產(chǎn)品功能及特點(diǎn)

動(dòng)物呼吸測(cè)熱系統(tǒng)由動(dòng)物人工氣候室主體與內(nèi)置模塊化能量代謝艙構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)環(huán)境調(diào)控與精準(zhǔn)測(cè)量的優(yōu)秀結(jié)合。

• 精準(zhǔn)：實(shí)時(shí)、連續(xù)、高精度監(jiān)測(cè) O?/CO?/CH?/NH? 氣體交換，量化凈能（NE）、代謝能（ME）等關(guān)鍵指標(biāo)。

• 可控：集成人工氣候室，精確模擬并控制溫度、濕度、光照等環(huán)境因子，實(shí)現(xiàn)環(huán)境-代謝互作研究。

• 智能：同步采集攝食、飲水、體重、活動(dòng)及行為視頻數(shù)據(jù)，構(gòu)建多維度代謝表型圖譜。

• 可靠：專(zhuān)為長(zhǎng)期、穩(wěn)定、無(wú)人值守的科研與生產(chǎn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)安全可追溯.

1.代謝率與能量平衡

1.間接量熱法代謝監(jiān)測(cè)：通過(guò)測(cè)量氧氣消耗（VO?）和二氧化碳產(chǎn)生（VCO?），計(jì)算基礎(chǔ)代謝率（BMR）、耗氧量、產(chǎn)熱量、呼吸交換比（RER），是評(píng)估能量代謝的“金標(biāo)準(zhǔn)"。

2.系統(tǒng)可以收集糞便和尿液，可進(jìn)行甲烷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行凈能分析，分析指標(biāo)主要包括：

• 測(cè)量總能量攝入（Gross Energy, GE），糞便中的能量（Fecal Energy, FE），尿液中的能量（Urinary Energy, UE），甲烷排放所造成的能量損失（Methane Energy, ME），熱增耗（Heat Increment, HI）

2.攝食、飲水、體重監(jiān)測(cè)：

• 實(shí)時(shí)記錄進(jìn)食量、飲水量、體重變化，構(gòu)建“攝入-體重"動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)，用于評(píng)估食欲調(diào)節(jié)、肥胖模型或藥物干預(yù)效果。

• 攝食飲水控制，可編程控制喂食/飲水時(shí)間，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)干預(yù) ，用于間歇性禁食實(shí)驗(yàn)。

• 攝食飲水偏好測(cè)試（如高脂 vs 正常飼料）

3.生理指標(biāo)遙測(cè)：

通過(guò)無(wú)線(xiàn)微型傳感器（如心率、體溫、血壓、腦電、肌電）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)體內(nèi)生理狀態(tài)，無(wú)需束縛，減少應(yīng)激，適用于長(zhǎng)期慢性研究。

4.樣本采集

自動(dòng)收集動(dòng)物糞便和尿液，防止降解，用于后續(xù)代謝組學(xué)、激素分析、微生物群研究。

5.環(huán)境控制

人工氣候室是一種能夠模擬各種氣候條件以滿(mǎn)足動(dòng)物研究需求的實(shí)驗(yàn)室，可實(shí)現(xiàn)恒溫、恒濕及光照控制。溫度：6℃ ~ 42℃，精度 ±0.8℃；濕度：30%RH ~ 95%RH，精度 ±4%RH；光照：0-1000lx，100 級(jí)可調(diào)，模擬光照晝夜節(jié)律；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度濕度，配備智能新風(fēng)系統(tǒng)：新風(fēng)換氣量 10 - 950 m3/h 連續(xù)可調(diào)，保障艙內(nèi)空氣品質(zhì)。

6.多方位監(jiān)控

• 超高清視覺(jué)感知，智能云臺(tái)控制，高保真音頻采集，云端協(xié)同與遠(yuǎn)程管理

7.矩陣式高精度氣體分析技術(shù)

