实验动物的环境控制.ppt

第四章 实验动物的环境控制,湖北中医药大学中医药实验中心 田代志,环境因素对实验动物的影响,一、实验动物环境控制的重要性 实验动物环境控制是实验动物标准化的主要内容之一。 实验动物性状的表现决定于多种因素，主要是遗传因素和环境因素的综合结果。尽管遗传因素是决定生物性状的物质基础，但在个体发育过程中，基因的表现离不开环境因素的影响。,环境因素对实验动物的影响,二、实验动物环境因素分类 气候因素：温度、湿度、气流、风速等。 理化因素：氧、二氧化碳、粉尘、臭味、噪音、照度、杀虫剂、消毒剂、有害化学物质等。 居住因素：房屋、饲养笼具、垫料、给食器、供水器等。 生物因素：动物饲养密度、微生物、与人和其它动物的关系等。,环境因素对实验动物的影响,三、各种环境因素对实验动物质量和动物实验结果的影响 温度 实验动物基本上都是恒温动物，其极限温度为+40-30之间，动物实验时最适宜的环境温度为2127。 环境温度可影响动物的生殖能力。温度过低时，哺乳动物性周期推迟；而温度超过30 时，雄性动物睾丸萎缩，雌性动物性周期紊乱。,环境因素对实验动物的影响,温度 环境温度可影响动物机体的抵抗力。实验表明，BALA/CA小鼠从22 移至12 或32 ，其B细胞数和T细胞数发生明显变化，免疫功能异常。 环境温度可影响动物的脏器重量。小鼠大低温环境下饲养，其心脏、肝脏和肾脏较大，而在高温环境下则较小。,环境因素对实验动物的影响,温度 环境温度可影响动物的实验反应性。 不适宜的环境温度可使动物处于应激状态，从而出现对化学物质的急性毒性反应改变。例如异丙肾上腺素的LD50在4与在24 相比，雄性小鼠相差1000倍，雌性小鼠相差10000倍；即使在20 与在24 相比，也有10倍之差。,环境因素对实验动物的影响,湿度 湿度是指大气中水份的含量，按g/m3表示的为绝对湿度；空气中实际水份含量占同等温度下饱和含水量的百分比，称为相对湿度。 实验动物的最适相对湿度为4070%。 高湿环境下，病原微生物和寄生虫容易繁殖和传播，垫料、饲料易发生霉变，影响动物健康，影响实验结果。,环境因素对实验动物的影响,湿度 低湿环境下，易使室内灰尘飞扬，引起实验人员和动物易患呼吸道疾病。另外，低湿环境下，大鼠易发生坏尾病，大、小鼠的哺乳母鼠常发生拒哺或吃仔现象。,环境因素对实验动物的影响,光照 可见光是一定波长的电磁波（波长0.350.75m），对动物的多种功能，特别是有节律地调节其生理活动的神经内分泌功能，具有关键作用。可见光的视觉效应，可将80 85%的环境信息，通过动物的视觉感受器，传入其脑内，使之对环境变化做出相应的积极反应。,环境因素对实验动物的影响,光照 日光中波长较短的紫外线（0.35 m），对环境和动物体表有杀菌作用；并能使动物表层组织内蓄积的麦角固醇转化为维生素D2，从而促进钙的代谢和吸收。 实验证明，人工照明能达到与日光照明同样的效果，但可操作性强，便于管理。最适宜的光照度为距地面1m处150300 Lux。,环境因素对实验动物的影响,光照 强光会损害实验动物特别是啮齿类动物的视力，并使其辨色能力下降。 光线波长可影响动物的生殖机能，蓝光比红光更能促进大鼠的性成熟。 持续的黑暗可抑制大鼠的生殖，使卵巢减轻；持续光照可大、小鼠出现永久性阴道角化，多数卵泡达到排卵前期，而不形成黄体。,环境因素对实验动物的影响,噪声 声波是一种机械振动。 人耳能感知的声波频率为20020000Hz。 声波在空气中传播时，使空气的压强发生变化而产生声压，其分级单位为分贝（dB）。 