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呼吸代谢试验装置

研究动物产热量及氮碳平衡的试验装置。第一台绝热式测热装置是法国拉沃依森(Lavoisien)和拉普拉斯(Laplace,1793)建造,通过测定豚鼠在装置中所产生热量所融出冰块的水量即视为动物的交换热量。是最早提出试验动物体内代谢和燃烧一样,每产生一个单位的CO2,就会释放出等量的热量学说的先驱。19世纪末,在欧洲陆续生产出可测定气流量、空气组成的仪器。

研究动物产热量及氮碳平衡的试验装置。第一台绝热式测热装置是法国拉沃依森(Lavoisien)和拉普拉斯(Laplace,1793)建造,通过测定豚鼠在装置中所产生热量所融出冰块的水量即视为动物的交换热量。是最早提出试验动物体内代谢和燃烧一样,每产生一个单位的CO2,就会释放出等量的热量学说的先驱。19世纪末,在欧洲陆续生产出可测定气流量、空气组成的仪器。20世纪初,德国的凯尔纳(O.Kellner)首次用成年阉牛把能量代谢原理应用于饲料有效能值的评定。1917年丹麦莫尔加德(Moll-gaard)建造了牛的呼吸室。嗣后,一些研究所开始建成了农畜能量代谢呼吸室。概括起来有直接测热室和间接测热室两类。直接测热室系根据夹壁铜水管中水温的变化计算试畜和产热量。间接测热或通过测定试畜耗氧量和二氧化碳、甲烷排出量间接推算产热量。代谢舱则分为密闭型和开放型。密闭型代谢舱是将试畜置入密闭舱中,调控进气及出气,并通过一系列装有氢氧化钾及无水硅胶的“U”型管吸收排出的二氧化碳和水,剩余气体则再回到代谢舱中,氧气不足时则再从回路中补加,甲烷不能被“U”型管吸收,积存在代谢室下部,过24小时后测定。开放型代谢舱是将试畜放在舱中,从进气口和出气口采集气样分析,测定耗氧量及二氧化碳和甲烷产生量,通过氮碳平衡计算畜体的散热量。呼吸室法准确可靠,能长时间测定,但设备较复杂,成本高。呼吸面具法是代替呼吸室的一种开放型测热装置,全套呼吸试验采气装置组成有:橡胶口鼻罩、呼吸气门、蛇形胶制导气管、三通气阀、贮气袋等部件组成。使用前要检查各衔接处是否漏气,并保持呼吸面具内部及呼吸气门的干燥。这类装置结构简单,成本低,使用方便。但试验过程中,受外界影响因素较多,必须密切结合试验动物的实际,并严格遵守各有关操作方法和技术要求。一般用代谢舱测出的产热量偏低。用闭路循环式呼吸面具,测定前须断掉气袋两侧的气门通路,用气泵定量地向气袋中充入大气空气,并用U型管控制气袋内气压与外界气压相等。测定开始时,将蛇形管与气袋通路接通,形成闭路循环,避免吸入大气带来的影响。测定结束,启动气泵,混匀袋中气体。采样分析袋中氧、二氧化碳、甲烷容积百分含量,根据大气与气袋中终了气体成分之差,计算出耗氧和二氧化碳、甲烷产生量。

国际上通用的公式是在欧洲共同体第8次能量代谢会议上由布劳尔(Brouwer,1965)提出的公式:

呼吸代谢试验装置

式中 Vs和V为每个呼吸阶段起始和终了时的呼吸室容积(呼吸室自身容积-补偿器容积-动物体积);Cs和C为起始和终了时各种气体的百分量。气体容积须校正成标准状态。