实验动物学：实验动物的环境与设施

1、 实验动物的环境与设施实验动物的环境与设施 主要内容主要内容一一. 实验动物环境实验动物环境二二. 实验动物设施及其运行管理实验动物设施及其运行管理一一. 实验动物环境实验动物环境 1 1 实验动物环境的概念实验动物环境的概念 实验动物环境实验动物环境：人工控制的，供实验动物繁：人工控制的，供实验动物繁殖、生长的特定场所及相关条件，即围绕实验殖、生长的特定场所及相关条件，即围绕实验动物的所有事物的总和。动物的所有事物的总和。实验动物生产设施实验动物生产设施 指用于实验动物生产的建筑物、设备的总和。指用于实验动物生产的建筑物、设备的总和。实验动物实验设施实验动物实验设施 指以研究、试验、教学、生

2、物制品、药品生产等指以研究、试验、教学、生物制品、药品生产等为目的进行实验动物饲育、试验的建筑物、设备的为目的进行实验动物饲育、试验的建筑物、设备的总和。总和。实验动物特殊实验设施实验动物特殊实验设施 包括感染动物实验设施包括感染动物实验设施(动物生物安全实验室动物生物安全实验室)和和应用放射性物质或有害化学物质等进行动物实验的应用放射性物质或有害化学物质等进行动物实验的设施。设施。2010年新国标的设施定义简化、准确，增加了实验动物特殊实验设施一一. 实验动物环境实验动物环境实验动物环境实验动物环境外环境外环境内环境内环境 大环境大环境小环境小环境一一. 实验动物环境实验动物环境2 2 实验

3、动物环境监控的意义：实验动物环境监控的意义： （1 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 2）为实验动物工作者提供适宜的条件，）为实验动物工作者提供适宜的条件，并保障人们的身体健康，不受危害因素并保障人们的身体健康，不受危害因素的伤害。的伤害。 （3 3）保障实验研究获得正确的结果。）保障实验研究获得正确的结果。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发育环境：生物体的基因组成胚胎发育过程中发育环境：生物体的基因组成胚胎发育过程中环境因素影响，如母体生殖期健康状况等环境因素影响，如母体生殖期健康状况等周围环境：气候因素，理化因素，

4、营养因子，周围环境：气候因素，理化因素，营养因子，居住因素，生物因素等居住因素，生物因素等3 3 实验动物环境控制与动物实验结果实验动物环境控制与动物实验结果的关系的关系 R=(A+B+C)DE R 实验动物的总反应实验动物的总反应 A 实验动物种的共同反应实验动物种的共同反应 B 动物品种及品系特有反应动物品种及品系特有反应 C 动物个体反应（个体差异）动物个体反应（个体差异） D 环境的影响环境的影响 E 实验误差实验误差4 4 环境因素的分类环境因素的分类 1. 气候因素气候因素 温度、湿度、风速等温度、湿度、风速等 2. 理化因素理化因素 光照、噪声、粉尘、有害气体等光照、噪声、粉尘、

5、有害气体等 3. 生物因素生物因素 空气中的微生物、社会因素和饲养密度等空气中的微生物、社会因素和饲养密度等 4. 居住因素居住因素 笼具、垫料、给食器、饮水器等笼具、垫料、给食器、饮水器等 5 5 环境因素对实验动物的影响环境因素对实验动物的影响 （1）温度）温度 20 -26 影响生长发育和繁殖影响生长发育和繁殖 在低温环境下性周期出现较迟，产仔数减在低温环境下性周期出现较迟，产仔数减少，死胎率增加，泌乳量及离乳率均减少，小少，死胎率增加，泌乳量及离乳率均减少，小鼠尾长缩短；高温下雄性小鼠出现睾丸和附睾鼠尾长缩短；高温下雄性小鼠出现睾丸和附睾萎缩，精子形成能力下降，怀孕大鼠死亡率增萎缩，精

6、子形成能力下降，怀孕大鼠死亡率增加加对小鼠（对小鼠（ICR，裸鼠）和大鼠（，裸鼠）和大鼠（Wistar）的体重、摄食量及摄水量无明显影响的环境温度范围）的体重、摄食量及摄水量无明显影响的环境温度范围 性环境温度动物数周期456789122018.31.9*29.51.633.20.936.20.837.41.138.41.5142022.51.827.52.5*31.21.934.62.036.02.238.72.0162022.71.827.72.4*30.82.0*33.61.4*36.21.837.72.2182022.62.127.11.9*32.52.234.62.736.42.43

7、9.13.3202023.60.730.11.333.11.435.41.737.72.038.11.8222023.30.730.61.033.31.134.81.336.91.439.41.8242022.71.229.61.133.01.436.91.638.01.639.41.8262022.21.128.91.032.72.034.02.136.42.037.32.5282019.71.4*25.81.4*29.71.9*30.63.8*32.31.8*33.62.8*302014.50.8*20.81.6*26.81.8*27.84.1*30.31.9*31.41.1*32610.

