代谢节律记录仪：多组学数据整合研究解决方案

大小鼠转轮节律监测系统是由动物自发运动来推动跑轮，笼内动物长期活动的信息，如跑轮转动方向、转数、累计总行程等。适合动物生理节律、循环律动、摄食、营养、肥胖、糖尿病、心血管等与代谢相关性的研究，可选装隔音箱，程序化照明系统，视频监控系统，呼吸熵模块等

一、系统构成与运行机制

硬件架构

转轮装置：由轻质低摩擦材料（如铝合金或高强度塑料）制成，小鼠跑轮直径120mm，大鼠跑轮内径340mm，适配不同体型动物的自发运动需求，动物通过奔跑驱动转轮转动并记录自然行为数据。

传感器模块：集成高精度编码器（分辨率360P/R）和磁阻/光学传感器，实时捕捉转动方向（正/反转）、转数、累计行程（精度达毫米级）及瞬时速度。

环境控制系统：封闭式笼体支持温湿度调控（20-26℃、40-70%湿度）和程序化光照（如12小时明暗交替），模拟自然昼夜节律或实验条件。

数据采集与分析

支持1-512通道并行监测，连续记录时长≥180天，数据完整率≥99.9%，适用于高通量群体实验。

软件自动生成24/48小时节律图、热力图及波形图，支持分段数据导出（Excel/图表）及异常值筛选，满足科研可视化需求。

二、核心功能与技术参数

动态行为追踪

实时记录正/反转圈数、总行程（精度0.01m）、瞬时速度（分辨率0.1cm/s）及活动高峰时间，非侵入式监测减少动物应激干扰。

多通道同步监测能力（1-512通道），兼容无线组网技术，实现远程多终端实时监控。

环境模拟扩展

程序化照明：自定义光照周期（T周期、脉冲模式），模拟时差或光照对生物钟基因（如Clock、Bmal1）的影响。

隔音箱：降噪至≤40dB，除环境干扰，适用于高精度代谢或神经电生理实验。

三、典型应用场景

1. 代谢与病症研究

量化肥胖、糖尿病模型中运动强度与能量消耗的关联性，分析运动对胰岛素敏感性及糖脂代谢的调控机制。

评估心血管病模型中运动干预对心肌功能、血管弹性的效果。

2 神经科学与行为分析

追踪阿尔茨海默病、抑郁症模型的运动能力衰退，结合视频监控系统（选配）观察行为表型（如舔爪、站立）与生理参数的关联。

通过运动奖赏实验（投食器联动），研究多巴胺释放规律及成瘾行为的神经环路机制。

3. 节律与遗传调控

分析昼夜活动模式与生物钟基因的关联性，揭示环境光照周期对节律紊乱的病理影响。

结合基因编辑技术，研究特定基因对运动能力和代谢调节的作用。

四、可选扩展模块

呼吸熵模块：同步监测VO₂/CO₂气体交换率，量化运动强度与能量代谢动态关系，用于肥胖及糖尿病机制研究代谢率与运动干预关联分析

视频监控系统：高清录像与运动数据同步记录，支持行为表型（如社交、焦虑样行为）的精细化分析，多模态行为学研究

饮食监测组件：记录摄食量、饮水频率，分析运动与代谢行为的耦合关系，探索生物钟对摄食节律的调控营养与代谢节律研究

该系统通过高精度行为量化与模块化扩展设计，为代谢病机制解析、神经退行病变研究及生物钟调控探索提供了技术闭环支持。

原创作者：淮北鲲腾软件有限公司