实验动物学——环境控制.ppt

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1、实验动物的环境及营养控制,2,实验动物与环境,一、实验动物的环境 实验动物的环境控制是实验动物标准化的主要内容之一。 实验动物一般都较长时间甚至终身被限制在一个极其有限的环境范围内生活，这种环境就成了实验动物赖以生存的条件。,3,为了使实验动物能够正常生长、发育、繁殖和进行良好的实验处理，正确认识环境因素对实验动物的影响就显得十分重要。,4,主要内容,1、环境控制的重要性 2、环境影响因素的分类 3、实验动物设施的分类 4、实验动物的饲养条件 5、实验动物的营养控制,5,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。 遗传基因是决定生物性状的物质基础，但在个体发育中，基因作

2、用的表现离不开环境的影响。 一个性状的正常表现不仅需要完善的一组基因，而且需要正常的环境。,6,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。 基因型 发育环境 表现型 周围环境 演出型,7,动物实验是对演出型的一种影响处置。为了求得动物对处理结果的可信性和可重复性，就要求演出型的稳定，积极控制影响动物机体的遗传基因和环境条件。,8,环境因素的重要性,实验动物的环境因素比较复杂，包括两个方面，即自然因素（包括物理、化学、生物学因素）和人为因素。,9,环境因素的重要性,不论是自然因素，还是人为因素都不是孤立的，而是互相联系而产生影响的。环境因素有“有利”和“有害”作用两个方面

3、。因此实验动物环境因素控制的原则是，充分利用和创造那些有利的因素，消除和防止那些有害因素得以保证实验动物的健康和达到实验利用的目的。,10,没有环境控制就没有实验动物 ！ 返回,11,二、环境因素的分类,实验动物的环境是指围绕实验动物客观事物的总和，主要包括外环境和内环境两大部分。 外环境主要是实验动物饲育和实验场所外的周围环境 。 内环境主要是指实验动物饲育和实验场所内的环境。,12,实验动物,气候因素 温度 湿度 气流 风速 换气次数 压强梯度,人为因素 设 设 程 制 实验 施 备 序 度 方法,理化因素 氧气 二氧化碳 粉尘 光照 噪音 臭气 消毒剂,生物因素 同种生物 异种生物,实验

4、动物环境因素与指标控制,营养因素 饲 饮 料 水,居住因素 笼具 给食器 垫料 供水器,13,环境对动物的影响并非仅受上述诸因素中各个单一因素的作用，而是受到多种因素的复合作用。 在论述实验动物的环境时，有必要经常按复合环境(environmental complex)状态加以考虑。 返回,14,第二节 气候因素,一、温、湿度： 动物实验时最适宜的环境温度为：21-25，GB目前18-29 。,15,温度对实验动物的影响,环境温度可影响动物的生殖机能。 环境温度可影响动物机体的抵抗力。 环境温度可影响动物的脏器重量。 环境温度可影响动物的新陈代谢。 环境温度可影响动物的实验反应性。,16,暴露

5、在高温或低温环境下的动物，对其神经系统、内分泌系统以及各种酶活性的亢进或抑制等均有影响。,17,二、湿度： 动物试验中适宜的相对湿度范围是40%-70%。空气的相对湿度对动物的体温调节有密切关系，在高温情况下，影响尤其明显。高温高湿导致机体蒸发散热受阻，引起动物代谢紊乱和抵抗力下降，动物的发病率和死亡率也明显增加。温度过高，微生物易于繁殖和传播，垫料、饲料也容易发生霉变。,18,相对湿度过低可导致粉尘飞扬，引起动物和人的呼吸道疾病。相对湿度在40%以下实验大鼠可发生环尾病（ringtai)。动物室内变态反应原的含量随湿度的下降而上升。,19,三、气流与风速,动物试验室内风速一般控制在0.10.

