实验动物的环境控制PPT课件
合集下载
实验动物环境设施控制之环境设施管理(PPT 56页)
三、隔离环境
• 隔离器：隔离器：整个由高强度软透明塑料薄膜 制成，或是前部操作面由高强度透明塑料薄膜制 成，长方形，一侧装有橡皮手套，饲养人员通过 手套进行操作，不直接接触动物。
• 鼓风机：将洁净空气通向隔离器，维持隔离器内 的换气次数，气流速度及正压。
• 灭菌渡舱：装在隔离器的一侧，呈桶状，两端具 有塑料薄膜套盖，一端在隔离器内，有内盖，一 端在外界，有外盖，两盖不能同时打开，专为传 入传出物品及动物用。
- 40~70
1、美国保暖、冷却和空调工程师学会；2、实验动物资源研究所；3、欧洲实验 动物学会；4、经济合作和发展组织；5、医学研究委员会
空气相对湿度（Relative air humidity）
高湿： 80%-85%，动物将停止生长； 高湿容易引起代谢紊乱； 利于微生物滋生； 氨易溶于水，湿度高，室内氨浓度增加。
（二）建筑卫生要求
动物繁育、生产、实验场所有围护结构材料 均应无毒、无放射性。内墙表面应光滑平整， 阴阳角均为圆弧形，易于清洗、消毒。墙面 应采用不易脱落、耐腐蚀、无反光、耐冲击 的材料。地面应防滑、耐磨、无渗漏。天花 板应耐水、耐腐蚀。
（三）建筑设施要求
建筑物门、窗应有良好的密封性，走廊宽度 不应小于1.5m，门宽度不应小于1m。动物繁 育、生产及实验室通风空调系统保持正压操 作，应合理组织气流布置送排风口的位置， 避免死角，避免断流。各类环境控制设备应 定期维修保养。
二、设施区域设置要求 （一）区域布局 1．前区的设置 包括办公室、维修室、库房、饲料
室、一般走廊。 2．饲育区的设置 • 繁育、生产区 包括隔离检疫室、缓冲间、育种室、
扩大群饲育室、生产群饲育室、待发室、清洁物 品贮藏室、清洁走廊、污物走廊。 • 动物实验区 包括缓冲间、实验饲育间、清洁物品 贮藏室、清洁走廊、污物走廊。 • 辅助区 包括仓库、洗刷间、废弃物品存放处理间 （设备）、密闭式实验动物尸体冷藏存放间（设 备）、机械设备室、沐浴间、工作人员休息室。
实验动物学 第四章 实验动物设施环境和质量控制
隔离 普通 环境 环境
屏障 隔离 环境 环境
普通 环境
屏障 环境
隔离 环境
屏障 环境
20～26
15a
20
10
50c
18～29
20～26
16～28 4 40～70
8b
15a
20
8b
0.20
—
10
50c
—
20～26
16～28
15a
20
—
10
50c
50
7
5或7d
—
3
无检 出
—
15～20
7
5或7d
—
3
无检 出
2.单走廊式：
普通环境、屏障环境、隔离环 境都可以这样布局，小型的屏障系 统一般采用这种方式。由于清洁走 廊和污物走廊共用一条通道，该类 设施在运营中也较难达到微生物和 寄生虫控制标准。
3.双走廊式：
可以有效的将清洁区和污染区分 开，避免交叉感染，长期实验及动物 生产单位可以采用这种方式。
4.三走廊式：
2、理化因素：光照、噪声、粉尘、 有害气体（氨等）。
3、营养因素：饲料和水。 4、生物和栖居因素：菌落数、
社会因素和饲养密度。
一、气候因素： （一）温度对实验动物的影响
（1）影响生长发育和繁殖； （2）影响代谢； （3）影响健康与抗感染能力； （4）激发应激反应； （5）影响实验结果。
表4-表4-1 不同环境温度时戊巴比妥钠给药（95mg/kg， 腹腔注射）导致雌性Wistar大鼠死亡率比较
普通环境的构造和功能因饲养不同 的动物品种而有一定的区别。
普通环境动物室
（二）屏障环境
屏障环境设施符合动物居住的 要求，严格控制人员、物品和空气 的进出，适用于饲育清洁级和/或 无特定病原体（specific pathogen free，SPF）级实验动物。
实验动物环境控制
完全依靠灯光照明动物设施中，采用人工照明要 求光源分布合理，饲养室和实验室每一场所都有 均匀光照。要求距地面0.8～lm处，照度达到 150～300Lx。工作人员操作、观察动物提供方便。 按照动物昼夜活动和休眠规律，光照采用明、暗 交替形式。明暗交替比为12：12h、13：1lh和14： 10h，光线以柔和为佳。
