實驗動物環(huán)境專家講座

醫(yī)學試驗動物學第四章

試驗動物環(huán)境原因及其控制（1）馬政文mazhengwen@實驗動物環(huán)境第1頁實驗動物經(jīng)過人工培育和人工改造,提供適合用于科學研究,教學,生產(chǎn),檢定以及其它科學試驗動物。

對動物攜帶微生物,及其遺傳質(zhì)量和營養(yǎng)情況，飼育環(huán)境等實施控制，回顧一實驗動物環(huán)境第2頁試驗動物標準化內(nèi)容主要是對試驗動物遺傳和環(huán)境原因進行有效控制?；仡櫠嶒瀯游锃h(huán)境第3頁

第一節(jié)

試驗動物

環(huán)境原因

實驗動物環(huán)境第4頁一、微生物和寄生蟲學分類回顧微生物級別英文名稱縮寫飼育環(huán)境要求普通動物CONVENTIONALANIMALSCV開放環(huán)境清潔動物CLEANANIMALSCL（CN)屏障環(huán)境、層流架、IVC無特定病原體動物SPECIFICPATHGENFREESPF(DF)屏障環(huán)境、層流架、IVC無菌動物及悉生動物GERMFREEANDGNOTOBIOTICGF、GN隔離環(huán)境（隔離器）實驗動物環(huán)境第5頁二、實驗動物環(huán)境原因內(nèi)容

實驗動物環(huán)境第6頁

試驗動物環(huán)境原因分類

廣義環(huán)境原因指：動物個體（群體）生命過程中除了遺傳以外一切原因或稱外部條件。

實驗動物環(huán)境第7頁詳細可分為物理原因化學原因居住原因生物原因?qū)嶒瀯游锃h(huán)境第8頁1、物理原因溫度濕度空氣潔凈度氣流光照噪聲實驗動物環(huán)境第9頁2、化學原因

有害氣體（NH3濃度）飼料飲水殺蟲劑消毒劑實驗動物環(huán)境第10頁3.生物原因

同種生物異種生物

微生物原因?qū)嶒瀯游锃h(huán)境第11頁4.居住原因

設施(房舍

）

設備（籠具

）墊料

供食器供水器

實驗動物環(huán)境第12頁三、動物試驗中

環(huán)境控制意義

遺傳型表現(xiàn)型演出型試驗結果

種品種品系胚胎期哺乳期環(huán)境喂養(yǎng)生活環(huán)境試驗處理實驗動物環(huán)境第13頁1、試驗動物生活環(huán)境改變野生馴化家養(yǎng)品種品系育成試驗動物生活環(huán)境主要改變有：1．限定在一個有限空間內(nèi)生活?！荒苓x擇環(huán)境，只能依賴環(huán)境。2．營養(yǎng)完全由人來提供。

——食物和飲水數(shù)量、質(zhì)量對生長繁殖甚至生存關系極大。3．動物品系育成、近交純化?！獙Νh(huán)境適應能力、應變能力大大減弱。各類免疫缺點動物。——必須在特殊生活環(huán)境下才能正常生活、繁育和進行試驗。實驗動物環(huán)境第14頁

動物飲水瓶飼料小鼠飼養(yǎng)盒示意圖30cm20cm15cm實驗動物環(huán)境第15頁2．LA對試驗處理反應經(jīng)驗公式

R＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）*D+E

R—試驗總反應A—動物種類特有反應B—品種（品系）特有反應C—動物個體反應D—環(huán)境原因影響

y=kx+b

E—試驗誤差

實驗動物環(huán)境第16頁第二節(jié)環(huán)境對動物試驗影響實驗動物環(huán)境第17頁一、物理環(huán)境1、溫度——溫度概念（略）——臨界溫度和等熱區(qū)——溫度對試驗動物影響——溫度測量——溫度國家標準實驗動物環(huán)境第18頁臨界溫度

A.環(huán)境溫度下降至動物必須提升代謝率、增加產(chǎn)熱來維持體溫恒定時溫度；

B.環(huán)境溫度上升，機體散熱受阻，物理調(diào)整不能維持正常體溫恒定，體內(nèi)蓄熱，體溫升高時溫度。

B.也稱“過高溫度”。

實驗動物環(huán)境第19頁等熱區(qū)：

也稱舒適區(qū)。恒溫動物主要靠物理調(diào)整（散熱）維持正常體溫恒定時溫度區(qū)域。對不一樣動物進行環(huán)境溫度調(diào)整，要求將溫度控制在“等熱區(qū)”以內(nèi)。

