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发布日期:2015-12-24
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社会实践:新型标本防腐剂对水生动物标本防腐作用的研究

项目申请理由:水生动物剥制和浸制标本是生物教学中不可或缺的教具,同时具有重要的观赏和科研价值。由于上海地区常年温度较高,湿度较大,现有的防腐剂配方难以确保较好的防腐效果,常有部分剥制标本发生霉腐或者虫蛀现象,而导致坏损,特别是一些珍稀水生动物标本,如江豚、中华鲟、鲨鱼等,一旦损坏就难以获得材料重新制作标本。

百年校庆之际,学校在水生生物科技馆展出的各类标本形态生动逼真,让我对标本制作产生了浓厚的兴趣,通过查阅相关文献和咨询老师,对标本制作这门工艺有了一定了解。虽然只是一名大二的学生,但是我热爱学习,动手能力和沟通能力较强,吃苦耐劳,具备较好的组织能力和独立思考问题能力,并且我还查阅了大量标本防腐剂配置和使用方面的中英文文献;我兴趣广泛,积极参加各类社团同时也结交了很多好友。由于兴趣爱好,我经常在课余向水产与生命学院的翁志毅老师学习鱼类标本制作工艺,了解其制作步骤,在老师的细心指导下,动手制作了几件鱼、虾的标本。在与老师的沟通中,我了解了鱼类标本制作工艺的现状和未来发展趋势,也萌生了申请这项创新项目的想法。

项目方案:浸制标本通常采用甲醛防腐剂,虽然效果较好,但由于甲醛具有一定毒性,刺激性强,会极大地影响工作人员的身体健康。同时,甲醛容易挥发,如不及时添加补充,标本会被真菌污染,导致废弃。因此针对剥制标本和浸制标本,寻找安全可靠的防腐剂具有重要意义。

本项目的研究旨在找到一种或者几种安全可靠的剥制标本防腐剂以及浸制标本防腐剂,替代现有的防腐剂并取得更好的防腐效果;应用新型防腐剂可以延长标本的保存时间,有利于科研学习,有利于节省人力和物力,更有利于对珍稀水生物种资源的保护 。

项目开始初期,我们通过询问指导老师的相关经验和查阅文献,确定了使用三氧化二砷(As2O3)明矾(K2SO4·A12(S04)3·24H2O)、樟脑(C10H16O)防腐剂,苯酚(C6H5OH)和对硝基苯酚(C6H5NO3)防腐剂,中草药防腐剂(芥籽、丁香、花椒和肉桂等传统中药材均具有防腐效果),异噻唑啉酮(凯松,C8H9ClN2O2S2)等四种防腐剂,比较其对水生动物(鱼、虾蟹、哺乳动物)剥制标本的防腐效果,即将上述四种防腐剂分别应用于各类剥制标本,制作完成后,将标本保存于相同的环境条件下,定期(每周)检查标本的防腐情况,包括霉变、腐败、虫蛀和皱缩等情况,记录在案,最终确定剥制标本的最优防腐剂。试验所用鱼虾蟹等材料较容易采样,哺乳动物(江豚)材料已获得,生命学院B-151标本制作间有相关工具,上述药品也比较容易采购,因此,在导师的指导下,本项目完全具有可行性。

在浸制标本方面,查阅文献可知,国外已有用异噻唑啉酮Isothiazolone及其衍生物作动物浸液的防霉剂的先例,异噻唑啉酮Isothiazolone具有使用浓度对人安全,无刺激性、抗菌谱广、抑菌浓度低、水及脂溶性好而无挥发性等特点,但是目前为止还没有将其应用于水生动物浸制标本的报道。所以,我们计划使用浓度为0.1%0.3%0.5%0.7%异噻唑酮溶液和标准的福尔马林溶液浸制新鲜标本,观察有无霉菌生长及开始生长的时间,标本外观有无变化(组织外观、色泽、柔软度和弹性),时限为一年。该部分的试验,材料均容易购置,在导师的指导下,可获得最后结果。