病原微生物随空气流动，动物设施内各区域静压 状况(正压、负压)决定了空气流动方向。在双走 廊SPF设施中空气流动方向是从清洁走廊→饲育室 →污物走廊、一更室→设施外，室内处于正压。 污染或放射性实验动物室，防止微生物和放射性 物质扩散，室内必须处于负压。国际标准规定设 施内压力梯度为20～50Pa。饲养室送风口和排风 口气流较大，布置动物笼架、笼具时应尽量避开 风口。
环境因素对实验动物影响，环境因素具有 “有利”和“有害”作用两个方面：环境因素是 实验动物生存必要条件，动物通过新陈代谢同周 围环境不断地进行物质和能量的交换，同时动物 经常接受外界环境刺激产生免疫反应增强体质， 促进生长，实验动物在舒适环境中才能正常生长、 发育、繁育和用于实验。
环境因素对动物机体有害的各种因素，动物在 有害因素作用下，产生保护性反应或通过适应来 消除或减轻这些有害因素作用，“有害”情况过一 定水平，就会使动物机体不能忍受，产生直接或 间接危害，动物各种功能失调，引起各种疾病甚 至死亡。实验动物环境控制原则，充分利用和创 造那些对实验动物有利因素，消除和防止有害因 素，保证实验动物健康和达到实验利用目的。
垫料
垫料质地影响动物健康，杉木对小鼠、大鼠 肝脏微粒体酶变化有影响；刨花作为垫料饲养地 鼠，会引起足掌受伤并形成肉芽肿。垫料选用吸 湿性良好、尘埃少、无异味、无毒性、无油脂、 不助长微生物、不诱导动物产生酶类、动物感到 舒适、不引起动物皮肤与黏膜损伤材料。
实验动物的环境控制与管理
适当的换气次数可以为动物提供充足的新鲜空气。但换气次数过多，则会让动物大量消耗体能以弥补因空气快速流动引起的热量损失，国家标准规定的换气次数在10-20次/h.
三、气流及风速（GB≤0.18m/s）
01
空气流动方向：在屏障系统中，因静压不同，空气的流动方向是，清洁走廊→饲育室→污物走廊→淋浴室→设施外，室内处于正压，压力梯度为20~50Pa。
持续的黑暗环境可抑制大鼠的生殖过程，使卵巢减轻；持续光照，则过度刺激生殖系统，产生连续发情，大小鼠出现永久性阴道角化，有多数卵泡达到排卵前期，但不形成黄体。
01
以12H明，12H暗或10H明，14H暗为宜，动物可出现稳定的发情周期。
02
（二）影响
饲养室内噪声来源：外界传入，室内机器产生如空调机、排风机，动物自身产生的走动、争斗、鸣叫等。
（一）对生长、繁殖的影响
10KHZ、110DB的纯音刺激后小鼠对肾上腺素的感受性有明显增加。说明声音刺激对交感神经有很大影响。
01
而给小鼠投喂镇静剂如冬眠灵、氯丙嗪、利血平、安定时，能降低其对声音的感受性。
02
另外，振动能引起动物消化器官分泌机能的障碍，从而导致消化吸收不良。
03
（二）实验结果的影响
二、湿度（GB40%—70%）
空气中湿度是指大气中水分含量，按每立方米实际含水量（克）表示，称为绝对湿度。空气中实际含水量占同等温度下饱和含水量的比分比值，称为相对湿度（%）
”
相对湿度对动物机体热调节有密切关系，当环境温度与体温接近时，动物体只能通过蒸发作用来放散体热，而当环境湿度达到饱和状态时动物体的蒸发受到抑制，容易引起代谢紊乱，使动物机体抵抗力下降，发病率增加
动物与人的听觉器官剖解结构和生理功能基本相似，所不同的是动物听到的音域比人宽。人：1000-2000HZ；动物1000-5000HZ。
第四章 实验动物环境控制2
不同品系小鼠对听源性痉挛发作的感受性
4、照明
1）光线--视网膜和视神经--下丘脑----神经激 光线--视网膜和视神经--下丘脑----神经激 --视网膜 --下丘脑---素----垂体----促性腺激素和肾上腺皮质激 ----垂体----促性腺激素和 垂体----促性腺激素 素分泌，影响实验动物生理和行为活动。 分泌，影响实验动物生理和行为活动。 2）绵羊、猪，狗与啮齿类一样对颜色无辨别能 绵羊、 力。 3）啮齿类视网膜的近表层以杆状体细胞为主， 啮齿类视网膜的近表层以杆状体细胞为主， 适应黑暗，易受强光损害， 适应黑暗，易受强光损害，对色彩辨别能力 差，特别对红色。 特别对红色。
