小动物代谢检测分析系统 —— 活动轨迹 / 站立行为全追踪

小动物代谢检测分析系统可实时同步监测动物的食物消耗，饮水消耗，活动量，活动轨迹图，站立行为，并把所得的数据自动储存到计算机内，方便用户进行生物学统计分析，独立设计的代谢笼可将动物排泄的粪便和尿液自动分离和收集，收集的排泄物进行低温保持；表面光滑不易沾粘，用户拆卸方便，清理方便。

核心技术与功能

1. 全维度行为追踪系统

• 高精度活动监测：采用8×8阵列XY红外热感传感器，以≥1s频率采集数据，支持X/Y轴位移实时追踪，活动量检测分辨率达0.1cm，时间精度0.01s，准确记录横向行走、纵向爬高等三维位移活动，灵敏度误差≤0.1%
• 站立行为识别：8对5mm红外对管准确检测站立次数，高度调节范围0-160mm，可根据动物体型和实验需求灵活调整，自动剔除短暂触碰干扰，确保数据可靠性
• 监测能力：支持连续监测≥999小时（约41天），内置储电模块可在断电后维持10小时运行，保障实验连续性；部分系统配备温湿度控制（22±2℃、50±10%RH）及程序化照明（0-1000lux）

2. 粪尿分离与易维护设计

• 自动化分离技术：采用分体式代谢笼结构，通过重力分层设计自动分离粪便与尿液，尿液盒配备低温保持功能，温度显示精度0.1℃，可自定义设置（0-4℃）防止排泄物水分挥发
• 易拆易清理设计：笼体采用PC/PMP透明材质，表面光滑不易沾粘，每个部件采用卡扣式设计，拆卸/安装无需工具，尿液与粪便盒可随时取放，方便用户快速清理
• 生物防护：代谢笼外形尺寸320×300×580mm，活动区域200×200×150mm，支架采用304不锈钢材质，耐腐蚀，符合SPF级实验动物环境要求

代谢与节律研究专属功能

1. 代谢相关研究功能

• 多参数同步监测：实时同步监测食物消耗量（精度0.01g）、饮水量（精度0.01ml）、活动量、站立次数及能量代谢指标（VO₂/VCO₂），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%
• 代谢综合征机制研究：建立摄食-运动-代谢关联模型，自动生活动量-能量消耗曲线、摄食/饮水时间分布热力图，揭示高脂饮食小鼠体重增加前夜间摄食量增加20%等预警信号
• 药品效果评估：定量检测药品对代谢行为的影响，如药品可使摄食量减少25%以上，饮水行为恢复正常

2. 生活节律与神经科学研究功能

• 昼夜节律分析：自动生成24小时/48小时活动轨迹图、能量消耗(EE)及呼吸熵(RER)曲线，标记活动峰值相位，量化不同光照条件下的行为节律变化，如黑暗期活动量占比可达70%
• 神经退行病研究：量化帕金森、阿尔茨海默病模型动物的运动障碍程度，评估药品对自主活动的影响，如帕金森动物活动量减少50%以上，药品可使其恢复至正常水平的70%
• 环境因素影响研究：研究光照、温度、噪音等环境因素对动物代谢和行为的影响，揭示环境与生理节律的关联机制

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和红外阵列传感器灵敏度校准，预热系统30分钟
• 参数设置：设置光照周期（如12小时光照/12小时黑暗）、采样频率（建议每1分钟采集1次，长期实验可延长至每10分钟1次）和低温保持温度（0-4℃）
• 环境控制：将代谢笼置于安静、恒温（约23℃）环境中，环境噪声<50dB，避免光照、噪音干扰

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、站立次数、X轴和Y轴坐标值、活动量等数据，生成动态变化曲线
• 中途补充：实验过程中可添加饮食量、饮水量，不影响实验连续性；如遇软件退出，可通过数据回收功能继续之前的实验
• 异常预警：系统实时监测数据波动，若检测到异常（如活动量骤降或骤增），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，对比组间差异
• 深度分析：生成单位时间内的饮食量/饮水量柱状图、站立次数直方图、活动量折线图、任意时间段的饮食量/饮水量饼状图
• 多维度关联：分析活动量-能量消耗曲线、摄食/饮水时间分布热力图，揭示运动与代谢效率的关系，验证生理真实性

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天将动物放入代谢笼，适应环境；禁食4-6小时（不禁水），减少消化活动干扰
• 数据验证：建议结合视频同步记录复核行为事件；确保换气速率≥16L/min，避免笼内气体积累影响代谢数据准确性
• 定期校准：每月校准重量传感器和红外监测装置，确保测量精度；定期检查低温保持功能，防止排泄物水分挥发

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、代谢笼内壁和粪尿收集盒，防止交叉污染；笼内部件可拆卸，方便清洗
• 系统维护：定期清理传感器表面的灰尘和污渍，检查红外对管的透光性；更新软件版本，确保数据分析功能的完整性
• 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，便于后续统计分析和二次使用