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实验动物的环境与设施实验动物中心主要内容一.实验动物环境二.实验动物设施及其运行管理一.实验动物环境1实验动物环境的概念实验动物环境：人工控制的，供实验动物繁殖、生长的特定场所及相关条件，即围绕实验动物的所有事物的总和。实验动物设施：界定实验动物的生存空间、维持其需要的建筑物和设备。一.实验动物环境实验动物环境外环境内环境大环境小环境一.实验动物环境2实验动物环境监控的意义：（1）保证实验动物健康和质量标准化。（2）为实验动物工作者提供适宜的条件，并保障人们的身体健康，不受危害因素的伤害。（3）保障实验研究获得正确的结果。基因型表现型演出型发育环境周围环境发育环境：生物体的基因组成胚胎发育过程中环境因素影响，如母体生殖期健康状况等周围环境：气候因素，理化因素，营养因子，居住因素，生物因素等3实验动物环境控制与动物实验结果的关系R=(A+B+C)D±ER实验动物的总反应A实验动物种的共同反应B动物品种及品系特有反应C动物个体反应（个体差异）D环境的影响E实验误差4环境因素的分类1.气候因素温度、湿度、风速等2.理化因素光照、噪声、粉尘、有害气体等3.生物因素空气中的微生物、社会因素和饲养密度等4.居住因素笼具、垫料、给食器、饮水器等5环境因素对实验动物的影响（1）温度20℃-26℃①影响生长发育和繁殖在低温环境下性周期出现较迟，产仔数减少，死胎率增加，泌乳量及离乳率均减少，小鼠尾长缩短；高温下雄性小鼠出现睾丸和附睾萎缩，精子形成能力下降，怀孕大鼠死亡率增加1214161820222426283032体重出生时3周龄9周龄摄食量8周龄♂♀摄水量8周龄♂♀小鼠体重裸小鼠摄食量8周龄♂摄水量8周龄♀育成期的体重增长大鼠哺乳期的体重增长摄食量摄水量无显著差异最适量目标值1214161820222426283032对小鼠（ICR，裸鼠）和大鼠（Wistar）的体重、摄食量及摄水量无明显影响的环境温度范围性环境温度动物数周期456789♂12℃2018.3±1.9**29.5±1.633.2±0.936.2±0.837.4±1.138.4±1.5142022.5±1.827.5±2.5**31.2±1.934.6±2.036.0±2.238.7±2.0162022.7±1.827.7±2.4**30.8±2.0**33.6±1.4**36.2±1.837.7±2.2182022.6±2.127.1±1.9**32.5±2.234.6±2.736.4±2.439.1±3.3202023.6±0.730.1±1.333.1±1.435.4±1.737.7±2.038.1±1.8222023.3±0.730.6±1.033.3±1.134.8±1.336.9±1.439.4±1.8242022.7±1.229.6±1.133.0±1.436.9±1.638.0±1.639.4±1.8262022.2±1.128.9±1.032.7±2.034.0±2.136.4±2.037.3±2.5282019.7±1.4**25.8±1.4**29.7±1.9**30.6±3.8**32.3±1.8**33.6±2.8**302014.5±0.8**20.8±1.6**26.8±1.8**27.8±4.1**30.3±1.9**31.4±1.1**32610.2±1.4**16.4±1.5**22.9±2.3**24.4±1.6**25.2±2.2**27.5±2.1**♀122017.7±1.0**25.2±1.326.7±1.228.4±1.428.8±1.929.3±1.7142020.1±1323.3±2.425.6±1.327.7±1.625.6±1.530.9±1.8162019.6±1.523.0±1.925.4±1.227.1±1.428.7±1.630.1±1.4182020.0±1.323.7±1.625.8±1.427.7±1.728.4±1.929