人耳对高频声波敏感，对低频声波不敏感，对声波入射频率高低的计量采用响度分级，单位为方（phon）。,环境因素对实验动物的影响,噪声 当声音的声压、响度和持续时间超过人和动物生理承受能力，以至引起各种病理效应时，即为噪声。 噪声是不可避免的，喂料、清扫、洗涤、搬运器材、谈话、犬吠、通风、空调等都能产生噪声，应在60dB以下为宜。 长期受强噪声的刺激可引起噪声性耳聋，此外还有神经衰弱症状、胃肠功能紊乱、内分泌失调等许多非听觉效应。,环境因素对实验动物的影响,空气洁净状况及流速 动物室内的有害气体主要为NH3、H2S等，其中氨的含量是是衡量空气质量的最主要指标，要求不超过14g/m3（20ppm）。 动物体表皮毛、饲料、垫料等材料的碎屑，可被气流携带而在空气中悬浮飞扬，形成尘埃污染。尘埃往往又成为微生物的载体。因而如屏障系统就要求到达10000级净化（尘埃粒径0.5m，累计数350个/L；5m，累计数2.3个/L）。,环境因素对实验动物的影响,空气洁净状况及流速 对于微生物粒子常以非致病菌为指标，按510m2面积于离地1m处放置1只直径9cm培养皿，30min后经48h的37培养，计数菌落应在30个以下。 利用现代工程技术，可按管理要求全面控制动物房内的空气条件。主要设备是机械通气系统和空气调节系统。气流速度最宜在1825cm/s，换气次数10 15次/h，动物室内处于正压较好。,环境因素对实验动物的影响,动物饲养密度 各种动物所需笼具的面积与体积因饲养目的而异，而饲养密度过大可导致传染病发生的机率。 1只小鼠一般需0.060.006m2活动面积，或0.0072 0.0008m3空间。 1只大鼠一般需0.060.018m2活动面积，或0.012 0.0035m3空间。,实验动物环境指标GB/T 14925-94,实验动物设施,一、概述 实验动物设施是进行实验动物饲养、保种维持、生产、实验研究、试验或制造等设施的总称。 实验动物繁育、生产设施 动物实验设施 实验动物的繁育、生产设施和动物实验中的饲育场所的要求基本是一致的，这样才能使动物不受影响，保证实验结果的准确。,实验动物设施,二、实验动物环境设施条件的分类及技术要求 分类根据对饲养动物的微生物控制程度和空气净化程度分为三类： 隔离环境 屏障环境 普通环境,实验动物设施,隔离环境 是以隔离器为主及其它附属装置所组成的饲养系统。 利用隔离器饲养动物必须有空调控制系统，以保证隔离器内的温度。 隔离器内为完全无菌环境，饲养人员与实验人员都不得与动物直接接触，工作人员只能通过附着于隔离器上的橡胶手套进行操作。,实验动物设施,隔离环境 进入隔离器内的空气必须经过高效过滤，隔离器的正压要求达到98.0147.1Pa。进入的物品必须包装消毒后经灭菌渡仓或传递舱移入。 该环境适用于饲养无菌动物、悉生动物及SPF动物。,实验动物设施,屏障环境 是标准动物饲养室或实验室用得最多的系统，境适用于饲养SPF、清洁级动物和做SPF级、清洁级动物实验的主要设施。 一切进入屏障的人、动物、饲料、水、空气、铺垫物及各种用品均须经过严格的微生物控制。 屏障内设有供清洁物品和废弃物品流通的清洁走廊和污物走廊。,实验动物设施,屏障环境 空气经低效、中效、高效过滤器进入动物饲养室或实验室，利用空调送风系统形成清洁走廊 动物房 污物走廊 室外的静压差梯度，一般不低于49Pa。出风口处需用滤材或经U形液体控制阀，避免室外风压大时空气倒流，出口风速不低于4m/s，防止空气逆流形成污染。 空气、人、物料、动物均为单向流通路线。