PhenoMaster - TSE Systems

Sophisticated Life Science Research Instrumentation
PhenoMaster
Innovations en recherche métabolique &
comportementale
www.TSE-Systems.com
[email protected]
PhenoMaster: Description du Système
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une instrumentation de recherche toujours en pointe.
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En étroite collaboration avec des scientifiques, leaders
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dans leurs différents domaines de recherche, TSE Systems
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développe et valide constamment de nouvelles fonctionnalités
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et applications pour la technologie PhenoMaster pour vous offrir
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Tous les modules peuvent être synchronisés et dirigés
par un seul logiciel PhenoMaster. Pour permettre une
adaptation maximale aux besoins de la recherche,
chaque module peut être également utilisé comme
système autonome, géré par son logiciel dédié.
L’approche modulaire, intégrée du système
PhenoMaster TSE renvoie des résultats d’une richesse
unique et personnalisés, et ouvre la voie à des
découvertes innovantes.
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Chaque cage peut être équipée avec souplesse avec
divers modules fonctionnels pour évaluer les paramètres
métaboliques, le comportement d’absorption de
nourriture et de liquide, l’activité locomotrice et la roue
d’activité, l’apprentissage moteur, l’apprentissage opérant
et la mémoire, let les paramètres physiologiques en
une seule expérience.
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En
Des cages de vie standard associées à des couvercles de cage
spécialement conçus sont la base du Système PhenoMaster TSE.
Une expérimentation basée sur la cage de vie garantit
le bien-être maximal des animaux, une charge de travail minimale
et des données non biaisées. Pour un contrôle et des
comparaisons de groupe à haut débit, un nombre
pratiquement illimité de cages de vie peut être utilisé
en parallèle.
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Le Système PhenoMaster TSE est une plateforme de phénotypage modulaire
unique pour les souris et les rats. Il permet d’évaluer de façon entièrement
automatisée et parfaitement synchronisée des paramètres métaboliques,
comportementaux et physiologiques avec la plus haute précision et flexibilité
dans un environnement de cage de vie sans stress.
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Applications:
Domaines de
recherche
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Neurobiologie
Psychiatrie
Métabolisme
Génétique
Physiologie
Immunologie
Toxicologie
Pharmacologie
Recherche sur le Cancer
Recherche Cardiovasculaire
Ecologie
Ethologie
Développement de médicaments
et plus encore...
PhenoMaster: Conception Modulaire
Modules complémentaires
Les installations de Laboratoire: des systèmes de racks dédiés et chambres à environnement contrôlé
La PhenoCage Métabolique: séparation et quantification de l’urine et des fèces
Le CaloTreadmill (tapis roulant): calorimétrie d’exercice
CaloSys - calorimétrie indirecte de gaz
Le module CaloSys élaboré fournit des mesures métaboliques très précises pour les souris et les rats
en déterminant leur taux de consommation d’oxygène (VO2) et de production de dioxyde de carbone
(VCO2) avec la plus haute résolution temporelle pendant le repos et en conditions d’exercice. La
dépense énergétique et l’utilisation de substrat sont calculées en continu (système continu) ou à des
intervalles de temps définis (système multiplexé) dans les deux cas, en mode TIRER ou POUSSER
pendant toute la période de temps donnée. Synchronisées avec les modules de comportement et /
ou de physiologie, ces mesures métaboliques fournissent des perceptions uniques sur un phénotype
spécifique.
www.TSE-Systems.com
Monitoring du comportement de prise de nourriture et de
liquide et de la masse corporelle
Les capteurs PhenoWeight: Ce module mesure et enregistre la quantité de nourriture et
de liquide qui est consommé par l’animal au fil du temps. A partir de ces enregistrements,
le logiciel TSE PhenoMaster fournit une analyse détaillée des repas. Cylindres automatisés
de blocage peuvent restreindre l’accès à la nourriture et à l’eau suivant le temps, la quantité et l’activité a partir des programmes personnalisés, ce qui le rend parfaitement adapté
pour les expériences d’alimentation appariés / attelés. Un tube logement rouge relié à
un capteur PhenoWeight enrichit la cage de vie et signale automatiquement la masse
corporelle lors du passage de l’animal.
FeedTime & DrinkTime (non représenté): Ce système offre une alternative efficace
pour les expériences qui ne nécessitent que de la restriction d’accès.
Sortie cathéter
Technologie de la Sortie Cathéter TSE relie et intègre les périphériques externes
modulaires. La fonctionnalité PhenoMaster peut donc être étendue de manière significative avec une perfusion automatisée d’un composé pilotée par logiciel via des
pompes d’injection, optogénétique, prises de sang automatisées, électrophysiologie,
micro stimulation et plus encore… Cela permet aux chercheurs d’évaluer les effets multiples des manipulations expérimentales simultanément (comportement,
métabolisme, physiologie), tout en réduisant le nombre d’animaux, le temps et la
charge de travail.
