动物血糖监测器具及其光调控动物血糖实时监测装置的制作方法

本发明涉及生命科学技术领域，尤其涉及一种动物血糖监测器具及其光调控动物血糖实时监测装置。

背景技术：

葡萄糖是动物生存最直接的能量来源，血液中的葡萄糖浓度反应营养供给，过高或者过低的血糖浓度都会影响动物的行为，生理甚至危及生命。多年来，科学家一直不断探索血糖代谢的机理机制。

血糖的调节主要有胰岛分泌的胰岛素和大脑中下丘脑腹内侧核相互调节，但是大脑调节血糖的机理机制并不清楚。不能实时调控神经元的活动以及不能实时监测血糖是限制解析神经对血糖调控一个重要节点。光遗传技术可以瞬时调控神经元的活动，为解析大脑控制动物行为的神经环路提供很大进步。若能将光遗传学技术和一种可以短时间内检测小动物血糖的器具结合，将会给解析神经调控血糖代谢带来很大便利，对于解析糖尿病成因，机理方面也有重要帮助。

光调控动物血糖监测器具首先需要一个合适的器具让动物能不受束缚的待在其中，尾巴伸直便于快速消毒、采血、检测等一系列实验进行，同时该器具需要能让光纤输出特定波长的光顺利进行小动物特定脑区光照。此外，在抓取、采血等操作中，不能给动物造成很大应激。

因此光调控动物血糖监测器具需要光脉冲发生器用于生成特定波长、形状的光波，激光器用于输出特定波长的光，激活特定脑区神经元，光纤跳线用于传输激光器产生的光，套管用于将光纤传输进来的光导入到动物脑袋中，动物血糖监测盒子用于使动物待在固定的地方，同时能让动物自由活动。

对于目前固定动物进行采血的装置已经有很多，例如小鼠固定器，一般用圆椎形铁器将小鼠固定不动，进行小鼠尾静脉注射采血等等实验。但现有技术下的小鼠固定器主要存在以下缺点：一、用金属或者塑料制成，紧紧把小鼠束缚在圆锥形的圆筒中，小鼠不能动弹，束缚这种方式本身对于小鼠有应激，使小鼠全身处于一种紧张的状态，测得的生理指标等均为应激状态下的，非生理状态；二、金属圆筒或者塑料圆筒开口小，仅能容纳一只小鼠体积，再将小鼠放进固定器中花费时间长，只能用来研究长时程间的血糖变化，无法研究瞬时血糖变化，并且将小鼠放在固定器中抓取动作暴力，对小鼠也有应激作用；三、金属圆筒或者塑料圆筒的小鼠固定器为了保证固定好小鼠，不让小鼠逃跑，头部采用网纱作为阻挡，外部调控装备无法介入，光遗传学调控血糖代谢研究无法进行。

以此，针对以上现状，有必要开发一种能够适应光调控动物实时监测血糖的装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够有效减少动物应激，方便进行光调控动物实时监测血糖的装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种动物血糖监测器具，包括上下两端通透的圆柱形壳体、与所述圆柱形壳体的上端口相配合的顶盖、以及周向开设于所述圆柱形壳体的下端口壁的长槽，所述顶盖的上表面贯穿设置有若干个通孔。

其中，所述圆柱形壳体及所述顶盖均采用不透光的亚克力板组合而成或采用3D打印一体成型。

其中，所述圆柱形壳体的内径和高度均设置为7cm。

其中，所述顶盖的通孔直径设置为1cm。

其中，所述长槽的宽度设置为0.5cm,高度设置为1cm。

一种光调控动物血糖实时监测装置，包括上述任意一项所述的动物血糖监测器具、与罩设于动物血糖监测器具内的动物相连接的光纤跳线、与所述光纤跳线的一端相连接的激光发射器、与所述激光发射器相连接的光脉冲发生器，以及用于动物血液采集和检测的血糖检测装置，所述光纤跳线的另一端与设置于动物体内的光纤插芯相连接。

其中，所述血糖检测装置包括血糖仪，以及设置在所述血糖仪采血端的血糖检测试纸。

其中，该装置还包括用于监控整个试验过程的红外监控摄像机。

其中，所述激光发射器包括用于激活表达CHR2蛋白的神经元的蓝光激光器，以及用于抑制表达eNpHR的神经元的黄光激光器。

本发明的有益效果：本发明包括上下两端通透的圆柱形壳体、与所述圆柱形壳体的上端口相配合的顶盖、以及周向开设于所述圆柱形壳体的下端口壁的长槽，所述顶盖的上表面贯穿设置有若干个通孔。依此结构设计的动物血糖监测器具，能够方便的通过下端开口将小动物罩设于圆柱形壳体内，并通过设置于圆柱形壳体的下端口壁的长槽，使得动物尾部展开，进而减少因空间过于束缚而增加动物的应激；此外，本发明还提供了一种光调控动物血糖实时监测装置，包括动物血糖监测器具、与罩设于动物血糖监测器具内的动物相连接的光纤跳线、与所述光纤跳线的一端相连接的激光发射器、与所述激光发射器相连接的光脉冲发生器，以及用于动物血液采集和检测的血糖检测装置，所述光纤跳线的另一端与设置于动物体内的光纤插芯相连接。以此方式设置的光调控动物血糖实时监测装置，能够方便快捷的通过光调控大脑活动的同时监测血糖。