目前,国内的防腐剂使用还是传统配方,已经滞后于标本制作工艺的发展,国外已经使用其它化合物作新型防腐剂,并取得了较好的应用效果,但其配方处于保密状态。本项目极具创新意识和可行性,通过总结他人的经验和查阅相关文献,并设计试验,自己动手制作标本,试验各类防腐剂的效果,力争获得更优防腐剂,该项目能大大提高我们大学生的动手能力和团队精神,更能锻炼了我们思考问题和解决问题的能力。

项目进度:项目进行初期,我们进行了大量的文献和资料的阅读和查询,也咨询了指导老师的意见,确定项目方案并进一步将其完善优化。最终,我们确定使用大黄(500g)、黄连(500g)、连翘(500g)、良姜(500g)、百部(250g)、虎杖(250g)、金银花(250g)和金钱草(250g)八种中药进行水生动物防腐的实验研究。实验开始时,我们取上述8种中药材各100g与沸腾热水混合,热水的量为刚刚将药剂与水调成均匀悬浊液,将各悬浊液静置冷却至室温,然后向上述各悬浊液中加入适量酒精以萃取悬浊液中的化学成分。一周后,将各悬浊液以纱布过滤,留取滤液,获得八种中药溶液,再次静置10min后,取上层清液200ml,分成两份,每份100ml滤液分别与水以1:21:4的比例制成稀释溶液。在各稀释中药溶剂溶液中放入三条鱼,于密封盒中保存,每周检查溶液中鱼外观的变化(包括组织外观、色泽、肌肉柔软度、弹性及气味等)并记录,通过统计与评估所记录的数据评判防腐效果最优良的中药制剂。

浸制标本防腐剂方面我们选择异噻唑啉酮试剂,将所购得的异噻唑啉酮溶液(2.5%)按比例依次稀释成0.1%0.3%0.5%0.7%的稀溶液,向各浓度稀溶液中放入3条鱼,放入密封袋中保存,每周检查溶液中鱼外观的变化(包括组织外观、色泽、肌肉柔软度、弹性及气味等)并记录,通过统计与评估所记录的数据评判防腐效果最优良的溶液浓度。

鱼类剥制标本的制作:鲤鱼、鳊鱼、黑鱼各一条。将鱼腹处的鳞片先拔下,按照在鱼体上的顺序排列在一旁并记录下数字;找到鱼的肛门,沿着鱼腹的曲线向前剪开,注意臀鳍、胸鳍的完整;轻轻去除鱼的内脏,用纱布或棉花擦去血迹,用解剖刀剥制鱼皮,一般色浅的为鱼皮,色深为鱼肉,剥制时注意刀背朝外,刀刃向里,避免划破鱼皮,剥制过程中还要小心鱼体两侧的鳞片不要掉落,左右两侧鱼皮剥制成功后,用剪刀从鱼体内减去鱼尾部相连脊椎及鱼头不相连脊椎削去多余肌肉,除去鱼鳃。用纱布及棉花擦去鱼体血迹及多余水分。

通过近一年时间的观察和记录,我们最终发现药水比例为1:2效果不及1:4,在八种中药中黄连、大黄、连翘的防腐效果较为突出。对于异噻唑啉酮溶液,0.1%的浓度的防腐效果就已经非常良好,加上其不易挥发、对人安全、无刺激性、抗菌谱光等特点,让异噻唑啉酮成为理想的浸制标本防腐剂的选择对象。

目前,本项目已进入到尾声,我们在指导老师的帮助下,总结数据已经得出一份仿佛效果较好的中药组分,已向专利局申请专利,正在实审阶段。本项目通过比较研究找出更有成效的水生动物标本防腐剂,大大延长各类标本在上海这类潮湿环境下的使用时间,有利于学校教学科研工作的进行,有利于工作人员的身体健康,更有利于水生动物资源的保护。