Locomotor activity
Infrared Light Beam Frame (ActiMot2): The modular frame surrounding the
home cage registers every movement of the animal within three dimensions. Light
beams installed in the X & Y plane record fine and ambulatory movements. A rearing
indicator in the Z plane of adjustable height completes the system. Light beam
interruptions are registered at high temporal (100Hz) and spatial (as high as
1.0 mm) resolution. Movement tracks, zone statistics, spatial movement distribution
plots, and diverse movement analysis options provide deep insight into locomotor
activity patterns of the animal.
InfraMot (not shown): The TSE InfraMot sensor determines the general activity level
of mice, rats and other small laboratory animals. A passive infrared sensor registers
activity counts for defined time intervals based on body heat radiation.
Activité locomotrice
Cadre à Faisceau de faisceau infrarouge (ActiMot2): Le cadre modulaire entourant
la cage de vie enregistre chaque mouvement de l’animal dans les trois dimensions.
Les faisceaux lumineux installés dans le plan X & Y enregistre des mouvements fins
et ambulatoires. Un indicateur d’animal sur les pattes arrière dans le plan Z, réglable
en hauteur, complète le système. Les interruptions de faisceaux lumineux sont enregistrées à haute résolution temporelle (100Hz) et spatiale (jusqu’à 1,0 mm). Les
suivis du mouvement, les statistiques de zone, les représentations de distribution du
mouvement dans l’espace, et diverses options d’analyse du mouvement permettent de
comprendre en profondeur les schémas d’activité locomotrice de l’animal.
La paroi opérante
La paroi opérante de TSE Systems peut être placée dans la cage de vie, permettant des expériences de conditionnement opérant entièrement automatisées, sans
manipulation des animaux. L’interaction en option avec d’autres modules, tels que
l’unité de contrôle d’accès à la nourriture pour la restriction alimentaire automatisée
ou la roue d’exercice comme symbole de récompense, permet une très grande flexibilité pour des configurations expérimentales personnalisées et des modèles innovants.
La télémétrie Stellar
La Télémétrie Stellar assure le suivi des paramètres physiologiques d’un nombre illimité d’animaux, libres de mouvement, avec un seul récepteur. Le système permet
des études de vie en groupe avec la plus vaste gamme d’animaux existant sur le
marché.
Calorimétrie Multiplexée Multiplexed
CaloSys àSampling
intervalles
de 5 min
- 5 mind’échantillonnage
Intervals
RER VO2
Continuous Sampling - 10 s Intervals
Body Temp
Dark Phase
(ml/h)
Calorimétrie continue CaloSys à intervalles 10 s
VO2 VCO2
(°C)
(ml/h)
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Feeding (g)
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(Bouts)
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Wheel Running
(L+R Rotations)
10
Ambulatory Activity
Locomotor Activity
CaloSys Continuous Calorimetry (Scheme)
Distance Moved
(cm)
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(Beam Breaks)
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O2 / CO2
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O2 / CO2
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O2 / CO2
Sensor Pair
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O2 / CO2
Sensor Pair
O2 / CO2
Sensor Pair
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0
5
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(Cumulative)
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Time (min)
12
14
16
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24
02
04
06
08
10
Clock Time
PhenoMaster: Modules et caractéristiques
Principe de la cage de vie
• Les récipients alimentaires anti-renversement avec la technologie
• Le suivi et les tests réalisés dans l’environnement familier de la
éprouvée SpillProtect sont universels pour tous les régimes
cage de vie
• Les bouteilles de boisson sont équipées de la technologie validée LeakProtect
• Un bien-être animal maximal et des durées minimales d’accoutumance
• Chaque épisode d’alimentation / de boisson est enregistré et
• Des données impartiales, en absence de stress, avec une faible variabilité
mis en œuvre dans une analyse détaillée du repas / de la
• Un système entièrement automatisé assure une interférence
boisson (début, fin, durée, quantité)
minimale de l’expérimentateur.
