[发明专利]基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置

说明书

本发明公开了一种基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置，包括：小型动物试验处理系统，用于分别独立喂养待测的小型动物；生物节律表型全时自动监测系统，位于小型动物试验处理系统的下方或周侧以自动监测独立喂养的小型动物；环境因子控制监测系统，用于容纳小型动物试验处理系统和生物节律表型全时自动监测系统以及密闭空间内的温湿度调节、温湿度和光强监测；开源光源控制系统位于环境因子控制监测系统的顶部以提供所需光源；同轴数据采集储存系统，用于实时同步接收生物节律表型全时自动监测系统和环境因子控制监测系统监测获得的数据并根据要求实施控制。本发明的装置构建了基于时间生物学的一体化研究系统，高效稳定。

技术领域

本发明涉及生物节律研究领域，具体地说是一种基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置。

背景技术

时间生物学主要任务为研究生物体内与时间有关的周期性表型，并探究这些表型（如生理和行为）的内在时间控制机制。生物体内部的时钟系统（如昼夜生物钟、年生物钟等）所产生的节律是这种时间机制的主要驱动力。根据周期长度，可将这种生物节律分为超昼夜节律、次昼夜节律、近潮汐节律和近昼夜节律。在时间生物学研究过程中，鉴于饲养条件及技术手段较易获得等因素，许多小型动物（如果蝇、斑马鱼、文昌鱼、帝王蝶、稻飞虱等）常被选择为研究对象，选择具有节律性的生理行为表型（如自发活动节律、趋光节律、产卵节律、取食节律、昆虫羽化节律、飞行节律等）开展其基于时间生物学的时间控制机制研究。通过对小型动物生物节律表型的监测及内在分子生物学机制的挖掘, 有助于揭示包括生物钟在内的生物节律表型内在机制及其进化生物学意义，将对基于时间生物学的涉及医学（如基于生物钟的治疗策略）、农学（如农业迁飞害虫迁飞为害预警预报）等领域的科学应用发挥重要作用。

目前对于小型动物的生物节律表型研究方法主要涉及基于运动传感器（如基于红外线的计数装置）和录像观测两种方法。以往基于录像观测的研究装置往往局限于体型较大的动物（如帝王蝶、草地贪夜蛾、斑马鱼等）。针对小型昆虫，研究其生理行为节律主要借助于运动节律，如利用红外线计数装置评估其自发运动节律。除目前特异针对果蝇羽化节律研究开发的基于红外计数组件的羽化节律研究装置外，其他小型动物（尤其是昆虫）的生物节律表型如羽化、蜕皮和产卵节律等往往需要试验人员进行人工介入操作或定时观测，缺乏客观有效的自动监测及数据记录系统，整体试验过程工作量巨大且无法排除人为操作误差。因此，亟待研发一套广谱适用于小型动物（如昆虫）生物节律表型研究的兼具试验动物处理、试验动物生物节律表型监测、环境因子控制监测、开源光源控制系统和同轴数据采集储存系统的全时自动监测装置，该装置的研发将进一步提升试验数据的客观性、精确性及可重复性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置；该全时监测装置填补了基于影像的广谱适应于小型动物生物节律表型研究的全自动监测装置的空白，为小型动物（尤其是昆虫）内、外源生物节律表型及其时控机制以及对不同环境因子响应的交叉研究，提供一套科学设计、高效稳定、开源化、高通量、适应研究对象及表型广泛、环境因子精确可控、数据同轴可高效存储传输的基于时间生物学的一体化研究系统。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置，其特征在于：该全时监测装置包括以下系统：

小型动物试验处理系统，用于分别独立喂养待测的小型动物；

生物节律表型全时自动监测系统，位于小型动物试验处理系统的下方或周侧以自动监测独立喂养的小型动物；

环境因子控制监测系统，用于容纳小型动物试验处理系统和生物节律表型全时自动监测系统以及密闭空间内的温湿度调节、温湿度和光强监测；

开源光源控制系统，位于环境因子控制监测系统的顶部并为小型动物试验处理系统提供所需光源；

同轴数据采集储存系统，用于实时同步接收生物节律表型全时自动监测系统和环境因子控制监测系统监测获得的数据。