Пристрій для виміру рухової активності стулок молюсків

Передбачуваний винахід відноситься до галузі гідробіології, а точніше до приладів-біореєстраторів, і може бути використаний для біологічного моніторингу водяного середовища в лабораторних умовах. Двостулкові* молюски, наприклад мідії, успішно застосовуються як індикатори при вивченні впливу різних несприятливих факторів на якість водяного середовища. Відоме використання особливостей поведінки молюсків (закриття стулок на тривалий час в умовах стресу) при дослідженні впливу різних факторів середовища", температури, освітлення, припливно-відливних ритмів, солоності та ін. У той же час, проблема дефіциту кисню (гіпоксії) у водяному середовищі і його вплив на бентосні і пелагічні співтовариства залишається актуальною. У передбачуваному винаході рухова активність стулок молюсків як фізіологічний показник використай для оцінки дефіциту кисню у водяному середовищі. Відомий пристрій [див. Прилад для реєстрації дихальної активності мідій, Berengere Trenit. Influence de qvelqves micropolluants sur l'activite valvaire de deux bivalves: l'huitre creuse crassostrea gigaset la moule mytilus edulis, - IUT Biologic Appliguee, Brest, 1996, - p.15-16], що автоматично і безупинно реєструє рух стулок мідій. Прилад призначений, переважно, для експериментів як in situ так і в лабораторних умовах, проведених для вивчення реакції двостулкових молюсків на токсичні речовини. Принцип роботи пристрою базується на контролі руху стулок молюсків-фільтраторів за допомогою датчиків Холла. Пристрій містить блок виміру і блок реєстрації руху стулок молюсків. Блок реєстрації являє собою циліндр діаметром 300 мм, висотою 50 мм, вагою 2 кг і складається з цоколя з полівінілхлориду з комірками для кріплення 8 мідій. До кожної комірки підведені штовхач і дві з'єднані разом пластмасові планки механічного перетворювача, причому в одній розташований штовхач, а інша з'єднана з блоком збору даних. Блок збору даних знаходиться в центрі цоколя. Для запобігання корозії металеві частини пристрою покриті поліуретаном. Нижню стулку закритої мідії приклеюють до комірки, а на верхню стулку встановлюють штовхач і всі р ухи стулок молюска спричиняють вертикальне переміщення штовхача, з'єднаного з пластмасовими планками і датчиком. Сигнали фіксуються і підраховуються аналогово-цифровим перетворювачем, дані переводяться в комп'ютер. Основним недоліком відомого пристрою е те, що він не дозволяє спостерігати зміни фізіологічних і поведінкових реакцій двостулкових молюсків, що знаходяться в умовах норми, гіпоксії. У відомого пристрою низька чутливість і розкриття стулок мідії на 1-2 мм не фіксується приладом. Крім того, величину розкриття стулок у відомому пристрої визначають у відносних одиницях (у %), тобто проведені виміри дають якісну характеристику досліджуваного процесу. В основу винаходу «Пристрій для виміру рухової активності стулок молюсків» поставлена задача шляхом виміру фізіологічних і поведінкових реакцій двостулкових молюсків, що знаходяться в умовах норми чи гіпоксії, забезпечити систему моніторингу водяного середовища чуттєвим і ефективним приладом. Поставлена задача досягається тим, що в Пристрої для виміру рухової активності стулок молюсків, що складається з блоку виміру сигналів і блоку реєстрації, що включає, датчик Холла, комірку кріплення і розміщення молюсків, штовхач і дві планки механічного перетворювача, що з'єднують штовхач і датчик Холла, блок реєстрації виконаний у вигляді лотка, у якому штовхач і датчик Холла з'єднані однією планкою, комірка кріплення і розміщення молюсків жорстко фіксується на пластинці, що переміщається по дну лотка, а на планці зроблені отвори для розміщення штовхана. Блок реєстрації виконаний із пластмаси. Лотки можуть бути відкритого чи закритого типу, проточними чи непроточними. Виконання блоку реєстрації у вигляді лотка дозволяє створювати різні умови (норми, гіпоксії); відкритий лоток можна використовувати для виміру рухо вої активності стулок молюсків, закритий (герметизований) - як респірометр. Переміщення комірки розміщення молюсків по дну лотка і зміна положення на планці з отворами дозволяють підібрати найбільш оптимальний режим виміру для кожного молюска. Принцип роботи пристрою, що