MS-222对赤眼鳟幼鱼麻醉效果的研究

彭宁东， 汤文圣， 郭 栋， 赵 俊

(广州市亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室，广东省水产健康安全养殖重点实验室，华南师范大学生命科学学院，广州 510631)



MS-222对赤眼鳟幼鱼麻醉效果的研究

彭宁东， 汤文圣， 郭 栋， 赵 俊*

(广州市亚热带生物多样性与环境生物监测重点实验室，广东省水产健康安全养殖重点实验室，华南师范大学生命科学学院，广州 510631)

在水温(26±0.5) ℃条件下，测定了MS-222对赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)幼鱼的麻醉效果． 根据鱼体在麻醉和复苏过程中的行为特征，将其麻醉过程分为6期，复苏过程分为4期． 实验结果表明，赤眼鳟幼鱼的入麻时间随MS-222质量浓度的升高而减少，复苏时间随MS-222质量浓度的升高而增加． 在本实验条件下，测得的MS-222有效质量浓度为120～180 mg/L． 在此范围内，实验鱼能在3 min内进入4期麻醉状态，5 min内复苏，且在麻醉液中连续浸浴15 min的成活率为100%． 麻醉过程中，赤眼鳟幼鱼的呼吸频率在浅麻醉状态时略微上升，深麻醉状态时快速下降，直至麻醉过度而停止呼吸． 进入深度麻醉的幼鱼，当空气暴露时间在9 min内时，复苏时间随空气暴露时间的增加而减少，且能全部复苏． 当暴露时间在9～15 min时，复苏时间随暴露时间的增加而增加，复苏率逐渐下降，暴露18 min时实验鱼全部死亡． 结果表明，MS-222对赤眼鳟幼鱼有着入麻及复苏时间短、安全边界宽等优点，是较理想的麻醉剂．

赤眼鳟； 麻醉； MS-222

赤眼鳟(Squaliobarbuscurriculus)隶属鲤形目(Cypriniformes)、鲤科(Cyprinidae)、雅罗鱼亚科(Leuciscinae)、赤眼鳟属(Squaliobarbus)，是我国自然水体中常见的优质经济鱼类[1]． 它栖息于水体中上层，喜跳跃，易受惊而致鳞片脱落受伤．

在对鱼类进行人工繁殖、体外标记和形态学测量等人工操作时，鱼体会产生强烈应激反应，不仅阻碍人工操作的顺利进行，同时还会对鱼体造成伤害． 在鱼类运输过程中，鱼体在高密度状态下挣扎剧烈，易导致充血、掉鳞、受伤，从而引起死亡[2]． 科学合理地使用麻醉剂，能够较大程度降低鱼类的应激反应，减少可能造成的伤害，同时方便人工操作． 目前使用的近30种鱼类麻醉剂中，MS-222具有使用简便、入麻和复苏快等优点，是目前国际上应用最广泛、最安全有效的水产麻醉剂[3]． 经美国食品和药物管理局 (FDA) 许可，MS-222可用于水产品的麻醉运输[4]． MS-222作为麻醉剂用于多种鱼类的麻醉研究已见报道，如施氏鲟(Acipenserschrenckii)和中华鲟(Acipensersinensis)[5]、长薄鳅(Leptobotiaelongate)[6]、半滑舌鳎(CynoglossussemilaevisGünther)[7]、真鲷(Pagrusmajor)[8]、小体鲟(Acipenserruthenus)[9]、斑马鱼(Daniorerio)和孔雀鱼(Poeciliareticulata)[10]等． 研究表明，MS-222对于不同鱼类的适宜质量浓度存在较大差异． 因此，对任一种鱼类而言，在利用MS-222作为麻醉剂之前，都需进行适宜质量浓度的研究．

本实验采用MS-222作为麻醉剂，测定了MS-222对赤眼鳟幼鱼麻醉的有效质量浓度、在不同麻醉时间的呼吸频率以及不同空气暴露时间对鱼体复苏的影响，以期为MS-222在赤眼鳟上的应用提供基础数据和科学参考．