采用多傳感器協(xié)同的矩陣式測(cè)量架構(gòu)，有效解決傳統(tǒng)傳感器漂移與精度瓶頸。通過(guò)智能數(shù)據(jù)融合與自適應(yīng)校正算法，確保O?（精度≤0.01%）與CO?（精度≤0.01%）測(cè)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與可靠性。

為了進(jìn)一步提高儀器的準(zhǔn)確性，塔望科技采用矩陣式測(cè)量方式，該方式自成閉環(huán)系統(tǒng)，可自動(dòng)通過(guò)差異率數(shù)據(jù)得到更高精度更佳穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)。塔望科技的矩陣式測(cè)量技術(shù)是為了解決能量代謝測(cè)量中氧氣傳感器精度和穩(wěn)定性問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，它通過(guò)構(gòu)建一個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高整體系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

系統(tǒng)組成

動(dòng)物呼吸測(cè)熱系統(tǒng)（動(dòng)物能量代謝艙）主要由動(dòng)物人工氣候室主體、氣體分析儀與控制器、攝像系統(tǒng)、新風(fēng)及氣體循環(huán)控制系統(tǒng)、各監(jiān)測(cè)功能模塊、計(jì)算機(jī)及軟件組成。  

系統(tǒng)配置可移動(dòng)式豬用、家禽用及反芻動(dòng)物專(zhuān)用代謝系統(tǒng)，滿(mǎn)足不同物種、不同體型的精細(xì)化研究需求。

反芻動(dòng)物實(shí)驗(yàn)代謝系統(tǒng)

豬用能量代謝艙

家禽呼吸測(cè)熱系統(tǒng)

專(zhuān)業(yè)版數(shù)據(jù)采集與分析軟件

• 一體化平臺(tái)：集成數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、實(shí)時(shí)顯示、回放分析于一體。

• 合規(guī)安全：符合GLP規(guī)范，支持用戶(hù)權(quán)限管理、操作審計(jì)追蹤，數(shù)據(jù)可導(dǎo)出為Excel/TXT等格式。

• 監(jiān)測(cè)參數(shù)全面：VO2、O2in、O2out、DO2、ACCO2、VCO2、CO2in、CO2out、DCO2、DNH3、ACCCO2、RER、HEAT，Activity，進(jìn)食、飲水、體重?cái)?shù)據(jù)

核心應(yīng)用領(lǐng)域

1. 動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究：從“經(jīng)驗(yàn)配方"邁向“精準(zhǔn)凈能體系"

傳統(tǒng)飼料評(píng)價(jià)多依賴(lài)消化能（DE）或代謝能（ME），難以反映動(dòng)物真實(shí)可利用能量。本系統(tǒng)基于間接測(cè)熱法，可精確測(cè)定動(dòng)物在特定飼糧下的氧氣消耗量（VO?）、二氧化碳產(chǎn)生量（VCO?）、甲烷排放（CH?）及熱增耗（HI），進(jìn)而計(jì)算凈能（NE）——即真正用于維持與生產(chǎn)的有效能量。

2. 遺傳育種：以代謝表型驅(qū)動(dòng)“高效低碳"品種選育

飼料效率（如RFI, Residual Feed Intake）和甲烷排放具有中等遺傳力，是未來(lái)育種的關(guān)鍵性狀。本系統(tǒng)可對(duì)個(gè)體動(dòng)物進(jìn)行長(zhǎng)期、連續(xù)、無(wú)應(yīng)激的代謝監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)獲取其：

• 日均凈能需求

• 單位增重能耗

• 甲烷排放強(qiáng)度（g CH?/kg DMI）

• 攝食行為模式（如采食頻次、單次采食量）

這些高價(jià)值表型數(shù)據(jù)可與基因組信息融合，構(gòu)建基因組選擇模型（GS），加速篩選出“吃得少、長(zhǎng)得快、排得少"的優(yōu)良種畜，推動(dòng)畜牧業(yè)向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型轉(zhuǎn)型。

