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

李萬忠，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
——以實驗大鼠代謝籠改進(jìn)為例

李萬忠，王曉紅*

(濰坊醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院，山東 濰坊 261053)

針對現(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)境差問題，提出了相應(yīng)的改進(jìn)辦法，設(shè)計了一種分離效果好、效率高、功能更完善的大鼠代謝籠，并對該代謝裝置特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了闡述。實驗證明:該代謝籠的改進(jìn)設(shè)計不僅能使學(xué)生從代謝實驗中建立創(chuàng)新意識，而且可以幫助學(xué)生樹立起保護(hù)自主知識產(chǎn)權(quán)意識，推動設(shè)計性試驗、創(chuàng)新性實驗與基礎(chǔ)性實驗的有機(jī)結(jié)合，對于藥學(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驗動物自然排出的尿液和糞便，是一種特殊設(shè)計的相對密閉式飼養(yǎng)籠，能對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，可開展各種藥物與營養(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)境差等問題［1-2］。基于此，師生協(xié)同設(shè)計了一種分離效果好、效率高、功能更加完善的實驗大鼠代謝籠。

一、現(xiàn)有裝置不足

在我院藥學(xué)專業(yè)開放實驗中，代謝綜合實驗所用大鼠代謝籠為北京佳源DXL-D型。雖然功能基本滿足實驗代謝需要，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)接水管與殘渣槽，導(dǎo)致飲水無法準(zhǔn)確定量和飼料造成無為浪費(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有過濾膜，無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，影響實驗大鼠的正常代謝;(5)籠內(nèi)無溫度測量裝置，溫度實驗數(shù)據(jù)無法獲取。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)新思維和實際操作能力。

二、代謝裝置改進(jìn)

針對目前大鼠代謝籠存在的問題，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(見圖1)。

1.分別在喂食器和飲水瓶口下方設(shè)置殘渣槽與接水管，可以分別對食物和飲水進(jìn)行定量，確保實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確(見圖1中26、B、圖4)。

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

3.在尿液收集管上口處設(shè)置過濾膜，起到截留糞便落入收集管，使尿液更加澄清，減少對實驗結(jié)果干擾(見圖1中A、圖2中21、圖3)。

4.在大鼠籠蓋上開有多個透氣孔，呈均勻?qū)ΨQ分布;籠蓋上設(shè)有旋板，其上開有與透氣孔相對應(yīng)的副透氣孔，按照需要調(diào)節(jié)鼠籠透氣性，保證實驗大鼠正常代謝(見圖1中2、圖6)。

5.在鼠籠內(nèi)壁上安裝溫度探頭，通過控制籠蓋旋板，對內(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(見圖1中C、圖7)。

三、改進(jìn)裝置實施

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和殘渣槽10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，內(nèi)壁裝溫度探頭22;籠蓋上開有多個透氣孔3，通過旋板4及副透氣孔27調(diào)節(jié)透氣孔通透度;喂食器設(shè)有活動側(cè)壁11和滑槽12，側(cè)壁可沿滑槽滑動，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，殘渣槽可接掉落殘渣，大鼠通過飲水瓶喝水，接水管可接盛漏下的水，便于精確測定進(jìn)食和進(jìn)水量。

3.大鼠產(chǎn)生的糞便和尿液，通過網(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上端開口處設(shè)置有過濾膜21，尿液順勢從導(dǎo)尿口18經(jīng)由過濾膜，過濾后進(jìn)入尿液收集管，減少了對與實驗結(jié)果帶來的干擾。

四、結(jié) 語

1.改進(jìn)后的大鼠代謝籠具裝拆簡單、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，有效解決以往實驗教學(xué)與科學(xué)研究中出現(xiàn)的問題，適于藥學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生實驗、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，樹立保護(hù)自主知識產(chǎn)權(quán)［3］。通過已有裝置不足→師生討論設(shè)計→方案完善改進(jìn)→設(shè)備自主研制，鍛煉學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題與解決問題的能力，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，師生協(xié)同，利用開放實驗與本科助研活動，讓學(xué)生參與實驗設(shè)備改進(jìn)，加強(qiáng)實踐能力鍛煉與培養(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，為國家和社會造就高質(zhì)量的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。

［1］俞興男，張春華.大、小鼠代謝籠［P］.中國，實用新型專利，2004200270394，2004-05-13.

［2］李文兵，胡昌江，余凌英，等.一種大鼠代謝籠［P］.中國，實用新型專利，201220284428X，2012-06-15.

［3］楊 宏，李國輝.走自制實驗設(shè)備之路，促進(jìn)實驗教學(xué)改革［J］.實驗技術(shù)與管理，2013，30(1):225-227.

［4］李萬忠.實驗鼠代謝籠［P］.中國，國家發(fā)明專利，2013103852761，2013-08-30.

［5］李萬忠.實驗鼠代謝籠［P］.中國，實用新型專利，2013205337703，2013-08-30.

［6］田景振，李萬忠.一種具有報警功能的柱層析裝置［P］.中國，實用新型專利，203170059U，2013-09-04.

G642.0

A

1002-1701(2015)05-0059-02

2014-06

李萬忠，男，博士，副教授，研究方向:中藥新劑型與新技術(shù)。

國家自然科學(xué)基金面上項目(81274049)。

*通訊作者

10.3969/j.issn.1002-1701.2015.05.030