6、2m/s,换气次数在1020次/h。 合理组织气流和风速可调节室内温度和湿度，又可降低室内粉尘和有害气体污染，甚至可以控制传染病的流行。,20,动物室内气流速度过小,空气流通不良,动物缺氧,室内有害气体浓度升高,散热困难,易造成呼吸道传染病的传播,甚至死亡。 动物室内气流速度过大，使动物体表散热量增加危及动物健康，影响动物实验结果。,21,动物设施内各区域的静压状况（正压、负压）决定了动物室内空气流动的方向。 一般动物室内要求保证正压状态，确保病原微生物不至侵入动物室内。在感染或放射性动物实验室，室内必须处于负压状态。 GB规定实验动物设施内压力梯度为2050Pa。,22,气流方向,动物饲养室

7、,清洁走道,次清洁走道,清洗消毒准备间,23,第三节 物理化学因素,24,一、光照 作为实验动物环境的光照有三个次级因素对实验动物有影响： 1、照度 2、光线波长 3、明暗交替时间,25,目前GB动物实验设施环境指标规定动物试验室工作照度为150300lx；小动物照度为1520lx；大动物照度为100200lx；昼夜明暗交替时间（h)为12/12或10/14。,26,噪声 噪声是影响实验动物健康的重要环境因素。噪声可引起实验动物烦躁不安、紧张、呼吸和心跳加快、血压升高、肾上腺皮质激素增高等一系列的生理变化。 GB规定实验动物饲养观察室的音响应在60dB以下。,27,空气洁净状况 1粉尘 空气中

8、浮游的微粒总称空气溶胶(aeroso1)，分别按其状态，物理化学生成过程以及大小而分为粉尘(dust)、烟尘(fume)、薄雾(mist)、浓雾(fog)、烟(smoke)。,28,实验动物饲养室空气中颗粒物的来源主要有两个途径： 1、室外空气未经过滤处理直接带入： 2、动物体表被毛、皮屑、饲料和垫料等材料的碎屑被气流携带或动物活动扬起在空气中悬浮，形成颗粒物污染。,29,颗粒物对实验动物和工作人员的健康有很大影响，颗粒物作为过敏原可引起实验动物和人的呼吸系统疾病和过敏性皮炎等；还可成为微生物的载体，把各种微生物粒子包括饲料、垫料中带入的粉螨、霉菌孢子、各种细菌及其芽孢和病毒带入饲养室，而引起

9、多种传染病。,30,2臭气 所谓恶臭物质(malodor，cacosmia，stink material)是指对人产生不快的气味或可能破坏生活环境的可怕物质。动物室内的主要有害气体有氨气、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲胺、本乙烯、乙醛和二硫化甲基等八种。,31,空气中氨的含量是衡量空气质量的指标，在动物实验室要求不超过14mg/m3(相当于20ppm)。空气中氨含量增多刺激动物粘膜引起动物流泪、咳嗽等，严重者可引起粘膜发炎、肺水肿和肺炎，甚至死亡。 长期处于高浓度氨的环境中，实验动物上呼吸道可出现慢性炎症，使其失去使用价值。,32,生物因素 1、动物社会因素和动物饲养密度 2、微生物 3、其

10、它动物 4、实验人员,33,动物笼内饲养动物密度的不同会引起动物反应的不同。因实验目的不同会有差异。所以在饲养过程中要注意防止动物间的激烈争斗和咬伤。 返回,34,实验动物环境设施条件的分类,实验动物设施根据对饲养动物的微生物控制程度和空气净化程度分为隔离环境、屏障环境和开放环境三类。,35,第五节 实验动物设施 （laboratory animal facility ,LAF),是进行实验动物饲养、保种维持、生产、实验研究、试验等设施的总称。 包括实验动物繁育、生产设施和动物实验设施。,36,实验动物设施是实验动物工作的基本条件。没有良好的实验动物设施，就不可能保证实验动物的质量和动物实验结

11、果的准确和可靠。,37,38,无菌动物及悉生动物？,清洁级、SPF动物？,普通动物？,39,一、隔离环境（隔离系统） 隔离环境(islation system)是以隔离器及其他附属装置所组成的饲养系统。该设施采用无菌隔离装置以保存无菌或外来无污染动物。,40,隔离器内应为完全无菌（饲养无菌动物时）和已知菌（饲养悉生动物时）的环境，人与动物不能直接接触，工作人员通过隔离器上的橡胶手套进行操作，进入隔离器的空气必须经过高效过滤，正压要求达到98147Pa(11.5H2O)。进入的物品必须经消毒后经灭菌渡舱或传递舱移入。,41,二、屏障环境（屏障系统） 屏障环境(barrier system)是标准

