第四章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境控制

第四章實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的環(huán)境控制

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物標(biāo)準(zhǔn)化之三第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境的概念生物的環(huán)境——泛指圍繞生物體的一切事物，是生物賴以生存的外部條件。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境——人工控制的，供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物繁殖、生長的特定場(chǎng)所及有關(guān)條件，即圍繞實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的所有事物的總和。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施——界定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生存空間、維持其需要的建筑物和設(shè)備等的總稱。二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境的區(qū)分實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境—外環(huán)境和內(nèi)環(huán)境

1.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物外環(huán)境：指實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施以外的環(huán)境。

2.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物內(nèi)環(huán)境：指依科研要求和人們的意愿,將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生長、繁殖或活動(dòng)限定在某種特定的人工場(chǎng)所內(nèi)。內(nèi)環(huán)境分為小環(huán)境和大環(huán)境，

（1）小環(huán)境—指包圍在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物體的飼養(yǎng)盒內(nèi),對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物直接產(chǎn)生影響的各種理化因素,如溫度、濕度、氣流速度、氨濃度、光照周期、噪聲等。

（2）大環(huán)境—指放置實(shí)驗(yàn)動(dòng)物籠架器具等輔助設(shè)施的飼養(yǎng)間和實(shí)驗(yàn)間的各種理化因素。1.嚴(yán)格監(jiān)控實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境可保證實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。

2.環(huán)境控制可保障實(shí)驗(yàn)研究獲得正確的結(jié)果。

3.合乎標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境,尚為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)工作者提供適宜的條件，并保障人們身體健康,不受危害因素的傷害。

二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境監(jiān)控的意義

三、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境監(jiān)控與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)系：

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的性狀實(shí)際上是遺傳和環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。

發(fā)育環(huán)境周圍環(huán)境

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的演出型，并對(duì)演出型動(dòng)物作嚴(yán)格策劃的處理；只有演出型穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才有良好的可重復(fù)性和高度的可信性。表現(xiàn)型基因型演出型五實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境監(jiān)控與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)系動(dòng)物的性狀表現(xiàn)主要由遺傳因素和環(huán)境因素決定。動(dòng)物對(duì)實(shí)驗(yàn)處理的反應(yīng)可用下式表示：

