MS-222對赤眼鱒幼魚麻醉效果的研究

彭寧東， 湯文圣， 郭 棟， 趙 俊

(廣州市亞熱帶生物多樣性與環(huán)境生物監(jiān)測重點實驗室，廣東省水產(chǎn)健康安全養(yǎng)殖重點實驗室，華南師范大學生命科學學院，廣州 510631)

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MS-222對赤眼鱒幼魚麻醉效果的研究

彭寧東， 湯文圣， 郭 棟， 趙 俊*

(廣州市亞熱帶生物多樣性與環(huán)境生物監(jiān)測重點實驗室，廣東省水產(chǎn)健康安全養(yǎng)殖重點實驗室，華南師范大學生命科學學院，廣州 510631)

在水溫(26±0.5) ℃條件下，測定了MS-222對赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)幼魚的麻醉效果． 根據(jù)魚體在麻醉和復蘇過程中的行為特征，將其麻醉過程分為6期，復蘇過程分為4期． 實驗結果表明，赤眼鱒幼魚的入麻時間隨MS-222質(zhì)量濃度的升高而減少，復蘇時間隨MS-222質(zhì)量濃度的升高而增加． 在本實驗條件下，測得的MS-222有效質(zhì)量濃度為120～180 mg/L． 在此范圍內(nèi)，實驗魚能在3 min內(nèi)進入4期麻醉狀態(tài)，5 min內(nèi)復蘇，且在麻醉液中連續(xù)浸浴15 min的成活率為100%． 麻醉過程中，赤眼鱒幼魚的呼吸頻率在淺麻醉狀態(tài)時略微上升，深麻醉狀態(tài)時快速下降，直至麻醉過度而停止呼吸． 進入深度麻醉的幼魚，當空氣暴露時間在9 min內(nèi)時，復蘇時間隨空氣暴露時間的增加而減少，且能全部復蘇． 當暴露時間在9～15 min時，復蘇時間隨暴露時間的增加而增加，復蘇率逐漸下降，暴露18 min時實驗魚全部死亡． 結果表明，MS-222對赤眼鱒幼魚有著入麻及復蘇時間短、安全邊界寬等優(yōu)點，是較理想的麻醉劑．

赤眼鱒； 麻醉； MS-222

赤眼鱒(Squaliobarbuscurriculus)隸屬鯉形目(Cypriniformes)、鯉科(Cyprinidae)、雅羅魚亞科(Leuciscinae)、赤眼鱒屬(Squaliobarbus)，是我國自然水體中常見的優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟魚類[1]． 它棲息于水體中上層，喜跳躍，易受驚而致鱗片脫落受傷．

在對魚類進行人工繁殖、體外標記和形態(tài)學測量等人工操作時，魚體會產(chǎn)生強烈應激反應，不僅阻礙人工操作的順利進行，同時還會對魚體造成傷害． 在魚類運輸過程中，魚體在高密度狀態(tài)下掙扎劇烈，易導致充血、掉鱗、受傷，從而引起死亡[2]． 科學合理地使用麻醉劑，能夠較大程度降低魚類的應激反應，減少可能造成的傷害，同時方便人工操作． 目前使用的近30種魚類麻醉劑中，MS-222具有使用簡便、入麻和復蘇快等優(yōu)點，是目前國際上應用最廣泛、最安全有效的水產(chǎn)麻醉劑[3]． 經(jīng)美國食品和藥物管理局 (FDA) 許可，MS-222可用于水產(chǎn)品的麻醉運輸[4]． MS-222作為麻醉劑用于多種魚類的麻醉研究已見報道，如施氏鱘(Acipenserschrenckii)和中華鱘(Acipensersinensis)[5]、長薄鰍(Leptobotiaelongate)[6]、半滑舌鰨(CynoglossussemilaevisGünther)[7]、真鯛(Pagrusmajor)[8]、小體鱘(Acipenserruthenus)[9]、斑馬魚(Daniorerio)和孔雀魚(Poeciliareticulata)[10]等． 研究表明，MS-222對于不同魚類的適宜質(zhì)量濃度存在較大差異． 因此，對任一種魚類而言，在利用MS-222作為麻醉劑之前，都需進行適宜質(zhì)量濃度的研究．