3、噪声和振动 、
1）动物音域宽于人，小鼠听到的频率为1000— ）动物音域宽于人，小鼠听到的频率为 音域宽于人 — 5000Hz ，人为 人为1000—2000Hz 。 — 2）噪声严重影响动物的生殖生理，如生育力减退， 噪声严重影响动物的生殖生理，如生育力减退， 严重影响动物的生殖生理 妊娠障碍、流产。 妊娠障碍、流产。 噪声引起动物呼吸和心跳加快、血压升高、 3）噪声引起动物呼吸和心跳加快、血压升高、肾上 腺皮质激素升高等生理变化 生理变化。 腺皮质激素升高等生理变化。
国家空气洁净度标准（GB50073-2001） ）
每立方米(每升) 每立方米(每升) 每立方米(每升) 每立方米(每升) 空气中 空气中 等 级 ≥0.5微米尘粒数 ≥5微米尘粒数 0.5微米尘粒数 100级 ≤35× 100级 ≤35×100(3.5) 1000级 ≤35× 1000级 ≤35×1000(35) ≤250(0.25) 每立方英尺空气中含0 每立方英尺空气中含0．5μm 以上粒子的累积个数进行分类为100 10000级 ≤35× 以上粒子的累积个数进行分类为100 10000级 ≤35×10000(350) ≤2500(2.5) 级和100000 级、10000 级和100000 级。 100000 ≤35×100000(35 ≤35× ≤25000(25) 级 00)
(可修改)实验动物学第四章 实验动物环境控制.ppt
ABSL-3〔Animal facility-Biosafety Level-3，
P3〕
181ch，
26
不同级别感染性动物实验室的要求 ABSL-1 适用： 危险度1 级〔无或极低的个体和群体危险〕 动物饲育室要求： ①饲育笼具应有防逃出装置； ②感染实验区应与其他区域分开,有防昆虫和啮齿
类动物侵入的装置； ③靠近出口处设洗手池； ④地面、墙壁应使用耐水耐消毒药的材料。
181ch，
32
ABSL-4在ABSL-3设施设备的根底上，还要求：
〔1〕独立的建筑物，应设置隔离区和一定的相关区域。
〔2〕墙、屋顶应耐水和封闭，排气管、电线、煤气、 水管等也应封闭。
〔3〕必须通过气锁缓冲室才能进入设施。气锁缓冲室 的干净侧与限制侧之间必须有更衣室和淋浴室隔开。
〔4〕 进入实验室的气体应经高效过滤，排出的气体 应经二层高效过滤器过滤后再排出。
ABSL-3要有双重密封门或气闸室〔缓冲隔离室〕和外界隔 离的实验区。外部空气通过高效过滤器送入室内，排出的 空气亦需经高效过滤器过滤。感染材料的所有操作应在生 物平安柜内或其他封闭设备内进展。所有传染性液体或固 体废弃物应先经过高温高压或化学处理去除污染后再处理。
181ch，
30
ABSL-3设施设备要求：
181ch，
25
感染性动物实验设施
设计理念
防护措施
二段封闭防护：病原体和人隔离开，感染性实验 室和外界环境隔离开。
感染性动物实验室的等级
ABSL-1〔Animal facility-Biosafety Level-1， P1)
ABSL-2〔Animal facility-Biosafety Level-2， P2〕
实验动物的环境设施控制1
(三) 气流和风速 1.气流—实验动物设施内空气的流动 2.风速—即是气流的速度 3.换气次数—指饲养室内通风程度，即室内 旧空气被新风完全置换的次数 二、理化因素 影响实验动物的理化因素包括光照、 噪声、 粉尘、有害气体和杀虫剂、消毒剂等。 (一) 光照 1. 光照对实验动物的影响 (1)影响视力 (2)影响生理及生殖机能 2. 光照的调控
（四）实验动物环境 — 外环境和内环境 1.实验动物外环境：指实验动物和动物实验设施以外 的环境。 2.实验动物内环境：指依科研要求和人们的意愿, 将 实验动物的生长、繁殖或活动限定在某种特定的人工 场所内。内环境分为小环境和大环境， （1）小环境 — 指包围在实验动物体的饲养盒内, 对实验动物直接产生影响的各种理化因素, 如温度、 湿度、气流速度、氨浓度、光照周期、噪声等。 （2）大环境 — 指放置实验动物笼架器具等辅助 设施的饲养间和实验间的各种理化因素。
