Phenomaster

- Описание
PhenoMaster: описание системы
Система PhenoMaster от компании TSE Systems – это уникальная модульная платформа для фенотипирования мышей и крыс. Она позволяет проводить полностью автоматизированную синхронизированную высокоточную оценку метаболических, физиологических и поведенческих параметров в домашней клетке, исключающей стрессовый фактор. Основой системы PhenoMaster является стандартная домашняя клетка со специальной крышкой. Проведение тестов в условиях домашней клетки обеспечивают комфортные условия для животных, минимальный объем работы операторов и отсутствие лишних данных. Параллельная работа с неограниченным количеством домашних клеток позволяет проводить масштабные эксперименты с большими группами животных. Каждую клетку можно оснастить различными функциональными модулями для оценки метаболизма, потребления жидкости и корма, локомоторной активности и бега в колесе, усвоения двигательного навыка, оперантного обучение и памяти, а также различных физиологических параметров в рамках одного эксперимента. Все модули синхронизируются и управляются специализированным программным обеспечением PhenoMaster Software. Каждый модуль можно использовать как отдельную систему, управляемую собственным пакетом программного обеспечения. Модульный подход к комплектации системы PhenoMaster позволяет получать максимально полную информацию об эксперименте и устанавливает новую планку для инновационных исследований. Компания TSE Systems в сотрудничестве с ведущими учеными из различных сфер постоянно совершенствует и развивает технологию PhenoMaster, чтобы сделать эту систему идеальным инструментом для современных многоплановых научных исследований.
Применение:
Сферы исследований
- Нейробиология
- Психиатрия
- Метаболизм
- Генетика
- Физиология
- Иммунология
- Токсикология
- Фармакология
- Онкология
- Кардиоваскулярные исследования
- Экология
- Этология
- Разработка лекарственных препаратов
- И многое другое…
PhenoMaster: Модульный дизайн
Дополнительные модули
Размещение в лаборатории: специальные стеллажи и климатические камеры Metabolic PhenoCage: разделение и количественная оценка мочи и кала CaloTreadmill: Калориметрия физической активности
Непрямая газовая калориметрия CaloSys
Модуль CaloSys позволяет проводить высокоточные измерения метаболизма мышей и крыс путем замера скорости поглощения кислорода (VO2) и выделения углекислого газа (VCO2) как в состоянии покоя, так и при физических нагрузках. Расход энергии и утилизация субстрата подсчитываются непрерывно (непрерывная система) или через заданный интервал времени (мультиплексная система) в обоих режимах PUSH и PULL в любой период времени. При синхронизации с поведенческим и/или физиологическим модулями эти метаболические измерения предоставляют исследователю уникальную фенотип-специфическую информацию.
Потребление жидкости и корма, мониторинг веса тела
Сенсоры PhenoWeight: данный модуль измеряет и фиксирует количество жидкости и корма, потребляемого животным за определенный период времени. На основании этих данных программное обеспечение PhenoMaster дает подробный анализ питания. Автоматизированные цилиндры могут ограничивать доступ животного к жидкости и корму по времени, количеству и активности для максимальной кастомизации эксперимента. Красная труба, соединенная с сенсором веса, дополняет домашнюю клетку и автоматически передает данные о весе находящегося в ней животного. FeedTime& DrinkTime (не показаны): Эта система является хорошей альтернативой для экспериментов, требующих только ограничения доступа к жидкости и корму.
Катетерный порт
Технология катетерных портов соединяет и интегрирует внешние модульные блоки. Это позволяет расширить функционал PhenoMaster за счет добавления автоматизированных инжекторных помп, системы забора крови, микростимуляции и многого другого. Это дает возможность исследователям одновременно наблюдать различные эффекты экспериментальных манипуляций (поведение, метаболизм, физиология), сократить количество животных и сэкономить рабочее время.
Локомоторная активность
Инфракрасная рамка (ActiMot2): рамка окружает домашнюю клетку и регистрирует в трех измерениях каждое движение животного. Инфракрасные лучи по осям X и Y регистрируют мельчайшие передвижения в плоскости, а встроенный в ось Z индикатор фиксирует поднятие на задние лапы. Рамка работает с высоким временным (100 Гц) и пространственным (до 1 мм) разрешением. Опции разностороннего анализа передвижений обеспечивают глубокое понимание локомоторной активности животного.
InfraMot (не показан): сенсор InfraMot определяет общий уровень активности мышей, крыс и других мелких лабораторных животных. Пассивный инфракрасный сенсор ведет подсчет движений с определенными временными интервалами, улавливая тепловое излучение тела животного.