本實驗采用MS-222作為麻醉劑，測定了MS-222對赤眼鱒幼魚麻醉的有效質(zhì)量濃度、在不同麻醉時間的呼吸頻率以及不同空氣暴露時間對魚體復蘇的影響，以期為MS-222在赤眼鱒上的應用提供基礎數(shù)據(jù)和科學參考．

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

實驗用赤眼鱒幼魚體質(zhì)量(8.80±2.40) g，體長(8.94±1.72) cm，購自韶關市水產(chǎn)研究所． 實驗前停食1 d． 實驗用魚缸長寬高分別為23、15、17 cm． MS-222由杭州動物藥品廠生產(chǎn)，質(zhì)量分數(shù)≥98%． 使用前，用分析天平準確稱量MS-222粉末，配制成所需質(zhì)量濃度的麻醉液，用NaHCO3將溶液pH值調(diào)至7.0～7.5之間． 實驗用水為經(jīng)過24 h以上曝氣的自來水，水溫(26±0.5) ℃，溶解氧的質(zhì)量濃度≥5 mg/L，pH(7.5±0.5)．

1.2 實驗方法

1.2.1 麻醉和復蘇階段行為特征觀察 隨機選取5尾實驗魚置于90 mg/L的MS-222麻醉液中，觀察并記錄魚體在麻醉和復蘇中各時期的行為特征． 麻醉和復蘇的分期參考劉長琳等[3,7]的標準，并結合赤眼鱒幼魚自身行為特征． 麻醉和復蘇分期及其行為特征見表1和表2．

表1 赤眼鱒幼魚麻醉過程分期

表2 赤眼鱒幼魚復蘇過程分期

1.2.2 魚體最終麻醉程度實驗 在麻醉劑質(zhì)量濃度較高時，實驗魚進入麻醉狀態(tài)的時間較短，較難依靠魚體的行為特征來區(qū)分不同的麻醉程度；而當麻醉劑質(zhì)量濃度較低時，魚體能達到一個相對穩(wěn)定的、行為特征較明顯的最終麻醉狀態(tài)． 實驗設計10、20、40、60、90、120 mg/L等6個質(zhì)量濃度梯度，每個梯度用魚5尾，測定實驗魚24 h內(nèi)在各質(zhì)量濃度下所達到的最終麻醉程度．

1.2.3 不同麻醉劑質(zhì)量濃度的麻醉效果 根據(jù)預實驗的結果，設置30、60、90、120、150、180、210、240 mg/L等 8個MS-222質(zhì)量濃度梯度，每個梯度用魚5尾，重復3次． 其中，入麻時間是指魚放入麻醉液至進入4期麻醉所需的時間；復蘇時間是指4期麻醉魚放入清水至行為特征完全恢復正常所需的時間． 參照文獻[11]，本實驗采用的有效質(zhì)量濃度標準為：3 min內(nèi)麻醉，5 min內(nèi)復蘇，且在麻醉液中連續(xù)浸浴15 min后成活率為100%．

1.2.4 不同空氣暴露時間對進入深度麻醉期赤眼鱒幼魚復蘇的影響 將實驗魚放入質(zhì)量濃度為150 mg/L的MS-222溶液中進行深度麻醉(達到5期麻醉)，然后從麻醉液中取出，用濕毛巾包裹實驗魚的中后部，分別在空氣中暴露0、3、6、9、12、15、18 min后立即放入清水中，記錄復蘇時間，每組用魚5尾．

1.2.5 麻醉對呼吸頻率的影響 在60、90、120、150 mg/L等4個質(zhì)量濃度下開展實驗，每組5尾魚，取5尾魚呼吸頻率的平均值作為各質(zhì)量濃度下的呼吸頻率，方法參考文獻[7]，即：將鰓蓋一張一合作為一次呼吸，統(tǒng)計連續(xù)呼吸10 s時各組魚的呼吸次數(shù)，換算為1 min的呼吸次數(shù)，即為呼吸頻率． 首先將實驗魚放入清水中，穩(wěn)定后計數(shù)呼吸頻率作為初始值，然后將魚移入各質(zhì)量濃度的麻醉液中，記錄麻醉0.5、1、3、5、8、12、16 min時的呼吸頻率． 1.2.6 數(shù)據(jù)處理 實驗所得數(shù)據(jù)用Excel和SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析．