,实验动物设施,屏障环境 工作人员需在淋浴后换上灭菌服、戴上由过滤材料制作的口罩方可进入，工作时戴灭菌手套，尽量减少与动物的直接接触。 有急性皮肤炎症，尤其有化脓灶者，不能进入该环境。 有急性上呼吸道感染者也不能进入屏障环境。,实验动物设施,普通环境 普通环境是饲养普通级动物的设施。 有适合实验动物居住的基本要求，并不严格环境控制和积极的微生物控制。 适用于饲育教学用途的普通级实验动物。,实验动物设施,三、实验动物的饲养条件 笼具 舒适卫生：金属网或多孔金属板笼具通风好，笼内温、湿度和氨浓度与外部一致，很适于饲养动物；塑料笼具较差。 坚固耐用 操作使用方便 笼架须牢固稳定、不宜过大,实验动物设施,饮水设备及饮用水 饮水设备常用饮水瓶、饮水盒、自动饮水装置。 普通动物按照生活饮用水卫生标准的要求，屏障环境和隔离环境内饲养的动物需饮用高压灭菌水。,实验动物设施,排泄物及垫料 动物排泄物易造成饲养环境恶化，须及时处理。 垫料需达到几个要求：对动物无刺激，无毒，无异味，无脂，吸水性好，尘埃少，能吸附臭味，作用方便，容易获得，价格低廉。 常用垫料有木屑、木刨花、打碎的玉米杆、吸水级、棉花等。,特殊动物实验设施,一、感染性动物实验设施 指使用病原体对动物进行实验感染的设施。具备通常动物设施要求外，要有防止动物之间交叉感染及动物与工作人员相互传染。 一次隔离：用隔离器把动物和人隔开 二次隔离：感染实验区与外界隔离 封闭方式的严密程度根据病原体的级别而定，病原体级别又依据其对人和动物的危险程度决定。,特殊动物实验设施,一、感染性动物实验设施 目前生物安全实验室分级(NIH,P1P4) P1：普通微生物的动物实验室，不会经常引发疾病 P2：人类或动物病原菌，因皮肤伤口、吸入、粘膜暴露而发生危险。实验室限制进入，1级或2级生物安全柜操作。 P3：能导致严重后果或发生生命危险的病原菌操作，可通过气溶胶传播。P2加进入和排出空气过滤、废物消毒等。,特殊动物实验设施,一、感染性动物实验设施 P4：对生命有高度危险的病原体操作实验室。P3加单独建筑或隔离区域，供气、排气、真空、消毒等系统，进入前换衣服，出实验室前淋浴，3级生物安全柜操作。,特殊动物实验设施,二、放射性核素动物实验设施 要防止放射性核素对人的影响，防止射线对一般动物和环境的放射性污染及同位素的泄漏。 放射性物质工作屏障室通风柜,特殊动物实验设施,三、特殊化学物质动物实验设施 使用对实验室者及相关人员的健康有一定影响的化学物质（如致癌性物质），须防止其对人的危害和对实验场所和周围环境的污染。 动物饲养室为负压，前后缓冲间为中压。 加强实验室工作人员的保护措施。,屏障环境设施的运行及管理,一、人员配备 负责人 饲养繁殖生产人员 饲养观察人员 实验室和手术室管理人员 动物质量监测人员 机械设备管理和维修人员 后勤保障人员 清洁人员,屏障环境设施的运行及管理,二、饲料管理 按计划定期购入，不宜存放时间太长，防霉变，需到有正规厂家购买，注意消毒及消毒时间。 购回的饲料应放置在阴凉、干燥、通风的成品饲料库内，并有防野鼠设备。,屏障环境设施的运行及管理,三、垫料管理 现多用小刨花、锯末，不宜过粗（吸水性不好），也不宜过细（易扬尘）。 雪松类木料的刨花不能用，散发芳香烃类有肝细胞毒性，增加癌症发生率。 都应经高压灭菌处理,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理进入屏障系统 人员：进入一更衣室，锁外门，脱全部衣服，将衣服放于传递窗，关传递窗门，进入淋浴间，关门淋浴5-10min，结束后将用过的毛巾、拖鞋放在淋浴间，进入二更衣室站在预先放好的灭菌毛巾上并随手关闭淋浴间内门，穿/戴上已灭菌好的衣服、帽（头发不能外露）、手套。