一种动物呼气收集装置的制作方法

本发明涉及一种动物呼气收集装置。

背景技术：

呼出气体能够反映出多个生理指标，有文献报道每个人呼出气体的成分均不相同。呼出气体中除了含有氮、氧和二氧化碳之外，还包含着其他许多种化合物，这些化合物的含量水平是判断身体状况的一个重要指标。比如呼出气体中丙酮含量较高，则意味着有很大风险患上了糖尿病；而若呼出气体中一氧化氮含量高于正常水平，则很可能是得了哮喘病。

此外，在检测前可以食用同位素标记的药物，经过体内代谢后，同位素标记的元素可以进入呼吸系统，最后通过呼出气体排出。因此，使用呼出气体可以用于更多的疾病检测。例如，¹³C-尿素酶幽门螺杆菌检测试验、¹³C-葡萄糖呼气试验检测胰岛素抵抗实验和¹³C-美沙西丁呼气试验对肝损伤肝功能评估等。非侵入式呼出气体成分含量检测来诊断疾病已经成为了一项重要研究内容。

啮齿类实验动物已成为医药研发、生命科学和医学研究、高等院校教学等领域的主要实验动物。越来越多的疾病可以在啮齿类实验动物上进行复制。由于呼出气体分析来诊断疾病操作简单，对实验动物损伤较少，目前已有文献报道将其应用于判断实验动物造模是否成功。例如啮齿类动物幽门螺杆菌动物模型建立，四氯化碳对肝损伤动物模型等。此外，呼出气体与吸入气体的分析始终是啮齿类动物能量代谢研究中重要一项，例如呼吸商的计算，啮齿类动物的基础代谢率等。

目前所使用的呼气收集装置，主要是通过设置吹嘴来实现呼气的收集。然而对于采集动物的呼气来讲，通过吹嘴这样的设置来收集呼气几乎是不可能的，特别是对于例如潮气量非常小的体型较小的啮齿类动物更是难以实现。

因此，非常有必要开发出一种适于收集动物呼气的装置。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种动物呼气收集装置，所述收集装置包括收集器，所述收集器包括

笼本体，其内部形成开口的容纳空间；

盖体，其与所述笼本体配合，用于打开或闭合所述容纳空间的开口；

进气管，其设置于所述笼本体上，并与所述容纳空间连通；

出气管，其设置于所述笼本体上，并与所述容纳空间连通；

集气袋，其与所述出气管连通；

第一止逆阀，其设置于所述进气管上，能使气体通过所述进气管输入到所述容纳空间中，并阻止所述容纳空间中的气体通过所述进气管输出；

第二止逆阀，其设置于所述出气管上，能使所述容纳空间中的气体通过所述出气管输出到所述集气袋中，并阻止集气袋中的气体输入到所述容纳空间中。

容纳空间的形状可根据动物的体形来设置，比如对于啮齿类动物来讲，其体形近似于柱状，且头部较尖，因此，所述笼本体可以包括柱状本体和锥状本体，所述柱状本体的一端与所述锥状本体连接形成所述具有开口的容纳空间。

一般来讲，动物的头部处于锥状本体形成的空间内，所述进气管和所述出气管均设置于所述锥状本体上有利于动物的呼吸以及呼气的采集。因此，在一个具体实施例中，所述进气管和所述出气管均设置于所述锥状本体上。

在一个具体实施例中，所述盖体包括芯杆，和设置于所述芯杆第一端的活塞。

在一个具体实施例中，所述芯杆的第二端设置有握持部，所述握持部的横截面积大于所述芯杆的横截面积。

在一个具体实施例中，所述收集器还包括进气装置，所述进气装置与所述进气管连接，用于通过所述进气管向容纳空间充气。

在一个具体实施例中，所述进气装置和所述进气管通过集管器连接；所述集管器的第一端设置有尾管，所述尾管与所述进气装置连接；所述集管器的第二端设置有用于与所述进气管连接的至少一个孔。例如，其可以设置12个孔，这样可以同时接入1-12个进气管。

