使用重水作为评估哺乳动物体成分和饮水量的非侵入性、非致死性工具

利用本实验方案，可使用重水（D2O）——一种非放射性、稳定的水同位素——来估算身体成分和饮水量。该技术具有非侵入性，因此可用于濒危物种、人类以及家养动物的身体成分评估。重水稀释法的一项独特应用在于，能够对重捕率较高的自由活动野生动物或群居饲养的动物测量其饮水量。

虽然无需麻醉，但对于不熟悉皮下注射操作的人员来说，在给予重水前对动物进行镇静可能会更方便。本次操作将由兽医专业学生阿曼达·埃舍尔曼（Amanda Eshelman）和阿什莉·考恩（Ashley Cowan）以及我实验室的研究生艾丽西亚·罗伊施彻（Alicia Roistacher）与莎拉·胡珀（Sarah Hooper）和我共同示范。配制50毫升浓度为每升9克的生理盐水重水储备液时，首先称取450毫克药用级氯化钠，并精确记录至小数点后四位。

将全部盐转移至一个已灭菌的100毫升烧杯中，并在无菌量筒中量取50克纯度大于或等于99.8%的重水。精确记录重水的质量至小数点后四位，然后将重水转移至盛有氯化钠的无菌烧杯中。接着，将一根20号针头连接到带有亚微米孔径的无热原、无菌滤膜盘上，并装上一个10毫升注射器筒，随后将针头插入一个无菌、空的100毫升小瓶的隔膜中。

将真空管连接至22号针头，然后将针头插入100毫升小瓶的隔膜中。接着，将10毫升等渗氯化钠溶液吸入注射器筒内，缓慢开启真空，直至重水溶液开始缓慢过滤进入小瓶。继续将重水储备液倒入注射器筒中，直到全部50毫升体积完成过滤。

在确认麻醉后的蝙蝠对脚趾夹捏无反应后，使用酒精棉片清洁股间膜上的股间静脉区域，并使消毒后的尾膜自然干燥。在股间静脉上涂抹一层薄薄的凡士林，用29号针头穿刺股间静脉的背侧部分，然后使用塑料肝素化毛细管采集100 µL血液。

为确保全血与肝素钠充分混匀，在贴标签前，采血后应轻轻滚动每支试管。确定需注射的重水质量（单位为克）后，用配备29号针头的胰岛素注射器抽取相应体积的重水。称量装有重水的胰岛素注射器及针头，记录重量至小数点后四位，并将全部体积的重水注射至麻醉蝙蝠背部髋部区域的皮下。

建议使用带有防静电挡板的精密天平，并在注射前务必回拉活塞，以确保产生负压。注射后立即称量已空的胰岛素注射器和针头，并将重量记录至小数点后四位。采血后30分钟内，使用血细胞比容离心机以10,000 × g离心每个毛细管5分钟。

使用锋利的剪刀在全血与血浆之间剪断塑料毛细管，然后用200微升移液器将血浆直接排入已标记的500微升储存管中。平衡期结束后，按照上述方法，从股间静脉再次采集并储存100微升血液。进行傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析时，将沙浴温度设定为60摄氏度以促进蒸馏，并将每份血浆样品和标准品各50微升分别加入1.5毫升锥形微量离心管盖中。

将微量离心管盖倒置，将1.5毫升锥形微量离心管旋紧在管盖上，并将倒置的管子与砂浴中的砂子接触，至少放置12小时。次日早晨，为每根管子换上新的洁净管盖，在微量离心机中瞬时离心10秒。将液体透射池安装到傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）中，并用甲醇填充透射池。

连接进样口，并在小心移除甲醇注射器的同时，缓慢用背景水填充样品池，以降低产生气泡的风险。将管路连接至出口端，以便在分析后移除样品，并打开傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）软件。根据表格设置参数，并使用稀释剂——经0.22微米滤膜过滤的蒸馏水——采集背景样品。

注入40微升浓度为百万分之零的重水标准品，并记录和保存光谱数据为逗号分隔值文件。在注入并保存所有标准品的光谱以建立标准曲线后，将每份蒸馏样品各40微升注入液体透射池中，并保存其光谱。在已知平衡时间的条件下，可测定野外捕获和圈养大棕蝠的总体水含量、去脂体重及体脂质量。

由于以下一个或多个原因，可能会计算出负的体脂质量：未接受完整的重水剂量、在平衡阶段进入麻痹状态、具有异常大的脂肪质量及极小的瘦体重质量，或通过双能X射线吸收测定法测定的体脂含量低于3%至5%。此处展示了通过重水稀释法测定的体脂百分比与双能X射线吸收测定法的代表性比较结果。两种技术具有良好的相关性，体脂质量与体重之间表现出强相关性，且重水稀释法在测定体脂质量时并未持续地高估或低估结果。

氧化氘稀释法此前已在猫中得到验证，该技术经过调整，可用于测量群养猫在实验各饮食阶段的每日饮水量。请注意，该技术仅适用于健康动物，且应对每只动物准确称重、记录并给予足量的氧化氘。可采用其他体成分测定方法（如全尸分析或双能X射线吸收测定法）来验证氧化氘技术的准确性。

该技术使我们能够识别出一只群养但饮水量异常高的猫，而无需将每只猫分开以测量其各自的饮水量。