臨界溫度上限臨界溫度下限等熱區(qū)（舒適區(qū)）實驗動物環(huán)境第20頁溫度對動物

試驗影響實驗動物環(huán)境第21頁在毒理學中，半數(shù)致死量簡稱LD50（LethalDose,50’，單位：mg/kg

）。LD50——指能殺死二分之一試驗總體之有害物質(zhì)、有毒物質(zhì)或游離輻射劑量。比如：1.乙醇對年輕和年老大鼠口服LD50分別為10.6g/kg和7.06g/kg。2.尼古丁對大鼠口服LD50為50mg/kg。

——LD50受環(huán)境原因影響很大。

實驗動物環(huán)境第22頁兩種環(huán)境溫度對藥品LD50影響（mg/kg）溫度（℃）26.715.5藥物名苯異丙胺90.0197.0鹽酸脫氧麻黃堿33.2111.0麻黃堿56.5477.1實驗動物環(huán)境第23頁溫度測量和溫度計

水銀溫度計；煤油溫度計；酒精溫度計；電子溫度計；

高低溫溫度計。實驗動物環(huán)境第24頁高低溫溫度計實驗動物環(huán)境第25頁高低溫溫度計最低最高水銀面小磁塊回復按鈕實驗動物環(huán)境第26頁試驗動物設施環(huán)境指標（靜態(tài)）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa-1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（溫度）

實驗動物環(huán)境第27頁2、濕度——絕對濕度和相對濕度——濕度對動物試驗影響——濕度計和濕度測量——相對濕度國家標準實驗動物環(huán)境第28頁

絕對濕度—單位體積空氣中水汽含量（克/立方米）。絕對濕度等于空氣中水蒸汽密度。“容納性”與溫度、氣壓相關。

飽和濕度—在一定溫度和氣壓下，單位體積空氣中最多可容納水汽量（克/立方米）。

絕對濕度

相對濕度（%）=×100%

飽和濕度實際水汽壓

=×100%

飽和水汽壓

實驗動物環(huán)境第29頁濕度對動物試驗影響1.飼料霉變2.微生物、寄生蟲輕易孳生繁衍3.影響動物健康4.影響試驗結果

——大鼠“壞尾癥”濕度與溫度共同影響動物試驗實驗動物環(huán)境第30頁濕度測量和相對濕度計干濕球相對濕度計毛發(fā)相對濕度計實驗動物環(huán)境第31頁干濕球相對濕度計毛發(fā)相對濕度計實驗動物環(huán)境第32頁干濕球相對濕度計干球濕球盛水槽紅色：干球溫度藍色：濕球溫度黑色：相對濕度實驗動物環(huán)境第33頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（相對濕度）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa-1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第34頁3、氣流——氣流作用——換氣次數(shù)——壓強梯度——換氣次數(shù)和壓強梯度國家標準實驗動物環(huán)境第35頁

3、

氣流

起源：溫差；通風；門窗啟閉；人員進出。

氣流對試驗動物影響：

——氣流方向、速度主要影響動物散熱。

——嚴寒天氣，未經(jīng)恒溫氣流過大會加劇嚴寒；適宜氣流能夠驅(qū)散動物周圍不潔或有害氣體，并使室內(nèi)溫濕度均勻。實驗動物環(huán)境第36頁換氣次數(shù)和壓強梯度

試驗動物室換氣目標：

A.

供給動物新鮮空氣，普通同時帶入適宜溫濕度；

B.

驅(qū)除動物室內(nèi)有害、不潔或有異味污濁氣體；

C.保持壓強梯度（正壓或負壓）。

實驗動物環(huán)境第37頁換氣次數(shù)（n/h）=風速（m/s）×進（排）風口總截面積×3600室內(nèi)總體積實驗動物環(huán)境第38頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（氣流,換氣次數(shù)和壓強梯度

）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa+1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第39頁4、光照——照度和照度單位（Lx）——光照對動物試驗影響——照度和照明時間國家標準實驗動物環(huán)境第40頁