12、动物饲养室和动物试验室用的最多的一种环境设施系统。是用来饲养清洁级、SPF级动物和做清洁级和SPF级动物各种试验的主要设施。,42,屏障系统,43,一切进入屏障的人和物品均需经过严格的微生物控制。空气经初、中、高效过滤器进入室内，利用空调送风系统形成清洁走廊、动物饲养间，非清洁走廊、室外的静压差梯度，各梯度差范围在2050Pa(0.5cmH2O).,44,实验用品和器具进出SPF动物房线路图,45,屏障系统,46,47,48,49,登记！,50,拖鞋专用！ 随手关门！,51,无菌操作！,52,杜绝噪音！,爱护公物！,53,复旦大学发育生物学研究所动物室,走廊一般宽2米左右，接合处应为弧形；最好

13、加护栏或缓冲装置，防损坏墙体；各种水、电、管、线尽量安排在夹层中，不暴露在明处。,54,人员和动物净化的特殊性和重要性,与其它物品相比，人员和动物的净化既具有特殊性，更具有重要性。其特殊性在于，人员和动物都是生命体，不能接受其它物品的消毒方式，只能进行“外包装”的净化，即人员只能经更衣、淋浴、手消毒而净化，动物只能经洁净运输和外包装消毒而净化。而其重要性在于，人和动物携带微生物的机会比其它物品更多、更难以清除，且对内环境和动物的危害更具有直接性。因此，对人员和动物进出时的净化把关是屏障设施运行管理中的重点和难点问题。,55,人员进出时的净化管理要点(1),与传递窗类似，人员净化通道的消毒效果也

14、不易确实。因此，无关人员和患有皮炎、感冒、肠炎等传染性疾病和过敏者，不得进入设施内环境。进入者应养成良好的无菌卫生观念，经常洗澡、修剪指甲，勤洗换衣服，不抓耳挠腮；男士不蓄留长发和胡须，女士不化装。进入时，不随身携带钥匙、手表、手机、饰物等与作业无关的物品；进入后，要随手关好每一道房门，不得解脱工作服，更不得吸烟、饮食和嬉戏打闹。人员进出设施的程序是：进入屏障设施的办公休息、洗刷消毒等外环境时，就应换着已消毒的外区拖鞋；进入一更衣间后，将随身携带的所有物品放入储柜内（需传入屏障内的物品应经传递窗传递），并脱去全部衣物（无淋浴装置者，只脱去外衣），然后进入淋浴间进行淋浴（无淋浴装置者，应进行手消

15、毒并脱去外区拖鞋）。赤脚进入二更衣间后，按照“穿上衣戴口罩穿裤子（上衣下摆要掖于裤子之内）穿拖鞋戴手套”的顺序，穿着已消毒的工作服装。经过风淋或缓冲后，进入屏障设施内开展相关工作。,56,人员进出时的净化管理要点(2),进入屏障设施之后的流动路线：对于双走廊设施，应按照最洁净区（清洁走廊、洁净库房等）洁净区（饲养间或实验间）次洁净区（污物走廊、出口缓冲间）非洁净区（外环境）的顺序进行流动；对于单走廊设施，应按照洁净区（清洁走廊）最洁净区（洁净库房、饲养间或实验间）洁净区（清洁走廊）次洁净区（出口缓冲间）非洁净区（外环境）的顺序进行流动。回到一更衣间后，将工作服脱下并换着便衣。最后，于屏障设施出

