本发明涉及实验仪器,特别是应用于大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用的装置。
背景技术:
1、随着社会竞争的日趋激烈和生活方式的改变,睡眠剥夺发生率逐年攀升,睡眠不足已成为越来越普遍的社会现象。青少年中,三分之二的学生夜间睡眠小于8小时,达不到睡眠医学会推荐青少年维持健康所需的睡眠时间,这种不良的睡眠卫生习惯导致青少年消极情绪的增加甚至发生抑郁,对青少年健康及学业造成多重不利影响。据估计超过20%的成年人经常出现睡眠不足,流行病学调查显示,亚洲国家的成年人睡眠剥夺趋势最为显著。睡眠剥夺会危害心血管、神经、免疫、内分泌和生殖等多个系统,增加发生轻度认知功能障碍和阿尔茨海默病的风险,还会对个体的情绪产生负面影响。已有研究表明睡眠剥夺能够影响记忆力、注意力、警觉性等多领域的认知功能。
2、科技的迅速发展使人类越来越多地暴露在不同频率的电磁场中,受到的电磁辐射日益增多,且同属于电磁辐射的人造辐射远远超过了自然辐射。射频电磁辐射是人造辐射的一种,目前使用射频电磁辐射的电器种类与数量也越来越多,尤其是手机、笔记本电脑和无线网络wifi等使用量的急剧增加,引起了人们对电磁辐射有害健康的担忧。目前已有流行病学研究表明,电磁辐射与退行性神经疾病、内分泌、免疫系统、恶性肿瘤、生殖功能异常等多种疾病的发生率增高密切相关。据报道,暴露于射频电磁场会诱导细胞内产生活性氧,刺激基质金属蛋白酶家族蛋白导致皮肤老化。电磁场也可以通过增加氮中间体和活性氧水平的方式引发遗传物质dna链断裂,导致染色体畸变和微核数量显著增加。
3、根据文献调研发现,现代人主动睡眠剥夺的一大诱因是电子设备的使用。由此,睡眠剥夺人员经常处于电磁辐射之中,需要进一步利用动物实验评价睡眠剥夺和电磁辐射联合作用生物学效应。但目前仅具有几种单独进行睡眠剥夺的仪器及单独进行电磁辐射的装置。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种应用于大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用的装置,以解决目前缺乏评估大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用实验装置的技术问题。
2、本发明的技术方案是对电磁场暴露环境下清醒状态自由活动的实验动物大小鼠进行睡眠剥夺,包含电磁辐射鼠笼、动物睡眠剥夺板、平行升降装置、控制电缸、支架、控制系统、电磁辐射装置七个部分,具体如下:
3、所述的电磁辐射鼠笼,由聚碳酸酯(pc)透明材料构成,电磁辐射波可以透射而几乎不衰减。
4、所述的电磁辐射鼠笼的两侧具有透气孔,另两侧面分别配有用于实验大小鼠自由进食和饮水的网格状投食槽和带取水口的饮水瓶,保证实验大小鼠处于正常的食物和饮用水供应状态,鼠笼顶部为活动盖,鼠笼底板均匀开有m行n列的圆孔。
5、所述的动物睡眠剥夺板,由聚碳酸酯(pc)透明材料一次成型,其上均匀分布m行n列的睡眠剥夺柱,每个睡眠剥夺柱为钝头圆柱,可以穿过所述的电磁辐射鼠笼底板的开孔,从而可以采用轻柔刺激法对实验大小鼠进行间歇性刺激,实现睡眠剥夺。
6、所述的平行升降装置,主要由平行升降机构和牵引杆两部分组成,通过牵引杆与所述的控制电缸相连接,采用双剪刀形状的平行升降机构上部通过螺钉与所述的动物睡眠剥夺板连接;通过所述的控制电缸的往复牵引实现平行升降机构的升降,从而使与其连接的所述的睡眠剥夺板平行升降,进而实现了睡眠剥夺柱间歇性地轻柔扰动刺激实验大小鼠,实现睡眠剥夺。
7、所述的支架,主要由支撑柱和支架底板两部分组成。支架底板是所述的应用于大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用的装置的底座,通过螺栓与所述的平行升降装置相连接,固定所述的平行升降装置,其上共有4个支撑柱;支撑柱开有l型槽台,构成所述的电磁辐射鼠笼的支撑面,同时槽台下方的矩形支撑柱与所述的睡眠剥夺板的矩形切角相配合为其升降进行导向。