3. 環(huán)境生理學(xué)：解碼“氣候-代謝-健康"互作機(jī)制

在全。球氣候變化與集約化養(yǎng)殖背景下，環(huán)境脅迫（如熱應(yīng)激、濕冷、光照紊亂）顯著影響動(dòng)物能量分配策略。依托人工氣候室+代謝艙一體化平臺(tái)，可精準(zhǔn)模擬極。端溫度（6–42℃）、高濕（>90%RH）、晝夜節(jié)律紊亂等場(chǎng)景；

實(shí)時(shí)觀測(cè)動(dòng)物如何通過(guò)調(diào)整代謝率、改變行為（如減少活動(dòng)、增加飲水）、重構(gòu)能量分配來(lái)應(yīng)對(duì)脅迫；

揭示熱應(yīng)激閾值、舒適區(qū)范圍、適應(yīng)性調(diào)節(jié)機(jī)制，為智能環(huán)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與福利養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)制定提供科學(xué)依據(jù)。

4. 疫病與健康管理：構(gòu)建“代謝-行為"雙維度早期預(yù)警體系

動(dòng)物在感染、炎癥或亞臨床疾病初期，常表現(xiàn)為代謝率異常波動(dòng)（如基礎(chǔ)代謝升高）和行為模式改變（如采食減少、活動(dòng)下降、叫聲異常）。

本系統(tǒng)通過(guò)：連續(xù)監(jiān)測(cè) VO?、VCO?、RER（呼吸商），捕捉能量代謝失衡信號(hào)，視頻分析識(shí)別站立/躺臥時(shí)間、行走軌跡、社交互動(dòng)等行為特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病發(fā)生前24–72小時(shí)的超早期預(yù)警，大幅降低治療成本與死亡率，提升生物安全水平與動(dòng)物福利。

部分引用文獻(xiàn)

[1]Qinqin He, Liwei Ji, Yanyan Wang, Yarong Zhang, Haiyan Wang, Junyan Wang, Qing Zhu, Maodi Xie, Wei Ou, Jun Liu, Kuo Tang, Kening Lu, Qingmei Liu, Jian Zhou, Rui Zhao, Xintian Cai, Nanfang Li, Yang Cao, Tao Li, Acetate enables metabolic ftness and cognitive perormance during sleep disruption, Cell Metabolism (IF 29.0)), 2024,ISSN 1550-4131.

[2]Chen Z, Deng X, Shi C, et al. GLP-1R–positive neurons in the lateral septum mediate the anorectic an d weight-lowering efects of liraglutide in mice[J]. Te Journal of Clinical Investigation (IF 19.456), 2024, 134(17).

[3]Wu N, Yin A, Yu X, et al. Exclusive Breastfeeding Drives AMPK‐Dependent Thermogenic Memory in BAT and Promotes Long‐Term Metabolic Benefits in Offspring[J]. Advanced Science( IF=14.1), 2025: e08956.

[4] Xu Y, Jiang J, Li T, et al. Alginate oligosaccharides prevent and treat obesity by promoting brown fat  thermogenesis rather than regulating gut microbiota[J]. Journal of Advanced Research (IF 13.0), 2025.

[5]Gao Y, Zhang J, Cao M, et al. MDPAO1 Peptide from Human Milk Enhances Brown Adipose Tissue Termogenesis and Mitigates Obesity[J]. Molecular and Cellular Endocrinology, 2024: 112443.

[6]Su D, Jiang T, Song Y, et al. Identifcation of a distal enhancer of Ucp1 essential for thermogenesis and mitochondrial function in brown fat[J]. Communications Biology, 2025, 8(1): 31.

[7]Zhang J, Li S, Cheng X, et al. Graphene-Based Far-Infrared Terapy Promotes Adipose Tissue Termogenesis and UCP1 Activation to Combat Obesity in Mice[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2025, 26(5): 2225.

......