溫度梯度測試儀 TGR

熱梯度環是一種新型的裝置，可依照 Zimmermann 的方法，進行小鼠全面性熱偏好表現型分析的紀錄與分析。

近年來，有關溫度感知與體溫調節的細胞與分子機制已成為密集研究的主題。 有些研究者指出現有測試方法的限制性：為了克服這些限制，Ugo 設計了一種新型的圓形熱梯度分析系統，用於進行熱偏好表現型分析。此系統是根據 Erlangen-Nuernberg 大學發表的論文《使用新型自動化圓形梯度分析系統進行小鼠的全面性熱偏好表現型分析》（參見 Zimmermann 的研究）所開發。 全新的 TGR（熱梯度環）提供高度的自由度，即溫度選擇，並可消除實驗人員的誤差。

TGR 適用於神經病理性疼痛的測試，並能區分探索行為與溫度選擇行為！

圓形設計所帶來的優勢包括：數值可重複、無邊界效應、無空間線索，進而保證資料無偏差且具再現性。 TGR 的靈敏度高於以往方法：梯度設置優於傳統的雙板選擇設計，能更真實反映複雜的生理環境，且所需時間、人力與實驗小鼠數量都比較少。

TGR 由一個圓形跑道構成，於兩端分別產生冷區與熱區之間的熱梯度（Zimmermann 的研究中分別為 15°C 與 40°C），讓小鼠可在其中自由移動。 熱絕緣環狀鋁製跑道的內徑為 45 公分，外徑為 57 公分。位於環形跑道兩側的加熱裝置與加熱／冷卻裝置（皆使用 Ugo Basile 熱／冷板的成熟技術），共同產生對稱的熱梯度；此熱梯度由四個內建熱電偶即時監測並精確控制。環形跑道的每一側分為12個區域，溫度差Δ按比例分配：例如在方法論文中所述的實驗方案中，兩端預設溫度分別為15°C和40°C，每個區域的溫度遞增約為2.27°C。

熱偏好行為的記錄與分析由系統中配備的 USB 攝影機透過 Ethovision 軟體完成。資料輸出包括：

• 偏好溫度時間曲線 ± 標準差
• 覆蓋高於特定溫度區域的時間延遲（時間過程）
• 區域直方圖 

本系統包含專用支架，可固定黑白 USB 攝影機，以及一組4個雙光源燈（可見光與紅外線）。軟體需另外購買。

目前用於量化小鼠正常冷感覺、冷敏感和冷痛覺敏感的行為測試，有時在文獻中會出現相互矛盾的結果。 有些方法僅能捕捉有限範圍的熱感覺經驗，另一些則容易受到實驗者誤差影響，或因靈敏度不足，無法偵測離子通道對冷感覺的影響；這是因為在小鼠中，冷痛覺的微小變化並不會明顯反映在行為上。

為了克服現有的限制，Ugo 設計了一款全自動化的新型裝置，具備高度的自由度，即熱偏好選擇，並能消除實驗者誤差。 此裝置是一種熱梯度測試，設計為環形跑道。 此裝置能區分探索行為與熱偏好選擇行為，並透過提供重複測量數值及消除邊緣效應，提高測量的準確性。 Ugo 自訂設計的自動離線分析系統，採用斑點偵測（blob detection）演算法，能排除移動產生的偽影與光線反射干擾，並提供經過驗證的內部品質控制參數。 該測試可針對熱區域佔據情形提供多項參數的明確資訊，例如：偏好溫度及分布的傾斜程度。

 Ugo 證實了，此測試能了解先前未被發現的 TRPM8、TRPA1 以及 TRPM8/A1 缺失小鼠表現型的細節，進而達到對基因改造小鼠熱敏感性的更精準表現型分析。

來自 "Comprehensive thermal preference phenotyping in mice using a novel automated circular gradient assay"

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