R=（A+B+C）×D±ER：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的總反應(yīng)A：實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種的共同反應(yīng)B：動(dòng)物品種及品系特有的反應(yīng)C：動(dòng)物個(gè)體反應(yīng)（個(gè)體差異）D：環(huán)境的影響（包括實(shí)驗(yàn)處理）E：實(shí)驗(yàn)誤差五、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境因素的分類1氣候因素：溫度、濕度、氣流、風(fēng)速等2理化因素：光照、噪聲、粉塵、臭氣（NH3、H2S等）、殺蟲劑、消毒劑、有害氣體等3營養(yǎng)因素：飼料、飲水、籠具、墊料等4生物和棲居因素：各種病原體（細(xì)菌、病毒、寄生蟲等）、落菌數(shù)、社會(huì)因素和飼養(yǎng)密度等六、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境及設(shè)施國家標(biāo)準(zhǔn)（GB14925-2001）第二節(jié)影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的各種環(huán)境因素及其控制要求主要闡述實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)室內(nèi)的環(huán)境因素，指飼養(yǎng)室內(nèi)氣溫、相對(duì)濕度、氣流、空氣中顆粒物、微生物、有害氣體、光照和噪聲等對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響，并列出各項(xiàng)環(huán)境因素的控制要求。一、氣候因素（一）氣溫（18-29℃）溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響1、影響生長發(fā)育和繁殖2、影響代謝3、影響健康與抗感染能力4、激發(fā)應(yīng)激反應(yīng)5、影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果（一）氣溫表1環(huán)境溫度與小鼠脈搏數(shù)的關(guān)系環(huán)境溫度（℃）小鼠數(shù)平均（次/分）標(biāo)準(zhǔn)偏差相關(guān)系數(shù)心跳數(shù)17202326291515141611752.1729.2709.5659.3628.621.226.121.929.648.5r=-0.821p<0.01（一）氣溫表2溫度對(duì)三種藥物L(fēng)D50的影響藥物L(fēng)D50（mg/kg）15.5℃27℃苯異丙胺鹽酸脫氧麻黃素麻黃素197.090.0111.033.2477.1565.0（二）空氣濕度（40-70%）空氣濕度是指大氣中水分含量，按每平方米實(shí)際含水量（g）表示，稱為絕對(duì)濕度；空氣中實(shí)際含水量與同等溫度下飽和含水量的百分比值，稱為相對(duì)濕度?？諝庀鄬?duì)濕度對(duì)動(dòng)物機(jī)體熱調(diào)節(jié)有密切關(guān)系。（二）空氣濕度多數(shù)動(dòng)物不耐低濕。低溫干燥環(huán)境下大鼠易患環(huán)尾病，當(dāng)濕度為40%時(shí)大鼠此癥的發(fā)生率為25%-30%。在低濕情況下，大、小鼠的哺乳母鼠常發(fā)生拒哺或咬仔現(xiàn)象，仔鼠發(fā)育不良，體重增長停滯。高溫、高濕時(shí)，動(dòng)物抵抗力下降，發(fā)病率和病死率增加，且利于病原微生物的存活和傳播。（三）氣流和風(fēng)速（≤0.18m/s）氣流主要影響動(dòng)物皮膚的體表蒸發(fā)和對(duì)流散熱。在飼養(yǎng)室內(nèi)保持一定氣流，不僅可使溫度、濕度及化學(xué)物質(zhì)組成保持均勻一致，而且有利于將污濁氣體排出室外。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物通常采用值系0.13-0.18m/s的氣流。（三）氣流和風(fēng)速動(dòng)物室的通風(fēng)換氣，其目的在于供給動(dòng)物新鮮空氣，滿足實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生理的需要；除去室內(nèi)惡臭物質(zhì)；排出動(dòng)物呼吸、照明和機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的余熱，使飼養(yǎng)環(huán)境內(nèi)溫度、濕度和氣流等因素達(dá)到一定要求，稀釋粉塵和空氣中浮游微生物，使空氣的污染降低到最低程度。必須對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境通風(fēng)量和換氣次數(shù)做合理的安排。其標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)動(dòng)物的代謝量來估計(jì)。（三）氣流和風(fēng)速換氣次數(shù)——單位時(shí)間內(nèi)舊空氣被新空氣完全置換的次數(shù)。10-20次/小時(shí)在雙走廊SPF設(shè)施中空氣流動(dòng)方向是從清潔走廊飼育室污物走廊、淋浴室設(shè)施外，室內(nèi)處于正壓。設(shè)施內(nèi)的壓力梯度為20-50Pa。（三）氣流和風(fēng)速不同動(dòng)物的代謝量和必要的換氣量動(dòng)物種類體重(g)代謝量（與一個(gè)人等價(jià)的只數(shù)）保證良好空氣狀態(tài)(m3/只)必要的換氣量(m3/只.h)小鼠大鼠金黃地鼠豚鼠兔貓猴犬2120040040026003000300014000672110737021161650.0850.1130.2260.1700.2831.001.004.250.851.272.541.703.2017.0017.0047.2二、理化因素（一）光照（150-300Lux）與晝夜明暗交替時(shí)間（12h/12h或10h/14h）光照對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響1、影響視力和內(nèi)分泌系統(tǒng)2、影響生理及生殖機(jī)能（一）光照飼養(yǎng)室內(nèi)光線要符合以下兩方面的基本要求：1、能維持實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康和繁育條件；2、滿足飼養(yǎng)人員操作和實(shí)驗(yàn)要求。動(dòng)物室內(nèi)光照明暗比應(yīng)保持穩(wěn)定，一般多控制在12∶12或14∶10。（二）噪聲（≤60dB）噪聲是影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康的重要環(huán)境因素。動(dòng)物的聽覺與人不同，能聽到較寬的音域，所以噪聲對(duì)動(dòng)物的影響不容忽視。1、影響神經(jīng)及心血管功能（聽源性痙攣）2、影響消化及內(nèi)分泌功能3、影響繁殖及幼小動(dòng)物生存（二）噪聲噪聲對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的繁育有很大影響。噪聲環(huán)境下小鼠的產(chǎn)出率與咬仔率分類產(chǎn)出率咬仔率陰道栓確認(rèn)后飼養(yǎng)在普通環(huán)境下陰道栓確認(rèn)當(dāng)天起飼養(yǎng)在噪聲環(huán)境下陰道栓確認(rèn)18天后飼養(yǎng)在噪聲環(huán)境下10/10（100%）3/5（60%）6/6（100%）0/10（0%）1/3（33%）4/6（67%）（二）噪聲飼養(yǎng)室內(nèi)噪聲的來源1、外界傳入2、室內(nèi)機(jī)器產(chǎn)生3、動(dòng)物自身產(chǎn)生（三）粉塵對(duì)屏障環(huán)境以上動(dòng)物設(shè)施的空氣必須經(jīng)過有效的過濾，去除顆粒物使空氣達(dá)到一定的潔凈度。屏障系統(tǒng)——10000級(jí)（即空氣中≥0.5μm的顆粒物應(yīng)≤350個(gè)/L）隔離系統(tǒng)——100級(jí)（三）粉塵動(dòng)物飼養(yǎng)室空氣中粉塵的來源主要來自室外未經(jīng)過濾處理的空氣，以及動(dòng)物體表被毛、皮屑、飼料和墊料等材料的碎屑往往可以被氣流攜帶或動(dòng)物活動(dòng)揚(yáng)起而在空氣中懸浮，形成顆粒物污染。（三）粉塵粉塵（5μm以下）對(duì)人及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響1、引起動(dòng)物和人的呼吸系統(tǒng)疾病及過敏性皮炎等（過敏原）。2、可成為微生物的載體，即把各種微生物粒子包括飼料、墊料中帶入的粉螨、霉菌孢子、各種細(xì)菌及其芽胞和病毒帶入飼養(yǎng)室，促使微生物擴(kuò)散。（四）有害氣體動(dòng)物糞尿等排泄物發(fā)酵分解產(chǎn)生的污染物種類很多，主要有氨、甲基硫醇、硫化氫、硫化甲基、三甲胺、苯乙烯、乙醛和二硫化甲基等。其中氨的濃度最高，故將其作為飼養(yǎng)室污染狀況的檢測(cè)指標(biāo)。氨濃度≤20ppm/m3有害氣體對(duì)人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響刺激動(dòng)物及人的眼結(jié)膜、鼻腔黏膜和呼吸道黏膜，導(dǎo)致流淚、咳嗽，引起鼻炎、氣管炎、肺炎甚至中耳炎。三、生物因素（一）空氣中的微生物——落菌數(shù)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物環(huán)境最為重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一。普通環(huán)境——≤30個(gè)/皿屏障環(huán)境——≤3個(gè)/皿隔離環(huán)境——無檢出（二）社會(huì)因素和飼養(yǎng)密度1、社會(huì)因素——社會(huì)地位2、飼養(yǎng)密度——每m2最大飼養(yǎng)密度 小鼠——100只 大鼠——50只 豚鼠——20只 兔——4只 狗——1只 猴——1只第三節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行管理一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的組成指與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有關(guān)的建筑物和設(shè)備及運(yùn)營管理設(shè)施的總稱，是為實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物所需的環(huán)境條件實(shí)行控制目標(biāo)而專門設(shè)計(jì)和建造的?？煞譃榉敝成a(chǎn)設(shè)施和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施兩類。

