контейнер для содержания насекомых в условиях космического полета

Формула изобретения

Контейнер для содержания насекомых в условиях космического полета, содержащий сосуд с газопроницаемой крышкой, сосуд для корма и ось, установленная с возможностью поворота, на которой закреплен диск с отверстиями или вырезом, отличающийся тем, что сосуд снабжен жесткой пластиной, установленной внутри него на оси между диском и дном для ограничения объема, необходимого для размещения корма, и выполненной с отверстиями или вырезом, соответствующими по форме и размерам отверстиям или вырезу на диске.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к космической биологии, а именно к устройствам для содержания насекомых в условиях космического полета.

Эксперименты с модельными биологическими объектами вносят значительный вклад в исследование механизмов изменений, возникающих в биологических системах под влиянием факторов космического полета, таких как микрогравитация, ионизирующее излучение, измененный профиль электромагнитного поля. Результаты этих исследований представляют не только научный интерес, но и имеют также большое значение для совершенствования системы медицинского обеспечения экипажей космических экспедиций.

Удобными объектами для проведения экспериментов являются насекомые, поскольку их содержание на борту космических летательных аппаратов не требует создания сложных устройств обеспечения жизнедеятельности. Для реализации космических экспериментов чрезвычайно важным обстоятельством является также возможность использования животных малого размера, что позволяет использовать в исследованиях выборки, размер которых достаточен для получения статистически достоверных результатов Имеются контейнеры, предназначенные для содержания насекомых в условиях космического полета. Например контейнер, позволяющий культивировать мух (взрослых особей и личинок) [1], представляет собой изготовленную из пропилена кубическую кювету, которая закрывается крышкой. На дно кюветы заливается корм. Контейнер имеет также вставку с отверстиями, отделяющую массу корма от свободного пространства контейнера. Недостатками этой конструкции являются возможность выброса корма в момент приземления или при транспортировке с места посадки через отверстия во вставке, что может повлечь за собой потерю животных, а также возможность повреждения или гибели мух, находившихся в этот момент между вставкой и поверхностью корма. В особой мере будут страдать мухи, находящиеся на стадии куколки, поскольку вставка с отверстиями представляет для готовых к окукливанию личинок преграду, и, в отличие от мух, находящихся в стандартных лабораторных сосудах, они перед окукливанием не отползают на безопасное расстояние от поверхности корма.

Известна камера для культивирования плодовых мушек дрозофил, позволяющая разделять поколения мух [2]. В конструкцию камеры входят несколько сменных кювет для корма, которые могут сообщаться с объемом для размещения мух через окна. Это устройство также не обеспечивает защиту насекомых от смещения массы корма и повреждения мух на различных стадиях развития.

В качестве прототипа выбран контейнер для содержания насекомых, в частности дрозофил, представляющий собой сосуд из прозрачного материала, закрывающийся газопроницаемой крышкой [2]. Корм, представляющий собой гелеобразную массу, помещается на дно сосуда, который закрывается ватно-марлевой пробкой. Взрослые насекомые, личинки, находящиеся на стадии перед окукливанием, и куколки размещаются в свободном пространстве контейнера, яйца и растущие личинки находятся в верхнем слое корма. На завершающем этапе космического полета, при воздействии ударных перегрузок в момент приземления, существует опасность отделения корма от дна и стенок сосуда, резкое перемещение массы корма в верхнюю часть сосуда и в результате - повреждения или гибель мух на различных стадиях развития.

Задачей изобретения является создание контейнера для культивирования насекомых в условиях космического полета, который бы позволял защищать животных, находящихся на различных стадиях развития, от механических повреждений, обусловленных перемещением корма под действием ударных перегрузок.

Данная задача решается предлагаемым контейнером для содержания насекомых (фиг.1), состоящим из корпуса (1), газопроницаемой крышки (2), жесткой пластины (3), установленной перпендикулярно оси контейнера, имеющей отверстия или вырез (фиг.2 и 3), ось (4), закрепленную на крышке (2), снабженную диском (5), в котором выполнены отверстия или вырез, идентичные таковым на жесткой пластине.