• Les unités de contrôle d’accès automatisées limitent l’accès à la
• Divers
modules
fonctionnels
peuvent
être
intégrés
de
nourriture / au liquide par heure, la durée et /ou la quantité
manière flexible
• La position en hauteur des récipients et le boitier pour la masse
• Des mesures en continu pendant des jours, voire des semaines,
corporelle est réglable en fonction de la taille des animaux
par exemple, des études longitudinales et du vieillissement
• Un emplacement (Tube) rouge pour le monitoring de la masse
• Un entretien et un nettoyage faciles (cages et couvercles sont autoclavables)
corporelle enrichit la cage de vie
Système à multiples cages de vie
Calorimétrie de gaz continue ou indirecte multiplexée
• Le fonctionnement et suivi en parallèle de plusieurs cages et
• Mesures calorimétriques de longue durée, synchrones, entièrement
de modules dans des racks standards, dans des chambres de
automatisées, de plusieurs cages pour une expérimentation continue à
l’environnement, ou dans les cages satellites dédiées, de
haut débit
dimensions et géométries personnalisées
• Mode TIRER et POUSSER – les deux principes de flux d’air sont disponibles
• L’évaluation simultanée d’un quelconque nombre d’animaux
• Prélèvement continu ou multiplexé (une paire de capteurs de gaz pour
• La standardisation, la fiabilité et la comparabilité les plus élevées possibles
chaque cage ou pour plusieurs cages, respectivement)
• Accélération de l’échantillonnage multiplexé avec des capteurs de gaz à
Le logiciel PhenoMaster
grande vitesse optionnels
• Le logiciel TSE PhenoMaster est conçu comme une plateforme
• Les contrôleurs de débit massique assurent un débit d’air précis et uniforme
multi-modulaire pour gérer et intégrer l’information provenant de
• Unité de séchage de l’air, par effet Peltier, élimine des calculs sujets aux
tous les différents composants
erreurs de dilution de l’échantillon par la vapeur d’eau
• Les outils de la base permettent la manipulation, l’analyse et
• Sur demande, des capteurs supplémentaires sont disponibles pour
l’exportation des données, de façon convenable et flexible
divers gaz, la vapeur d’eau incluse
• Chaque module peut être utilisé comme système autonome géré
• Une unité d’auto-étalonnage simplifie et accélère l’installation expérimentale
par son logiciel dédié
• Les paramètres comprennent : la consommation d’oxygène (VO2), la
Prise de nourriture & de liquide, et masse corporelle
Respiratoire (VER), l’utilisation de substrat (réserves de graisse par rapport
• Des capteurs PhenoWeight universels de haute précision, avec 0,01 g de ré
au catabolisme des hydrates de carbone), la dépense énergétique
production de dioxyde de carbone (VCO2), la Vitesse d’Échange
solution, surveillent le comportement de consommation et la masse corporelle
(DE) / Chaleur (C) et la température de la cage
• Jusqu’à cinq capteurs par cage ; par exemple, pour 3 régimes
• Nouveaux outils de corrélation de données modulaires pour des analyses
alimentaires, l’eau et la masse corporelle
sophistiquées incl. l’orientation statistique à travers l’analyse des données
Monitoring de l’activité - ActiMot2
Roues d’exercice motorisées
• Le cadre à faisceau de lumière infrarouge entoure la cage de
• Les roues sont entraînées par un moteur et enfermées dans un
vie ou la piste temporaire de test ; Par exemple, boite en Champs
logement transparent
ouvert & Lumière/Obscurité
• Les roues calorimétriques (CaloWheels) permettent la calorimétrie
• Les faisceaux lumineux suivant les plans X, Y et Z enregistrent
d’effort avec des profils d’exécution définis par l’utilisateur
les mouvements ambulatoires et fins, la mise sur pattes arrière et le saut
• Des roues extra-larges, fonctionnant au ralenti pour la privation
• Les régions d’intérêt ainsi que le centre peuvent être définis par
automatique de sommeil sont équipées de nourriture et de liquide
l’utilisateur ou auto-sélectionnés
• Les seuils peuvent être définis par l’utilisateur ; Par exemple,
Paroi Opérante - Apprentissage et mémoire
activité hypo/hyper locomotrice, positions sur pattes arrières,...
