04第四章--实验动物环境控制.ppt

第四章第四章 实验动物的环境控制实验动物的环境控制第一节第一节 实验动物环境实验动物环境第二节第二节 影响实验动物环境的因素影响实验动物环境的因素第三节第三节 实验动物设施实验动物设施第四节第四节 实验动物饲养的辅助设施和设备实验动物饲养的辅助设施和设备基因型基因型表现型表现型演出型演出型发育环境发育环境周围环境周围环境1959年年Russell和和Burch提出的提出的影响实验结果的遗传和环境因素影响实验结果的遗传和环境因素动物对实验处理的反应动物对实验处理的反应 R=(A+B+C)D R=(A+B+C)D+E E式中：式中：R:R:实验动物的总反应实验动物的总反应 A:A:实验动物种的共同反应实验动物种的共同反应 B B：动物品种及品系特有的反应动物品种及品系特有的反应 C:C:动物的个体反应（个体差异）动物的个体反应（个体差异）D:D:环境的影响（包括实验处理）环境的影响（包括实验处理）E:E:实验误差实验误差第一节第一节 实验动物环境实验动物环境 实验动物外环境实验动物外环境实验动物内环境实验动物内环境 大环境大环境 小环境小环境1.保证实验动物健康和质量标准化保证实验动物健康和质量标准化2.保障实验研究获得正确结果保障实验研究获得正确结果3.合乎标准的环境为动物实验工作者提供合乎标准的环境为动物实验工作者提供适宜的工作环境，避免不利的因素对人适宜的工作环境，避免不利的因素对人的伤害。的伤害。实验动物环境控制的意义实验动物环境控制的意义第二节第二节 影响实验动物环境的因素影响实验动物环境的因素气候因素气候因素 化学因素化学因素 生物因素生物因素 温度温度 饲料营养饲料营养 病毒病毒 湿度湿度 饮水饮水 细菌细菌 气流气流 臭气臭气 寄生虫寄生虫物理因素物理因素 杀虫剂杀虫剂 光照光照 消毒剂消毒剂 社会因素社会因素 噪声噪声 污染毒物污染毒物 饲养密度饲养密度 粉尘粉尘一、温度一、温度 不同动物具有不同的最适环境温度区。不同动物具有不同的最适环境温度区。恒温动物在一定范围内对外界温度变化能保恒温动物在一定范围内对外界温度变化能保持体温相对稳定，过多偏离最适温度会产生不良持体温相对稳定，过多偏离最适温度会产生不良反应。反应。温度的突然升高或降低对动物的健康影响很温度的突然升高或降低对动物的健康影响很大。大。1.1.影响代谢影响代谢2.2.影响生长繁殖影响生长繁殖3.3.影响生理功能影响生理功能4.4.影响健康和抗感染能力影响健康和抗感染能力5.5.影响实验结果影响实验结果表表4-1 4-1 不同环境温度时戊巴比妥钠（不同环境温度时戊巴比妥钠（95mg/kg95mg/kg）腹腔注射导致大鼠死亡率比较腹腔注射导致大鼠死亡率比较 环境温度环境温度()()给药动物数给药动物数(只只)死亡动物数死亡动物数(只只)死亡率死亡率(%)(%)12 20 12 20 2020 100 100 14 20 14 20 2020 100 100 16 20 16 20 2020 100 100 18 20 10 50 18 20 10 50 20 20 2020 10 50 10 50 22 20 10 50 22 20 10 50 24 20 10 50 24 20 10 50 26 20 7 35 26 20 7 35 28 20 6 30 28 20 6 30 30 20 11 55 30 20 11 55 32 20 16 80 32 20 16 80表表4-2 4-2 温度对三种药物温度对三种药物LDLD5050的影响的影响 药药 物物 LD50（mg/kg）15.5 27 苯异丙胺苯异丙胺(Amphetamine)197.0 90.0 盐酸脱氧麻黄碱盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine)111.0 33.2 麻黄碱麻黄碱(Ephedrine)477.1 565.0 二、相对湿度二、相对湿度 实际水蒸气分压力实际水蒸气分压力 相对湿度（相对湿度（%）=-100%=-100%饱和水蒸气分压力饱和水蒸气分压力 湿湿度度与与环环境境温温度度、气气流流速速度度共共同同影影响响动动物物体体温。