专利名称：一种大鼠睡眠剥夺自动记录实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及专门用于动物的仪器，具体涉及大鼠睡眠剥夺实验装置。
背景技术：
睡眠剥夺(Sleep deprivation, SD)常用于研究某些药物对动物行为的影响，如大 鼠兴奋性和探索性褪黑素对大鼠行为影响的研究。目前，常采用小平台水环境 法(flower pots technique)建立睡眠剥夺模型。此方法主要是利用大鼠畏水 及在水中无法进入睡眠的生活习性，通过在盛水的水槽中放置平台，让大鼠站 立在平台上，因平台直径足够小(直径4，5cm或更小)，鼠在平台上可自行进食 饮水，若其睡眠，则由于肌肉张力松弛而落入水中，大鼠只能重振精神爬上平 台，如此反复达到睡眠剥夺的效果。但是，由于现有的实验装置比较简陋，明显 存在下述不足1、实验时需要全程监视，而且要求实验人员具有坚强的毅力和 高度的责任感，否则就无法获得大鼠的落水次数、每次在小平台上的滞留时间 和在水中的浸泡时间等数据；2、人工记录数据；其准确相对较低；3、所记录 的数据需要人工输入电脑进行计算处理，既烦琐又费时。
国家知识产权局2006年6月14日公开了一种"多功能动物疲劳检测仪" 的发明专利申请(公开号为CN 1785135A)，该专利申请的技术方案为在实 验水筒内设置一竖杆，该竖杆的上端支承在一固定于筒壁上的弹簧上，所述竖 杆的上部所对应的筒壁设一光电传感器，中部设一供小白鼠攀爬的细横杆。当 小白鼠放到装有水的实验水筒里时，便会爬上所述的细横杆上求生。此时，在 小白鼠体重的作用下，所述的竖杆克服弹簧的弹力而下移；由于横杆较细，小 白鼠会由于站立疲劳而落水，所述的竖杆便在弹簧的作用下复位。可见，如此不断地重复，也可通过光电传感器获取鼠的落水次数、每次在小平台上的滞留时间和在水中的浸泡时间等数据，但是，尚存在下述不足1、由竖杆、细横杆和弹簧构成的往复运动机构比较复杂，尤其是由实验动物的体重来操控竖杆上下往复运动，因此要根据实验动物的体重来选用弹性系数合适的弹簧，因此显然不具备通用性；2、竖杆与细横杆是垂直的，实验动物的体重必然要产生垂直于竖杆分力，该使所述竖杆与导向装置之间的摩擦力增大而使得往复运动机构欠灵活是显然的；3、由于光电传感器是检测竖杆的上下移动次数来间接检测鼠爬上细横杆次数的，因此只要鼠的体重作用在细横杆就会导致竖杆下移而计数，其计数的准确性明显降低，因为鼠的四肢短暂地作用在横杆上使竖杆下移即产生误判；4、小白鼠在向细横杆上攀爬时，容易导致所述的往复运动机构的细横杆晃动，当小白鼠疲劳时就很能爬上去，睡眠剥夺效果明显降低。发明内容
鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提高睡眠剥夺实验数据的准确性和可靠性。
本实用新型解决上述问题的技术方案为
一种大鼠睡眠剥夺自动记录实验装置，该装置包括自动记录电路和盛水容器，所述盛水容器的中部设有一伸出水面的供大鼠站立的小平台，其特征在于，
所述的小平台自台面垂直向下延伸至盛水容器的底部并与之固定连接； 一反射
式光电开关由盛水容器的底部穿至所述小平台伸出水面的部分，其感光面显露，输出端由盛水容器的底部伸出。
本实用新型所述的实验装置，其中，所述的盛水容器可以是各种形状的水
池，当其采用透明玻璃制作时，以方形的为佳；所述的小平台最好选用孔径与
反射式光电开关外径相匹配的塑料圆管制作，这样容易采用普通的胶水(如百得胶)进行粘合固定。为了保护反射式光电开关的感光面不受污染，所述塑料圆管的头部最好设一透明保护盖，该保护盖与塑料圆管的头部螺纹连接，顶面设计成稍微向上凸起的冠状，此举既可让大鼠带上去的污水流回盛水容器内，也便于经常清洗，利于保证其工作的灵敏和可靠性。
本实用新型所述的实验装置，所述盛水容器的口部设有盖板，该盖板上设有透气孔，此孔径以能插入成人的手指为宜，这样它即可承担打开盖板的操作构件的作用。
要完成所述自动记录的发明任务，本实用新型所述实验装置显然还应包括拾取反射式光电开关的电信号并记录其开和关的次数及开与关的时间间隔自动记录电路，但由于该电路是本领域普通技术人员很容易实现的，故无需占用较大的篇幅进行描述。
本实用新型所述的实验装置较现有具有下述有益的技术效果1、整个传感装置为一固封的结构，既简单又不会失灵；2、反射式光电开关直接接受由大鼠身体反射的光信号，准确无误；3、所述的小平台固定不动，大鼠爬上去后不会因其晃动而再度落水，只有当大鼠睡眠时因肌肉张力松弛才会落入水中，明显不会造成误判；4、所述的小平台固定不动的再一优点是，大鼠不会因疲劳而爬不上去，睡眠剥夺效果显著提高。
图1为本实用新型所述的实验装置中盛水容器的一个具体实施例的结构示意图。
图2为图1中局部I的结构示意图，图中显示出本实用新型所述小平台的一种具体结构。
图3为本实用新型所述的实验装置中自动记录电路的一个具体实施例的电原理图。