三、生物因素 (一) 空气中的微生物 (二) 社会因素和饲养密度 在集体笼养时，每只成年实验动物所 占的笼具底面积，小鼠需要0.0067~ 0.0135m2，大鼠需要0.0175∼0.044m2，豚 鼠需要0.044∼0.088m2；而兔、狗、猴则 个别笼养，其所需笼具底面积分别为 0.27m2、0.72m2和0.54m2以上； 详见表4-5。
实验动物的环境设施控制 ● ● ● ● ● 实验动物环境及环境控制的意义 影响实验动物的环境因素及控制要求 实验动物房舍设施 实验动物饲养的辅助设施和设备 实验动物环境监测及设施维护
第一节
实验动物环境及环境控制的意义
一、实验动物环境 （一）生物的环境：围绕生物体的一切事物， 为生物赖以生存的外部条件。 （二）实验动物环境：人工控制的, 供实验动 物繁殖生长的特定场所及有关条件,即围绕实验动 物所有事物的总和。 （三）实验动物设施：界定实验动物生存空间、 维持其所需的建筑物和设备等。
动物实验的环境控制
1959年Russell和Burch提出的 影响实验结果的遗传和环境因素
genotype基因型 发育环境 developmental
phenotype表现型 周围环境 proximate
dramatype 演出型
动物对实验处理的反应可用以下公式表示： R = （A+B+C）× D + E
R：实验动物的总反应 A：动物种的共同反应 B：品种品系特有的反应 C：个体反应（个体差异） D：环境影响 E：实验误差
低湿，大鼠环尾症
3、气流与风速 ❖ 换气次数，气流速度，压强梯度 ❖m/s ❖换气次数，洁净程度越高，要求换气次数越多。 屏障环境：10-20次/h 隔离环境： 20-50次/h. ❖压强梯度：洁净区高于污染区 ❖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，控制传染病的流 行。
IVC的特点
IVC(Individually Ventilated Cages)是 独立通风笼盒的简称. 它的特点是具有一定 的密闭性,同时让经 HEPA过滤器的洁净空 气流入盒内,使盒内保 持正压,减少了可能的 感染来源,适合于饲养 SPF级动物,以及一些 免疫缺陷动物
屏障系统
层流架
隔离系统
环境因素与动物的总反应呈正相关，要尽量 减少D的变化，排除实验处理以外的影响。
二、实验动物环境因素的分类
1、气候因素：温度、湿度、气流、风速等；
2、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；
3、居住因素：房屋、笼具、垫料等； 4、营养因素：饲料、水等； 5、生物因素： 同种生物因素：社会地位、势力范围、咬斗和饲养密度等 异种生物因素：微生物、人和其它动物的关系
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2021
3
一、实验动物环境基本概念
2、实验动物环境因素
• 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。
各种环境因素（温度、湿度、风速、照明、浮游微生物、 气味等 等）决定了实验动物的环境质量；可分为外部环境和内部环境。 1）外部环境：实验动物设施以外的周边环境； 2）内部环境：实验动物设施的内部环境，可通过相关设备
进行有效控制环境因子；
包括：内部大体环境和内部微环境
实验动物设施是保障动物能正常繁殖、生长、发育以及达到 各种动物实验成功的必要条件。
2021
9
一、实验动物环境基本概念
6、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 密度过大可动物福利下降，导致易感动物的出现，提高传染 病发生的机率。
2021
10
一、实验动物环境基本概念
7、压差