2 結果與分析

2.1 赤眼鱒幼魚麻醉和復蘇階段的行為特征

在MS-222質(zhì)量濃度為90 mg/L時觀察到的實驗魚進入麻醉和復蘇過程中各分期的時間及行為表現(xiàn)見表3和表4．

表3 90 mg/L的MS-222下赤眼鱒幼魚進入各麻醉分期的時間及行為表現(xiàn)

表4 90 mg/L的MS-222下赤眼鱒幼魚進入各復蘇分期的時間及行為表現(xiàn)

2.2 赤眼鱒幼魚在MS-222溶液中24 h內(nèi)所能達到的最終麻醉程度

隨著MS-222質(zhì)量濃度的上升，實驗魚所能達到的最終麻醉程度逐漸增大(圖1)；當MS-222質(zhì)量濃度為10 mg/L時，實驗魚的最終麻醉程度為0期，無法進入麻醉狀態(tài)；當MS-222質(zhì)量濃度為20 mg/L時，部分實驗魚仍停留在0期，而大部分實驗魚進入1期，其原因可能是個體差異所致；當MS-222質(zhì)量濃度為40 mg/L時，實驗魚最終麻醉程度為2期；當MS-222質(zhì)量濃度為60 mg/L時，部分實驗魚為3期，部分實驗魚為4期；當MS-222質(zhì)量濃度為90 mg/L時，部分實驗魚為5期，部分實驗魚為6期，即魚體死亡；當MS-222質(zhì)量濃度為120 mg/L時，全部實驗魚進入6期．

圖1 赤眼鱒幼魚在6種MS-222質(zhì)量濃度中的最終麻醉程度

Figure 1 Final stage of fish anaesthesia under six different MS-222 concentrations

2.3 MS-222麻醉赤眼鱒幼魚的有效質(zhì)量濃度

在水溫為(26±0.5) ℃時，研究赤眼鱒幼魚在不同質(zhì)量濃度的MS-222的入麻時間、復蘇時間及連續(xù)浸浴15 min后的成活率(圖2)． 結果表明：當MS-222質(zhì)量濃度為30、60 mg/L時，實驗魚在麻醉液中浸浴15 min后仍未進入4期麻醉，停留在鎮(zhèn)靜期；當MS-222質(zhì)量濃度在90～240 mg/L時，隨時間推移，均能進入4期，且隨MS-222質(zhì)量濃度的增大，實驗魚的入麻時間逐漸減少． 當質(zhì)量濃度為90、120、150、240 mg/L時，入麻時間存在顯著性差異(P<0.05)，而當質(zhì)量濃度為180 mg/L和210 mg/L時，則無顯著差異(P>0.05)． MS-222的質(zhì)量濃度為90 mg/L時，實驗魚約8.3 min進入4期麻醉；質(zhì)量濃度≥120 mg/L時，實驗魚能在3 min內(nèi)進入4期．

圖2 不同MS-222質(zhì)量濃度下赤眼鱒幼魚的入麻時間、復蘇時間及浸浴15 min后成活率

Figure 2 Induction time,recovery time and survival rate after soaking 15 minutes of juvenileSqualiobarbuscurriculusin different concentrations

進入4期麻醉后的赤眼鱒幼魚的復蘇時間隨MS-222的質(zhì)量濃度的增大而增加(P<0.05)． 當質(zhì)量濃度≤210 mg/L時，實驗魚能在5 min內(nèi)復蘇；當質(zhì)量濃度≥240 mg/L時，復蘇時間大于5 min．

只有當MS-222的質(zhì)量濃度≤180 mg/L時，在麻醉液中連續(xù)浸泡15 min的成活率才達到100%． 參照文獻[11]的3 min內(nèi)麻醉且5 min內(nèi)復蘇的理想麻醉劑質(zhì)量濃度標準，再加上連續(xù)浸浴15 min成活率為100%的條件，本實驗得到的赤眼鱒幼魚有效MS-222質(zhì)量濃度為120～180 mg/L．

