جهاز تجريب التغذية (FED) هو جهاز مفتوح المصدر لقياس تناول الطعام في الفئران. يمكن ل FED أيضا مزامنة قياسات تناول الطعام مع التقنيات الأخرى عبر مخرجات رقمية في الوقت الفعلي. هنا ، نقدم برنامجا تعليميا خطوة بخطوة لبناء FED والتحقق من صحته واستخدامه.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
جهاز تجريب التغذية (FED) هو جهاز مفتوح المصدر لقياس تناول الطعام في الفئران. يمكن ل FED أيضا مزامنة قياسات تناول الطعام مع التقنيات الأخرى عبر مخرجات رقمية في الوقت الفعلي. هنا ، نقدم برنامجا تعليميا خطوة بخطوة لبناء FED والتحقق من صحته واستخدامه.
مع ارتفاع البدانة العالمية خلال الجزء الأخير من القرن ال 20، وهناك اهتمام متجدد على الآليات الكامنة وراء تغذية 1، 2، 3، 4. عادة، يتم وزن كمية الطعام يدويا 5، أو مع أنظمة التغذية المتاحة تجاريا. الأنظمة التجارية ممتازة، ولكن توفر مرونة محدودة في تعديل تصاميمهم أو رمز. هنا، نحن تصف جهاز تغذية التجريب (FED): نظام التغذية مفتوح المصدر لقياس الاستهلاك الغذائي مع القرار الزماني على ما يرام والحد الأدنى من التدخل البشري 6. FED هو بطارية تعمل بالطاقة، وتضمن بشكل كامل في حالة 3D المطبوعة التي يمكن أن تناسب داخل القياسية حبس مستعمرة رف أو المعدات العلمية الأخرى.
في حالته مستقرة، FED يعمل في وضع الطاقة المنخفضة مع يستريح الغذاء بيليه في FO لهاالتطوير التنظيمي أيضا. ويتم رصد وجود بيليه عبر حزمة الأشعة تحت الحمراء. عندما يزيل الماوس بيليه، وجهاز استشعار photointerrupter يرسل إشارة إلى متحكم ويتم تسجيل طابع الوقت على بطاقة متن الرقمية الآمنة (SD). وفي الوقت نفسه، يوفر منطق الترانزستور الترانزستور (TTL) إخراج الانتاج في الوقت الحقيقي من استرجاع بيليه. مباشرة بعد هذا الحدث، والمحرك يدور على الاستغناء عن بيليه آخر، ويعود النظام إلى وضع الطاقة المنخفضة لها. نظرا لطبيعة مفتوحة المصدر لها، FED يمكن تعديلها وتحسينها لتناسب احتياجات بحثية محددة. على سبيل المثال، يمكن للقانون أن تتغير بسهولة للحد من التغذية لأوقات محددة من اليوم، أو لوقف الاستغناء عندما تم التوصل إلى عدد من الكريات، ودون الحاجة إلى أي تدخل بشري.
هنا، ونحن الخطوط العريضة للإرشادات خطوة بخطوة لبناء والتحقق من صحة، واستخدام FED لقياس الاستهلاك الغذائي في الفئران. ونحن نقدم قائمة من كافة المكونات لبناء نظام. الأهم من ذلك، لا بحكم مسبقوهناك حاجة لمضاعفات في مجال الالكترونيات لبناء FED.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: كتب هذا البروتوكول لمكونات اسمه على وجه التحديد في جدول المواد. في حين وظائف مماثلة يمكن تحقيق ذلك باستخدام الأجهزة الأخرى، كان مبرمجا FED لاردوينو برو متحكم (وهو ما يسمى الآن فصاعدا: متحكم) والملحقات المذكورة. قد تعمل ميكروكنترولر الأخرى على حد سواء بشكل جيد، ولكن سوف تتطلب من المستخدم إلى تعديل التعليمات البرمجية لتقديم الدعم لهم. تم ترميز تحليل البيانات حاليا باستخدام لغة البرمجة بايثون.
1. إعداد وتثبيت البرامج
2. مكونات كهربائية لحام
ملاحظة: استخدام الحرارة يتقلص أنابيب لحماية جميع المفاصل ملحوم. قبل وصلات لحام، حرك قطعة من أنبوب يتقلص التفاف (~ 2 سم) أنابيب حول واحدة من الأسلاك. بعد لحام الاتصال، مركز الأنبوب على نقطة اتصال واستخدام بندقية الحرارة لتسخين تقليص أنابيب.
3. البرامج تحميل
4. الأجهزة الجمعية
5. التحقق من صحة والحصول على البيانات
ملاحظة: قبل المحرك على نظام الاحتياط الفدرالي، تأكد من إدخال بطاقة SD على درع SD، وإلا سوف FED لا تستغني الكريات. بالإضافة إلى ذلك، تأكد الطائر الطاقة على درع للسيارات (فقط فوق كتلة السلطة) هو في مكان.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم استعراض التجارب التحقق من صحة تنطوي على استخدام الحيوانات التي وافقت عليها لجنة رعاية واستخدام الحيوان في المعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى. للتدليل على استخدام FED لقياس التغذية قفص المنزل، أنثى الكبار C57BL / 6 الفئران (ن = 4) وتم إيواء فردي مع libitum الإعلانية الحصول على المياه وطعام مختبر القياسية تحت 12/12 ساعة دورة الضوء / الظلام (أضواء على في 05:00). بعد فترة التعود أسبوع واحد، تم إزالة قادوس المواد الغذا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
جهاز تغذية التجريب (FED) هو نظام مرن للرصد الاستهلاك الغذائي. هنا، نحن تصف تعليمات مفصلة حول تصنيع ومخرج الجهاز، بما في ذلك تجميع 3D الأجهزة المطبوعة، لحام المكونات الكهربائية، وتحميل اسكتشات على ميكروكنترولر. على الرغم من أنه من المهم أن تتبع كل الخطوات المذكورة في البروتوكول بعناية، وهناك خطوات الهامة التي تستحق المزيد من الاهتمام في كل قسم لضمان المنتج النهائي الناجح. طباعة 3D قرص دوار ينبغي أن تناسب بشكل مريح على رمح السائر المحركات وتكون قادرة على تدوير مع الحد الأدنى من المق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح ، ماليا أو غير ذلك.