一、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的組成1、隔離檢疫室和健康動(dòng)物觀察室 2、飼養(yǎng)室 3、各種實(shí)驗(yàn)室和處置室4、貯存室和庫房 5、洗刷消毒室6、工作人員用房7、走廊8、后勤用室9、廢物處理設(shè)施10、飼料原料倉庫和飼料加工室二、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施的分類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施根據(jù)對(duì)所飼養(yǎng)動(dòng)物的微生物控制程度和空氣凈化程度分為：（一）隔離環(huán)境：由隔離器（正壓或負(fù)壓隔離器）等與外界隔離的設(shè)施及其附屬輔助裝置組成的飼養(yǎng)系統(tǒng)。用于飼養(yǎng)無菌動(dòng)物、悉生動(dòng)物和SPF動(dòng)物。特點(diǎn)：百級(jí)空氣潔凈度正向梯度壓差（100～150Pa)換氣次數(shù)（20～50次/小時(shí)）人員不與動(dòng)物直接接觸

隔離器可安放于開放環(huán)境或屏障環(huán)境，其布局和運(yùn)作分別按上述系統(tǒng)的要求。隔離器呈長方形箱狀，安放于工作臺(tái)上。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)于隔離器內(nèi)；空氣由送風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣過濾器通向隔離器的空氣入口，隔離器內(nèi)的臟空氣經(jīng)空氣出口排出。隔離器的一側(cè)裝有橡皮手套，供隔離器內(nèi)部操作使用，隔離器另一側(cè)有滅菌渡艙，供傳入傳出物料及動(dòng)物使用。有的隔離器還連有藥液滅菌渡槽，供剖腹取胎使用。

圖4-5隔離器

（一）隔離系統(tǒng)操作時(shí)，工作人員只能通過隔離器上的橡膠手套來進(jìn)行飼養(yǎng)或?qū)嶒?yàn)。物品是通過包裝消毒后，由滅菌渡艙或傳遞窗傳入；動(dòng)物是經(jīng)由無菌剖腹產(chǎn)的方法進(jìn)入；進(jìn)入隔離器的空氣，應(yīng)經(jīng)高效過濾，保證隔離器內(nèi)空氣潔凈度達(dá)100級(jí)，無菌并維持正壓狀態(tài)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要也可維持負(fù)壓狀態(tài)，但需要配置空氣排放裝置，保證空氣排放符合標(biāo)準(zhǔn)。（一）隔離系統(tǒng)要點(diǎn)：1、物品要求滅菌2、人員與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物隔離3、動(dòng)物要求采取檢疫措施4、空氣潔凈度達(dá)到100級(jí)（二）屏障環(huán)境是標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)物飼養(yǎng)室或?qū)嶒?yàn)室，用來飼養(yǎng)SPF動(dòng)物和清潔動(dòng)物。屏障系統(tǒng)模式圖圖4-4屏障系統(tǒng)的人、物移動(dòng)路向模式