2.4 空氣中暴露時間對深度麻醉赤眼鱒幼魚復蘇的影響

將赤眼鱒幼魚置于150 mg/L MS-222溶液中，3.8 min后魚體均進入5期深度麻醉． 實驗結果(圖3)表明，當空氣暴露時間在9 min內(nèi)時，復蘇時間隨空氣暴露時間的延長而減少(P<0.05)；暴露時間在9～15 min時，復蘇時間隨其延長而增加(P<0.05)． 此外，當深度麻醉的赤眼鱒幼魚暴露時間在9 min內(nèi)時，轉入清水后均能全部復蘇；超過9 min后，復蘇率逐漸下降：暴露12 min的復蘇率為60%，15 min的復蘇率為40%，18 min時實驗魚全部死亡．

圖3 空氣暴露時間對魚體復蘇時間及復蘇率的影響

Figure 3 Effect of exposure time to air on fish recovery time and recovery rate

2.5 麻醉對赤眼鱒幼魚呼吸頻率的影響

實驗結果(圖4)表明，在低質(zhì)量濃度麻醉液中(60 mg/L)，赤眼鱒幼魚的呼吸頻率先略微上升，然后降至對照組水平以下，之后停留在鎮(zhèn)靜期，呼吸頻率保持穩(wěn)定． 當質(zhì)量濃度為90～150 mg/L時，呼吸頻率先略微上升，后隨麻醉時間的延長而顯著下降(P<0.05)． 總體而言，赤眼鱒幼魚在MS-222麻醉液中呼吸頻率隨時間延長，呈下降趨勢．

圖4 不同MS-222質(zhì)量濃度對赤眼鱒幼魚呼吸頻率的影響

Figure 4 Effect of different MS-222 concentrations on fish respiratory rate

由圖可見：(1)麻醉時間為0.5～3 min時，各組魚的呼吸頻率無顯著差異(P>0.05)，除150 mg/L組外，各組魚的呼吸頻率均高于對照組；150 mg/L組的魚在3 min時，其呼吸頻率開始降至對照組水平以下，至8 min時，該組魚的呼吸頻率下降為0，呼吸停止． (2)麻醉時間為5 min時，90、120 mg/L組魚的呼吸頻率開始降至對照組水平以下，120 mg/L組魚的呼吸頻率在12 min時降至0，呼吸停止． (3)麻醉時間為8 min時，60 mg/L組魚的呼吸頻率開始降至對照組水平以下；60、90 mg/L組魚的呼吸頻率在16 min時雖然低于對照組水平，但都未降至0．

3 討論

3.1 關于MS-222溶液的配制

由于MS-222為酸性物質(zhì)，溶于水后會使pH值降低[12]，所以在使用MS-222麻醉淡水魚時應用NaOH或 NaHCO3等堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)麻醉液的pH[13]． 本實驗中MS-222質(zhì)量濃度范圍為10～240 mg/L，在配制麻醉液時，加入了適量的NaHCO3，將溶液pH調(diào)至7.0～7.5，減少對魚體的刺激．

3.2 關于MS-222麻醉的有效質(zhì)量濃度

理想的麻醉劑應具備無毒、快速麻醉和復蘇、低殘留、使用簡便、價格低廉等優(yōu)點[14-16]． MS-222具有入麻和復蘇快、使用簡便等優(yōu)點，但也具有以下缺點：(1)藥物殘留時間長． 美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)規(guī)定使用MS-222麻醉運輸?shù)聂~需經(jīng)過21 d后才可上市出售[17]． (2)使用MS-222麻醉后的魚，其血漿中皮質(zhì)醇質(zhì)量濃度一直在增加，影響采血操作的進行[2]． (3)MS-222商品價格和使用劑量較高． 因此，在選用MS-222作為麻醉劑時應充分考慮其優(yōu)缺點．