8、所述的控制电缸,与所述的平行升降装置的牵引杆相连接,由所述的控制系统控制其按照设定的睡眠剥夺的起止时长、刺激频率和刺激强度对实验大小鼠进行周期性扰动刺激,实现可控睡眠剥夺。
9、所述的控制系统,可以设置睡眠剥夺的起止时长、刺激频率和刺激强度等参数,所述刺激频率的倒数为刺激周期,即相邻两次刺激的时间间隔,在开始试验后且未超出起止时长时,所述的控制系统按设定的刺激周期控制所述的控制电缸驱动所述的动物睡眠剥夺板升降,根据刺激强度控制所述的控制电缸驱动所述的动物睡眠剥夺板升降的行程、速度,从而实现所述的控制系统控制所述的控制电缸按照设定的起止时间、刺激频率和刺激强度驱动动物睡眠剥夺板对实验大小鼠进行周期性扰动刺激,实现可控睡眠剥夺。
10、所述的电磁辐射装置,由所述的控制系统控制,可以设置实验的电磁辐射频率和输出功率等参数,在开始试验后所述的控制系统按设定的电磁辐射频率和输出功率控制所述的电磁辐射装置发射电磁波,电磁波对所述的鼠笼内的大小鼠进行可控的电磁辐射。当结束实验时,所述的控制系统控制所述的电磁辐射装置停止发射电磁波。
1.一种应用于大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用的装置,其特征在于,包括:电磁辐射鼠笼、动物睡眠剥夺板、平行升降装置、控制电缸、支架、控制系统、电磁辐射装置。
2.如权利要求1所述的电磁辐射鼠笼,其特征在于,由聚碳酸酯(pc)透明材料构成,电磁辐射波可以透射而几乎不衰减,两侧面带有透气孔,另两侧分别配有用于实验大小鼠自由进食和饮水的网格状投食槽和带取水口的饮水瓶。鼠笼的顶部活动盖采用聚碳酸酯(pc)透明材料,其底板均匀开有m行n列的圆孔,与权利要求1所述的动物睡眠剥夺板配合,由权利要求1所述的平行升降装置间歇性地驱动睡眠剥夺板实现对实验大小鼠的扰动刺激,实现实验大小鼠的睡眠剥夺。
3.如权利要求1所述的动物睡眠剥夺板,其特征在于,由聚碳酸酯(pc)透明材料一次成型,其上均匀分布m行n列的睡眠剥夺柱,睡眠剥夺柱均为钝头圆柱,可以穿过权利要求1所述的电磁辐射鼠笼底板的开孔,从而可以采用轻柔刺激法对实验大小鼠进行间歇性刺激,实现睡眠剥夺。
4.如权利要求1所述的平行升降装置,其特征在于,由平行升降机构和牵引杆两部分组成,通过牵引杆与权利要求1所述的控制电缸相连接,采用双剪刀形状的平行升降机构的上部通过螺钉与所述的动物睡眠剥夺板连接。
5.如权利要求1所述的平行升降装置,其特征在于,通过权利要求所述的控制电缸的往复牵引实现平行升降机构的升降,从而使与其连接的权利要求1所述的睡眠剥夺板平行的升降,进而实现了间歇性地扰动刺激实验大小鼠,实现睡眠剥夺。
6.如权利要求1所述的支架,其特征在于,由支撑柱和支架底板两部分组成,支架底板通过螺栓与权利要求1所述的平行升降装置相连接,固定权利要求1所述的平行升降装置,其上共有4个支撑柱;支撑柱采用开有l型槽台,构成权利要求1所述的电磁辐射鼠笼的支撑面,同时槽台下方的矩形支撑柱与权利要求1所述的睡眠剥夺板的矩形切角相配合为其升降进行导向。
7.如权利要求1所述的控制系统,其特征在于,可以根据用户设置刺激时长、刺激频率和刺激强度,控制权利要求1所述的控制电缸驱动权利要求1所述的动物睡眠剥夺板升降的时长,频率,强度,对实验大小鼠进行睡眠剥夺柱轻柔扰动刺激,实现对动物的可控睡眠剥夺。
8.如权利要求7所述的控制系统,可以自动的实现按睡眠剥夺实验预设起止时长、刺激频率和刺激强度对实验大小鼠的睡眠剥夺轻柔扰动刺激,可以按预设的电磁辐射频率和输出强度控制如权利要求1所述的电磁辐射装置输出从顶部入射的电波辐射信号,应用于大小鼠睡眠剥夺和电磁辐射联合作用实验。
