大小鼠饮食饮水监测系统 — 单个实验动物饮食饮水摄入行为研究用

大小鼠饮食饮水监测系统是用于定期测量单个实验动物的随意的饮食饮水摄入行为的系统。测量的时间是由用户定义的，通过定期的测量，研究者不需要再记录单个膳食的结构，或者与饮食饮水相关的行为。记录每个活动笼的饮水和饮食量，系统可中途添加食物，监测实验动物的饮水量（ml）、饮食量(克)、活动量（cm）站立、食槽剩余量、水瓶剩余量等数据。

核心工作原理与技术设计

1. 高精度监测系统

• 饮食监测模块：采用高精度重量传感器（±0.01g分辨率）实时监测食槽重量变化，自动计算摄入量并校正中途补料误差，部分系统精度可达0.001g，支持中途补料且数据不中断
• 饮水监测模块：通过流量传感器或重量传感器（±0.01ml精度）结合红外舔舐识别技术，准确记录每次饮水的时间和水量，区分饮水与无效行为，部分系统配备防漏饮水瓶（80ml容积）
• 行为监测模块：活动量检测分辨率达0.1cm，通过5mm红外对管检测站立次数，可结合活动量数据综合评估动物状态

2. 智能化数据管理系统

• 实时可视化功能：动态生成摄食量折线图、饮水消耗曲线及活动热力图，支持自定义时间粒度（小时/天/周）
• 多通道扩展能力：支持1-512通道并行监测，适配大鼠/小鼠标准笼具（350×350×350mm），独立舱体控制，可级联多台设备
• 环境适应性设计：透明亚克力笼具配备防泼洒食槽（100g容量），减少人为干扰；可选配温湿度控制（22±2℃、50±10%RH）及程序化照明

代谢与节律研究专属功能

1. 代谢相关研究功能

• 代谢综合征机制研究：同步记录饮食/饮水与活动量行为，建立摄食-代谢关联模型，如高脂饮食小鼠体重增加前夜间摄食量增加20%
• 能量消耗评估：部分系统配备呼吸熵(RER)模块，结合饮食量和能量消耗数据，评估不同饲料配方对代谢的影响，准确度达±5%
• 药品效果评估：定量检测降对饮食饮水行为的影响，如药品可使摄食量减少25%以上，饮水行为恢复正常

2. 生活节律与奖赏研究功能

• 昼夜节律分析：自动生成饮食/饮水的24小时节律图、活动量热图，揭示不同光照条件下的饮食节律变化，如黑暗期摄食量占比可达70%
• 运动-饮食关联研究：结合主动跑轮系统数据，研究运动对饮食行为的影响，如长期运动可使摄食效率（摄入量/体重）提高15%
• 奖赏行为研究：支持糖水偏好实验(SPT)，通过监测糖水/纯水摄入比例，评估动物的愉悦感和奖赏反应，如抑郁模型动物糖水偏好度下降30%

标准实验操作流程

1. 实验前准备

• 传感器校准：执行重量传感器零点校准，避免累积误差；红外模块需预热30分钟
• 环境控制：设置温湿度（22±2℃、50±10%RH）和光照周期（如12小时光照/12小时黑暗）
• 参数设置：根据实验需求设置采样频率（建议每小时采集1次，长期实验可延长至每天1次）、记录间隔和数据存储路径

2. 数据采集

• 实时监测：通过触摸屏或PC端软件实时显示饮食量、饮水量、活动量、站立次数等数据
• 中途补料：手动或自动补充食物/水时，系统自动校正数据连续性，无需打开笼具，避免惊扰动物
• 异常预警：系统实时监测数据波动，若检测到异常（如摄食量骤降或骤增），可触发预警提示研究人员检查

3. 数据分析

• 基础统计：计算日均摄食量、饮水量、活动量、站立次数等核心参数
• 深度分析：生成单位时间内饮食/饮水柱状图、总摄入量折线图、昼夜节律饼图等可视化图表
• 多维度关联分析：结合活动量、体重变化等数据，建立饮食行为与代谢、节律的关联模型

使用注意事项与维护

1. 实验操作规范

• 动物适应：实验前3-7天将动物放入监测系统，适应环境，减少应激反应
• 数据质量控制：关注趋势而非单次测量值，结合活动量、站立次数等行为参数综合评估
• 环境因素控制：控制实验环境光照强度<50lux，避免温度、湿度波动对测量结果的影响

2. 设备维护要点

• 清洁：每次实验后用75%酒精擦拭传感器表面、食槽和水瓶，防止交叉污染
• 定期校准：每月校准重量传感器和流量传感器，确保测量精度
• 数据备份：定期导出并备份实验数据，支持Excel/CSV/JPG等格式导出，便于后续分析