实验动物学第三章实验动物饲养与应用条件的标准化.

第三章实验动物饲养与应用条件的标准化第一节实验动物的环境第二节实验动物设施第五节实验动物环境监测和饲料质量的监测第四节实验动物的饲料、饮水及垫料第三节实验动物的笼器具第一节实验动物的环境一、实验动物环境的概念二、控制实验动物环境的重要性三、环境因素对实验动物的影响四、我国实验动物环境标准一、实验动物环境的概念指围绕该动物的所有外界条件。主要包括自然因素和人为因素。温度、湿度、气流速度、噪声、粉尘、光照周期及照度、垫料、笼器具等。空气、饮水、饲料、氨浓度、消毒药品、杀虫剂、有毒物质等。物理因素化学因素生物因素同种生物因素（社会地位、势力范围、咬斗、饲养密度等）和异种生物因素（微生物、病毒、寄生虫、其他动物品种等）。自然因素人为因素房屋、设施、饲养、调教、管理、实验处理等。演出型学说(Russell和Burch1959年)发育环境developmental表现型phenotype周围环境proximate演出型dramatype实验结果实验处理基因型genotype二、控制实验动物环境的重要性实验动物的性状主要由遗传和环境因素决定。20世纪50年代Russll和Burch提出演出型学说，即动物最初是从父母获得遗传因子形成了表型，表型因受到各种环境因素的影响而形成演出型。动物实验是对演出型进行各种有控制的处理而获得实验结果。实验动物环境设施是控制实验动物质量和保证动物实验结果科学性的首要条件。温度湿度气流光照噪音笼具垫料饲养密度设饲管调实验施养理教处理人为因素饲料饮水臭气杀虫剂消毒剂有机物质遗传品质控制化学因素动物的咬斗各种病原体（细菌病毒寄生虫）生物因素物理因素环境因素影响实验动物质量R=(A+B+C)×D±EEA实验动物种的反应B动物品种或品系特有的反应CR实验动物总的反应个体的反应（个体差）D环境影响实验误差遗传因素决定动物对实验处理的反应对决定演出型的遗传和环境条件加以控制，可获得重复性好的实验结果。可保证实验动物的健康和质量可保障实验研究获得正确的结果标准的环境能为实验动物及动物实验工作人员提供舒适的工作环境严格监控实验动物环境设施的原因三、环境因素对实验动物的影响为了控制环境条件，保证实验动物健康以达到实验要求，我国颁布了实验动物环境指标国家标准。环境因素包括对实验动物个体发育、生长繁殖、生理、生化平衡和有关反应性产生影响的一切外界条件，具有“有利”和“有害”两方面的作用。环境因素的重要性湿度过低空间狭小过份拥挤环境因素的重要性微生物污染笼具不合适寄生虫感染1、温度环境温度偏离动物最适温度过多，动物产生不良反应，从而影响实验结果。影响演出型。如冬季户外（15℃）成长的幼兔耳朵比室内（20~27℃）成长的幼兔耳朵短。影响雌性动物的性周期、产仔率、死胎率、泌乳量。如小鼠在21℃环境下可繁殖3代/年，而-3℃仅繁殖2代。影响动物的代谢水平。如将9~10周龄ICR小鼠放置在10~30℃环境下，可观察到，随气温的升高，小鼠的脉搏数、呼吸数和发热量都呈直线下降。影响动物健康和抗感染力。环境温度过高或过低时，动物机体的抵抗力下降，某些条件致病菌将引发疾病。如在冬季较易暴发流行的小鼠脱脚病、仙台病毒病和小鼠肝炎，与低温条件下动物抵抗力下降有密切关系。激发实验动物产生应激反应。通过神经内分泌系统引起肾上腺素分泌增加。长期处于温度过高或过低的环境中，动物脏器可发生实质改变。影响实验动物对化学物质毒性的反应。Wistar大鼠腹腔注射戊巴比妥钠时，如温度低于18℃或高于30℃，则死亡率明显升高。不同气温条件下，同一药品对动物的LD50有较大差异。两种不同温度对药物LD50的影响动物体温调节同时受到湿度、环境温度及气流速度的共同影响。高温高湿情况下，蒸发散热受到抑制，容易引起代谢紊乱及机体抵抗力下降，动物的发病率和死亡率明显增加。湿度过高，微生物易于繁殖，饲料、垫料易于霉变；湿度过低，易致灰尘飞扬，引起动物呼吸道疾病，影响动物健康。