4、

光照

試驗動物以人工光照為主。

照度和照度單位：

勒克司（Lx）---離1國際燭光光源1米遠直角面照度為1Lx。*1流明（lumen)光通量均勻照射在1平方米（m2）面積上照度為1Lx。

實驗動物環(huán)境第41頁1m1Lx光照強度示意圖實驗動物環(huán)境第42頁光照對動物

試驗影響實驗動物環(huán)境第43頁適宜光照由照度、照明時間和波長來決定。動物視網(wǎng)膜桿狀細胞感覺深淺，椎體細胞感覺顏色。實驗動物環(huán)境第44頁1）哺乳動物性周期主要由光照時間和強度決定。2)適當延長光照時間有利于提升嚙齒動物繁殖率。3）全波長光照有利于鈣合成、吸收。4）提議按照作息時間進行動物試驗操作。實驗動物環(huán)境第45頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（光照）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa-1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60照度lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第46頁5、噪聲——噪聲起源——噪聲概念——噪聲對動物試驗影響——噪聲國家標準實驗動物環(huán)境第47頁

5、噪聲

起源：外界侵入；室內(nèi)操作（試驗、飼養(yǎng)、通風空調(diào)等機械）。單位：A級分貝（dB）

dB=20lg————

P–實際聲壓；

P0（基準聲壓）=2×10-5N/M2

P010P實驗動物環(huán)境第48頁噪聲對動物試驗影響實驗動物環(huán)境第49頁1）強噪聲能夠引發(fā)小鼠聽源性痙攣。2)嚙齒目動物、犬、兔等聽閾廣，噪聲可能造成動物騷動、不安。3）連續(xù)噪聲會使田鼠流產(chǎn)，大、小鼠食仔。4）心律、血壓、呼吸頻率不正常改變，腎上腺皮質(zhì)激素分泌紊亂。實驗動物環(huán)境第50頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（噪聲）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa-1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第51頁6、空氣潔凈度——粉塵顆粒危害——粉塵顆粒起源——英美制“級”概念——國家標準潔凈度級——預防粉塵顆粒危害方法——潔凈度級國家標準實驗動物環(huán)境第52頁

6、空氣潔凈度

空氣潔凈度是衡量空氣中塵埃顆粒濃度計量單位。實驗動物環(huán)境第53頁粉塵顆粒對動物危害

主要是因為其可能攜帶或黏附各種微生物

實驗動物環(huán)境第54頁動物室內(nèi)粉塵顆粒起源

A.外界空氣帶入；

B.動物和操作人員活動產(chǎn)生；

C.飼料、墊料碎屑等。

實驗動物環(huán)境第55頁空氣潔凈度計量單位—級

1.英美制：每立方英尺空氣中含有大于等于0.5微米塵埃粒子數(shù)（Φ≧0.5μ塵埃粒子數(shù)/ft3）。

實驗動物環(huán)境第56頁“級”與國際單位換算

2.國際制：Φ≧0.5μ塵埃粒子數(shù)/m3；∵1m3

=35.2ft3∴國際制（Φ≧0.5μ個/m3

）

=英美制級（Φ≧0.5μ個/ft3）

×35.2實驗動物環(huán)境第57頁3.國家標準潔凈度“級”潔凈度5級(英美制一百級）:352<

[≧0.5μm塵埃粒子數(shù)/m3]≤3520潔凈度7級（英美制一萬級）:

35200

<[≧0.5μm塵埃粒子數(shù)/m3]≤35潔凈度8級（英美制十萬級）:

35<[≧0.5μm塵埃粒子數(shù)/m3]≤350實驗動物環(huán)境第58頁預防粉塵顆粒侵入主要方法

A）依據(jù)不一樣動物微生物等級進行有效空氣過濾；B）進入動物室物品、器械按要求進行嚴格滅菌；C）操作人員按要求必須穿戴工作衣帽鞋，風淋后進入；D）室內(nèi)及其它清潔區(qū)域經(jīng)慣用消毒液擦洗、噴霧，降塵和殺滅微生物。實驗動物環(huán)境第59頁動物試驗室空氣潔凈度標準開放環(huán)境：不作要求

屏障環(huán)境：潔凈度7級（英美制10000級）

隔離環(huán)境：潔凈度5級（英美制100級）實驗動物環(huán)境第60頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（空氣潔凈度）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa+1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第61頁二.化學原因1.飼料與營養(yǎng)（下一講詳述）2.飲水（下一講詳述）實驗動物環(huán)境第62頁3、空氣質(zhì)地——有害氣體

——主要起源：動物糞、尿?qū)κ覂?nèi)空氣污染。——特征指標：氨濃度（NH3）

——有害氣體對動物試驗影響——去除有害氣體路徑——氨濃度國家標準實驗動物環(huán)境第63頁有害氣體對動物試驗影響：

1)刺激眼睛，造成流淚。2)造成呼吸道病變（咳嗽、噴嚏，呼吸困難）。3)哺乳仔鼠成活率下降。４)造成其它生理、生化指標產(chǎn)生偏差。5)影響試驗、喂養(yǎng)人員身體健康。。實驗動物環(huán)境第64頁驅(qū)除有害氣體主要路徑