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

实验用赤眼鳟幼鱼体质量(8.80±2.40) g，体长(8.94±1.72) cm，购自韶关市水产研究所． 实验前停食1 d． 实验用鱼缸长宽高分别为23、15、17 cm． MS-222由杭州动物药品厂生产，质量分数≥98%． 使用前，用分析天平准确称量MS-222粉末，配制成所需质量浓度的麻醉液，用NaHCO3将溶液pH值调至7.0～7.5之间． 实验用水为经过24 h以上曝气的自来水，水温(26±0.5) ℃，溶解氧的质量浓度≥5 mg/L，pH(7.5±0.5)．

1.2 实验方法

1.2.1 麻醉和复苏阶段行为特征观察 随机选取5尾实验鱼置于90 mg/L的MS-222麻醉液中，观察并记录鱼体在麻醉和复苏中各时期的行为特征． 麻醉和复苏的分期参考刘长琳等[3,7]的标准，并结合赤眼鳟幼鱼自身行为特征． 麻醉和复苏分期及其行为特征见表1和表2．

表1 赤眼鳟幼鱼麻醉过程分期

表2 赤眼鳟幼鱼复苏过程分期

1.2.2 鱼体最终麻醉程度实验 在麻醉剂质量浓度较高时，实验鱼进入麻醉状态的时间较短，较难依靠鱼体的行为特征来区分不同的麻醉程度；而当麻醉剂质量浓度较低时，鱼体能达到一个相对稳定的、行为特征较明显的最终麻醉状态． 实验设计10、20、40、60、90、120 mg/L等6个质量浓度梯度，每个梯度用鱼5尾，测定实验鱼24 h内在各质量浓度下所达到的最终麻醉程度．

1.2.3 不同麻醉剂质量浓度的麻醉效果 根据预实验的结果，设置30、60、90、120、150、180、210、240 mg/L等 8个MS-222质量浓度梯度，每个梯度用鱼5尾，重复3次． 其中，入麻时间是指鱼放入麻醉液至进入4期麻醉所需的时间；复苏时间是指4期麻醉鱼放入清水至行为特征完全恢复正常所需的时间． 参照文献[11]，本实验采用的有效质量浓度标准为：3 min内麻醉，5 min内复苏，且在麻醉液中连续浸浴15 min后成活率为100%．

1.2.4 不同空气暴露时间对进入深度麻醉期赤眼鳟幼鱼复苏的影响 将实验鱼放入质量浓度为150 mg/L的MS-222溶液中进行深度麻醉(达到5期麻醉)，然后从麻醉液中取出，用湿毛巾包裹实验鱼的中后部，分别在空气中暴露0、3、6、9、12、15、18 min后立即放入清水中，记录复苏时间，每组用鱼5尾．

1.2.5 麻醉对呼吸频率的影响 在60、90、120、150 mg/L等4个质量浓度下开展实验，每组5尾鱼，取5尾鱼呼吸频率的平均值作为各质量浓度下的呼吸频率，方法参考文献[7]，即：将鳃盖一张一合作为一次呼吸，统计连续呼吸10 s时各组鱼的呼吸次数，换算为1 min的呼吸次数，即为呼吸频率． 首先将实验鱼放入清水中，稳定后计数呼吸频率作为初始值，然后将鱼移入各质量浓度的麻醉液中，记录麻醉0.5、1、3、5、8、12、16 min时的呼吸频率． 1.2.6 数据处理 实验所得数据用Excel和SPSS 17.0软件进行统计分析．