• La paroi opérante modulaire entièrement automatisé est intégrée
• Les pistes de mouvement et représentation en 3-D de la
dans la cage de vie
distribution spatiale du cheminement
• Dans un environnement de cage de vie sans stress,
• En option, environ 100 paramètres sont disponibles liés au type
l’apprentissage est plus rapide que dans une boîte Skinner
de mouvement, à la position, au timing et au chemin par période,
traditionnelle (voir figure ci-dessous)
par intervalle de temps ou pour la totalité du temps, le tout pour
• Des éléments de stimulus : les lampes sur la paroi et, en option,
des individus ou des groupes
sur les unités « coup de museau », un haut-parleur (adapté aux
• L’enregistrement de chaque mouvement en haute résolution et
besoins du client )…
rendement du calcul du mouvement intelligent
• Des éléments de réponse: des unités coup de museau, des leviers
• Analyse du comportement du sommeil avec des seuils d’activité
amovibles, une roue d’exercice
définis par l’utilisateur (calcul du lieu, de l’heure, de la durée et
• Des éléments de renforcement : Distributeur de boulettes ou
du nombre d’épisodes de sommeil)
de liquide, souffle d’air, contrôle interactif de l’accès à la
Roues d’exercice volontaire
récompense, renfort systémique grâce à la technologie cathéter /
• Les roues doivent être intégrées dans des cages de vie PhenoMaster
pivot
nourriture / liquide / la roue d’exercice comme symbole de
• Les roues à l’intérieur des cage de vie calorimétriques évaluent la
Télémétrie Stellar
calorimétrie d’effort
• Distance entre les barres transversales est modifiable pour
• Paramètres: BP, fréquence cardiaque, ECG , EEG, EOG , EMG,
n’importe quelle configuration de roue complexe pour apprendre
activité, Température Interne du Corps.
et tester des compétences motrices.
• Configuration facile qui nécessite seulement d’un récepteur ainsi
• Le mode optionnel “ activé / désactivé “ permet le contrôle du
que des implants émetteurs.
temps et de la distance lors de la course
• Implantable sur n’importe quel animal incl. des souris et des rats.
• Le Système de freinage optionnel commandé par logiciel modifie
• Grande efficacité et facilité d’utilisation
la résistance à la rotation et donc la charge de travail, créant les
Egalement disponible
conditions idéales pour des études d’exercice.
• L’analyse détaillée du schéma d’activité, en tenant compte des
• Mini Mitter (pour la fréquence cardiaque et les mesures de la
phases de lumière et d’obscurité (actigrammes pour activité circadienne)
température corporelle)
• Neuro-Capteur (4 canaux EEG et activité)
Pour plus d’informations, veuillez consulter les brochures spécifiques
Apprentissage
en
Home
Cage Learning
CORRECT - TSE Operant Wall
cage de vie
FALSE - TSE Operant Wall
CORRECT - Skinner Box
FALSE - Skinner Box
Nose Pokes
100
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60
40
20
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Free
Habituation
2
4
6
8
Test Days
10
12
Sophisticated Life Science Research Instrumentation
PhenoWorld
Phénotypage Intégrateur Multi-Piste
Avec le concept PhenoWorld, TSE introduit une nouvelle ère de phénotypage des rongeurs.
Plusieurs habitats/ pistes de test / cage de vie peuvent être connectés pour construire
une plateforme multi-piste d’intégration du phénotypage à haut débit qui est entièrement
automatisée. Les animaux portant un transpondeur sont hébergés en groupe dans un
environnement enrichi de la manière la plus naturelle possible. Les portes à animaux (AnimalGates) automatisées identifient les individus avant qu’ils ne se déplacent par les tunnels de
connexion et permettent un accès sélectif aux différentes pistes - chaque piste peut être équipée d’un ou d’une combinaison de modules PhenoMaster. Le comportement à l’alimentation
/ la boisson, la calorimétrie, l’activité, l’apprentissage opérant, etc… peuvent être évalués
pour chaque animal individuellement dès qu’il pénètre dans la zone / la piste / la cage de
test dédiées. En les imbriquant, les comportements hiérarchiques et autres comportements
sociaux sont également capturés d’une manière unique. Au centre du concept PhenoWorld,
il y a que tout type de piste d’essai peut être intégrée, telles des labyrinthes et des systèmes
de conditionnement, ainsi que des pistes de test plus complexes telles que la IntelliCage,
fournissant ainsi une plate-forme de test automatisée la plus complète possible, à haut débit.
La constellation, le design et la fonctionnalité de chaque PhenoWorld peuvent être person-
Service 24h de TSE Systems
nalisés et adaptés aux besoins spécifiques de la recherche.
TSE
Systems
offre
un
service
client
d’excellence Premium intégral et global
Le concept PhenoWorld est amené un peu plus loin dans la démarche de PhenoTower. Cette
pendant 24h/24h et 7j/7j. Nos experts
plateforme multi-piste s’étend sur plusieurs niveaux et permet le logement et le suivi d’un
hautement qualifiés sont dévoués à la com-
grand nombre d’animaux portant un transpondeur qui vivent en groupes sociaux. Une telle
plète satisfaction du client et ils résoudront
approche est très intéressante pour réaliser des expériences entièrement automatisées à long
votre problème par e-mail, téléphone ou
terme (par exemple, des études longitudinales ou de vieillissement).
une visite sur place.
Les spécifications sont susceptibles de modification sans notification préalable
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