.4±1.9202020.5±1.225.7±1.026.9±1.228.4±1.629.9±1.830.9±1.7222020.8±1.326.0±1.527.4±1.628.4±1.429.5±1.729.3±2.1242020.0±1.224.8±1.026.9±1.328.5±1.729.8±2.331.0±2.1262019.6±1.124.3±1.226.4±2.427.0±2.328.6±2.029.8±2.3282017.6±1.2**22.6±1.2**23.9±2.0**24.4±1.8**25.8±1.1**26.7±1.9**302013.9±0.6**19.1±1.0**24.2±1.2**22.9±1.6**23.5±1.7**24.6±1.5**321410.6±1.4**15.5±1.5**21.1±1.5**20.2±1.5**21.6±0.7**23.9±1.6**各种环境温度对小鼠发育的影响处理日数环境温度＝23℃环境温度＝33℃非妊娠（例数6）妊娠（例数6）非妊娠（例数14）妊娠死亡（例数7）妊娠生产（例数6）0134.8±7.9142.2±5.0140.6±7.2143.4±5.7142.2±7.24134.5±3.7144.8±6.1140.6±10.9142.3±10.5138.0±9.18132.8±5.9145.8±4.6139.4±8.8143.1±9.0140.0±7.912133.2±5.7159.3±6.3153.9±10.4152.0±6.3170.3±2.414133.7±4.5167.5±6.6159.4±7.6158.3±4.8172.3±2.116134.0±2.8165.7±5.2158.6±5.9159.0±4.0169.3±5.118130.8±3.0140.3±4.6156.9±6.5161.6±5.7152.0±8.119130.8±1.7142.2±5.4157.3±5.2160.3±5.5144.5±7.820131.2±3.9142.8±6.1157.6±4.7158.2±4.1140.8±7.921131.0±0.9145.0±7.6156.8±5.2160.5±3.7143.3±6.8环境温度（23℃，33℃）对妊娠与非妊娠大鼠血压（1）温度②影响代谢温度影响代谢水平，摄食量与温度呈负相关；影响呼吸和心跳800600400心搏数分200300250150呼吸数分352515环境温度℃160120180240300360环境温度的变化伴随小鼠（Jc1：ICR，雄，8周龄）心搏数与呼吸数的变化暴露时间（分）（1）温度③影响健康和抗感染的能力④激发应激反应⑤影响试验结果温度与毒性的关系温度对3种药物LD50的影响药物LD50（mg/kg）15.5℃26.7℃苯异丙胺盐酸脱氧麻黄碱麻黄碱197.0111.0477.190.033.2565.0表4-1不同环境温度时戊巴比妥钠（95mg/kg）腹腔注射导致大鼠死亡率比较环境温度(℃)给药动物数(只)死亡动物数(只)死亡率(%)12202010014202010016202010018201050202010502220105024201050262073528206303020115532201680（2）湿度40%-70%绝对湿度：每立方米空气中的实际含水量（g）。相对湿度：在特定温度下，空气中的实际含水量与该温度的饱和含水量的百分比。湿度变化对实验动物的影响高温、高湿时，动物体的蒸发受到抑制，容易引起代谢紊乱，动物机体抵抗力下降，发病率增加。高湿的情况下有利于病原微生物和寄生虫的生长繁殖。低温、干燥大鼠易发生环尾病，湿度达20%时，大鼠几乎均患此病，湿度在40%时，有25.3%发生，不同品系发病率不同。低湿时哺乳母鼠易发生吃仔现象，仔鼠发育不良，体重增长停滞。