Макрореологическая характеристика слизи жаберных граблей у толстолобика, Hypophthalmichthys molitrix

Summary

Этот протокол представляет собой метод выполнения реологической характеристики слизи, которая находится на жаберных граблях (ГР) толстолобица. Вязкоупругие характеристики GR-слизи, полученные путем измерения вязкости, модулей хранения и потерь, оцениваются для кажущейся предельности текучести, чтобы понять механизм подачи фильтра в ГР.

Abstract

Толстолобик, Hypophthalmichthys molitrix,является инвазивной планктиворной фильтрующей фидерной рыбой, которая заразила естественные водные пути верхнего бассейна реки Миссисипи из-за ее высокоэффективного механизма подачи фильтра. Характерные органы, называемые жаберными граблями (ГР), обнаруженные во многих таких фильтрующих питателей, способствуют эффективной фильтрации частиц пищи, таких как фитопланктон, размером в несколько микрон.

Мотивация исследовать реологию слизи GR проистекает из нашего желания понять ее роль в оказании помощи процессу подачи фильтра у толстолобица. Богатая слизью жидкость в «густом и липком» состоянии может способствовать адгезии пищевых частиц. Проникновение и транспорт через мембрану GR облегчается действием внешних сил сдвига, которые вызывают изменяющиеся скорости деформации сдвига. Таким образом, реология слизи может дать жизненно важный ключ к огромному аутоконкурентоспособной природе толстолобица в бассейне фильтрующих кормящих рыб. Исходя из этого, было установлено, что слизь ГР может обеспечивать адгезивную функцию для частиц пищевых продуктов и действовать как транспортное средство для оказания помощи в процессе подачи фильтра.

Основной целью протокола является определение предела текучести слизи, относящегося к минимальному напряжению сдвига, необходимому для инициирования потока, при котором необратимая пластическая деформация впервые наблюдается на структурированном вязкоупругом материале. Соответственно, реологические свойства слизи GR, т. е. вязкость, хранение и модули потерь, были исследованы для ее неньютоновской, сдвиго-истончаемой природы с использованием ротационного реометра.

Протокол, представленный здесь, используется для анализа реологических свойств слизи, извлеченной из жаберных граблей толстолобиком, выловленного в Харт-Крик на реке Миссури. Протокол направлен на разработку эффективной стратегии реологического тестирования и характеристики материала слизи, предполагаемой как структурированный вязкоупругий материал.

Introduction

Толстолобик, Hypophthalmichthys molitrix,является планктиворным фильтрующим кормушкой и инвазивным видом, который проник в несколько естественных водных путей в Соединенных Штатах. Этот вид был первоначально интродуцирован в верхний бассейн реки Миссисипи для контроля цветения водорослей^1,2,3. Толстолобик является чрезвычайно эффективным кормушителем. Как правило, его потребляемые пищевые частицы варьируются от 4 до 20 мкм до более крупного зоопланктона, которые составляют около 80 мкм^3,4,

Protocol

1. Приготовление растворов слизи различной концентрации

ПРИМЕЧАНИЕ: Для этого эксперимента подготовлены три концентрации раствора слизи (400 мг/мл, 200 мг/мл и 100 мг/мл с приблизительными объемами, 1 мл, 1 мл и 2 мл соответственно).

1. Чтобы рассчитать массу слизи, измерьте среднюю массу флаконов с (M_{с-слизью;} мг) и без слизи(М_{флаконы);} мг). Затем вычтите массу флаконов со слизью из слизи без слизи (M_слизь = M со_слизью - M_{флаконы} ; мг).
2. Разбавьте слизь в трех концентрациях (400, 200, 100 мг/мл....

Results

В этом разделе мы представляем результаты экспериментов на GR-слизи с использованием ротационного реометра с геометрией конуса (диаметр 40 мм, 1° 0' 11'') и пластины Пельтье. Эксперименты помогли охарактеризовать неньютоновское, истонченное поведение грязевой слизи GR и кажущийся предел текучести, изображающий переход слизи из гелеобразного материала в жидко-подобный материал. Репрезентативные результаты влекут за собой количественные описания пределов низкого крутящего момента и вторичных эффектов потока вращательного р.......

Discussion

Одной из основных целей разработки этого протокола является установление того, что он хорошо подходит для реологической характеристики слизи ГР при наличии очень малых объемов образцов. Мы признаем, что для полной характеристики реологических свойств слизи GR необходимы дополнительные образцы из стаи толстолобица, и данные, представленные здесь, не являются обобщением по всей популяции толстолобика. Наша методика оправдана своей эффективностью с реологической характеристикой небольших объемов образцов и с расширенными ис.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
<прочные>Материалы
Kim салфетки	VWR	470224-038	Для очистки образца от пластины
Перчатки	VWR	89428-750	Для предотвращения загрязнения образца
Пипетка	VWR	89079-974	Для транспортировки образца из флакона к реометру
Наконечники для пипеток	Thermo Scientific	72830-042	Для транспортировки образца из флакона на реометр
Шейкер	VWR	89032-094	Для равномерного смешивания образца слизи
Флаконы	VWR	66008-710	Содержат измеренные объемы образцов
Весы для взвешивания	Ohaus	Scout – Весы SPX	Для взвешивания массы образцов слизи
<сильно>Химические реагенты
Деионизированная вода (H20)		-	-Жидкая
стерильная 70% изопропанол (C3H8O)	VWR	89108-162	Жидкая
<сильная>GR Слизь
100 мг/мл концентрация, 2 мл	-	-	Вязкоэластичный материал
Концентрация 400 мг/мл, 1 мл	-		Вязкоэластичный материал
200 мг/мл концентрация, 1 мл	-		Вязкоэластичный материал
Software
MATLAB	Mathworks	R2017a	Анализ данных, постобработка и графическое представление
Trios	TA Instruments	v4.5.042498	Программное обеспечение для управления и анализа реометрических приборов