温。高湿度：引起动物代谢紊乱和抵抗力下降高湿度：引起动物代谢紊乱和抵抗力下降 饲料、垫料易霉变饲料、垫料易霉变低湿度：体表易失水，引起大鼠低湿度：体表易失水，引起大鼠环尾病环尾病；母鼠拒；母鼠拒 哺乳，环境尘埃多哺乳，环境尘埃多表表4-3 4-3 一些国家对实验动物设施内相对湿度的规定一些国家对实验动物设施内相对湿度的规定 动动 物物 实验动物设施内规定的相对湿度实验动物设施内规定的相对湿度(%)美国美国ILAR*OECD*日日 本本 中中 国国 小小 鼠鼠 4070 3070 4555 4070 大大 鼠鼠 4070 3070 4555 4070 仓仓 鼠鼠 4070 3070 4070 豚豚 鼠鼠 4070 3070 4555 4070 兔兔 4070 3070 猫猫 3070 4555 犬犬 3070 4555 猴猴 4060 5565 三、气流和风速三、气流和风速 实验动物设施内的气流和风速来源于实验动物设施内的气流和风速来源于通风换气设备。合理的气流组织和风速通风换气设备。合理的气流组织和风速能调节温度和湿度，降低室内粉尘和有能调节温度和湿度，降低室内粉尘和有害气体，控制传染病的流行。害气体，控制传染病的流行。换气次数：单位时间的风量换气次数：单位时间的风量/室内容积室内容积要求：要求：风速：风速：0.10.10.2m/s0.2m/s 屏障系统换气次数：屏障系统换气次数：10102020次次/小时小时 新风量：不得少于新风量：不得少于50%50%压差和气流走向压差和气流走向屏障系统中通过调节室与室之间的压差控屏障系统中通过调节室与室之间的压差控制气流走向，从而防止空气中病原微生物制气流走向，从而防止空气中病原微生物的侵入和扩散。的侵入和扩散。要求：要求：压差：压差：202050 Pa50 Pa 单走廊：饲养室单走廊：饲养室 走廊走廊 室外室外 双走廊：清洁走廊双走廊：清洁走廊 饲养室饲养室 污物走廊污物走廊 室外室外四、照明四、照明 照明主要影响动物体内的生物钟，影照明主要影响动物体内的生物钟，影响包括发情、排卵、交配、妊娠、分娩、响包括发情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔的生殖生理。泌乳和育仔的生殖生理。稳定的明暗交替（稳定的明暗交替（12h:12h/10h:14h12h:12h/10h:14h）啮啮齿类动物性周期最稳定。齿类动物性周期最稳定。持续黑暗使大鼠卵巢和子宫重量减轻，持续黑暗使大鼠卵巢和子宫重量减轻，生殖过程受抑制。生殖过程受抑制。持续光照过度刺激动物的生殖系统。持续光照过度刺激动物的生殖系统。要求要求12h:12h/10h:14h12h:12h/10h:14h明暗交替光照周期，明暗交替光照周期，最好渐明渐暗。最好渐明渐暗。工作照度：工作照度：150150300lx300lx动物照度：动物照度：151520lx20lx 存在问题：存在问题：1.1.自然光自然光2.2.不规则开关照明灯不规则开关照明灯五、噪声五、噪声噪声来源：空调、通风设备，人员活动噪声来源：空调、通风设备，人员活动噪声对实验动物的影响噪声对实验动物的影响:1.神经系统：烦躁不安、紧张、呼吸心跳加快、神经系统：烦躁不安、紧张、呼吸心跳加快、血压升高。血压升高。2.内分泌系统：肾上腺皮质激素分泌增加。内分泌系统：肾上腺皮质激素分泌增加。3.消化系统：消化系统功能紊乱。消化系统：消化系统功能紊乱。4.影响繁殖：交配减少、妨碍受精卵着床、繁影响繁殖：交配减少、妨碍受精卵着床、繁殖率降低；妊娠动物流产、拒绝哺乳、吃仔殖率降低；妊娠动物流产、拒绝哺乳、吃仔等。等。要求：要求：60分贝以下。分贝以下。六、粉尘六、粉尘粉尘来源：空气中尘埃、饲料屑、垫料尘埃、粉尘来源：空气中尘埃、饲料屑、垫料尘埃、动物脱毛、排泄物等。动物脱毛、排泄物等。粉尘对动物的影响：粉尘对动物的影响：1.引起呼吸系统疾病。引起呼吸系统疾病。2.粉尘是病原微生物的载体，可促进微生物的粉尘是病原微生物的载体，可促进微生物的扩散。扩散。粉尘对人的影响：重要的过敏原。粉尘对人的影响：重要的过敏原。