師生協(xié)同科研創(chuàng)新研究
——以實(shí)驗(yàn)大鼠代謝籠改進(jìn)為例

李萬(wàn)忠，王曉紅

(濰坊醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 濰坊 261053)

師生協(xié)同科研創(chuàng)新研究
——以實(shí)驗(yàn)大鼠代謝籠改進(jìn)為例

李萬(wàn)忠，王曉紅*

(濰坊醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 濰坊 261053)

針對(duì)現(xiàn)有大鼠代謝籠的糞尿分離不徹底、收集損耗大或者飼養(yǎng)環(huán)境差問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)辦法，設(shè)計(jì)了一種分離效果好、效率高、功能更完善的大鼠代謝籠，并對(duì)該代謝裝置特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了闡述。實(shí)驗(yàn)證明:該代謝籠的改進(jìn)設(shè)計(jì)不僅能使學(xué)生從代謝實(shí)驗(yàn)中建立創(chuàng)新意識(shí)，而且可以幫助學(xué)生樹(shù)立起保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)，推動(dòng)設(shè)計(jì)性試驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，對(duì)于藥學(xué)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)有一定啟示作用。

代謝籠;協(xié)同;糞尿;改進(jìn)

大鼠代謝籠用于收集實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自然排出的尿液和糞便，是一種特殊設(shè)計(jì)的相對(duì)密閉式飼養(yǎng)籠，能對(duì)大鼠的飲食和排泄進(jìn)行定量，大鼠可在自然狀態(tài)下代謝，糞尿能在一定程度上分離。在此基礎(chǔ)上，可開(kāi)展各種藥物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的體內(nèi)代謝研究。目前，現(xiàn)有大鼠代謝籠存在分離效率低、收集損耗大或者飼養(yǎng)環(huán)境差等問(wèn)題［1-2］。基于此，師生協(xié)同設(shè)計(jì)了一種分離效果好、效率高、功能更加完善的實(shí)驗(yàn)大鼠代謝籠。

一、現(xiàn)有裝置不足

在我院藥學(xué)專業(yè)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)中，代謝綜合實(shí)驗(yàn)所用大鼠代謝籠為北京佳源DXL-D型。雖然功能基本滿足實(shí)驗(yàn)代謝需要，但在教學(xué)科研應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)一些缺陷，主要有:(1)在飲水瓶口和喂食器下部未設(shè)接水管與殘?jiān)郏瑢?dǎo)致飲水無(wú)法準(zhǔn)確定量和飼料造成無(wú)為浪費(fèi);(2)喂食器上未設(shè)置滑槽，不能調(diào)節(jié)喂食器寬窄，容易導(dǎo)致體型小的大鼠吃食時(shí)造成浪費(fèi)或體型大的大鼠不能有效進(jìn)食;(3)尿液收集管上口處沒(méi)有過(guò)濾膜，無(wú)法有效避免糞便落入收集管，容易造成尿液污染;(4)籠蓋透氣孔開(kāi)設(shè)的數(shù)量及布局不合理，不能有效調(diào)節(jié)籠內(nèi)空氣質(zhì)量，影響實(shí)驗(yàn)大鼠的正常代謝;(5)籠內(nèi)無(wú)溫度測(cè)量裝置，溫度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法獲取。為進(jìn)一步提高大鼠代謝籠的收集率、準(zhǔn)確度及順應(yīng)性，師生協(xié)同改進(jìn)代謝籠，培養(yǎng)同學(xué)們的創(chuàng)新思維和實(shí)際操作能力。

二、代謝裝置改進(jìn)

針對(duì)目前大鼠代謝籠存在的問(wèn)題，師生討論裝置改進(jìn)措施，從多種備選方案中確定較優(yōu)設(shè)計(jì)(見(jiàn)圖1)。

1.分別在喂食器和飲水瓶口下方設(shè)置殘?jiān)叟c接水管，可以分別對(duì)食物和飲水進(jìn)行定量，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確(見(jiàn)圖1中26、B、圖4)。

2.在喂食器上設(shè)有滑槽，喂食器的一個(gè)側(cè)壁可沿滑槽滑動(dòng)，可以調(diào)節(jié)喂食器寬窄，滿足不同大小大鼠代謝研究(見(jiàn)圖1中11、圖5)。

3.在尿液收集管上口處設(shè)置過(guò)濾膜，起到截留糞便落入收集管，使尿液更加澄清，減少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果干擾(見(jiàn)圖1中A、圖2中21、圖3)。