具体实施方式
如图1所示，盛水容器1为采用玻璃粘合造成的长方体水槽；小平台2用PVC管制成，设在所述水槽的中央，由水槽的底部穿出；反射式光电开关3由PVC管的下部穿至上部，其感光面与PVC管的上端面平齐，四周用环氧树脂固封，所述的PVC管的上部用螺纹连接一透明保护盖4，将反射式光电开关3的感光面盖在其内(参见图2)，所述透明保护盖4的顶面设计成稍微向上凸起的冠状；构成盛水容器1的长方体水槽的口部设玻璃的盖板5，该盖板5上设有透气孔6，该透气孔6的孔径略大于成人手指的直径。
参见图1，构成盛水容器1的长方体水槽的下部设有一支架8，该支架8用铝型材造成普通凳子的形状，整个盛水容器1放置在中空的凳面上，所述的PVC
管伸至凳面的下部。
参见图3，记录电路由市售的可编程控制器K7M-DR20UE、文本显示器MD204L、5只反射式光电开关SENS0R1 SENS0R5和24V直流电源24VP0WER连接组成，其中，5只反射式光电开关SENS0R1 SENS0R5分别与可编程控制器K7M-DR20UE的开关信号输入口连接，所述的文本显示器MD204L的RS232 PORT 口与可编程控制器K7M-DR20UE的RS232 PORT对接，所述的直流电源24VP0WER为文本显示器MD204L和5只反射式光电开关SENS0R1 SENS0R5供电并通过COM 口 (图3中具体选用C0M1 口 )与可编程控制器K7M-DR20UE共地。
图3所示的记录电路为5路记录电路，可与5台图1所示的盛水容器1中所设的反射式光电开关3连接，即构成可同时进行5只大鼠的睡眠剥夺实验。实验的方法和电路工作过程简要描述如下
先将反射式光电开关3 (图3中的SENS0R1 SENS0R5之一)的输出接口 7与可编程控制器K7M-DR20UE的任一开关信号输入口连接，再向盛水容器1中注入温水度约20度的干净饮用水，使水位至透明保护盖4的上表面约2 cm，然后接通可编程控制器K7M-DR20UE和直流电源24VPOWER的交流电源(见图3)。准备工作做好后，把实验大鼠放入盛水容器1内并盖上玻璃盖板5即可开始实验。由于大鼠畏水会迅速爬上与小平台2螺纹连接的透明保护盖4的上表面，此时反射式光电开关3由脱开状态转为闭合状态，即向可编程控制器K7M-DR20UE发送一高电平脉冲；由于小平台2上的透明保护盖4面很小，大鼠只能站立其上，一旦睡眠时，则由于肌肉张力松弛而落入水中，此时反射式光电开关3则由闭合状态跳转为脱开状态，即向可编程控制器K7M-DR20UE发送一低电平脉冲。在大鼠爬上小平台2上的透明保护盖4—落入水中一再爬上小平台2上的透明保护盖4—再落入水中的反复过程中，反射式光电开关3则相应地反复由常开状态跳转为闭合状态，再由闭合状态跳转为脱开状态，可编程控制器K7M-DR20UE便分别记录反射式光电开关3的闭合和脱开次数以及每一次由脱开跳转为闭合状态的时间间隔和由闭合状态跳转为脱开状态的时间间隔，如此不停地循环工作即可完成大鼠睡眠剥夺的实验。
权利要求1、一种大鼠睡眠剥夺自动记录实验装置，该装置包括自动记录电路和盛水容器(1)，所述盛水容器(1)的中部设有一伸出水面的供大鼠站立的小平台(2)，其特征在于，所述的小平台(2)自台面垂直向下延伸至盛水容器(1)的底部并与之固定连接；一反射式光电开关(3)由盛水容器(1)的底部穿至所述小平台(2)伸出水面的部分，其感光面显露，输出端由盛水容器的底部伸出。
2、 根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述的小平台(2)孔 径与反射式光电开关外径相匹配的塑料圆管，该塑料圆管的头部设一透明保护 盖(4)。
3、 根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于所述的透明保护盖(4)的顶面呈稍微向上凸起的冠状。
4、 根据权利要求l、 2或3所述的实验装置，其特征在于，所述盛水容器 (1)的口部设有盖板(5)，该盖板(5)上设有透气孔(5)，所述透气孔(5)的孔径略大于成人的手指的直径。
专利摘要本实用新型公开一种大鼠睡眠剥夺自动记录实验装置，该装置包括自动记录电路和盛水容器(1)，所述盛水容器(1)的中部设有一伸出水面的供大鼠站立的小平台(2)，其特征在于，所述的小平台(2)自台面垂直向下延伸至盛水容器(1)的底部并与之固定连接；一反射式光电开关(3)由盛水容器(1)的底部穿至所述小平台(2)伸出水面的部分，其感光面显露，输出端由盛水容器的底部伸出。本实验装置具有判断无误、记录准确的显著效果。
文档编号A61B19/00GK201431512SQ20092005919
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月25日 优先权日2009年6月25日
发明者刘海弘, 康 彭, 朱传武, 许文学 申请人:南方医科大学