附图说明

图1是本发明一种光调控动物血糖实时监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本实施例中一种动物血糖监测器具，包括上下两端通透的圆柱形壳体1、与所述圆柱形壳体1的上端口相配合的顶盖2、以及周向开设于所述圆柱形壳体1的下端口壁的长槽3，所述顶盖2的上表面贯穿设置有若干个通孔21，所述圆柱形壳体1及所述顶盖2均采用不透光的亚克力板组合而成，也可以采用3D打印一体成型，作为优选，本实施例中所述圆柱形壳体1的内径和高度均设置为7cm，该圆柱形壳体的大小和成年C57小鼠合适；底面无盖，侧面底部开1cm高，0.5cm宽的长槽，用于小鼠尾巴伸出，便于采血；上面有盖，盖上有6个大小一样的通孔21，圆孔直径1cm，用于植入光纤跳线，以及小鼠的透气。以此结构设计，能够方便的通过下端开口将小动物罩设于圆柱形壳体内，并通过设置于圆柱形壳体的下端口壁的长槽，使得动物尾部展开，进而减少因空间过于束缚而增加动物的应激；

本实施例中还提供了一种光调控动物血糖实时监测装置，包括动物血糖监测器具4、与罩设于动物血糖监测器具4内的动物相连接的光纤跳线5、与所述光纤跳线5的一端相连接的激光发射器6、与所述激光发射器6相连接的光脉冲发生器7，以及用于动物血液采集和检测的血糖检测装置8，所述光纤跳线5的另一端与设置于动物体内的光纤插芯相连接，所述血糖检测装置8包括血糖仪81，以及设置在所述血糖仪81采血端的血糖检测试纸82，该装置还包括用于监控整个试验过程的红外监控摄像机9，所述激光发射器6包括用于激活表达CHR2蛋白的神经元的蓝光激光器，以及用于抑制表达eNpHR的神经元的黄光激光器。

上述装置中的光脉冲发生器7，可以产生方波，正弦波，脉冲波等等波形，控制波形发生器发出波的周期，调控光刺激时长；控制波的幅度，调控光刺激能量的大小；调节发生波的模式来调控光刺激的模式；调节波的频率，调控光刺激的频率。激光发生器6，能够发射出特定波长的波，激活表达在神经元细胞膜上离子通道型光敏蛋白或者抑制光敏蛋白，从而调控神经元活动。光纤跳线5，连接激光发生器6和小鼠脑袋，将激光发生器6产生的特定波长的光输入至光纤插芯。光纤插芯，通过手术植入小鼠脑袋，将跳线传输进来的光导入小鼠特定脑区，可以激活光敏感蛋白，让例子通道打开，控制神经元的活动。

血糖测量装置8，分为两个部分：血糖仪81，可以将血糖信号转化为数字信号输出，测量血糖后，数值显示在屏幕上；血糖试纸82，一端连接血糖仪，一端可以接收血液，通过化学反应检测血液中的葡萄糖，将化学信号输出到血糖仪。

本实施例中所用的采血装置分为三个部分：手术刀，灭菌后用于小鼠尾部手术，破静脉血管；消毒棉，酒精棉球，用于给小鼠尾部采血前消毒，避免感染；止血棉，用于采血后小鼠尾部止血。

本实施例中还设置有血糖检测装置，其作用是进行血液中血糖测量。血糖仪，作用是将试纸上的化学信号转变为数字信号输出屏幕上，屏幕上数字即为血糖值；血糖试纸82，内含有氧化葡萄糖的酶，作用是将将收集好的血液检测，其中的化学反应酶和葡萄糖进行氧化还原反应，检测血液中葡萄糖含量，即血糖值。

上述光调控动物血糖实时监测装置能够实现光调控血糖调节脑区的控制，基因编辑技术将离子通道型光敏蛋白表达在控制血糖代谢的脑区，ChR2及其变体表达在控制血糖代谢脑区神经元细胞膜上后，用473nm的蓝光激活，可以打开离子通道，使得K+外流，Na+内流，造成细胞去极化，神经元被激活，自身分泌神经递质去调控或者将这种电活动直接传输给下一级神经元，最终影响胰岛分泌胰岛素和胰高血糖素来影响血糖。eNpHR及其变体表达在控制血糖代谢脑区的神经元包膜上后，用593nm的黄光去抑制这些神经元活动，最终影响血糖。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。