介绍

使用间接量热法测量实验动物的能量消耗、耗氧量 (VO2) 和二氧化碳产生量 (VCO2)已有悠久的历史。包括人类在内的大型动物可以方便地使用带有用于流量测量的气动装置和用于气体分析仪的采样端口的合适面罩进行监测。对于啮齿动物等较小的动物，这种方法很难或不可能成功实施，因此改用代谢室。

代谢室可以是任何具有一个入口和一个出口的密封外壳（见图1）。新鲜空气 (Vi) 以已知的流速流过腔室，因此动物从该气流中吸气并向其中呼气。因为动物通过代谢活动消耗O 2并产生CO 2，所以室出口气体将具有减少的O 2分数(FoO2)和增加的CO 2分数(FoCO2)。调节通过腔室的流速 (Vi)，以便腔室中的 CO 2不会过度积聚，并且 O 2并未耗尽，但仍允许可测量气体测量的输入/输出差异。实际上，0.2 – 1.0% FoCO2/FiCO2 差异就足够了。调节腔室流量 (Vi) 直至 FoCO2 落入该范围。然后可以对这些测量值：Vi、FiO2、FiCO2、FoO2 和 FoCO2 进行操作，以计算耗氧量 (VO2)、二氧化碳产生量 (VCO2)、呼吸交换率 (RER) 以及代谢产热或能量消耗 (EE)。这种流通系统称为开路量热法。

实验装置

该图显示了基本设备设置。受控流量 (Vi) 由流量计监控。气体分析仪在腔室的入口或出口处测量 O 2和 CO 2 ，具体取决于旋塞阀的设置。由于代谢方程需要准确且可比较的入口和出口气体测量，因此分析仪使用旋塞阀定期在监测入口气体、参考气体（FiO2、FiCO2）和出口气体（FoO2、FoCO2）之间切换，以选择气体样品源。该技术可以纠正测量中的任何小漂移或绝对误差；只有差值很重要（FiO2 – FoO2 和 FoCO2 – FiCO2）。

其他考虑因素

理论上，通过内部有活体动物的腔室的任何流速都会导致O 2下降和CO 2增加。然而，入口/出口气体差异越大，结果就越准确（在合理范围内）。该室充当混合室，入口气流与动物的（通常是微小的）呼气混合，最终达到可在室出口处测量的平衡。为了获得最佳结果，根据出口 CO 2滴定入口流量，以达到理想的 0.2 – 1.0% CO 2差异。 O 2差值也会随之增加，从而允许更准确的计算。

最好使用单组气体传感器（例如在 Gemini 监视器中）来测量参考气体以及室出口气体浓度。这样可以直接比较入口/出口样本值。在图中，三通旋塞阀用于在监测参考气体或出口气体之间切换。这可以很容易地用三通电动电磁阀替换，以通过远程控制选择样品源。大多数商业专用代谢监测系统都使用这种方法在采样参考气体和一个或多个代谢室的出口之间多路复用一组传感器。 

测量和报告单位保持一致非常重要。公布的基本代谢测量值可以使用 ml/min、ml/min/g 或 L/h/kg 或任何组合。大多数值可以通过明智地乘以或除以 60 或 1000 来轻松转换，具体取决于所需的单位。

最后，虽然开路量热法的基本测量和计算很简单，但成功测量涉及许多微妙之处。下面的参考文献指出了一些困难，并提供了获取良好数据的技巧。

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