湿度突然降低（3）气流和风速0.1-0.2m/s①对体热散发的影响②对屏障设施的影响（4）光照150-300Lux①影响生理及生殖机能②影响视力（5）噪声≤60db①对生殖生理的影响②可造成听源性痉挛③对实验结果的影响(6）空气洁净状况气体污染，氨14mg/m3有害气体，氨、甲基硫醇、硫化氢等颗粒污染，5级，7级，8级（原100级，10000级，100000级）美国宇航局标准，每立方英尺空气中直径0.5微米以上粒子的个数。粉尘颗粒，是变应原，还是微生物的主要载体。（7）空气中的微生物空气中的微生物洁净度是实验动物环境最为重要的监测指标之一。常常以空气落下菌数表示，普通环境小于或等于30个/皿，屏障环境小于或等于3个/皿，隔离环境无检出。实验动物繁育、生产设施环境指标（静态）动物实验设施（设备3））环境指标（静态）（8）饲养密度和社会因素各类动物所需居所最小空间项目小鼠(g）大鼠(g）豚鼠(g）2020150150350350单养(m2)0.00650.010.0150.0250.030.065群养(m2)（母+同窝仔）0.0160.080.09／只最小高度(m)0.130.150.180.180.180.22饲养密度饲养室每平方米面积收容的成年实验动物最大密度，大约是小鼠100只、大鼠50只、豚鼠20只、兔4只、狗1只、猴1只。饲养空间狭小二实验动物设施实验动物设施的一般组成：饲育室、实验室、检疫室、洗刷消毒间、废物处理设施、办公室、机房、库房等实验动物设施的分类：（一）普通环境（二）屏障环境（三）隔离环境实验动物分类普通动物——一级动物不携带人畜共患病和动物烈性传染病的病原清洁动物——二级动物不携带对动物威胁大和对科学研究干扰大的病原无特殊病原体动物——三级动物无特定的病原微生物和寄生虫存在无菌动物——四级动物无可检出一切生命体的动物普通环境——该环境设施符合动物居住的基本要求，不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级动物。通常为单走廊或双走廊专用房舍，装设有空调机、送风和排风装置以及初、中效空气过滤器。从而使室内温度、湿度受一定程度的控制。应有防野鼠、防昆虫设施，笼具和垫料要消毒，饲料应确保未经污染。工作人员进入时应采取一定的防疫措施。2.屏障环境——该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出，适合饲养清洁动物和SPF动物。SPF级屏障环境可为正压屏障构造、负压屏障构造(生物安全屏障系统)。亦常将隔离器用作SPF级屏障环境。屏障环境设计上要求基本与外界隔离，设清洁和污物走廊。空气要经过初、中、高效三级过滤器净化后才能进入室内。除特殊用途的生物安全屏障环境为负压外,屏障环境内通常应保持正压，不低于20~50Pa；进风口风速要大于4m/s，出风口应有防止空气倒流装置。其空气洁净度要达到10,000级。屏障系统人、物、动物的流动方向人→一更→淋浴→二更→风淋→笼具、垫料、饲料→消毒灭菌→洁净储物→动物→接收消毒传递→检疫间→功能区域洁净走廊次洁净走廊洗刷消毒间污染走廊实验室消毒后室储物间实验室实验室清洁走廊管理区检疫室饲养室饲养室饲养室风淋二更接收间淋浴污染走廊一更外走廊设施建筑要求走廊门、窗地面墙壁、天花板屏障系统屏障系统相关设备空调方式空调设施气流组织空气净化热消毒法消毒与灭菌设备化学消毒法紫外、射线消毒法3.隔离环境该环境采用无菌隔离器以保存无菌或无外来污染的动物。适用于饲养SPF动物、无菌动物和悉生动物。隔离器可置于普通环境中运转，应严格控制环境温度和湿度。工作人员只能通过附于隔离器上的橡胶手套，对隔离器内的实验动物进行饲养和实验操作，而不可能直接接触实验动物。隔离系统实验动物的饲育器材一笼具1.保证动物的健康、舒适2.便于清洗和消毒3.操作方便4.坚固耐用垫料垫料的原料主要有锯末、木屑、电刨花、粉碎玉米芯等。国外尚有膨化系列垫料，吸附力强。动物实验废弃物品的处理垫料等废弃物与动物笼盒一起从缓冲间出系统注射器等尖锐物品套上套子后再放入垃圾桶,以防刺伤工作人员屏障内无排水系统,液体废弃物请传出系统后再处理废弃的动物包装盒从灭菌通道出系统口罩、手套、帽子