当温度为27℃、湿度为20%时，可致大鼠发生坏尾症，当湿度为40%时，此症发生率为25%~30%，当湿度大于60%时则不发生此症。2、湿度合理的气流和风速能调节温度和湿度，降低室内粉尘及有害气体污染。气流主要影响动物皮肤的体表蒸发和对流散热。当室内气温较高时，气流有利于对流散热，当室温较低时，气流增加动物的散热量，加剧寒冷的影响。实验动物饲养间的气流值一般为≤0.2m/s。饲养室内的通风程度，一般以单位时间的换气次数（即旧空气被新风完全置换的次数）为标志，一般为10~20次/h。3、气流4、光照包括强度、波长、光照时间或明暗交替时间三个因素。光照过强会导致雌性动物窝性差，甚至出现哺乳不良和食仔现象。雌性动物敏感性较高。光线波长可影响动物的生殖功能，蓝光比红光更能促进大鼠的性成熟。光照时间或明暗交替时间对动物肌体有多种调节功能，对其生理活动调节尤其重要。实验动物在采食、排粪活动方面有周期性变化，在血液学、生化学及生理功能上也有相应变化。持续黑暗使大鼠卵巢和子宫的重量减轻，生殖过程受到抑制。持续光照则会过度刺激动物的生殖系统，可连续发情，大鼠、小鼠可出现持久性阴道角化，并阻碍卵细胞成熟。光照应符合动物活动和休眠的规律。5、噪音噪音对动物的影响与噪音的性质、动物的种类、体重、习性、年龄、性别等生理和心理状态有关。噪声影响实验动物的繁育。如：造成大鼠、小鼠生育力减退，妊娠障碍和流产，甚至出现食仔现象。噪音会引起动物生理异常。如DBA小鼠，噪音刺激5min，其心跳数、呼吸数和血压数都有明显升高。长时间的噪音可造成动物中枢神经和听觉器官损害以及肾上腺分泌明显增加、白细胞总数增多，摄食量增加而体重减轻。噪音还可造成动物听源性痉挛。室内噪音一般应控制在60dB以下。6、空气洁净度包括尘埃颗粒、微生物及有害气体三个方面。清洁级以上实验动物及设施，空气须过滤，要求屏障环境空气洁净度达到10000级，隔离环境达到100级。落菌数：屏障环境＜3个/皿；隔离环境：无检出动物粪、尿等排泄物产生的有害气体主要有氨、硫化氢、甲基硫醇、硫化甲基等。氨是浓度最高的一种，通常以氨浓度为指标来监测饲养室污染状况。氨可刺激动物的眼结膜、鼻粘膜和呼吸道粘膜而引起流泪、咳嗽，严重者甚至产生急性肺水肿而致动物死亡。实验动物氨浓度应控制在14mg/m3以下。我国洁净厂房设计规范(GBJ73-84)的空气洁净度分级等级每立方米(每升)空气中每立方米(每升)空气中≥O.5μm尘粒数≥5μm尘粒数100级≤35×100(3.5)1000级≤35×1000(35)≤250(O.25)10000级≤35×10000(350)≤2500(2.5)100000级≤35×100000(3500)≤25000(25)空气洁净度等级[1](N)大于或等于表中粒径的最大浓度限值(pc/m)0.1um0.2um0.3um0.5um1um5um1102210024104310002371023584（十级）1000023701020352835（百级）10000023700102003520832296（千级）10000002370001020003520083202937（万级）3520008320029308（十万级）3520000832000293009（一百万级）352000008320000293000洁净室及洁净区空气中悬浮粒子洁净度等级四、我国实验动物环境标准GB14922-2010动物实验设施（设备3）环境指标（静态）回主菜单第二节实验动物设施一、实验动物设施分类二、实验动物设施的组成三、实验设施的布局四、实验动物设施的维护一、实验动物设施分类按微生物控制程度按设施平面布局按设施功能开放环境（系统）屏障环境（系统）隔离环境（系统）无走廊式单走廊式双走廊式三走廊式生产设施实验设施特殊设施{{{1.开放环境开放环境（系统）只用于普通级动物的饲养繁殖。