وأيد هذا العمل من قبل برنامج جماعية البحوث في المعاهد الوطنية للصحة (NIH)، والمعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى (NIDDK). نشكر قسم المعاهد الوطنية للصحة في الأجهزة ومكتبة المعاهد الوطنية للصحة للحصول على المساعدة مع 3D الطباعة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| <قوي>إلكترونيات Adafruit | |||
| Motor/Stepper/Servo Shield لمجموعة Arduino v2 - v2.3 | Adafruit | 1438 | اختبار استخدام دروع المحركات الأخرى وسيتطلب تغييرات على الكود |
| Adafruit Assemble Data Logging shield ل Arduino | Adafruit | 1141 | يتم اختبار استخدام دروع تسجيل البيانات الأخرى وسيتطلب تغييرات على الكود |
| PowerBoost 500 Charger | Adafruit | 1944 | لم يتم اختبار لوحات تنظيم voltge الأخرى ، ولكن يجب أن تعمل إذا كانت لها مواصفات مماثلة |
| FTDI Friend + إضافات - v1.0 | Adafruit | 284 | سيعمل أي اتصال FTDI-USB |
| محرك متدرج صغير التخفيض - 5VDC 32-Step 1/16 Gearing | Adafruit | 858 | يتم اختبار استخدام محركات السائر |
| الأخرى Arduino Pro 328 - 5V / 16 ميجا هرتز | SparkFun | DEV-10915 | يجب أن تعمل لوحات Arduino الأخرى ، على الرغم من أنها قد تتطلب تغييرات على الكود |
| Photo Interrupter - GP1A57HRJ00F | SparkFun | SEN-09299 | ستعمل مقاطعات الصور الأخرى ، ولكنها قد تتطلب تغييرات في التصميم ثلاثي الأبعاد |
| SparkFun Photo Interrupter Breakout Board - GP1A57HRJ00F | SparkFun | BOB-09322 | ستعمل المقاطعات الضوئية الأخرى ، ولكنها قد تتطلب تغييرات في التصميم |
| ثلاثي الأبعاد<قوي > موصلات ومسامير وعناصر متنوعة < / قوي > | |||
| رؤوس تكديس درع ل Arduino (متوافق مع R3) | Adafruit | 85 | أي رأس تكديس يقول متوافق مع Arduiono R3 سيعمل |
| حزمة الانكماش الحراري متعددة الألوان - 3/32 "+ 1/8" + 3/16 " | Adafruit | 1649 | سيعمل أي تقليص حراري |
| مجموعة بكرة سلكية - 22AWG صلبة أساسية - 6 × 25 قدما | Adafruit | 1311 | سيعمل أي سلك |
| حزمة بطارية ليثيوم أيون - 3.7 فولت 4400 مللي أمبير | في الساعة Adafruit | 354 | أي بطارية ليثيوم 3.7 فولت مع موصل JST ستعمل |
| بطاقة ذاكرة SD / MicroSD (8 جيجابايت SDHC) | Adafruit | 1294 | ستعمل أي بطاقة SD |
| مقبس حاجز 50 أوم BNC (3/8 "D-Hole) | L-com | BAC70A | سيعمل أي حاجز BNC |
| من النوع 316 من الفولاذ المقاوم للصدأ عموم رأس فيليبس برغي صفائح معدنية ، رقم 6 مقاس ، 1/4 "طول | McMaster-Carr | 90184A120 | ستعمل |
| أي مسامير من هذه المواصفاتاكتب 316 الفولاذ المقاوم للصدأ عموم رئيس فيليبس صفائح معدنية برغي ، رقم 2 الحجم ، 1/4 "طول | ماكماستر كار | 91735A102 | أي مسامير من هذه المواصفات ستعمل |
| برغي آلة مشقوق برأس مسطح من النايلون 100 درجة ، 4-40 خيط ، 1 "طول | ماكماستر كار | 90241A253 | أي مسامير من هذه المواصفات ستعمل |
| صامولة سداسية من النايلون ، 4-40 حجم الخيط | ماكماستر كار | 94812A200 | سيعمل أي صمولة من هذه المواصفات |
| 2 دبوس JST M F موصل 200 مم 22AWG كابل سلك | NewEgg | 9SIA27C3FY2876 | سيعمل أي موصل 2 دبوس لهذا الاتصال |
| زر ضغط معدني - إغلاق (16 مم ، أحمر) | سيعمل أي | زر ضغط أو مفتاح | |
| طقم المقاوم - 1/4 واط | SparkFun | COM-10969 | أي مقاومات 1/4 واط ستعمل |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.