UGO机械痛测试实验指南

背景和目的：

1898年，生理学家Maximilian Von Frey(1852-1932年)为了评估触痛的敏感性，发明了一种测试方法。将人或动物毛发丝一侧粘合在手持杆上，另一侧与皮肤接触，通过按压毛发产生弯曲，以此获得皮肤中神经纤维压力敏感性的测量值，这种测试工具被称为Von Frey测试丝。

由于Von Frey纤维丝使用和计算的诸多不便加快了对新技术的开发。20世纪末，第一台e-VF诞生，将其作为Von Frey纤维丝测试的改善方案。

Ugo Basile电子测痛仪主要用于评估大小鼠触痛阈值，与手动Von Frey纤维丝操作原理类似，不同之处在于：Von Frey纤维丝每根丝施加力值固定，判断触痛数秒后鼠爪缩回反应情况，而e-VF可以施加从小至大连续的力，提供了在连续尺度上爪缩回阈值的测量（100%阈值法）。大量科学研究验证了Ugo Basile电子测痛仪在啮齿动物优秀的触痛阈值测量与Von Frey纤维丝测试结果有着高度一致性。

应用领域：

用于动物神经性疼痛测试，如坐骨神经结扎（PNL）到慢性收缩损伤（CCI）和脊神经结扎（SNL）等，可帮助进行疼痛机制研究和异常性疼痛、痛觉过敏的药物筛选。也可应用于人体相关疾病的科学研究。

实验准备：

1. 设备准备：需要准备足底测试平台、相应动物隔间与电子测痛仪；确保电子测痛仪工作正常，包括电子控制器、压力传感器、脚踏开关等组成部分。 

2. 动物准备：为确保实验一致性，挑选相近体重大鼠或小鼠。

3. 前期适应：提前3天，每天将动物放到测试平台的亚克力隔板内适应1小时

4. 仪器消毒：使用乙醇溶液对足底测试平台和电子测痛仪探头进行消毒。

5. 环境适应：在每次的实验开始前，应让动物适应实验环境60分钟，减少应激反应，提高实验准确性。

实验步骤：

以下图片和界面以Ugo Basile电子测痛仪为例

1. 设备设置：

(1) 使用电子测痛仪，可根据实验需求选择合适量程。

(2) 进入测量模式，即可开始准备对动物进行足底刺激。 

2. 动物放置：

将动物放置在足底测试平台上，确保它们能够在一定空间内自由活动，不受约束。

3. 刺激动物：

通过三棱镜定位到动物的刺激部位，逐渐增加压力，直到动物出现缩足、舔足或跳跃反应。此时，仪器会自动记录压力峰值和峰值出现的时间。对同一只爪子进行五次测试，每次测试之间至少间隔2分钟。然后，用相同的方法对另一只后爪进行测试。 

如果使用Ugo Basile电子测痛仪，可连接电脑利用 Ugo Basile DCA应用程序观察施力斜率，延着设定好的斜率施加一个从小至大连续的力。 

4. 数据收集分析：

收集所有动物的缩足反应时间数据，进行统计分析，得出动物痛觉阈值，从而评估动物的痛觉感知和反应差异。

5. 实验结束：

实验完成后，对足底测试平台和测试探头进行清洁和维护，确保设备处于良好状态，准备下一次使用。

文献案例：

研究者为了确定TNF在脊髓小胶质细胞和星形胶质细胞功能作用，使用Ugo Basile电子测痛仪对烧伤小鼠进行机械异常性疼痛测试。小鼠的爪退缩阈值（PWTs）被确定为引起爪退缩的最大力，在每个时间点进行三次测量，并对每次测试取平均值。研究中使用TNF合成抑制剂沙利度胺作为药理学工具。

佐证了在BIP模型中，小胶质细胞衍生的TNF可作为脊髓星形胶质细胞的激活剂。 

图.与Vehicle组相比，沙利度胺治疗在烧伤后3天至5天内有效地减少了机械异常性疼痛(p < 0.001).

文献参考：Zhang, Run, et al. "Spinal microglia-derived TNF promotes the astrocytic JNK/CXCL1 pathway activation in a mouse model of burn pain." Brain, Behavior, and Immunity 102 (2022): 23-39. doi：10.1016/j.bbi.2022.02.006

实验注意事项： 

1. 动物选择和适应：选择健康的小鼠或大鼠，并确保它们在实验前适应实验环境，以减少环境因素对实验结果的影响 。

2. 设备检查：确保电子测痛仪工作正常，设定适当量程。

3. 力度控制：实验中应保持环境的安静与稳定，避免外界因素干扰动物的反应，并确保施力速度尽量

4. 观察和记录：在动物放置于冷热板上后，记录它们对温度刺激的反应时间，如跳跃、舔足等行为。注意在动物出现疼痛行为后立即移除动物，避免组织损伤 。

5. 实验重复性：每只动物可以进行多次实验，但需间隔一定时间（至少两分钟）以避免疼痛敏感性的累积影响，并设置对照组以排除其他因素对实验结果的影响 。

6. 数据处理：对每组动物的反应时间求平均值，并使用适当的统计方法比较不同组别间的疼痛阈值差异 。

7. 清洁和消毒：实验结束后，应清洁和消毒仪器以避免污染，并清除任何可能残留在平台上的污垢或碎屑 。

设备介绍

Ugo Basile电子测痛仪（100%痛阈评估法）是针对机械刺激中的针刺痛觉，评估大小鼠机械痛阈的先进方法。相较于Von Frey纤维丝每根丝施加力为固定值，电子测痛仪可以施加从小至大连续的力，提供了在连续尺度上鼠爪缩回疼痛阈值的精确测量。设备采用手持式力传感器及固定硬性测试头设计，搭配软件固定施力曲线可得到稳定的测试结果，有效降低了测试工作量和实验者偏差。

产品特点

1. 可精准定位刺痛位点

Ugo Basile 电子测痛仪的另一特点是具有一个三棱镜，通过光学折射，可迅速定位金

属针尖的位置，对于精确定位测试位点非常重要

2. 自动校准与记录

Ugo Basile 电子测痛仪的易用性不仅体现在疼痛阈值测试方案的简化，当痛阈出现，仪器自动记录压力峰值出现的时间和大小，同时具有自动校准功能，长期使用时也可保持数据准确性，无需担心校准问题

3. 3种量程范围可选，存储容量大

为保证其精度，可根据具体疼痛模型，选择0-50g、0-200g、0-1500g施力

4. 可设定施力斜率，施力曲线可直观比较

Ugo Basile 电子测痛仪具有自定义线性增力范围设置，可根据不同模型设置相应的施力斜率，最大限度提升线性增力的稳定情况。如下图，通过将恒定的斜率（黑色直线）视为参考值，实验人员在施力时尝试匹配设定线性增力的直线，可提高实验结果准确度与一致性

多个测试结束后，软件可形成多个施力随时间变化的曲线图。