屏障系统粉尘控制方法屏障系统粉尘控制方法三级过滤：三级过滤：初效过滤初效过滤 中效过滤中效过滤 高效过滤高效过滤洁净度洁净度：用每立方英尺中含有用每立方英尺中含有0.5um0.5um尘埃粒子数表示，一般尘埃粒子数表示，一般分为分为1010万级、万级、1 1万级和万级和100100级级 如：如：1 1万级指的是每立方英尺空气中万级指的是每立方英尺空气中0.5um0.5um尘埃粒子尘埃粒子数为数为10 00010 000个。个。洁净度用尘埃粒子计数器测定。洁净度用尘埃粒子计数器测定。屏障系统内洁净度要求达到屏障系统内洁净度要求达到1 1万级万级,无菌隔离器内洁净度要求达到无菌隔离器内洁净度要求达到100100级。级。七、有害气体七、有害气体 有害气体来源：有害气体来源：动物排泄物发酵分解产生，主要有氨、甲基动物排泄物发酵分解产生，主要有氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲胺等。硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲胺等。氨浓度急剧升高的原因：氨浓度急剧升高的原因：换气次数不足、饲养密度过高、室温过高、换气次数不足、饲养密度过高、室温过高、排泄物和垫料未及时清理。排泄物和垫料未及时清理。有害气体对人和动物的影响有害气体对人和动物的影响1.1.直接刺激眼结膜、鼻和呼吸道粘膜。直接刺激眼结膜、鼻和呼吸道粘膜。2.2.长期刺激导致慢性炎症。长期刺激导致慢性炎症。3.3.易继发病原微生物感染。易继发病原微生物感染。八、空气中的微生物八、空气中的微生物空气中的微生物附着于粉尘，形成空气中的微生物附着于粉尘，形成气溶气溶胶。胶。要求：要求：普通环境：普通环境：3030个个/平皿（静态）平皿（静态）屏障系统：屏障系统：3 3个个/平皿（静态）平皿（静态）在饲养条件下，通过定期清洁卫生、喷在饲养条件下，通过定期清洁卫生、喷雾消毒降低空气微生物的数量雾消毒降低空气微生物的数量九、社会因素九、社会因素在实验动物人工饲养环境下，动物的社会在实验动物人工饲养环境下，动物的社会性已被剥夺，可能会引起动物的生理和行性已被剥夺，可能会引起动物的生理和行为的改变为的改变不是从小一起生长的同窝雄性动物放在一不是从小一起生长的同窝雄性动物放在一起常会引起打架争斗，甚至致死。起常会引起打架争斗，甚至致死。十、饲养密度十、饲养密度国际上有标准规定不同动物个体所需最小国际上有标准规定不同动物个体所需最小占有面积占有面积饲养密度过高影响生长繁殖饲养密度过高影响生长繁殖饲养密度过高不符合动物福利饲养密度过高不符合动物福利SPFSPFSPFSPF动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标指标指标单位单位范围范围其他其他温度温度摄氏（摄氏（）20-2520-25日温差日温差33湿度湿度相对湿度（相对湿度（%）40-7040-70换气量换气量次次/小时小时10 10 2020气流速度气流速度米米/秒秒0.1-0.20.1-0.2梯度压差梯度压差帕斯卡（帕斯卡（PaPa）20 20 5050清清洁洁走走廊廊 饲饲养养室室 次次清清洁走廊洁走廊空空气气洁洁净净度度级级1 1万级万级美国宇航局标准美国宇航局标准落下菌数落下菌数个个/平皿平皿3 3氨浓度氨浓度毫毫 克克/立立 方方 米米（mg/mmg/m3 3）1414噪声噪声分贝（分贝（dBdB）6060工作照度工作照度勒克斯（勒克斯（LuxLux）150 150 3003001212小时明小时明1212小时暗小时暗第三节第三节 实验动物设施实验动物设施实验动物设施是为实验动物和动物实验提供能够控制实验动物设施是为实验动物和动物实验提供能够控制的、稳定的、适合实验动物生长的、稳定的、适合实验动物生长/繁殖环境繁殖环境依据功能，可分为依据功能，可分为 生产繁殖设施生产繁殖设施 研究设施研究设施 动物实验设施动物实验设施依据环境控制措施，可分为依据环境控制措施，可分为 普通环境普通环境 屏障环境屏障环境 隔离环境隔离环境一、普通环境一、普通环境符合动物基本居住要求，但在硬件设施上不能符合动物基本居住要求，但在硬件设施上不能完全控制传染因子。