新陈代谢、生命活动的基础——可靠、连续和简单的核心体温监测工具应运而生

2022-11-16 18:04:25, 玉研仪器上海玉研科学仪器有限公司

人生才几年，新冠已三年。近几年的新冠疫情大流行，使得体温测量已成常态，同时也使人们意识到监测体温的重要性。COVID-19引起的发热通常是由于呼吸系统感染、合并细菌感染等原因所致。新冠病毒可以在人体内引起急性炎症反应，从而出现发热的症状，发热为急性炎症最典型的一个表现。新冠肺炎患者在晚期还可能合并有细菌感染，细菌感染的情况下同样也会出现细菌性肺炎，引起发热症状。

人体或动物内部的温度称为体温，体温是物质代谢转化为热能的产物，它不是一个具体的温度点，而是一个温度范围。其也不是固定不变的，可随性别、年龄、昼夜、运动和情绪的变化等因素而有所波动，但这种改变经常在正常范围内。如果人体体温处于非正常范围内，如低温或高温状态，则会对我们的机体造成损害。

低体温会引起寒战并发心血管疾病，抑制心脏的自主调节功能与代偿能力。会导致免疫力降低，白细胞含量降低，机体免疫功能遭受损伤。机体的中心体温每降低1%，代谢速度就下降1%，则会引起机体代谢紊乱综合征。同样高体温则会导致通常所说的中暑状态，常合并多器官功能衰竭。中暑不仅会出现在人体身上，同时也会出现在动物身上。动物模型的研究是生理学研究的基础支柱之一，在实验室HS鼠模型中，达到HS时核心体温越高，其发生低体温的程度越深，预后越差。热应激期和恢复期核心体温水平可作为HS鼠预后的敏感指标。

体温是通过大脑和丘脑下部的体温调节中枢，调节和神经体液的作用，使产热和散热保持动态平衡。热量散失的多少取决于皮肤和环境之间的温度差，而皮肤温度的高低与皮肤的血流量有关。核心体温监测的意义在于恒定的体温是维持生命体征的基本要求，人体或动物体温过高或过低将严重影响机体各系统的代谢甚至危及生命。

体温胶囊

传统体温检测包括体表温度（额温、腋温、耳温）或肛温，体表温度相对于核心温度相差较大，并且变化不灵敏。肛温接近核心温度，但是采集不方便，可能会造成应激而使测量温度有波动。理想的体温监测方法应该能够动态连续的观察，准确反映核心温度，最小侵入，易于使用，性价比高。

Body CAP核心体温胶囊

法国BodyCAP公司核心体温胶囊可直接采集人体或动物核心体温，并且可长时间采集而几乎不对对象造成干扰，可最大程度检测生理状态下的核心体温。是一款可连续监测、记录并无线传输核心体温信号的微型胶囊。

人体应用

BodyCAP公司的eCelsius Performance人体核心体温胶囊可通过吞服，经口腔摄入进入体内，通过消化道最后排出，使用简单方便，广泛用于多种科研及运动领域。

功能简介：

胶囊自身具有记忆功能，使测量对象无需佩戴任何监测器而进行无限制的测量。也可通过配套的监测设备实时监测体温情况，最多可同时监看3颗胶囊的温度数据。当监测结束后，可通过将监看设备连接电脑，于专业软件上导出温度数据进行数据处理与分析。

产品优势

√ 胶囊体积小巧，食用方便，对机体无损害；

√ 实时连续无创监测，胶囊内置存储记忆功能，可存储多达2000组数据，无需担心数据丢失；

√ 无线无导管测量，测试对象亦无需实时佩戴监测器，实现无任何限制测量方案；

√ 监测器可同时监测3枚胶囊数据，且自身可最多7台并联，实现测量高通量。

√ 后期可导出温度数据，进行数据处理及分析，适用于科研应用。

应用领域
体温过低/高温中暑预防	体温测量降低低温/高温恶劣环境损害，或加强对发热、寒战等的感知；
运动热身/恢复监测	监测人体锻炼各阶段体温的变化，有助于判断机体运动技能；
技能评估、优化	用于评估机体体温调节或心脏节律调节功能等；
量化、预防、规避时差影响	监测体温昼夜节律变化，制定合理作息，从而规避时差影响等；
睡眠、昼夜节律和运动表现分析	通过体温变化反映机体睡眠、昼夜节律、运动等规律。

eCelsius案例

应用案例一：人气道上皮细胞中具有高耐药屏障的口服流感药物的表征

温度曲线随着注射时间变化，将抗病毒功效和细胞毒性阈值与人气道上皮模型中的药代动力学曲线相关联。

应用案例二：在温带户外环境中穿着外衣进行两周耐力训练对高温下运动能力和生理的影响

在赛前(白圈)和赛后(黑圈)测试期间，在对照(A)和附加衣服(B)的自行车方案中，每隔10分钟测量一次核心体温。随访测试未发现热习服的生理或知觉异常迹象，两组间的时间试验成绩变化不大。

结论：eCelsius能实时高精度测量运动员的体温，对于铁人三项运动员来说，在温带环境中穿着额外的衣服训练两周并不是一个有效的热适应策略。

动物应用

BodyCAP公司的Anipill动物核心体温胶囊提供了一种微创、无线的动物核心温度检测方案。可应用于体温调节研究、感染学、生物节律分析、动物休眠、免疫和疫苗开发、毒理学研究等加强对实验动物的体温监测。

功能简介：

胶囊可通过摄入或植入的方式，对大小鼠或大动物的核心体温进行实时连续监测，并通过无线的方式将温度数据传输到专用监视器。可以连续的收集可靠和准确的核心温度数据, 同时保持小动物的舒适性和可移动性等正常生理状态。