Беговое колесо
TSE Systems предлагает широкий выбор модульных беговых колес для экспериментов по добровольному и принудительному бегу в колесе. Колеса для добровольного бега позволяют изучать метаболизм, суточную активность, освоение моторных навыков и другие параметры. Моторизованные беговые колеса ставят животных перед определенными исследователем режимами активности или заставляют их непрерывно двигаться. Основные приложения систем: изучение ожирения, регенерация моторных навыков, изучения метаболизма через влияние физической активности, изучение эффектов недостатка сна и многие другие.
Оперантная стенка
Оперантная стенка может быть помещена в домашнюю клетку для проведения полностью автоматизированных поведенческих экспериментов. Опциональное взаимодействие с другими модулями, такими как контроль доступа к пище или беговому колесу в качестве поощрения, позволяет достичь максимальной гибкости моделирования экспериментов и инновационных парадигм.
Телеметрия Stellar
Система телеметрии Stellar позволяет отслеживать физиологические параметры неограниченного числа свободно движущихся животных при помощи всего одной антенны-ресивера. Это открывает доступ к проведению экспериментов с большими группами лабораторных животных различных видов.
PhenoMaster: Модули и Возможности
Домашняя клетка
-
Проведение тестов в привычной обстановке домашней клетки
-
Максимальный комфорт животного и минимальное время привыкания
-
Объективные данные с низкой вариативностью, лишенные влияния стресса
-
Полностью автоматизированная система для минимального вмешательства оператора
-
Гибкая интеграция различных функциональных модулей
-
Проведение непрерывных экспериментов в течение дней и недель, изучение длительных процессов, в т.ч. старения
- Простота обслуживания и чистки (клетки автоклавируемы)
Комплекс из нескольких домашних клеток
-
Параллельный мониторинг нескольких домашних клеток и модулей
-
Одновременный доступ к любому требуемому количеству животных
- Высокаястепень стандартизации, надежностьивоспроизводимость
Программное обеспечение PhenoMaster
-
Программное обеспечение представляет собой модульную платформу для сбора и обработки информации, поступающей из разных частей системы
-
Профессиональные инструменты работы с данными обеспечивают удобное и гибкое хранение, анализ и экспорт экспериментальной информации
- Каждый функциональный модуль PhenoMaster может работать как индивидуальная система, управляемая собственным пакетом программного обеспечения
Потребление жидкости и корма, измерение веса
-
Универсальные высокоточные сенсоры PhenoWeight фиксируют потребление жидкости и корма и вес тела животного с разрешением 0,01 г (до пяти сенсоров на клетку)
-
Кормушки на основе технологии SpillProtect для исключения рассыпания корма
-
Герметичные поилки c технологией LickProtect
-
Каждый подход к поилке или кормушке фиксируется системой и вносится в детальный протокол питания (начало, конец, длительность, количество съеденного/выпитого)
-
Контрольный блок автоматически ограничивает доступ к жидкости и корму по времени, длительности и/или потребляемому количеству
- Высота кормушек и трубы для измерения веса настраивается в зависимости от размера животного
Непрерывная или мультиплексная газовая калориметрия
-
Полностью автоматизированные синхронные калориметрические измерения нескольких клеток для длительных экспериментов
-
Режимы воздухообмена PULL и PUSH
-
Непрерывный или мультиплексный забор образцов (одна пара газовых сенсоров на клетку)
-
Ускоренный мультиплексный забор образцов с опциональными высокоскоростными газовыми сенсорами
-
Блок осушения воздуха по принципу Пельтье удаляет ошибку вычислений, вызванную разбавлением образца водяным паром
-
Доступны дополнительные сенсоры различных газов, в т.ч. водяного пара
-
Блок автокалибровки значительно упрощает и ускоряет подготовку эксперимента
-
Измеряемые параметры: потребление кислорода (VO2), выработка углекислого газа (VCO2), скорость дыхательного обмена (RER), утилизация субстрата (запасы жира vs. карбогидратный катаболизм), затраты энергии (ЕЕ)/тепла (Н) и температура в клетке
- Новые модульные инструменты корреляции данных для разностороннего статистического анализа
Мониторинг активности – ActiMot2
-
Инфракрасная рамка окружает домашнюю клетку или временную тестовую арену, (например, открытое поле и светло-темная камера)
-
Световые лучи регистрируют мельчайшие движения в плоскости, а также поднятия на задние лапы и прыжки по осям XYZ
-
Центр и области интереса могут быть определены вручную или автоматически
-
Границы измерения могут быть заданы вручную, например, гипо/гиперактивность, поднятие на задние лапы и т.д.
