摘要
对反刍动物的肠道甲烷含量进行测量时，需要在精确度与操作可行性之间做出权衡。现有方法是在动物打嗝后以及甲烷被大气稀释后才进行测量，这限制了时间分辨率，还会将生物信号与环境变量混为一谈。我们推出了名为“智能套管式痕量甲烷检测装置”（SCOUT）的自主系统，可用于持续监测反刍动物瘤胃内的甲烷浓度。该装置采用闭环气体循环系统，能够持续采集瘤胃内的气体样本而不会将其排放到大气中，同时可安装在标准套管上而不影响其密封性。我们在接受不同饮食处理的西门塔尔牛犊身上使用了该装置。所测得的瘤胃内甲烷浓度比传统传感器测得的周围环境中的甲烷浓度高出两到三个数量级，从而实现了更高的信号分辨率，有助于更准确地了解甲烷的变化情况。高频监测还发现了与动物姿势变化及进食相关的甲烷浓度变化，而这些变化是传统传感器无法检测到的。通过与传统传感器的对比测试，发现动物打嗝时确实会出现预期的浓度下降现象，进一步证明了该装置所检测到的瘤胃内甲烷浓度的有效性。这些研究结果表明，瘤胃内存在连续且具有生物学意义的甲烷信号，SCOUT能够可靠地检测到这些信号。这一成果为构建浓度与流量之间的关系模型奠定了基础，而这类模型可用于精准表型分析、排放量估算以及减排策略评估。