Контейнер работает следующим образом. В сосуд с установленной жесткой пластиной через имеющиеся в ней отверстия или вырез заливают расплавленный корм (до уровня пластины). После отвердевания корма и остывания его до безопасной температуры в сосуд помещают насекомых, устанавливают ось с закрепленным на ней диском, при этом отверстия (вырез) на жесткой пластине должны совпадать с таковыми на диске (положение “Открыто”), а насекомые не должны быть зажаты между жесткой пластиной и диском. Затем сосуд закрывают газопроницаемой крышкой. Контейнер устанавливают в космическом корабле так, чтобы нижняя часть контейнера, заполненная кормом, была обращена к земле. Перед спуском ось с диском поворачивают на 180, перекрывая таким образом отверстия (вырез) в жесткой пластине (положение “Закрыто”). Эта операция позволяет избежать попадания корма в объем для содержания насекомых даже при неверной ориентации контейнера относительно земли. После приземления газопроницаемую крышку снимают и удаляют насекомых из контейнера. При необходимости после приземления доступ насекомых к корму может быть возобновлен путем поворота диска в положение “Открыто”. Контейнер может использоваться многократно.

Пример

Контейнер для содержания насекомых изготавливается из коммерческой полимерной центрифужной пробирки с винтовой крышкой, изготовленной из механически и химически стойкого материала. Корпус пробирки служит сосудом контейнера; объем пробирки составляет 50 мл. Жесткая пластина выполнена в виде полудиска, фиксируется в сосуде перпендикулярно его оси на расстоянии 30 мм от дна, ограничивая объем для корма, равный 10 см³. Диаметр жесткой пластины соответствует диаметру пробирки в месте ее установки. Служащий для перекрытия поверхности корма полудиск крепится на оси, противоположный конец которой проходит через отверстие в центре крышки и служит для поворота оси с полудиском. Полудиск имеет диаметр, несколько меньший диаметра пробирки, что обеспечивает зазор, необходимый для его вращения. Жесткая пластина, полудиск и ось выполнены из нержавеющей стали. На внутренней поверхности крышки монтируется пористая мембрана, обеспечивающая необходимый уровень газообмена между внутренним пространством контейнера и внешней средой. В крышке пробирки проделаны отверстия, которые обеспечивают контакт мембраны с окружающей средой.

Перед заливкой корма в сосуде устанавливают жесткую пластину, при этом используется возможность плотной посадки детали за счет конической формы пробирки. Сосуд устанавливают вертикально и заливают расплавленный корм для дрозофил до уровня жесткой пластины. После застывания корма в сосуд помещают дрозофил, обездвиженных с помощью диэтилового эфира. Затем устанавливают ось с закрепленным на ней полудиском, следя за тем, чтобы не нанести повреждения мухам, и закрывают сосуд крышкой, на которой предварительно была установлена пористая мембрана. Поворотом оси добиваются установки полудиска в положении "Открыто" и фиксируют ось с помощью гайки.

Перед спуском на землю перекрываю доступ мух к корму, устанавливая полудиск в положение "Закрыто". При необходимости (например, в случае длительного транспортирования в лабораторию) после приземления полудиск может быть возвращен в положение "Открыто".

Пригодность контейнера для содержания насекомых в условиях космического полета была проверена в натурном эксперименте с мушками Drosophila melanogaster. После 8-суточного пребывания в космическом полете на борту Международной космической станции на землю были возвращены жизнеспособные мушки, находящиеся на различных стадиях развития.

Литература

1. L.S. Browning. Genetic effects of the space environment on the reproductive cells of Drosophila adults and pupae. In: The experiments of Biosatellite II. Ed. J.Saunders. NASA, Washington, 1971, pp. 55-78.

2. R. Marco, E. Juan, I. Ushakov, A. Hernandorena, J. Gonzalez-Jurado, M. Calleja, M. Manzanares, M. Maroto, R. Garesse, G. Reitz, J. Miquel. Arthropod model systems for studying complexbiological processes in the space environment. Adv. Space Res. Vol. 14, No.8, pp(8)215-(8)227, 1994.