8、21.4*16.41.5*22.92.3*24.41.6*25.22.2*27.52.1*122017.71.0*25.21.326.71.228.41.428.81.929.31.7142020.11323.32.425.61.327.71.625.61.530.91.8162019.61.523.01.925.41.227.11.428.71.630.11.4182020.01.323.71.625.81.427.71.728.41.929.41.9202020.51.225.71.026.91.228.41.629.91.830.91.7222020.81.326.01.527.41.6

9、28.41.429.51.729.32.1242020.01.224.81.026.91.328.51.729.82.331.02.1262019.61.124.31.226.42.427.02.328.62.029.82.3282017.61.2*22.61.2*23.92.0*24.41.8*25.81.1*26.71.9*302013.90.6*19.11.0*24.21.2*22.91.6*23.51.7*24.61.5*321410.61.4*15.51.5*21.11.5*20.21.5*21.60.7*23.91.6*各种环境温度对小鼠发育的影响各种环境温度对小鼠发育的影响 处理

10、日数环境温度23环境温度33非妊娠（例数 6）妊娠（例数 6）非妊娠（例数 14）妊娠死亡（例数 7）妊娠生产（例数 6）0134.87.9142.25.0140.67.2143.45.7142.27.24134.53.7144.86.1140.610.9142.310.5138.09.18132.85.9145.84.6139.48.8143.19.0140.07.912133.25.7159.36.3153.910.4152.06.3170.32.414133.74.5167.56.6159.47.6158.34.8172.32.116134.02.8165.75.2158.65.9159

11、.04.0169.35.118130.83.0140.34.6156.96.5161.65.7152.08.119130.81.7142.25.4157.35.2160.35.5144.57.820131.23.9142.86.1157.64.7158.24.1140.87.921131.00.9145.07.6156.85.2160.53.7143.36.8环境温度（环境温度（23，33）对妊娠与非妊娠大鼠血压）对妊娠与非妊娠大鼠血压 （1）温度 影响代谢影响代谢 温度影响代谢水平，摄食量与温度影响代谢水平，摄食量与温度呈负相关；影响呼吸和心跳温度呈负相关；影响呼吸和心跳环境温度的变化伴随小

12、鼠（环境温度的变化伴随小鼠（Jc1：ICR，雄，雄，8周龄）心搏数与呼吸数的变化周龄）心搏数与呼吸数的变化 暴露时间（分） （1）温度 影响健康和抗感染的能力影响健康和抗感染的能力 激发应激反应激发应激反应 影响试验结果影响试验结果温度与毒性的关系温度与毒性的关系 温度对温度对3种药物种药物LD50的影响的影响药物药物LD50（mg/kg）15.526.7苯异丙胺苯异丙胺盐酸脱氧麻黄碱盐酸脱氧麻黄碱麻黄碱麻黄碱197.0111.0477.190.033.2565.0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

13、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 20 10012 20 20 100 14 20 20 100 14 20 20 100 16 20 20 100 16 20 20 100 18 20 10 50 18 20 10 50 20 20 10 5020 20 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 28 2020 6 6 3030 30 20 11

14、 55 30 20 11 55 32 20 16 80 32 20 16 80（2 2） 湿湿 度度 40%-70%40%-70%绝对湿度：每立方米空气中的实际含绝对湿度：每立方米空气中的实际含 水量（水量（g）。）。相对湿度：在特定温度下，空气中的相对湿度：在特定温度下，空气中的 实际含水量与该温度的饱实际含水量与该温度的饱 和含水量的百分比。和含水量的百分比。湿度变化对实验动物的影响 高温、高湿时，动物体的蒸发受到抑制，高温、高湿时，动物体的蒸发受到抑制，容易引起代谢紊乱，动物机体抵抗力下容易引起代谢紊乱，动物机体抵抗力下降，发病率增加。降，发病率增加。 高湿的情况下有利于病原微生物和寄生