4.在大鼠籠蓋上開(kāi)有多個(gè)透氣孔，呈均勻?qū)ΨQ分布;籠蓋上設(shè)有旋板，其上開(kāi)有與透氣孔相對(duì)應(yīng)的副透氣孔，按照需要調(diào)節(jié)鼠籠透氣性，保證實(shí)驗(yàn)大鼠正常代謝(見(jiàn)圖1中2、圖6)。

5.在鼠籠內(nèi)壁上安裝溫度探頭，通過(guò)控制籠蓋旋板，對(duì)內(nèi)部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持大鼠生活在合適的溫度范圍(見(jiàn)圖1中C、圖7)。

三、改進(jìn)裝置實(shí)施

圖1 改進(jìn)大鼠代謝籠結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 A處局部放大圖

圖3 集尿環(huán)16放大圖

圖4 B處局部放大圖

圖5 滑槽12放大圖

圖6 籠蓋2放大圖

圖7 C處局部放大圖

1.將分離收集器24固定在支架23內(nèi)，大鼠籠1安裝在分離收集器頂部;喂食器8、喂水器13分別與喂食口6和喂水口7連接，再把飼料槽9和殘?jiān)?0安裝在喂食器上，在喂水器上安好飲水瓶25，在飲水瓶下方安裝接水管26。

2.大鼠從籠蓋2處放入飼養(yǎng)，可在籠內(nèi)網(wǎng)柵5上活動(dòng)，內(nèi)壁裝溫度探頭22;籠蓋上開(kāi)有多個(gè)透氣孔3，通過(guò)旋板4及副透氣孔27調(diào)節(jié)透氣孔通透度;喂食器設(shè)有活動(dòng)側(cè)壁11和滑槽12，側(cè)壁可沿滑槽滑動(dòng)，調(diào)整喂食器寬窄，滿足不同體型大鼠代謝研究;大鼠可鉆進(jìn)喂食器吃飼料槽內(nèi)食物，殘?jiān)劭山拥袈錃堅(jiān)笫笸ㄟ^(guò)飲水瓶喝水，接水管可接盛漏下的水，便于精確測(cè)定進(jìn)食和進(jìn)水量。

3.大鼠產(chǎn)生的糞便和尿液，通過(guò)網(wǎng)柵落入分離收集器、錐形分離器14、漏斗15;糞便收集管設(shè)于漏斗下方，鼠糞經(jīng)由漏斗頸部豎直落入糞便收集管;尿液沿著漏斗內(nèi)壁流淌，從漏斗下口落入集尿環(huán)16的集尿凹槽17，尿液收集管20上端開(kāi)口處設(shè)置有過(guò)濾膜21，尿液順勢(shì)從導(dǎo)尿口18經(jīng)由過(guò)濾膜，過(guò)濾后進(jìn)入尿液收集管，減少了對(duì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的干擾。

四、結(jié) 語(yǔ)

1.改進(jìn)后的大鼠代謝籠具裝拆簡(jiǎn)單、清洗容易、收集率高、順應(yīng)性好，提高尿液糞便收集的準(zhǔn)確度，有效解決以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究中出現(xiàn)的問(wèn)題，適于藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、教師教學(xué)及科研應(yīng)用。

2.培養(yǎng)藥學(xué)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)，樹(shù)立保護(hù)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)［3］。通過(guò)已有裝置不足→師生討論設(shè)計(jì)→方案完善改進(jìn)→設(shè)備自主研制，鍛煉學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，逐步引導(dǎo)創(chuàng)新思維，逐步將想法變?yōu)榘l(fā)明［4-6］，再將發(fā)明轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，走產(chǎn)學(xué)研結(jié)合之路。

3.提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力，培養(yǎng)應(yīng)用特色人才。以學(xué)生為中心，教學(xué)相長(zhǎng)，師生協(xié)同，利用開(kāi)放實(shí)驗(yàn)與本科助研活動(dòng)，讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)設(shè)備改進(jìn)，加強(qiáng)實(shí)踐能力鍛煉與培養(yǎng)。學(xué)以致用，學(xué)用結(jié)合，發(fā)揮應(yīng)用型特色名校優(yōu)勢(shì)，為國(guó)家和社會(huì)造就高質(zhì)量的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

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［4］李萬(wàn)忠.實(shí)驗(yàn)鼠代謝籠［P］.中國(guó)，國(guó)家發(fā)明專利，2013103852761，2013-08-30.

［5］李萬(wàn)忠.實(shí)驗(yàn)鼠代謝籠［P］.中國(guó)，實(shí)用新型專利，2013205337703，2013-08-30.

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G642.0

A

1002-1701(2015)05-0059-02

2014-06

李萬(wàn)忠，男，博士，副教授，研究方向:中藥新劑型與新技術(shù)。

國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(81274049)。

*通訊作者

10.3969/j.issn.1002-1701.2015.05.030