在离开更衣室之前打开淋浴间内门把用过的毛巾和包布放在淋浴间，进入风淋室，通过清洁走道去清洁间取灭菌衣物放入二更衣室，便于下次使用。其后可进入工作间。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理进入屏障系统 动物：动物必须通过传递舱进入，由两人共同完成，一在清洁间，一在洗刷间，在洗刷间的人确认传递舱门关闭时，打开进口，将运输盒放入传递舱，后用喷雾器喷过氧乙酸，关闭进口，15 min后由在清洁间的人打开内口，在传递舱内开启运输盒把动物移到预先准备好的灭菌饲育盒内，运输盒留在舱内，取出饲育盒，关闭舱内口，此时可把动物直接送入饲育室。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理进入屏障系统 物品和用具 耐热类：全部鼠盒、水瓶、水、饲料、垫料、衣服等须经高压灭菌后方可进入，灭菌柜需按操作规程使用。每次灭菌都必须进行安全测试，开启灭菌柜内口时必须在灭菌柜外口关闭时进行，反之亦然。操作人员须在放入或取出柜内物品后随手关严柜门。须保持柜内外清洁，擦洗柜内时须在外口进行。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理进入屏障系统 物品和用具 不耐热类：须经传递舱或渡槽进入清洁区。传递舱的使用同动物传递，物品摆放时要有表面空间，存放时间在30min以上。耐酸、耐水的物品可经渡槽进入清洁区。渡槽内存放的消毒液不能低于隔离板，传渡物品在槽内时间不少于30min。消毒液每3-4月换1次（先将清洁区封严，打开排液阀，排尽废消毒液，加满新配消毒液，打开清洁区盖子）。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理离开屏障系统 人员：清洁区工作人员工作完毕后把废弃物、用过的用具和笼具整理装入运输车推出房间，进入污染走廊并随手锁门，工作人员把运输车推入缓冲间而出清洁动物房。 动物：根据用户要求，工作人员把动物装在运输盒内（带过滤膜），用胶带封好后经污染走廊放于缓冲间，负责发放动物的人从缓冲间取走。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理操作要求 工作人员进入洁净区之前须把物品消毒好，以便进去后使用。 在洁净区工作时，途经的门都须随开随关。 工作人员按规定进入清洁准备区，把当天使用的东西装入运输车一次推入饲育间。 在饲育间的一切工作均应轻柔。 换垫料：把事先灭菌好的鼠盒和要换的鼠盒依次放在操作车上，可直接把鼠放入新盒内，用原来的网罩盖上，换下的脏盒放在运输车上运出饲育室。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理操作要求 加水和饲料：一律加灭菌的水和饲料，水中应补充Vit，掉在地上的饲料都得丢弃。 分窝：一般在换垫料的同时分窝。 记录：每次进入饲育室都要进行工作记录和卡片记录。此外，也要对饲育间设施作记录，特别是对异常情况及处理认真记录。 逃离动物：一律淘汰，不得再放回笼内。,屏障环境设施的运行及管理,四、屏障系统管理启用前净化 顺序：开机清扫清洁区净水洗刷洗涤剂洗刷净水洗刷关机封闭通道口喷雾消毒启封各通道换气24h 消毒剂擦拭封闭通道薰蒸消毒启封各通道换气3天检测落下菌结果（合格启用；不合格重复净