Feeding Experimentation Device (FED) is an open-source device for measuring food intake in mice. FED can also synchronize food intake measurements with other techniques via a real-time digital output. Here, we provide a step-by-step tutorial for the construction, validation, and usage of FED.
Food intake measurements are essential for many research studies. Here, we provide a detailed description of a novel solution for measuring food intake in mice: the Feeding Experimentation Device (FED). FED is an open-source system that was designed to facilitate flexibility in food intake studies. Due to its compact and battery powered design, FED can be placed within standard home cages or other experimental equipment. Food intake measurements can also be synchronized with other equipment in real-time via FED’s transistor-transistor logic (TTL) digital output, or in post-acquisition processing as FED timestamps every event with a real-time clock. When in use, a food pellet sits within FED’s food well where it is monitored via an infrared beam. When the pellet is removed by the mouse, FED logs the timestamp onto its internal secure digital (SD) card and dispenses another pellet. FED can run for up to 5 days before it is necessary to charge the battery and refill the pellet hopper, minimizing human interference in data collection. Assembly of FED requires minimal engineering background, and off-the-shelf materials and electronics were prioritized in its construction. We also provide scripts for analysis of food intake and meal patterns. Finally, FED is open-source and all design and construction files are online, to facilitate modifications and improvements by other researchers.
20 वीं सदी के उत्तरार्द्ध में वैश्विक मोटापे की वृद्धि के साथ, वहाँ तंत्र 1, 2, 3, 4 खिला अंतर्निहित पर ध्यान नए सिरे से है। आमतौर पर, भोजन का सेवन मैन्युअल तौला 5, या व्यावसायिक रूप से उपलब्ध खिला प्रणालियों के साथ किया जाता है। वाणिज्यिक प्रणालियों बहुत ही अच्छे हैं, लेकिन उनके डिजाइन या कोड को संशोधित करने में सीमित लचीलापन प्रदान करते हैं। ठीक अस्थायी समाधान और न्यूनतम मानवीय हस्तक्षेप 6 के साथ भोजन का सेवन को मापने के लिए एक खुला स्रोत खिला प्रणाली: यहाँ, हम दूध पिलाने प्रयोगों डिवाइस (फेड) का वर्णन है। फेड बैटरी संचालित है और पूरी तरह से एक 3 डी मुद्रित मामला है कि मानक कॉलोनी रैक caging या अन्य वैज्ञानिक उपकरण के अंदर फिट कर सकते हैं के भीतर निहित है।
अपनी स्थिर अवस्था में, फेड अपनी fo में एक भोजन गोली आराम के साथ एक कम शक्ति मोड में संचालितआयुध डिपो में अच्छी तरह से। गोली की उपस्थिति एक अवरक्त किरण के माध्यम से नजर रखी है। एक माउस एक गोली हटा, एक photointerrupter सेंसर microcontroller के लिए एक संकेत भेजता है और समय-स्टांप जहाज पर सुरक्षित डिजिटल (एसडी) कार्ड पर लॉग इन किया है। समवर्ती, एक ट्रांजिस्टर-ट्रांजिस्टर तर्क (टीटीएल) उत्पादन गोली पुनः प्राप्ति की एक वास्तविक समय उत्पादन प्रदान करता है। तुरंत इस घटना के बाद, मोटर एक और गोली बांटना घूमता है, और प्रणाली अपने कम बिजली मोड के लिए आए। अपने खुले स्रोत प्रकृति के कारण, फेड संशोधित और विशिष्ट अनुसंधान की जरूरत है फिट करने के लिए सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कोड, दिन के विशिष्ट समय को खिला सीमित करने, या वितरण जब छर्रों का एक नंबर पर पहुँच गया है को रोकने के लिए आसानी से बदला जा सकता है मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता के बिना।
यहाँ, हम चूहों में भोजन का सेवन को मापने के लिए निर्माण, सत्यापन, और फेड के उपयोग के लिए कदम दर कदम निर्देश रूपरेखा। हम एक प्रणाली का निर्माण करने के लिए सभी घटकों की एक सूची प्रदान करते हैं। महत्वपूर्ण बात है, कोई पूर्व पूर्वइलेक्ट्रॉनिक्स में perience फेड का निर्माण करने की जरूरत है।
दूध पिलाने प्रयोगों डिवाइस (फेड) एक लचीला भोजन का सेवन निगरानी प्रणाली है। यहाँ, हम fabricating और डिवाइस समस्या निवारण, माइक्रोकंट्रोलर पर 3 डी मुद्रित हार्डवेयर, विद्युत उपकरणों का टांका, और नमूने के अपलोडिं…
The authors have nothing to disclose.