屏障系統(tǒng)

屏障環(huán)境特點(diǎn)：恒溫（20～26）恒濕（40％～70％）換氣次數(shù)（10～20次/小時(shí)）正向梯度壓差（20～50)使屏障外污染源不能進(jìn)入萬級(jí)空氣潔凈度保證空氣潔凈動(dòng)物照度(15~20)和明暗交替（12h/12h)符合動(dòng)物生活習(xí)性。圖4-3雙走廊潔凈實(shí)驗(yàn)動(dòng)物房舍布局原理

（二）屏障環(huán)境1、與外界相對(duì)隔離的設(shè)施，適合飼養(yǎng)清潔動(dòng)物和SPF動(dòng)物2、物品要求滅菌3、人員進(jìn)入要求更衣、淋浴、穿滅菌服、戴口罩手套4、動(dòng)物要求采取檢疫措施5、空氣采取三級(jí)過濾，空氣潔凈度達(dá)到10000級(jí)屏障環(huán)境移動(dòng)流程

屏障系統(tǒng)動(dòng)物室的移動(dòng)路線模式圖（二）屏障系統(tǒng)進(jìn)入清潔區(qū)的人員、動(dòng)物和物品要分別遵循一定的運(yùn)行路線：人員：更衣--淋浴--更衣--清潔走廊--飼養(yǎng)室或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室--污染走廊--洗刷消毒室--更衣--外部區(qū)域。物品：包裝--高壓消毒（已包裝消毒的可經(jīng)傳遞窗，清潔籠具經(jīng)消毒液的渡槽）--清潔準(zhǔn)備室--清潔物品儲(chǔ)存室--飼養(yǎng)室或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室--（污物經(jīng)包裝處理）污染走廊--外部區(qū)域。動(dòng)物：動(dòng)物（帶專用包裝）--傳遞窗--檢疫室--清潔走廊--飼育室或?qū)嶒?yàn)室--（實(shí)驗(yàn)后或生產(chǎn)供應(yīng)）--（經(jīng)包裝）污染走廊--外部區(qū)域。（三）普通環(huán)境與外界相通的系統(tǒng)，適用于飼養(yǎng)普通級(jí)動(dòng)物的設(shè)施。自然通風(fēng)或安裝排風(fēng)裝置，有防昆蟲、野鼠的設(shè)施，籠具和墊料要消毒，飼料符合標(biāo)準(zhǔn)，人員進(jìn)入要采取防疫。該系統(tǒng)通常分為三個(gè)區(qū)域：前區(qū)（檢疫室、辦公室、休息室等）；控制區(qū)（動(dòng)物飼育室、或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室、清潔走廊、清潔物品儲(chǔ)存室等）；后勤處理室（污染走廊、洗刷消毒室、污物處理設(shè)施等）。人員、動(dòng)物和物品原則上按：前區(qū)--控制區(qū)--后勤處理區(qū)的走向運(yùn)行。圖4-1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物飼養(yǎng)系統(tǒng)模式

負(fù)壓感染動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)施ABSL平面布局圖平面布局說明一更、二更以及外界為清潔區(qū)；緩沖二和淋浴室為半污染區(qū)和清潔區(qū)的緩沖區(qū)化淋間、內(nèi)更衣室一、內(nèi)更衣室二、內(nèi)消毒室和2間傳遞后室為半污染區(qū)；緩沖一（走廊）為污染區(qū)和半污染區(qū)之間的緩沖區(qū)也作為各功能室的功能聯(lián)系通道；動(dòng)物室一、二、三和實(shí)驗(yàn)室為污染區(qū)；傳遞設(shè)備在具有傳遞物料功能的同時(shí)，具有緩沖區(qū)的作用。各區(qū)有明顯的標(biāo)志，安裝有壓差計(jì)，顯示壓力梯度。——進(jìn)系統(tǒng)流向——

實(shí)驗(yàn)人員↓更衣一室（清潔區(qū)）脫衣↓更衣二室（清潔區(qū)）穿兩層防護(hù)服、口罩、護(hù)目鏡↓內(nèi)更衣一室（半污染區(qū)）穿正壓防護(hù)服，漂洗上一次的正壓服，并晾起來↓化學(xué)噴淋室（半污染區(qū)）↓走廊（緩沖一）↓各功能室（污染區(qū)）開展