实验大小鼠能量代谢测量是健康研究的一个重要方面。目前广泛使用的代谢测量方法之局限性尚未被得到广泛理解。时间常数(即笼舍体积除以气体流速)的大小决定了仪器系统能否精确测量动物的静息代谢率、活动代谢率等指标。较高的时间常数往往导致实时测量结果的严重失真。Justin L. Grobe博士是美国威斯康星医学院生理学与生物医学工程教授,并担任啮齿动物综合代谢表型设施中心主任。该团队专注于了解心血管和代谢控制系统之间的生理相互作用,主要研究领域是血压控制和静息代谢率的神经生物学,以助于理解肥胖和肥胖相关高血压的发病机制和潜在治疗方法。该团队于2023年在国际cell reports杂志发表“血管紧张素AT1A受体信号转换Agouti相关肽神经元介导C57BL/6J小鼠肥胖期的代谢率适应”研究论文。文中实验采用FMS便携式动物能量代谢测量系统测量C57BL/6J小鼠的静息代谢率(RMR),使用的具体设备见上图右。该系统可以选配不同类型大小的动物呼吸室,通过减小系统时间常数,运用水汽稀释补偿等技术提高了测量结果的精确性。
采用新一代的抖盒子(‘Shake The Box’)这种利用粒子位置预判方法的高效精确的层析粒子跟踪测速(Tomo-PTV)方法,对空气,液体流动的时间分辨速度矢量场进行测量。可以得到拉格朗日视角的流场中示踪粒子随时间演化的精确粒子轨迹,并从粒子轨迹的演变过程,得到速度场和加速度场。并由此求出更多的流体力学参量,如压力场等。