通过双腔体积描记法评估清醒小鼠的呼吸功能

该技术将有助于解决呼吸研究、安全药理学和药物开发等多个领域的关键问题。该技术的主要优势在于，它提供的读数可可靠地用于评估清醒动物在基础状态及受到刺激时的呼吸功能。当实验方案要求尽可能减少对动物正常生理状态的干扰时，该技术尤为适用。

动物被固定，但其余情况下可正常呼吸，从而能够评估呼吸模式以及气道阻塞情况。在实验当天，启动实验程序并加载相应的配置文件。输入实验信息及动物信息。

完成后，点击窗口底部的运行按钮。继续进行系统的校准。对每个位点和输入信号分别进行校准。

打开通过一段管路连接至头部室的偏置气流发生器，并调节流速。用盖子封闭头部室的顶部开口。拆下胸部室的后板。

然后将校准工具牢固地插入头部与体腔之间的橡胶开口内，以形成密闭密封。关闭并重新安装胸腔的后板。在软件工具栏菜单中，依次选择“调谐”和“校准”。

转至输入一并选择校准，以启动胸腔流量信号的校准对话框。请核实校准对话框中列出的参数是否显示适当的设置。所施加的生理应力低值应为零。

施加的物理应力高值应为负20毫升每秒，且应设置样品进行积分。完成后，在样品窗口中点击“低”。确认生成的信号在显示窗口中保持恒定，然后点击“关闭”。

使用一段管路中的塑料连接器，将一个20毫升注射器连接到胸腔室的侧端口。在样本窗口中选择高位，并在两秒内以尽可能恒定的流速向腔室内注入20毫升空气。确认生成的信号完全显示在显示屏窗口内。

使用箭头图标检查信号是否以零线为中心且对称。然后点击关闭。在样本窗口中，单击“移除交流偏移”以消除任何偏离零的偏移量。

通过选择输入编号二，以与胸腔室类似的方式校准头部腔室。此次，将高值设置为正20毫升每秒，而不是负20。应在远离动物饲养室的安静区域进行操作。

在实验开始前，将动物预先适应固定装置及相关操作步骤。由于该方法为非侵入性，且无需麻醉，在动物舒适、充分适应且保持安静的状态下进行操作，可有效减少毛发在腔室间泄漏的可能性，从而最大限度地提高数据质量。称量动物体重。

选择适合该动物的固定器。从固定器后端开口处将动物放入其中。垂直持握装置可能有助于操作。

将动物放置到位后，插入背部推杆，并轻轻将其锁定，注意不要施加过大的力量。目视检查动物是否呼吸正常。如有需要，可通过移动锁定装置来调整其位置。

确保动物的鼻孔伸出鼻锥外部，其吻部紧贴固定器的内壁。取下胸腔室的后板。将装有动物的固定器通过胸腔室的橡胶开口插入，并关闭胸腔室。

安装头部固定室，提供偏置气流，并让动物至少休息五分钟。待动物安静后，通过选择第一步并点击“执行”来启动命令程序。在计算机屏幕上检查动物的呼吸信号是否规律且平稳。

该软件会自动逐次呼吸显示计算出的参数。请确认动物的各项参数保持稳定，并在基线条件下记录长达10分钟的呼吸模式。

对于通过气溶胶给予测试物质的实验方案，首先应根据需要调整雾化器的工作时间和占空比。进行溶媒对照激发，并记录动物反应。如有必要，通过改变雾化器中的浓度并逐步递增，使动物暴露于逐渐增加的测试物质浓度中。

每次给药后记录反应。在此示例中，测试了15毫克/毫升的乙酰甲胆碱。随后立即记录气道阻力特异性峰值的增加，之后可见其缓慢恢复至基线水平。

实验结束后，将动物送回其饲养房间和笼具中。每次实验间隔期间，清洁体积描记仪腔室，并用水冲洗雾化器。随后按照文本方案中所述进行数据分析。

图中显示了在连续三天内对两组BALB/c小鼠在基线水平进行的重复呼吸功能评估结果，一组为对照组，另一组为肺部过敏性炎症组。通过双腔体积描记法获得的一系列参数显示出稳定且可比的数值。

这些数值分别针对呼吸频率、潮气量、每分钟通气量、吸气末暂停时间、呼气潮气量中点时的气流速度以及特异性气道阻力进行了绘制。在连续数日内还检测了呼吸功能的变化以及对吸入性乙酰甲胆碱剂量递增的反应，以评估对照组和过敏性C57BL/6小鼠的反应程度。结果显示，随着乙酰甲胆碱剂量的增加，特异性气道阻力呈预期的进行性升高，且在第二天和第三天，过敏性小鼠的反应程度更为显著增强。

次日采用强迫振荡技术测量牛顿阻力。该参数的变化主要反映大气道阻力的改变。在相同动物中，基础状态及对乙酰甲胆碱反应时测得的牛顿阻力，与前一日测得的特异性气道阻力具有良好相关性。

该技术便于同时评估大量动物，捕捉急性反应的动力学过程，以及在持续数天的实验过程中反复测量呼吸功能。在完成该操作后，还可进行强迫振荡技术等其他方法，以直接测量气道阻力等呼吸力学参数，从而补充和完善评估结果。双腔体积描记法确实为评估呼吸模式及气道阻塞部位提供了一种有价值的手段，尤其是在实验方案要求动物保持清醒状态时。