➢ 动物室与周围空间必须维持一定的净压差。目的是保 证动物室正常工作或压力平衡受破坏时，动物室的洁 净度不受污染空气的干扰。
饲料垫料分解物。 ➢ 氨浓度决定于动物密度、换气次数、设施
结构和管理水平
2021
12
一、实验动物环境基本概念
8、氨气（≤14mg/m3)
对动物生长性能的影响 氨气能引起黏膜细胞快速生长和代谢，这就会造成氧和能量的需要增高，
同时氨气的解毒过程是一个高度耗能的过程，因此动物用于生长和生产的能量 就相应减少，从而影响动物的生长性能。
➢ 压差过小，动物室洁净度易受影响。 ➢ 压差过大，净化空调新风量大，空调负荷大，各级过
滤器寿命短。动物与工作人员感到不适。
2021
11
一、实验动物环境基本概念
8、氨气（≤14mg/m3) ➢ 实验动物室内臭气种类很多，以氨的浓度
最高，所以动物室的臭气主要是指氨。 ➢ 氨来源于实验动物代谢的粪、尿、分泌物、
– 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。
– 相对湿度是衡量空气潮湿度对人、实验动物、动物生产、动物实验是否 合适的重要指标。
2021
6
一、实验动物环境基本概念
2021
7
一、实验动物环境基本概念
实验动物环境质量控制
陈国强
2021
1
内容
1、实验动物环境基本概念 2、实验动物设施分类 3、实验动物设备 4、洁净控制技术 5、实验动物设施规划基本原则 6、实验动物设施环境的管理
2021
2
一、实验动物环境基本概念
1、实验动物环境 实验动物生长发育、繁育生产、接受实验所赖以生存的特定场所和外 在条件，称为实验动物的环境。
4、噪声 – 声波是一种机械振动。 – 人耳能感知的声波频率为200～20000Hz。 – 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）。 – 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。
2021
5
一、实验动物环境基本概念
2、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40～70%。
– 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。20 Nhomakorabea18
一、实验动物环境基本概念
5、空气洁净状况及流速 – 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≥0.5μm，累计数≤350个/L；≥5μm，累计 数≤2.3个/L）。 – 对于微生物粒子常以非致病菌为指标，按5～10m2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18～25cm/s，换气次数10 ～15次/h，动物 室内处于正压较好。
2021
4
一、实验动物环境基本概念
1、温度 – 温度对实验动物的生长发育、繁殖、泌乳、机体抵抗力、新陈代谢和实验反 应性等方面有直接影响。 – 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21～27℃。 – 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。
降低机体抵抗力 实验动物室的氨气通过呼吸道吸入后，经肺泡进入血液，与血红蛋白结合，
使血红素变为正铁血红素，降低血红蛋白的携氧能力、血液碱储和血红素的氧 化性能，从而出现贫血和组织缺氧，降低机体对疾病的抵抗力。
诱发疾病 氨气是公认的应激源。氨气的水溶液呈碱性，对黏膜有刺激性，严重时可
发生碱灼伤，故可引起眼睛流泪、灼痛，角膜和结膜发炎，视觉障碍。 氨气进入呼吸道可引起咳嗽、气管炎和支气管炎、肺水肿、出血、呼吸困难、 窒息等症状，甚至坏死，造成呼吸机能紊乱。 此外氨气溶解到呼吸道黏膜的粘液中，使粘液的pH值向碱性转化，纤毛丧失 活动功能，增加由空气传播疾病的易感性。