16、入口换着便鞋，离开屏障设施。,57,动物进出时的净化管理要点,进入屏障设施的动物必须是清洁级以上等级的动物，其来源必须是具有生产许可证的正规实验动物生产单位。每批动物必须附有相应的动物质量合格证，运输和包装必须符合有关国标的规定。 采购来的动物应经过传递窗传入屏障设施内。传递消毒时，既要保证运输容器表面消毒的彻底性，又要保证动物的健康和安全。接收动物时,屏障区工作人员应先打开运输容器仔细检查动物的健康状况。未见异常时，方可将动物转入检疫间（运输容器不得进入屏障设施内，以有效避免其对屏障设施的污染）进行37天的隔离观察。观察期结束而未见异常情况者，方可将动物转入饲养间进行饲养和实验 。,58,独

17、立供气动物笼系统(independent ventilation cage,IVC),20世纪90年代研制出的一种屏障系统动物饲养设施.99.99的空气经过过滤,是一种低成本高效率的SPF屏障系统. 适合于使用啮齿类动物进行动物实验研究;应用IVC系统最好是在洁净动物实验室内,其更换笼内垫料应在特殊封闭罩内进行.,59,60,IVC的特点,采用微型隔离技术，通过向动物饲养笼具内部输送经过低、中、 高效过滤的空气以 获得洁净度为1万 1百级的生活环境。,61,三、普通环境 普通环境(open system)是饲养普通动物的设施。这类设施也要能适合实验动物居住的基本要求。它并非不需要进行严格的环境

18、控制和积极的微生物控制，只是不似屏障系统那样严格，变动范围较大，且不能控制传染因子。普通环境设施只适用于饲养教学等用途的普通级实验动物。 一些大动物的科学研究目前仍可在普通设施中进行。,62,63,犬饲养室,64,65,动物试验设施环境指标： 以屏障系统小动物为例,温度：2025 日温差： 34 相对湿度：4070% 换气次数：1020 次/h 气流速度：0.10.2 m/s 压强梯度：2050 Pa 空气洁净度：10000级 落下细菌数： 3个/皿 氨浓度： 14 mg/m3 噪声： 60dB 照度：（工作）150300 lx （小动物）1520 lx，（大动物）100200 lx 昼夜明暗

19、交替时间：12/12或10/14 小时,66,四、实验动物的饲养条件,1笼 具(cage) 笼具是实验动物长期生活的环境，其质量优劣直接影响实验动物的健康。我国的实验动物笼具正朝标准化和通用化方面发展。,67,68,不锈钢猴、狗笼,69,不锈钢双层双组实验狗笼,70,71,大鼠代谢笼,72,昆虫的笼具,73,斑马鱼的饲养设备,74,非洲爪蟾的饲养设备,75,实验动物笼具的一般要求：,（1）舒适卫生； （2）坚固耐用 ； （3）操作使用方便； （4）牢固、稳定、不宜过大 。,76,2饮水设备和饮用水要求 一般采用饮水瓶(玻璃瓶或无毒塑料瓶)、饮水盒或自动饮水装置。具有结构简单、价格低廉、不易交叉

20、感染、便于清洗消毒等优点 。,77,78,大动物饮水用盆、罐应作固定，以免被弄翻。 自动饮水装置可以节省劳力，尤其饲养大量动物时更有价值 。,79,实验动物饮水要求，一般按实验动物的等级而不同。普通级动物可按照生活饮用水卫生标准的要求，屏障系统及隔离器内饲养的动物的要求使用高压灭菌水或酸化水。,80,3排泄物和垫料 实验动物使用的垫料要满足几个条件： 垫料对动物无刺激作用，无毒性、无异味、无油脂； 垫料吸水性能良好，尘埃少，并应有吸附臭气的作用； 使用方便，容易获得，价格低廉。,81,常用的垫料有木屑(粗及细)、木刨花、打碎的玉米棒及杆、吸水纸及棉花等。可根据不同要求选择使用。垫料需经杀虫、灭

21、菌后才能使用。 应及时清除动物的排泄物和垫料。更换垫料频度每周至少1-2次。,82,83,五、 特殊动物实验设施,1感染性动物实验设施 感染动物设施是指使用病原体对动物进行实验感染的设施。此种设施除备有通常动物设施要求外，还必须具备防止由动物传染人，动物相互间的交叉感染、动物向设施外感染的结构和功能。,84,此类设施设计的目的是防止生物性危险和有害因素向动物实验设施和外界的污染。目前通常采用物理学隔离，主要是在气密性结构内采用负压通风，以达到防止气溶胶扩散污染的目的。,85,目前国内外根据隔离的要求分为A1-A4 四个级别： A1级：进行普通微生物实验的动物实验室，对工作人员进出要求不严。 A