开放环境不要求作高效净化，但也需安装送排风（虽不要求压差，但要有不低于8次/h换气）和防野鼠、防昆虫等装置，基本上与外界不相通，设施内环境，特别是温湿度、氨浓度、噪音、照度等都必需满足国标要求。动物人微生物（多）空气人员动物饲料物品2.屏障环境实验动物生活在与外界隔离的系统内，所有进入空气都须经过初、中、高三级过滤器的净化处理，洁净度为1万级；系统内相邻区域应保持空气压差，不低于10Pa，出风口有防止空气倒流的装置，不低于15次/h换气；空气、人、物流严格按单向移动；凡进入设施的物品（含动物）均须经严格的消毒灭菌处理，经特制的传递装置送入；人员要淋浴，更换无菌衣帽。屏障环境（系统）适用SPF动物和清洁级动物饲养繁殖和实验。动物人微生物（少）人员排气（防逆）空气（滤过）SPF以上动物物品动物（剖宫产）图12-2三走廊式屏障环境（引自：钟品仁《哺乳类实验动物》）洁物储存室污物走廊实验操作室屏障环境的内部结构风淋室饲养室洁净走廊3.隔离环境隔离器为主体及其附属装置组成的饲养系统，用于无菌动物和已知菌动物的饲养和动物实验。送入隔离器的空气须超高效过滤，洁净度达到100级，并维持一定压差（不低于50Pa），不低于20次/h换气；饲料、饮水、垫料、笼具等，须经过严格灭菌之后经传递窗送入；工作人员不直接接触动物，而是通过手套进行操作。排气（防逆）动物（剖宫产）动物物品饲料（经灭菌）空气（滤过）动物人OO图13-1隔离器（引自：邹移海《中医实验动物学》）图12-3感染性动物饲养间、实验室的排气处理（引自方喜业《医学实验动物学》）特殊动物实验设施（感染性动物实验屏障设施）环境空气污染的空气HEPA过滤的空气負压的污染空气二、实验动物设施的组成主要由饲育室或动物实验室、检疫室、洗刷消毒室、废弃污物处理设施四大部分组成，其他为辅助设施。饲育室或动物实验室最重要部分，关系到实验动物的生存、健康和质量，有保种室、生产繁殖室、清洁物品存放室等。检疫室用于引进实验动物的隔离观察和检疫，实验前动物的观察和适应实验环境等。废弃物处理设施有焚化设备，处理污染气体、液体、放射性物质等设施，用于处理动物尸体、固体污物和其他污物。辅助设施遗传检测室、微生物检测室、环境检测室、营养检测室等，储存饲料、垫料、药品、笼架具等的库房，办公室、值班室、更衣室等，还包括空气净化与空调机房、自动监控室等。三、实验设施的布局1.设施布局原则总原则：有利于防止疾病的传播和避免动物相互干扰、相互感染；方便工作人员操作；人员、动物、空气按单向路线移动。实验动物繁殖饲养区和动物实验区应分开，各成独立系统，专区（室）专用；一般将低级别的实验动物放在低楼层，高级别的实验动物安排在高楼层；不同等级的设施应严格隔离，避免将不同等级实验动物置于同一楼层；不同品种、品系的实验动物要独立饲养，不可混养。2.选址要求选择自然环境较好，大气含尘及化学污染程度都较低的区域。如不能远离严重空气污染区域时，则应位于其最大频率风向的上风侧，或全年最小频率风向的下风侧建设实验动物设施；设施要远离有噪音干扰的铁路、机场、交通要道；水电供应有保障；交通便利。开放环境（系统）可分为三个区：3、工艺平面布局前区包括办公室、检疫室、一般用品库房；控制区包括清洁走廊、清洁物品储存室、繁育室或动物实验室、育成待发室等。后勤处理区包括亚清洁走廊、洗刷消毒室、污物处理设施等。人员、动物、品种原则上按前区→控制区→后勤处理区方向移动，空气按控制区→后勤处理区移动。清洁区包括清洁走廊、隔离检疫室、观察室、繁育室或动物实验室、育成待发室、清洁物品准备室等；屏障环境（系统）分为两个区：非清洁区包括亚清洁走廊、洗刷消毒室等。人员、物品必须按清洁区→污染区方向移动，空气按压差由清洁走廊→饲育室→亚清洁走廊→室外方向流动。屏障系统平面布置图（二走廊式）4、房屋设施内结构要求地面宜用水磨石表面涂环氧树脂漆或加地板胶，平而不滑，无渗漏。墙壁光滑平整，易于清洁消毒。屏障系统的阴阳墙角呈弧形。天花板应耐水、耐腐蚀，表面平整光滑，高度适宜。门窗有足够的宽度，有利于保持压差，注意气密性。走廊宽不应