完全控制传染因子。基本条件基本条件 空调、通风系统空调、通风系统 笼架、笼具等饲养设备笼架、笼具等饲养设备 防野鼠、防昆虫设备防野鼠、防昆虫设备 仓库仓库 清洁卫生设备清洁卫生设备适用于普通级犬、猴、兔、豚鼠适用于普通级犬、猴、兔、豚鼠二、屏障环境二、屏障环境通过控制气流、人流和物流，形成控制通过控制气流、人流和物流，形成控制微生物进入的屏障。微生物进入的屏障。根据屏障系统内气流压力的不同，分为根据屏障系统内气流压力的不同，分为 正压屏障系统：正压屏障系统：一般的清洁级、一般的清洁级、SPFSPF级动物饲养设施级动物饲养设施 负压屏障系统：负压屏障系统：感染性、有毒有害物品的动物饲养设感染性、有毒有害物品的动物饲养设施施根据屏障控制规模的大小，分为：根据屏障控制规模的大小，分为：大屏障系统大屏障系统 包括内准备室、清洁走廊、饲养室、动物实包括内准备室、清洁走廊、饲养室、动物实验室、次清洁走廊、检疫室等）验室、次清洁走廊、检疫室等）屏障单元屏障单元 单间饲养室单间饲养室/动物实验室净化控制动物实验室净化控制 层流架层流架 室内局部区域的净化控制室内局部区域的净化控制 独立换气笼（独立换气笼（IVCIVC）单个笼的笼内换气单个笼的笼内换气屏障系统屏障系统层流架层流架超净工作台超净工作台独立换气笼独立换气笼（IVC）1.1.人员走向：人员走向：更衣室更衣室 淋浴（风淋）淋浴（风淋）清洁走廊清洁走廊 饲养室饲养室/动物实验室动物实验室 次清洁走廊次清洁走廊 更衣室更衣室2.2.物品移动走向物品移动走向 耐高压物品：耐高压物品：物品物品 高压灭菌高压灭菌 内准备室内准备室 清洁走廊清洁走廊 饲养室饲养室/动物饲养室动物饲养室 次清洁走廊次清洁走廊 外部区域外部区域 不耐高压物品：不耐高压物品：物品物品 传递窗喷雾消毒传递窗喷雾消毒 内准备室内准备室 清洁走清洁走廊廊 饲养室饲养室/动物饲养室动物饲养室 次清洁走廊次清洁走廊 外部区外部区域域3.3.气流走向气流走向 清洁走廊清洁走廊 饲养室饲养室/动物实验室动物实验室 次清洁走廊次清洁走廊 外部区域外部区域屏障系统内人流、物流、气流走向屏障系统内人流、物流、气流走向双走廊屏障系统内人、动物、物品的移动路向双走廊屏障系统内人、动物、物品的移动路向三、隔离环境三、隔离环境只有无菌隔离器才能创造出无菌隔离环境只有无菌隔离器才能创造出无菌隔离环境隔离器分为正压隔离器和负压隔离器隔离器分为正压隔离器和负压隔离器隔离器的用途：隔离器的用途：1.1.防止外界病原微生物侵入防止外界病原微生物侵入 用于无菌动物、悉生动物的饲养繁殖和用于无菌动物、悉生动物的饲养繁殖和SPFSPF动物的保种动物的保种2.2.防止隔离器内病原微生物、有毒有害实验污防止隔离器内病原微生物、有毒有害实验污染外界环境染外界环境 用于感染性、有毒有害物品的动物实验用于感染性、有毒有害物品的动物实验 隔离器的基本构造示意图隔离器的基本构造示意图隔离器的基本构造示意图隔离器的基本构造示意图第第第第四节四节 实验动物饲养的辅助设施和设备实验动物饲养的辅助设施和设备笼具笼具笼架笼架饮水瓶和自动饮水设备饮水瓶和自动饮水设备高压蒸汽灭菌器高压蒸汽灭菌器传递窗传递窗垫料垫料清洗设备清洗设备洗衣房洗衣房尸体储存和处理设备尸体储存和处理设备实验动物垫料实验动物垫料实验动物设施的监控实验动物设施的监控监控内容监控内容 温度温度 湿度湿度 压差压差 人员进出情况人员进出情况实验动物设施的维护实验动物设施的维护水、电设施水、电设施空调设备空调设备净化设备净化设备高压灭菌器高压灭菌器复习题复习题名词解释名词解释 环尾病，空气洁净度，换气次数，隔离环境，环尾病，空气洁净度，换气次数，隔离环境，屏障环境，普通环境屏障环境，普通环境思考题：思考题：1 1）如何理解）如何理解R=(A+B+C)D R=(A+B+C)D+E E动物对实验处理的反应动物对实验处理的反应2 2）影响实验动物环境的因素有哪些？）影响实验动物环境的因素有哪些？3 3）气温、湿度变化对实验动物有哪些影响？）气温、湿度变化对实验动物有哪些影响？4 4）在双走廊屏障系统中，人、动物、物品的移动）在双走廊屏障系统中，人、动物、物品的移动路向是怎样的？路向是怎样的？