-
Доступно более 100 опциональных параметров, связанных с типом передвижения, положением, таймингом и путем относительно периода или всего заданного временного интервала, как для одиночных животных, так и для групп
- Анализ сна по границам, задаваемым пользователем (подсчет времени, мест, продолжительности и количества эпизодов сна)
Беговые колеса (добровольный бег)
-
Колесо интегрируется в домашнюю клетку PhenoMaster
-
Колеса внутри калориметрических домашних клеток позволяют оценивать калориметрию при физических нагрузках
-
Расстояние между перекладинами колеса можно свободно менять для моделирования экспериментов по тестированию моторных навыков
-
Опциональный режим «enabled/disabled» позволяет контролировать время и дистанцию бега
-
Опциональная программируемая система торможения меняет сопротивление колеса, и, таким образом, физическую нагрузку
- Детальный анализ активности учитывает светлые и темные фазы (актиграммы циркадной активности)
Моторизованные беговые колеса (принудительный бег)
-
Колеса окружены прозрачными стенками и управляются специальным мотором
-
Калориметрические колеса (CaloWheels) позволяют проводить калориметрию при заданных профилях физической нагрузки
- Большие медленно вращающиеся колеса с доступом к еде и жидкости для автоматизированных экспериментов по депривации сна
Оперантная стенка – Обучение и память
-
Модульная полностью автоматизированная стенка интегрируется в домашнюю клетку
-
Более быстрое обучение в бесстрессовых условиях домашней клетки по сравнению с традиционной камерой Скиннера (см. рис. ниже)
-
Стимульные элементы: лампочки на стенке и опционально внутри блока регистрации тыканья носом, громкоговоритель
-
Ответные элементы: блок регистрации тыканья носом, выдвижные рычаги, беговые колеса
- Дополнительные элементы: диспенсер гранул или жидкости, воздушный поршень, интерактивный контроль доступа к еде/жидкости/беговому колесу в качестве поощрения
Телеметрия Stellar
-
Параметры: кровяное давление, частота сердечных сокращений, ЭКГ, ЭЭГ, ЭОГ, ЭМГ, активность, температура тела
-
Для работы требуются имплантируемые трансмиттеры и всего одна антенна-ресивер
-
Подходит для работы с любыми животными, включая мышей и крыс
- Высокая эффективность и простота в использовании
Также имеются в наличии
Mini Mitter (для измерения частоты сердечных сокращений и температуры тела)
Neuro Logger (четырехканальная регистрация ЭЭГ и активности)
Для более подробной информации см. профильные брошюры
Интегрированное мультиаренное фенотипирование
Компания TSE Systems представляет концепт PhenoWorld – новое слово в фенотипировании лабораторных грызунов. Функциональные блоки/тестовые арены/домашние клетки могут быть объединены в одну интегрированную, полностью автоматизированную мультиаренную платформу для комплексного фенотипирования. Группы животных с имплантированными транспондерами обитают в естественной среде домашней клетки. Автоматизированная система AnimalGates идентифицирует каждое животное, прежде чем оно заходит в туннель между клетками и блоками, и обеспечивает селективный доступ к различным аренам. Каждую арену можно оснастить любой комбинацией модулей PhenoMaster. Доступ к модулям потребления жидкости/корма, калориметрии, активности, оперантного обучения и прочих контролируется индивидуально для каждого животного, которое попадает в соответствующую зону/арену/тестовую клетку. Гнездование, иерархия и прочие социальные проявления также регистрируются и анализируются при помощи уникальных программных инструментов. Концепт PhenoWorld подразумевает возможность интеграции тестовых арен любой сложности (например, IntelliCage) и, таким образом, создание комплексных высокопроизводительных тестовых платформ. Состав, дизайн и функциональность каждой платформы PhenoWorld может быть подобран в соответствии с конкретными исследовательскими нуждами.
Платформа PhenoTower продвигает концепт PhenoWorld еще на шаг вперед. Эта мультиаренная платформа включает в себя несколько уровней и позволяет проводить мониторинг большого количества животных в рамках социальных групп. Такой подход весьма привлекателен для проведения полностью автоматизированных длительных экспериментов (например, долгосрочные исследования процессов старения).
Проекты: Новосибирский виварий