заявляється, полягає в перетворенні кутового переміщення стулки молюска в цифрову ін формацію за допомогою датчика, що працює на ефекті Холла. Стулка мідії, розкриваючись, змінює величину магнітного поля, вимірювану напівпровідниковим датчиком Холла, що включений у схему моста. Винахід пояснюється кресленнями. На Фіг. 1 представлений загальний вигляд пристрою для реєстрації рухової активності стулок молюсків. На Фіг. 2 представлена структурна схема пристрою для реєстрації рухової активності стулок молюсків. На Фіг. 3 представлений блок реєстрації. На Фіг. 4 показана актограма добової динаміки розкриття стулок мідій при нормоксіїі гіпоксії. Пристрій, що заявляється, складається з електронного блоку А и блоку реєстрації Б, Блок А містить системи керування каналами і виходу на реєструючий пристрій. Живлення приладу від мережі 220V з знищенням через адаптер до 5V. Передбачено автономне живлення від електронних батарей. Електронний блок настроюється і керується кнопками переключення 1. Підключення блоку Б здійснюється через розніми 2. Блок реєстрації Б складається з 10 проточних лотків відкритого чи закритого типу об'ємом 1,7 л» виконаних з оргскла. Обмін фільтрованої води забезпечує дозуючий насос продуктивністю б л/година. Температура води 14-15°С. Кожен лоток містить пластикову комірку 3 для розміщення і прикріплення мідії, планку механічного перетворювача 4» штовхач 5, пластину 6, вбудо ваний магніт 8 датчика Холла і герметизований датчик Холла .9. Осередок 3 для розміщення мідій жорстко кріпиться на пластині 6 з оргскла, що переміщається по дну лотка. На планці перетворювача 4 зроблені отвори 7 для вибору положення штовхача 5 на мідії. Усі деталі блоку Б виконані з оргскла (Фіг.3). Чутливість використовуваних датчиків складає 0,1 мм розкриття стулки молюска. Інформація, одержувана з датчиків, перетворюється в аналого-цифрову форму з використанням 10-бітного АЦП із 10-канальним комутатором і накопичується на 1024 сторінках в електронному блоці пристрою протягом 10-18 діб. Дані знімаються з датчиків щохвилини. Отримана інформація передається на комп'ютер і обробляється в програмі EXEL-KARD-264. Пристрій працює таким чином. Мідій збирали зі скельної поверхні на глибині 1-1J м у районі біотопу 1 «Золоті ворота» Карадазького природного заповідника. Молюсків розміром 25¸60±1,5 мм обчищали від епібіонтів» витримували в проточній воді. Нижню стулку закритої мідії приклеювали до коміркі 3 клеєм ціанілкрилат. На верхню стулку встановлювали штовхач 5, у результаті чого планка 4, штовхач 5 і стулка мідії були з'єднані з датчиком Холла 9 без люфту. Шля хом переміщення пластини б і вибору на планці 4 отвору 7 для штовхач підбирали найбільш оптимальний режимі роботи. У лотку, підключеному до електронного блоку, підтримували постійні умови протоки і температури. Зміну величини розкриття стулок оцінювали по кількості оцифрованих імпульсів, що з'являються на табло дисплея для кожного розглянутого лотка. Результати добових вимірів представлені на Фіг. 4. Умови гіпоксії забезпечували аутогенно за рахунок природного споживання кисню молюсками. Концентрація кисню знижувалася поступово з 78% після першої доби до 21% наприкінці експерименту, тривалість якого становила 7 діб. У початковий период гіпоксії відбувалося максимальне розкриття стулок до 3,5 - 4,2 мм» при 21 % насичення середовища киснем розкриття стулок було мінімальним - 2,3 мм. Таким чином, дихальна система мідій, інтенсивність роботи якої оцінювали за величиною розкриття стулок і реєстрували пристроєм, що заявляється, е чуттєвим показником зміни стану середовища і може бути використана в моніторингових спостереженнях у лабораторних і польових умовах. Переваги пристрою, що заявляється, полягають у тім, що він дозволяє оцінювати зміни поведінкових реакцій двостулкових молюсків, що знаходяться в різних умовах і використовувати в системах біологічного моніторингу водяного середовища. Пристрій, що заявляється, має високу чутливість: він здатен фіксувати 0,1 мм розкриття стулки молюска. Важливою перевагою є те, що пристрій, що заявляється, поліфункціональний: відкритий лоток можна використовувати для виміру рухової активності стулок молюсків, закритий - як респірометр для фізіологічної оцінки дихальної функції молюска.