产品优势

√ 胶囊体积小巧，可口服（视动物大小而定）或植入使用，使用简单，对动物友好；

√ 无线无导管测量，测试对象亦无需实时佩戴监测器，实现无任何限制测量方案；

√ 监测器可同时监测8枚胶囊数据，且自身可最多7台并联，实现测量高通量；

√ 胶囊内置存储记忆功能，可存储多达2000组数据，无需担心数据丢失；

√ 基于遥测技术，实时连续的核心温度监测。

应用领域
药理学研究	监测温度对于传染病/病毒感染的研究治疗是至关重要的，对温度动力学的分析有助于更好地了解活性物质，治疗方法或病理学是如何影响动物调节其体温能力的
休眠研究	休眠是动物的生命功能保持在最低状态的生物条件，这相当于一段冬季的深度睡眠时间。期间，动物经历了一系列生理变化（体温过低，基本功能降低…）
生物节律分析	核心温度是生物节律的关键指标，对这一变量的持续监测允许对核心温度昼夜节律（分析生物节律和睡眠失调的基本工具）进行表征
温度调节机能分析	温度调节机能学是一个主要的科学轴，重点研究主体对不同的内部或外部刺激的反应。了解其基本机制非常重要，因为它们不仅影响核心和外围温度，也影响其他生理变量，如心率，血压等

Anipill案例

应用案例三：体温调节研究

在大鼠的腹腔内植入胶囊，7天后，监测以下三组大鼠的核心体温在麻醉前后的变化趋势：

—预热至40℃（PW40, n=17）；

—预热至高于基线体温1%（PW1%, n = 17）；

—无预热（NW, n = 17）

得到的体温变化数据如下图：

结论：本实验说明，在麻醉之前给大鼠进行预热，有助于防止麻醉剂引起的体温过低。

应用案例四：食蟹猴体温

在四只食蟹猴的腹腔分别植入胶囊，然后把它们与其他未植入的食蟹猴在标准条件下共同饲养。在接下来的一周内，每隔15分钟测量一次体温，

得到的体温变化数据如下图：

结论：本实验说明，Anipill系统可以用来连续、可靠地测量非人灵长类的体温，并且测量结果可以清晰地反映出食蟹猴体温的昼夜波动规律。

用户名单

1	斯微(上海)生物科技有限公司
2	重庆医科大学
3	上海复旦大学

4	北京301医院
5	上海科技大学

6	军事医学研究院
7	天津军事科学院

相关文献：

1. Michael Douglas Reed et al., (2019)“IL-17a promotes sociability in mouse models of neurodevelopmental disorders” Nature doi:10.1038/s41586-019-1843-6

2. Topilko T et al.,(2022) “ Edinger-Westphal peptidergic neurons enable maternal preparatory nesting” Neuron doi:10.1016/j.neuron.2022.01.012

3. NPJ Vaccines et al., (2022) “Safety and immunogenicity of four-segmented Rift Valley fever virus in the common marmoset” NPJ Vaccines DOI：10.1038/s41541-022-00476-y

4. Laperrousaz et al., (2018) “Lipoprotein Lipase Expression in Hypothalamus is involved in the Central Regulation of Thermogenesis and the Response to Cold Exposure” Frontiers in Endocrinology doi: 10.3389/fendo.2018.00103

5. Meyer et al., (2017) “Body Temperature Measurements for Metabolic Phenotyping in Mice” Frontiers in Endocrinology doi: 10.3389/fendo.2018.00103

6. Ruﬁange et al., (2020) “Pre-warming before general anesthesia with isoﬂurane delays the onset of hypothermia in rats” PLoS One doi: 10.1371/journal.pone.0219722

7. Tattersall et al., (2016) “Novel energy-saving strategies to multiple stressors in birds: the ultradian regulation of body temperature” P Roy Soc B-Biol Sci doi: 10.1098/rspb.2022.0526

8. Schulze et al., (2018) “Body temperature of bitches in the ﬁrst week after parturition measured by ingestible loggers” Reproduction in Domestic Animals doi:10.1111/rda.13330

9. Guisle et al., (2020) “Circadian and sleep/wake-dependent variations in tau phosphorylation are driven by temperature” Sleep doi:10.1093/sleep/zsz266

10. Thi Cuc Mai et al.,(2021) “Low-Level Radiofrequency Exposure Induces Vasoconstriction in Rats.” Sci Rep DOI：10.1002/bem.22350

eCelsius

11. Mart Toots et al., (2019) “Characterization of orally efficacious influenza drug with high resistance barrier in ferrets and human airway epithelia Sci Transl Med ”doi:10.1016/j.xcrm.2021.100408

12. van Maanen L et al., (2019) “Core body temperature speeds up temporal processing and choice behavior under deadlines” Sci Rep doi:10.1038/s41598-019-46073-3

13. Marine Alhammoud et al.,(2021)“Thermoregulation and shivering responses in elite alpine skiers” Eur J Sport Sci doi:10.1080/17461391.2020.1754470

14. Christopher J. Stevens et al.,(2018) “Effect of two-weeks endurance training wearing additional clothing in a temperate outdoor environment on performance and physiology in the heat ” Temperature (Austin) doi:10.1080/23328940.2018.1474672

关于玉研

上海玉研科学仪器有限公司是专业为动物实验、动物研究领域提供科学仪器和技术服务的公司。我们着力引进国外的先进科学仪器和实践经验，选择使用广泛、应用成熟、性能先进的实验仪器和实验方法，为国内实验室建设、研究课题进展提供科学、合理的解决方案。BodyCAP作为法国一家开发创新解决方案的公司，为全球健康与福利领域的参与者提供服务。玉研仪器常年与其保持良好合作，始终致力于给广大科研者提供最好的服务。