在一个具体实施例中，当所述集管器的第二端设置有N个孔，与所述孔连接的所述进气管的个数小于N时，未与所述进气管连接的孔处于封闭状态；其中N为大于等于2的整数。集管器在没有接入进气管时，所述孔处于自行关闭状态或利用封口膜等材料进行密封，保证设备处于密闭状态；在接入的进气管不足12个时，最好确保装置运行时每个单独设施能够有相同的气流速度，并且最好每个孔的气体压力相同。根据实验要求调节进气装置的压力进而达到控制装置内的空气流速。

在一个具体实施例中，所述动物呼气收集装置还包括具有至少一个收集器室的收集器架，所述收集器室用于容纳收集器。

在一个具体实施例中，所述收集器还包括支撑架，所述支撑架与所述笼本体连接；所述收集器室的底部设有固定槽，以固定住所述支撑架。

根据不同动物体型，笼本体分为大、中、小三个或更多的型号。大号笼本体长为25cm，截面半径为5cm，活塞长度为27cm；中号笼本体长为15cm，截面半径为2.3cm，活塞长度为17cm；小号笼本体长为10cm，截面半径为1.5cm，活塞长度为12cm。

在实验过程中需要收集动物呼出的气体时，往往需要收集更多动物呼出的气体而非装置中已有的背景空气。该装置突破了现有技术中使用吹嘴收集气体的束缚。通过将动物控制在有限的空间内，配合进气管与出气管的使用，一方面避免了动物在狭小的空间内因缺氧而引起的不适，甚至死亡；另一方面可以及时收集其呼出的气体。这种方式有效地避免了由于动物所处的空间过大而造成的背景空气过多，或由于动物所处的空间过大，动物可以任意活动等不利因素，进而可以避免起严重影响实验数据的不准确性。特别是，当所述盖体具有芯杆，和设置于所述芯杆第一端的活塞的结构时，可以使动物所处的空间尽可能的缩小，进一步地有效地避免背景空气过多或动物可以任意活动将严重影响实验数据的准确性的不利因素。通过本申请收集的动物呼气特别适用于动物静态代谢率和/或呼气检测等方面的测定。例如：其可用于小型啮齿类动物能量代谢实验、气体毒理性实验、¹³C-尿素酶幽门螺杆菌检测试验、¹³C-葡萄糖呼气试验检测胰岛素抵抗实验和¹³C-美沙西丁呼气试验对肝损伤肝功能评估等。

使用活塞式盖体可以将动物放进笼内后进一步进行调整，使笼内原有空气达到最低量。

在进气管和出气管上均安装了止逆阀，这样不但可以保证气体的连续收集，而且在更换进气装置或者集气袋时，笼内的气体不会逆流。

由于小型啮齿类动物潮气量较小，无法通过呼吸打开止逆阀，因此可以在进气端增加一个进气装置，根据动物的潮气量或者实验所需设定一个进气速度，使装置内的气体按照一定的气流速度由进气管进入笼内，再通过动物的呼吸，利用进气装置通过进气管施加给容纳空间的必要的起来来打开第二止逆阀，从而将笼内含有呼气的气体由出气管输入到集气袋中。这一设计可以使动物既可以保障动物的正常呼吸，又可以打开止逆阀，因而可以保证实验的顺利进行。

收集器架设为多层多列，例如三层四列，可以缩小仪器所占空间。其长可以为27cm，宽可以为45cm，高可以为50cm。收集器架可以为塑料材质，较为轻便，顶部有一提手，使装置更便于携带。收集器架的长、宽、高比例适中，可以较为牢固的放于平面。每个收集器室由塑料板相隔。收集器室内前后各有长为5cm，宽为1cm，高为1.5厘米的活动式固定槽，防止收集器在实验过程中从支架上滑落。

本申请的动物呼气收集装置结构简单，使用方便；通过将动物固定于一个较为狭小的空间里并给装置施加一个较为稳定的气流，可以达到较为长时间收集动物呼出的气体的目的。通过止逆阀可以达到随时更换进气装置和呼气装置，而不会出现气体外溢甚至逆流的情况。