影響麻醉劑麻醉效果的因素主要為魚體自身因素(魚種、規(guī)格等)和水環(huán)境因素(水溫、pH值、溶氧等)兩大類． 麻醉劑的有效質(zhì)量濃度應滿足對實驗魚的傷害最小、符合實驗操作要求等條件． MARKING和MEYER[11]認為，在產(chǎn)卵、切鰭等人工操作時，要求魚體能較快進入麻醉狀態(tài)，且完成工作后的復蘇也較快，因此理想的麻醉劑質(zhì)量濃度應讓實驗魚在3 min內(nèi)麻醉，5 min內(nèi)復蘇，移出麻醉液1 h后，組織內(nèi)的藥物殘留較低． 國內(nèi)外學者大多參考這一觀點來定義有效質(zhì)量濃度[4-10]． 本實驗定義的有效麻醉質(zhì)量濃度標準為：3 min內(nèi)麻醉，5 min內(nèi)復蘇，且浸浴15 min后成活率為100%． 只有麻醉15 min后實驗魚仍存活，該質(zhì)量濃度才能被考慮為適宜質(zhì)量濃度． 因為實際操作時經(jīng)常涉及大量的魚同時麻醉，麻醉時間通常要超過個別魚的入麻時間，所以持續(xù)麻醉時間應該有一個足夠的安全邊界[10]． 本實驗結果表明，在水溫(26±0.5) ℃時，MS-222對體質(zhì)量為(8.80±2.40) g的赤眼鱒幼魚的有效質(zhì)量濃度為120～180 mg/L，在此范圍內(nèi)，能夠有效地使魚進入麻醉狀態(tài)，進行標記、手術和測量等人工操作，且不傷害魚體． 關于MS-222麻醉研究結果[13]表明：MS-222在不同魚種、不同規(guī)格和不同溫度條件下的有效質(zhì)量濃度不盡相同(表5)． 本實驗條件下得到的MS-222的有效質(zhì)量濃度與布氏鯛幼魚的有效質(zhì)量濃度相近，低于鱖魚成魚、半滑舌鰨成魚的有效質(zhì)量濃度，高于中華鱘、史氏鱘、斑點叉尾鮰、長鰭吻鮈的有效質(zhì)量濃度． MS-222對赤眼鱒幼魚的有效質(zhì)量濃度表現(xiàn)出較寬的安全邊界，且入麻時間和復蘇時間都較短，因此，MS-222能較好地應用于赤眼鱒幼魚的麻醉操作．

表5 不同實驗魚種的MS-222有效質(zhì)量濃度

3.3 關于空氣暴露時間對麻醉魚復蘇的影響

本實驗結果表明，當進入5期麻醉的赤眼鱒幼魚在空氣中的暴露時間≤9 min時，復蘇時間隨空氣暴露時間的增加而減少；暴露時間在9～15 min時，復蘇時間隨暴露時間的增加而增加． 在MS-222麻醉布氏鯛(TilapiaButtikoferi)幼魚的研究[18]以及MS-222麻醉長鰭吻鮈(RhinogobioVentralis)幼魚的研究[21]中也得出了類似的結果，而使用MS-222深度麻醉美洲鰣(AlosaSapidissima)的結果[22]卻顯示復蘇時間隨暴露時間的增加而延長． 造成本實驗結果的原因可能是：實驗魚暴露在空氣中后，體內(nèi)不再繼續(xù)富集麻醉劑，且神經(jīng)系統(tǒng)中的麻醉劑隨血液循環(huán)向身體其他部位擴散，經(jīng)皮膚排出，由此形成神經(jīng)系統(tǒng)-肌肉-外部濕潤環(huán)境之間的麻醉劑排出通道，降低了神經(jīng)系統(tǒng)的麻醉程度，魚體呼吸部分恢復，因而在暴露前期，復蘇時間逐漸減少；當實驗魚的麻醉程度降低后，因其耗氧量增加、暴露時間過長而導致窒息或者昏迷，因而后期復蘇時間逐漸增加[18]．

此外，本實驗結果表明，空氣暴露時間≤9 min時，復蘇率為100%；而暴露時間超過9 min時，復蘇率隨暴露時間的延長而下降，在18 min時下降為0，魚體全部死亡． 因此，在對麻醉后赤眼鱒幼魚的測量、標記等人工操作時間不宜超過9 min，以避免因暴露時間過長而導致魚體死亡．