22、2级：禁止非工作人员进入实验区。可能发生气溶胶扩散的实验在级生物安全柜中进行。 A3级：禁止非工作人员进入设施内。由双重密封门或气闸室(缓冲隔离室)将核心区与外部实验区隔离。外部空气通过高效过滤器送入室内，向外排出的空气亦需经高效过滤器过滤。 A4级：采用独立的建筑物内用隔离区和外部隔断的构造。根据相应的隔离等级使室内保持负压。在密封型(即级)生物安全柜内进行实验，非本区工作人员禁止入内。,86,2放射性核素动物实验设施 放射性同位素动物实验设施，简称RI动物实验设施。设施要求防止放射性同位素对人的影响，防止射线对一般动物和环境的放射能污染及同位素的泄漏。其要求应按国家有关规定执行。,87,3

23、特殊化学物质动物实验设施 用化学物质作安全性试验等的特殊动物实验对实验者及有关人员的健康有一定影响，如：致癌性物质等，其设施与设备必须防止对人的危害和对实验场所及周围环境的污染。,88,在修建以上三种特殊的实验动物设施时，为了人民的身体健康必须严格按照国家有关要求，专门的设计、施工单位进行施工；在进入特殊实验动物设施进行动物实验时应该首先认真阅读有关操作规程，严格按要求去做，千万不能马虎。,89,实验动物设施的管理,1、完善的组织和严密的制度与规范 2、严格的人员、物品、动物质量控制 3、设施内部环境的管理 4、设备的管理：通风空调系统是核心设备；高压锅是必备设备；其他设备。,90,实验动物饲

24、料与营养标准,实验动物 配合饲料卫生标准 实验动物 配合饲料通用质量标准 实验动物 营养标准,91,实验动物 配合饲料卫生标准,实验动物配合饲料应该无毒、无害，不得掺入抗生素、驱虫剂、防腐剂、色素、促生长剂以及激素等添加剂。 化学污染物 ：砷、铅、镉、汞、农药残留物、黄典霉毒素B1。 微生物：大肠杆菌、致病菌(沙门氏菌) 。 清洁级实验动物配合饲料应进行高压消毒灭或辐照灭菌，以符合其特殊要求。,92,实验动物配合饲料通用质量标准,配合饲料应混合均匀，新鲜、无杂质、无异味、无霉变、无发酵、无虫蛀及鼠咬。 需要消毒灭菌的配合饲料，应根据不同消毒灭菌方法可能造成某些种营养成分的损失，适当地提高相应营

25、养成分的含量，保证配合饲料在消毒后和饲喂前符合标准的规定。不得掺入抗生素、驱虫剂、防腐剂、色素、促生长剂以及激素等药物及添加剂。 为了保证实验动物的正常生长，饲料原料不得使用菜籽饼粕、棉籽饼粕、亚麻仁饼粕等含有有害毒素的饲料原料。 饲料原料应符合GB 13078的规定。不得使用发霉、变质或被农药及其他有毒有害物质污染的饲料原料。,93,饲料营养,1、从合格实验动物饲料生产单位购买。 2、注意保管。 3、适量喂用。,链接,94,谢谢大家！,95,附1：国标对动物实验设施环境指标的规定,下一页,96,返 回,97,实验动物狭小的空间,下一页,笼具不合适,98,返 回,99,下一页,100,大鼠環狀尾症 (Ring tail) 常發生於出生後7-15天之幼鼠,返 回,101,下一页,102,返 回,103,返回,营养因素,104,微生物与寄生虫环境因素影响,微生物感染,寄生虫感染,下一页,105,密度过大,下一页,106,猫和老鼠,兔子与豚鼠,种间关系,下一页,107,人为因素对动物的影响,下一页,108,通过训练可以做到动物配合实验操作,下一页,109,人的工作态度与动物的关系,返回,