15、高湿的情况下有利于病原微生物和寄生虫的生长繁殖。虫的生长繁殖。湿度突然降低（3）气流和风速 0.2m/s0.2m/s 对体热散发的影响对体热散发的影响 对屏障设施的影响对屏障设施的影响（4）光照）光照 200/lx200/lx 影响生理及生殖机能影响生理及生殖机能 影响视力影响视力（5 5）噪声）噪声 60db60db 对生殖生理的影响对生殖生理的影响 可造成听源性痉挛可造成听源性痉挛(6(6）空气洁净状况）空气洁净状况气体污染气体污染， 氨氨 14mg/m3 有害气体，氨、甲基硫醇、硫化氢等有害气体，氨、甲基硫醇、硫化氢等氨气浓度高原因氨气浓度高原因：室内温度上升，动物密度大，通风不良，排泄

16、：室内温度上升，动物密度大，通风不良，排泄物和垫料未及时清除。物和垫料未及时清除。 氨等有害气体的浓度过高，可直接刺激实验动物和人的眼结氨等有害气体的浓度过高，可直接刺激实验动物和人的眼结膜、鼻腔及呼吸道的粘膜，导致流泪、咳嗽，并危害动物与人的膜、鼻腔及呼吸道的粘膜，导致流泪、咳嗽，并危害动物与人的健康。健康。颗粒污染颗粒污染，5级，级，7级级，8级（原级（原100级，级，10000级，级，100000级）级） 主要是动物皮毛、皮屑、饲料和垫料中的碎屑随气流和动物主要是动物皮毛、皮屑、饲料和垫料中的碎屑随气流和动物的活动扬起形成尘埃。尘埃除刺激机体产生不良反应外，还是病的活动扬起形成尘埃。尘埃

17、除刺激机体产生不良反应外，还是病原微生物的载体，这些微生物附着在原微生物的载体，这些微生物附着在520m的微粒上漂浮在空的微粒上漂浮在空中，可造成动物的变态反应。中，可造成动物的变态反应。（7）空气中的微生物）空气中的微生物 空气中的微生物洁净度是实验动空气中的微生物洁净度是实验动物环境最为重要的监测指标之一。常物环境最为重要的监测指标之一。常常以常以空气落下菌数空气落下菌数表示，表示，普通环境小普通环境小于或等于于或等于30个个/皿，屏障环境小于或皿，屏障环境小于或等于等于3个个/皿，隔离环境无检出皿，隔离环境无检出 。 实验动物繁育、生产设施环境指标（静态）实验动物繁育、生产设施环境指标（

18、静态） 项 目指 标小鼠、大鼠豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境屏障环境温度，20-2618-2920-2616-2820-2616-28日温差，4相对湿度，40-70换气次数，次/h，1520815208#1520动物笼具处气流速度，m/s，0.20 相通区域的静压差，Pa，1050*1050*1050*10空气洁净度，级75或775或775或75或7沉降菌最大平均浓度，cfu/0.5h.90mm平皿，3030303氨浓度，mg/m3，14噪声，dB(A) ，60照度，lx工作照度，200动物照度15-20100-2005-10

19、昼夜明暗交替时间，h12/12或10/14 动物实验设施（设备动物实验设施（设备3 3）环境指标（静态）环境指标（静态） 项 目指 标小鼠、大鼠豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境隔离环境温度，20-2618-2920-2616-2620-2616-26日温差，4相对湿度，40-70换气次数，次/h15208152081520动物笼具处气流速度，m/s，0.2相通区域的静压差，Pa，1050*1050*1050*50*空气洁净度，级75或775或775或75沉降菌最大平均浓度，cfu/0.5h.90mm平皿，3030300氨浓度，m

20、g/m3，14噪声，dB(A) 60照度，lx工作照度，200动物照度15-20100-2005-10昼夜明暗交替时间，h12/12或10/14（8）饲养密度和社会因素项目项目小鼠小鼠大鼠大鼠豚鼠豚鼠20g单养时单养时20g单养时单养时群养群养（窝）（窝）时时150g单养时单养时150g单养时单养时群养群养（窝）（窝）时时350g单养时单养时350g单养时单养时群养群养（窝）（窝）时时底板面积（底板面积（m2）0.00670.00920.0420.040.060.090.030.0650.76笼内高度（笼内高度（m）0.130.130.130.180.180.180.180.210.21项目项

21、目地鼠地鼠猫猫猪猪鸡鸡100g单养时单养时100g单养时单养时群养群养（窝）（窝）时时2.5kg单养时单养时2.5kg单养时单养时20kg单养时单养时20kg单养时单养时2kg单单养时养时2kg单养时单养时底板面积（底板面积（m2）0.010.0120.080.280.370.961.20.120.15笼内高度（笼内高度（m）0.180.76(栖木栖木)0.60.80.40.6项目项目兔兔犬犬猴猴2.5kg单养时单养时2.5kg单养时单养时群养群养（窝）（窝）时时10kg单养时单养时1020kg单单养时养时20kg单养时单养时4kg单养时单养时48kg单养时单养时8kg单养时单养时底板面积（底