3.4 關于MS-222對赤眼鱒幼魚呼吸頻率的影響

魚體浸泡在麻醉液時呼吸頻率的快慢可以反映麻醉的深淺． 一般情況下，呼吸頻率快表示所處的麻醉狀態(tài)淺，反之則表示所處的麻醉狀態(tài)深． 大多研究結果表明，魚體的呼吸頻率在整個麻醉期間呈下降趨勢，如利用MS-222麻醉的美洲鰣[22]、金魚[23]；利用丁香酚麻醉的黑鱸[24]、黃臘鲹[25]等． 本實驗中，赤眼鱒幼魚在麻醉液中的呼吸頻率表現(xiàn)為：在淺麻醉階段時呼吸頻率上升，在深麻醉階段時則快速下降，這一結果與MS-222麻醉的鱖魚[19]、圓斑星鰈[26]、半滑舌鰨[7]的研究結果相似． 在魚體呼吸頻率下降階段，不同質(zhì)量濃度組的表現(xiàn)有所差異，MS-222的質(zhì)量濃度越高，實驗魚的呼吸頻率下降得越快，其原因可能是：MS-222的質(zhì)量濃度高時，魚體通過鰓絲吸入大量麻醉液所用的時間比低質(zhì)量濃度時所用的時間短，抑制了魚體神經(jīng)中樞的活動，降低鰓蓋張合的速率，從而導致呼吸頻率的快速下降． 因此，麻醉對呼吸頻率的影響不僅與魚的種類有關，還與麻醉劑的種類及質(zhì)量濃度相關．

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【中文責編：莊曉瓊 英文責編：李海航】

The Anaesthesia Effects of MS-222 on Juvenile Squaliobarbus curriculus

PENG Ningdong， TANG Wensheng， GUO Dong， ZHAO Jun*

(Guangzhou Key Laboratory of Subtropical Biodiversity and Biomonitoring; Guangdong Provincial Key Laboratory for Healthy and Safe Aquaculture;School of Life Science, South China Normal University, Guangzhou 510631, China)

Anaesthetic has been used in aquaculture to minimize the stress and damage of fish during harvesting，grading，transportation， spawning induction and handling. This study investigated the anaesthetic effect of MS-222 on juvenileSqualiobarbuscurriculusat water temperature (26±0.5) ℃. According the juvenile behavioral characteristics, the anesthesia process is divided into six stages, while the recovery process is divided into four stages. Experimental results show that the anesthesia time reduced with the increase of mass concentration of MS-222 and the recovery time increased with the increase of mass concentration of MS-222. The most effective anesthetic concentration range from 120 mg/L to 180 mg/L. At these conditions, the juvenile could reach stage 4 anesthesia within 3 minutes and recover in less than 5 minutes, and had a survival rate of 100% after immersed in the MS-222 solution for 15minutes. In the course of anesthesia, juvenileS.curriculusbreathing frequency increased in light anesthesia state, decreased rapidly during deep anesthesia, until the breath cessation. After the juvenile reached stage 5 anesthesia, the fish were taken out for air exposure of 0-18 minutes. When air exposure time within 9 minutes, the recovery time slightly reduced with the extension of air exposure time and all the fish can recover. When air exposure time in 9-15 minutes, the recovery time increased and the recovery rate decreased with the extension of air exposure time. When exposed to 18 minutes, all of the experiment fish died. The results indicate that MS-222 as an anaesthetic to juvenileS.curriculusis feasible in terms of the effects that fish can be induced anesthesia rapidly and recovery rapidly with a wide safety concentration ranges without any increasing tolerance by repeated anaesthetization.

Squaliobarbuscurriculus; anaesthesia; MS-222

2016-04-28 《華南師范大學學報(自然科學版)》網(wǎng)址：http://journal.scnu.edu.cn/n

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303048);國家科技基礎條件平臺工作重點項目(2005DKA21402);華南師范大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(20160516)

S965.1

A

1000-5463(2016)06-0037-07

*通訊作者:趙俊，教授，Email:zhaojun@scnu.edu.cn.