इस काम के स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के अंदर का रिसर्च प्रोग्राम (एनआईएच), मधुमेह के राष्ट्रीय संस्थान और पाचन और गुर्दा रोग (NIDDK) द्वारा समर्थित किया गया। हम 3 डी मुद्रण के साथ सहायता के लिए उपकरण पर एनआईएच धारा और एनआईएच लाइब्रेरी धन्यवाद।
Electronics | |||
Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield for Arduino v2 Kit – v2.3 | Adafruit | 1438 | Use of other motor shields has not been tested and will require changes to the code |
Adafruit Assembled Data Logging shield for Arduino | Adafruit | 1141 | Use of other data logging shields has not been tested and will require changes to the code |
PowerBoost 500 Charger | Adafruit | 1944 | Other voltge regulator boards have not been tested, but should work if they have similar specifications |
FTDI Friend + extras – v1.0 | Adafruit | 284 | Any FTDI-USB connection will work |
Small Reduction Stepper Motor – 5VDC 32-Step 1/16 Gearing | Adafruit | 858 | Use of other stepper motors has not been tested |
Arduino Pro 328 – 5V/16MHz | SparkFun | DEV-10915 | Other Arduino boards should work, although may require changes to the code |
Photo Interrupter – GP1A57HRJ00F | SparkFun | SEN-09299 | Other photointerrupters will work, but may require changes to the 3D design |
SparkFun Photo Interrupter Breakout Board – GP1A57HRJ00F | SparkFun | BOB-09322 | Other photointerrupters will work, but may require changes to the 3D design |
Connectors, screws, and miscellaneous items | |||
Shield stacking headers for Arduino (R3 Compatible) | Adafruit | 85 | Any stacking header that says Arduiono R3 compatible will work |
Multi-Colored Heat Shrink Pack – 3/32" + 1/8" + 3/16" | Adafruit | 1649 | Any heatshrink will work |
Hook-up Wire Spool Set – 22AWG Solid Core – 6x25ft | Adafruit | 1311 | Any wire will work |
Lithium Ion Battery Pack – 3.7V 4400mAh | Adafruit | 354 | Any 3.7V Lithium battery with a JST connector will work |
SD/MicroSD Memory Card (8GB SDHC) | Adafruit | 1294 | Any SD card will work |
50 Ohm BNC Bulkhead Jack (3/8" D-Hole) | L-com | BAC70A | Any BNC bulkhead will work |
Type 316 Stainless Steel Pan Head Phillips Sheet metal screw, No 6 size, 1/4" Length | McMaster-Carr | 90184A120 | Any screws of this specification will work |
Type 316 Stainless Steel Pan Head Phillips Sheet metal screw, No 2 size, 1/4" Length | McMaster-Carr | 91735A102 | Any screws of this specification will work |
Nylon 100 Degree Flat Head Slotted Machine Screw, 4-40 Thread, 1" Length | McMaster-Carr | 90241A253 | Any screws of this specification will work |
Nylon Hex Nut, 4-40 Thread Size | McMaster-Carr | 94812A200 | Any nut of this specification will work |
2Pin JST M F Connector 200mm 22AWG Wire Cable | NewEgg | 9SIA27C3FY2876 | Any 2 pin connector will work for this connection |
Metal Pushbutton – Latching (16mm, Red) | SparkFun | COM-11971 | Any push button or switch will work |
Resistor Kit – 1/4W | SparkFun | COM-10969 | Any 1/4W resistors will work |