2 结果与分析

2.1 赤眼鳟幼鱼麻醉和复苏阶段的行为特征

在MS-222质量浓度为90 mg/L时观察到的实验鱼进入麻醉和复苏过程中各分期的时间及行为表现见表3和表4．

表3 90 mg/L的MS-222下赤眼鳟幼鱼进入各麻醉分期的时间及行为表现

表4 90 mg/L的MS-222下赤眼鳟幼鱼进入各复苏分期的时间及行为表现

2.2 赤眼鳟幼鱼在MS-222溶液中24 h内所能达到的最终麻醉程度

随着MS-222质量浓度的上升，实验鱼所能达到的最终麻醉程度逐渐增大(图1)；当MS-222质量浓度为10 mg/L时，实验鱼的最终麻醉程度为0期，无法进入麻醉状态；当MS-222质量浓度为20 mg/L时，部分实验鱼仍停留在0期，而大部分实验鱼进入1期，其原因可能是个体差异所致；当MS-222质量浓度为40 mg/L时，实验鱼最终麻醉程度为2期；当MS-222质量浓度为60 mg/L时，部分实验鱼为3期，部分实验鱼为4期；当MS-222质量浓度为90 mg/L时，部分实验鱼为5期，部分实验鱼为6期，即鱼体死亡；当MS-222质量浓度为120 mg/L时，全部实验鱼进入6期．

图1 赤眼鳟幼鱼在6种MS-222质量浓度中的最终麻醉程度

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

2.3 MS-222麻醉赤眼鳟幼鱼的有效质量浓度

在水温为(26±0.5) ℃时，研究赤眼鳟幼鱼在不同质量浓度的MS-222的入麻时间、复苏时间及连续浸浴15 min后的成活率(图2)． 结果表明：当MS-222质量浓度为30、60 mg/L时，实验鱼在麻醉液中浸浴15 min后仍未进入4期麻醉，停留在镇静期；当MS-222质量浓度在90～240 mg/L时，随时间推移，均能进入4期，且随MS-222质量浓度的增大，实验鱼的入麻时间逐渐减少． 当质量浓度为90、120、150、240 mg/L时，入麻时间存在显著性差异(P<0.05)，而当质量浓度为180 mg/L和210 mg/L时，则无显著差异(P>0.05)． MS-222的质量浓度为90 mg/L时，实验鱼约8.3 min进入4期麻醉；质量浓度≥120 mg/L时，实验鱼能在3 min内进入4期．

图2 不同MS-222质量浓度下赤眼鳟幼鱼的入麻时间、复苏时间及浸浴15 min后成活率

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

进入4期麻醉后的赤眼鳟幼鱼的复苏时间随MS-222的质量浓度的增大而增加(P<0.05)． 当质量浓度≤210 mg/L时，实验鱼能在5 min内复苏；当质量浓度≥240 mg/L时，复苏时间大于5 min．

只有当MS-222的质量浓度≤180 mg/L时，在麻醉液中连续浸泡15 min的成活率才达到100%． 参照文献[11]的3 min内麻醉且5 min内复苏的理想麻醉剂质量浓度标准，再加上连续浸浴15 min成活率为100%的条件，本实验得到的赤眼鳟幼鱼有效MS-222质量浓度为120～180 mg/L．

2.4 空气中暴露时间对深度麻醉赤眼鳟幼鱼复苏的影响

将赤眼鳟幼鱼置于150 mg/L MS-222溶液中，3.8 min后鱼体均进入5期深度麻醉． 实验结果(图3)表明，当空气暴露时间在9 min内时，复苏时间随空气暴露时间的延长而减少(P<0.05)；暴露时间在9～15 min时，复苏时间随其延长而增加(P<0.05)． 此外，当深度麻醉的赤眼鳟幼鱼暴露时间在9 min内时，转入清水后均能全部复苏；超过9 min后，复苏率逐渐下降：暴露12 min的复苏率为60%，15 min的复苏率为40%，18 min时实验鱼全部死亡．

图3 空气暴露时间对鱼体复苏时间及复苏率的影响

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

2.5 麻醉对赤眼鳟幼鱼呼吸频率的影响

实验结果(图4)表明，在低质量浓度麻醉液中(60 mg/L)，赤眼鳟幼鱼的呼吸频率先略微上升，然后降至对照组水平以下，之后停留在镇静期，呼吸频率保持稳定． 当质量浓度为90～150 mg/L时，呼吸频率先略微上升，后随麻醉时间的延长而显著下降(P<0.05)． 总体而言，赤眼鳟幼鱼在MS-222麻醉液中呼吸频率随时间延长，呈下降趋势．