22、板面积（m2）0.180.20.420.611.50.50.60.9笼内高度（笼内高度（m）0.350.40.40.80.91.10.80.851.1饲养密度饲养密度 饲养室每平方米面积收容饲养室每平方米面积收容的成年实验动物最大密度，大的成年实验动物最大密度，大约是小鼠约是小鼠100100只、大鼠只、大鼠5050只、豚只、豚鼠鼠2020只、兔只、兔4 4只、狗只、狗1 1只、猴只、猴1 1只只。 饲养空间狭小二二 实验动物设施实验动物设施实验动物设施的一般组成：实验动物设施的一般组成： 饲育室、实验室、检疫室、饲育室、实验室、检疫室、洗刷消毒间、废物处理设施、洗刷消毒间、废物处理设施、办公室

23、、机房、库房等办公室、机房、库房等实验动物设施的分类：实验动物设施的分类： （一）（一）普通环境普通环境 （二）（二）屏障环境屏障环境 （三）（三）隔离环境隔离环境实验动物分类实验动物分类普通动物普通动物一级动物一级动物 不携带人畜共不携带人畜共患病和动物烈性传染病的病原患病和动物烈性传染病的病原清洁动物清洁动物二级动物二级动物 不携带对动物不携带对动物威胁大和对科学研究干扰大的病原威胁大和对科学研究干扰大的病原无特殊病原体动物无特殊病原体动物三级动物三级动物 无特无特定的病原微生物和寄生虫存在定的病原微生物和寄生虫存在无菌动物无菌动物四级动物四级动物 无可检出一切无可检出一切生命体的动物生命

24、体的动物 普通环境普通环境符合实验动物居住的基符合实验动物居住的基本要求，控制人员和物品、动物出入，不本要求，控制人员和物品、动物出入，不能完全控制传染因子，适用于饲育普通级能完全控制传染因子，适用于饲育普通级实验动物。实验动物。 通常为单走廊或双走廊专用房舍，装设有通常为单走廊或双走廊专用房舍，装设有空调机。室内温度、湿度受一定程度的控制。空调机。室内温度、湿度受一定程度的控制。应有防野鼠、防昆虫设施，笼具和垫料要消毒，应有防野鼠、防昆虫设施，笼具和垫料要消毒，饲料应确保未经污染。工作人员进入时应采取饲料应确保未经污染。工作人员进入时应采取一定的防疫措施。一定的防疫措施。2. 2. 屏障环境

25、屏障环境符合动物居住的要求，符合动物居住的要求，严格控制人员、物品和空气的进出，适严格控制人员、物品和空气的进出，适用于饲育清洁级和用于饲育清洁级和/ /或无特定病原体或无特定病原体（specific pathogen freespecific pathogen free，SPFSPF实验动实验动物。物。 SPFSPF级屏障环境可为正压屏障构造、级屏障环境可为正压屏障构造、负压屏障构造负压屏障构造( (生物安全屏障系统生物安全屏障系统) )。亦。亦常将隔离器用作常将隔离器用作SPFSPF级屏障环境。级屏障环境。 屏障环境设计上要求基本与外界隔屏障环境设计上要求基本与外界隔离，设清洁和污物走廊。

26、空气要经过初离，设清洁和污物走廊。空气要经过初、中、高效三级过滤器净化后才能进入、中、高效三级过滤器净化后才能进入室内。除特殊用途的生物安全屏障环境室内。除特殊用途的生物安全屏障环境为负压外为负压外,屏障环境内通常应保持正压屏障环境内通常应保持正压，不低于，不低于10Pa； 其空气洁净度要达到其空气洁净度要达到7级。级。屏障系统人、物、动物的流动方向屏障系统人、物、动物的流动方向人人 一更一更 淋浴淋浴 二更二更 风淋风淋 笼具、垫料、饲料笼具、垫料、饲料消毒灭菌消毒灭菌洁净储物洁净储物动物动物 接收接收 消毒传递消毒传递 检疫间检疫间功能区域功能区域洁净走廊洁净走廊次洁净走廊次洁净走廊洗刷消毒间洗刷消毒间污染走廊污染走廊实验室实验室消毒后室消毒后室储物间储物间实验室实验室实验室实验室清洁走廊清洁走廊管管理理区