属构成。
3.如权利要求1所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:恒温槽的入口尺寸与果蝇麻醉瓶托架的尺寸相匹配。
4.如权利要求1所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:-15摄氏度?-5摄氏度的低温工作环境温度和O摄氏度?5摄氏度的工作温度是通过温度调节器以压缩机制冷或半导体制冷的形式实现，环境温度传递及维系的冷媒是空气或溶液，冷媒放置在恒温槽内。
5.如权利要求4所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:溶液为水、水与甲醇、水与乙醇、水与乙二醇、水与甘油、水与氯化钙、水与磷酸二氢盐或水与亚硅酸盐的混合溶液。
6.如权利要求1所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:果蝇麻醉状态指示表是数字式、指针式或LED式。
7.如权利要求1所述的一种果蝇麻醉装置，其特征在于:果蝇操作台由表面皿和保温盒组成，保温盒内装有冷媒。
【文档编号】A01K67/033GK203913006SQ201420320714
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】周杰, 张雪兰, 刘艳, 侯杰, 吕明, 孟令军, 权宇彤, 王亚文, 孟庆繁, 滕利荣 申请人:吉林大学