图4 不同MS-222质量浓度对赤眼鳟幼鱼呼吸频率的影响

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

由图可见：(1)麻醉时间为0.5～3 min时，各组鱼的呼吸频率无显著差异(P>0.05)，除150 mg/L组外，各组鱼的呼吸频率均高于对照组；150 mg/L组的鱼在3 min时，其呼吸频率开始降至对照组水平以下，至8 min时，该组鱼的呼吸频率下降为0，呼吸停止． (2)麻醉时间为5 min时，90、120 mg/L组鱼的呼吸频率开始降至对照组水平以下，120 mg/L组鱼的呼吸频率在12 min时降至0，呼吸停止． (3)麻醉时间为8 min时，60 mg/L组鱼的呼吸频率开始降至对照组水平以下；60、90 mg/L组鱼的呼吸频率在16 min时虽然低于对照组水平，但都未降至0．

3 讨论

3.1 关于MS-222溶液的配制

由于MS-222为酸性物质，溶于水后会使pH值降低[12]，所以在使用MS-222麻醉淡水鱼时应用NaOH或 NaHCO3等碱性物质调节麻醉液的pH[13]． 本实验中MS-222质量浓度范围为10～240 mg/L，在配制麻醉液时，加入了适量的NaHCO3，将溶液pH调至7.0～7.5，减少对鱼体的刺激．

3.2 关于MS-222麻醉的有效质量浓度

理想的麻醉剂应具备无毒、快速麻醉和复苏、低残留、使用简便、价格低廉等优点[14-16]． MS-222具有入麻和复苏快、使用简便等优点，但也具有以下缺点：(1)药物残留时间长． 美国食品药品监督管理局(FDA)规定使用MS-222麻醉运输的鱼需经过21 d后才可上市出售[17]． (2)使用MS-222麻醉后的鱼，其血浆中皮质醇质量浓度一直在增加，影响采血操作的进行[2]． (3)MS-222商品价格和使用剂量较高． 因此，在选用MS-222作为麻醉剂时应充分考虑其优缺点．

影响麻醉剂麻醉效果的因素主要为鱼体自身因素(鱼种、规格等)和水环境因素(水温、pH值、溶氧等)两大类． 麻醉剂的有效质量浓度应满足对实验鱼的伤害最小、符合实验操作要求等条件． MARKING和MEYER[11]认为，在产卵、切鳍等人工操作时，要求鱼体能较快进入麻醉状态，且完成工作后的复苏也较快，因此理想的麻醉剂质量浓度应让实验鱼在3 min内麻醉，5 min内复苏，移出麻醉液1 h后，组织内的药物残留较低． 国内外学者大多参考这一观点来定义有效质量浓度[4-10]． 本实验定义的有效麻醉质量浓度标准为：3 min内麻醉，5 min内复苏，且浸浴15 min后成活率为100%． 只有麻醉15 min后实验鱼仍存活，该质量浓度才能被考虑为适宜质量浓度． 因为实际操作时经常涉及大量的鱼同时麻醉，麻醉时间通常要超过个别鱼的入麻时间，所以持续麻醉时间应该有一个足够的安全边界[10]． 本实验结果表明，在水温(26±0.5) ℃时，MS-222对体质量为(8.80±2.40) g的赤眼鳟幼鱼的有效质量浓度为120～180 mg/L，在此范围内，能够有效地使鱼进入麻醉状态，进行标记、手术和测量等人工操作，且不伤害鱼体． 关于MS-222麻醉研究结果[13]表明：MS-222在不同鱼种、不同规格和不同温度条件下的有效质量浓度不尽相同(表5)． 本实验条件下得到的MS-222的有效质量浓度与布氏鲷幼鱼的有效质量浓度相近，低于鳜鱼成鱼、半滑舌鳎成鱼的有效质量浓度，高于中华鲟、史氏鲟、斑点叉尾鮰、长鳍吻鮈的有效质量浓度． MS-222对赤眼鳟幼鱼的有效质量浓度表现出较宽的安全边界，且入麻时间和复苏时间都较短，因此，MS-222能较好地应用于赤眼鳟幼鱼的麻醉操作．