附图说明

图1为单独收集器的侧视图。

图2为单独收集器的俯视图。

图3为收集器架的前侧视图。

图4为收集器室的内部侧视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

如图1至图4所示的动物呼气收集装置。

具体来讲，如图1和图2，收集器包括笼本体20，其内部形成一个开口的容纳空间；盖体10，其与所述笼本体配合，用于打开或闭合所述容纳空间的开口；进气管2，其设置于所述笼本体20上，并与所述容纳空间连通；出气管6，其设置于所述笼本体20上，并与所述容纳空间连通；集气袋7，其与所述出气管6连通；第一止逆3阀，其设置于所述进气管2上，能使气体通过所述进气管2输入到所述容纳空间中，并阻止所述容纳空间中的气体通过进气管2输出；第二止逆阀5，其设置于所述出气管6上，能使所述容纳空间中的气体通过出气管6输出到所述集气袋7中，并阻止集气袋7中的气体通过出气管6输入到所述容纳空间中。

容纳空间的形状可根据动物的体形来设置，比如对于啮齿类动物来讲，其体形近似于柱状，且头部较尖，因此，所述笼本体20可以包括柱状本体8和锥状本体4，所述柱状本体8的一端与所述锥状本体4连接形成所述具有开口的容纳空间。

一般来讲，动物的头部处于锥状本体形成的空间内，所述进气管2和所述出气管6均设置于所述锥状本体上有利于动物的呼吸以及呼气的采集。所述进气管2和所述出气管6可以均设置于所述锥状本体上。

盖体10包括芯杆17，和设置于所述芯杆第一端的活塞18。

芯杆的第二端设置有握持部19，所述握持部19的横截面积大于所述芯杆的横截面积。

所述收集器还包括进气装置(图1未显示)，所述进气装置与所述进气管2连接，用于通过进气管2向容纳空间充气。进气装置和进气管2通过集管器1连接；所述集管器1的第一端设置有尾管15，所述尾管15与所述进气装置连接；所述集管器1的第二端设置有用于与所述进气管2连接的至少一个孔。例如，其可以设置12个孔，这样可以同时接入1-12个进气管2，集管器1在没有接入进气管2时，所述孔处于自行关闭状态或利用封口膜等材料进行密封，保证设备处于密闭状态；其次，在接入的进气管2不足12个时，最好确保装置运行时每个单独的集管器能够有相同的气流速度，并且最好每个孔的气体压力相同。根据实验要求调节进气装置的压力进而达到控制装置内的空气流速。

小型啮齿类动物笼本体20一端为锥形本体4，在锥形本体4上有两个孔与进气管2和出气管6相连。笼本体20内的活塞式盖体10的头部为带有胶塞的活塞18，可以根据动物的具体体型进一步调节。根据不同动物体型，笼本体20分为大、中、小三个型号。大号笼体长为25cm，截面半径为5cm，活塞长度为27cm；中号笼体长为15cm，截面半径为2.3cm，活塞长度为17cm；小号笼体长为10cm，截面半径为1.5cm，活塞长度为12cm。

如图3所示，动物呼气收集装置还包括具有至少一个收集器室12的收集器架11，所述收集器室12用于容纳收集器。在收集器架11顶部装有一个提手16。

如图1所示，所述收集器还包括支撑架9，所述支撑架9与所述笼本体20连接；所述收集器室12的底部设有固定槽13,14，以固定住所述支撑架9。例如通过固定槽13,14卡住支撑架9。

在实验过程中，首先将装置组装好，如图1所示。将动物放入笼本体20中，推动盖体10使笼本体20中的空间达到最小。将集管器1的尾管15与进气装置相连，将进气管2接入集管器1的孔内，调节进气装置使笼本体20内的气流速度达到实验所需后便可以进行实验。

虽然本申请已经参照其优选地具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本申请的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。例如，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均包括在本申请的权利要求的范围内。并且可以对本申请的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物或方法步骤。所有的这些改变也均包括在本申请的权利要求的范围内。