A．連續(xù)室內(nèi)通風；連續(xù)或定時排氣；B．勤換喂養(yǎng)籠具、墊料，沖洗籠具。實驗動物環(huán)境第65頁GB14925-動物試驗設施環(huán)境控制指標（氨濃度）

項目指標小鼠大鼠豚鼠地鼠犬猴貓兔小型豬開放屏障隔離開放屏障隔離溫度，℃18-2920-2616-2820-26日溫差℃，≤44-4相對濕度，%40-70最小換氣次數(shù)，次/h8152081520氣流速度，m/s≤0.2最小靜壓差，Pa-1050-1050空氣潔凈度，級-75-75落下菌數(shù)，個/皿≤-3無檢出--3無檢出氨濃度，mg/m3

≤14噪聲，dB(A)≤60lx最低工作照度200動物照度15-20100-200明暗交替時間，h12/12或10/14實驗動物環(huán)境第66頁

三、生物因素

（1）種間影響：

A．生活習性影響；

B.疾?。ü不紓魅静。┯绊?。實驗動物環(huán)境第67頁

（2）種內(nèi)影響：

A．群內(nèi)地位直線型---猴、兔、犬；專制型---貓、鼠。

B.性別影響：雄性撕咬打斗等。

實驗動物環(huán)境第68頁最大喂養(yǎng)密度：上海交通大學醫(yī)學院試驗動物科學部依據(jù)《試驗動物喂養(yǎng)管理和使用指南》（Guide）對動物喂養(yǎng)密度標準進行限定。詳細標準以下：內(nèi)容C.喂養(yǎng)密度影響：實驗動物環(huán)境第69頁假如體重超出45克小鼠，喂養(yǎng)標準為4只/籠。針對繁殖小鼠：籠盒內(nèi)成年鼠不應超出2只以及一窩新生仔鼠。籠盒內(nèi)新生仔鼠限定為一只雌鼠單次分娩所生產(chǎn)仔鼠。假如在單個籠盒內(nèi)出現(xiàn)兩只以上成年鼠或超出一窩以上仔鼠，應及時對仔鼠進行分籠。如仍需繼續(xù)喂養(yǎng)應在提交“試驗動物使用和研究計劃”時進行說明，請完成“試驗動物使用和研究計劃”C2表格-其它特殊請求項目部分，并說明依據(jù)，經(jīng)IACUC同意后方可實施，并對籠盒卡片進行標注。內(nèi)容實驗動物環(huán)境第70頁新生仔鼠在出生21天后必須斷奶分籠，如經(jīng)過IACUC獸醫(yī)組員進行判斷存在健康原因可延遲斷奶分籠，籠盒卡片上需做標注。假如課題組長申請延遲新生仔鼠斷奶，需經(jīng)過獸醫(yī)認定并經(jīng)過IACUC同意后方可實施，并在籠盒卡片上進行標注。新生仔鼠22天后還未進行斷奶，而且未有IACUC同意特殊喂養(yǎng)密度申請，應被通知將會發(fā)生“喂養(yǎng)密度超標事件”，而且要及時糾正。任何經(jīng)過IACUC同意在單個籠盒內(nèi)喂養(yǎng)超出一窩仔鼠或延遲斷奶籠盒卡片需做以下標識：特殊喂養(yǎng)密度需求IACUC同意日期仔鼠出生日期延遲斷奶日期內(nèi)容實驗動物環(huán)境第71頁

C.喂養(yǎng)密度影響：

室（籠、盒）內(nèi)喂養(yǎng)動物過多，會造成局部溫度過高，濕度過高，有害氣體濃度增加并積聚不散，動物輕易患病死亡，飼料、飲水不足，并造成打斗、撕咬，違反動物福利法。在有條件情況下，動物試驗以單只盒（籠）養(yǎng)為好，尤其是大動物、腫瘤接種動物和成年雄性動物。實驗動物環(huán)境第72頁

以屏障環(huán)境小鼠為例：(1)溫度：20-26

℃，日溫差≤4℃。

(2)相對濕度：40-70%。（3)換氣次數(shù)：≥15次/小時。壓強梯度：級差≥10Pa。氣流速度：≤0.2m/s。（