表5 不同实验鱼种的MS-222有效质量浓度

3.3 关于空气暴露时间对麻醉鱼复苏的影响

本实验结果表明，当进入5期麻醉的赤眼鳟幼鱼在空气中的暴露时间≤9 min时，复苏时间随空气暴露时间的增加而减少；暴露时间在9～15 min时，复苏时间随暴露时间的增加而增加． 在MS-222麻醉布氏鲷(TilapiaButtikoferi)幼鱼的研究[18]以及MS-222麻醉长鳍吻鮈(RhinogobioVentralis)幼鱼的研究[21]中也得出了类似的结果，而使用MS-222深度麻醉美洲鲥(AlosaSapidissima)的结果[22]却显示复苏时间随暴露时间的增加而延长． 造成本实验结果的原因可能是：实验鱼暴露在空气中后，体内不再继续富集麻醉剂，且神经系统中的麻醉剂随血液循环向身体其他部位扩散，经皮肤排出，由此形成神经系统-肌肉-外部湿润环境之间的麻醉剂排出通道，降低了神经系统的麻醉程度，鱼体呼吸部分恢复，因而在暴露前期，复苏时间逐渐减少；当实验鱼的麻醉程度降低后，因其耗氧量增加、暴露时间过长而导致窒息或者昏迷，因而后期复苏时间逐渐增加[18]．

此外，本实验结果表明，空气暴露时间≤9 min时，复苏率为100%；而暴露时间超过9 min时，复苏率随暴露时间的延长而下降，在18 min时下降为0，鱼体全部死亡． 因此，在对麻醉后赤眼鳟幼鱼的测量、标记等人工操作时间不宜超过9 min，以避免因暴露时间过长而导致鱼体死亡．

3.4 关于MS-222对赤眼鳟幼鱼呼吸频率的影响

鱼体浸泡在麻醉液时呼吸频率的快慢可以反映麻醉的深浅． 一般情况下，呼吸频率快表示所处的麻醉状态浅，反之则表示所处的麻醉状态深． 大多研究结果表明，鱼体的呼吸频率在整个麻醉期间呈下降趋势，如利用MS-222麻醉的美洲鲥[22]、金鱼[23]；利用丁香酚麻醉的黑鲈[24]、黄腊鲹[25]等． 本实验中，赤眼鳟幼鱼在麻醉液中的呼吸频率表现为：在浅麻醉阶段时呼吸频率上升，在深麻醉阶段时则快速下降，这一结果与MS-222麻醉的鳜鱼[19]、圆斑星鲽[26]、半滑舌鳎[7]的研究结果相似． 在鱼体呼吸频率下降阶段，不同质量浓度组的表现有所差异，MS-222的质量浓度越高，实验鱼的呼吸频率下降得越快，其原因可能是：MS-222的质量浓度高时，鱼体通过鳃丝吸入大量麻醉液所用的时间比低质量浓度时所用的时间短，抑制了鱼体神经中枢的活动，降低鳃盖张合的速率，从而导致呼吸频率的快速下降． 因此，麻醉对呼吸频率的影响不仅与鱼的种类有关，还与麻醉剂的种类及质量浓度相关．

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【中文责编：庄晓琼 英文责编：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 《华南师范大学学报(自然科学版)》网址：http://journal.scnu.edu.cn/n

农业部公益性行业(农业)科研专项(201303048);国家科技基础条件平台工作重点项目(2005DKA21402);华南师范大学大学生创新创业项目(20160516)

S965.1

A

1000-5463(2016)06-0037-07

*通讯作者:赵俊，教授，Email:zhaojun@scnu.edu.cn.