實驗動物的環(huán)境控制

1、第四章實驗動物的環(huán)境控制,湖北中醫(yī)藥大學中醫(yī)藥實驗中心田代志,環(huán)境因素對實驗動物的影響,一、實驗動物環(huán)境控制的重要性實驗動物環(huán)境控制是實驗動物標準化的主要內(nèi)容之一。實驗動物性狀的表現(xiàn)決定于多種因素，主要是遺傳因素和環(huán)境因素的綜合結(jié)果。盡管遺傳因素是決定生物性狀的物質(zhì)基礎(chǔ)，但在個體發(fā)育過程中，基因的表現(xiàn)離不開環(huán)境因素的影響。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,二、實驗動物環(huán)境因素分類氣候因素：溫度、濕度、氣流、風速等。理化因素：氧、二

2、氧化碳、粉塵、臭味、噪音、照度、殺蟲劑、消毒劑、有害化學物質(zhì)等。居住因素：房屋、飼養(yǎng)籠具、墊料、給食器、供水器等。生物因素：動物飼養(yǎng)密度、微生物、與人和其它動物的關(guān)系等。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,三、各種環(huán)境因素對實驗動物質(zhì)量和動物實驗結(jié)果的影響溫度實驗動物基本上都是恒溫動物，其極限溫度為+40～-30℃之間，動物實驗時最適宜的環(huán)境溫度為21～27℃。環(huán)境溫度可影響動物的生殖能力。溫度過低時，哺乳動物性周期推遲；而溫度超過3

3、0 ℃時，雄性動物睪丸萎縮，雌性動物性周期紊亂。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,溫度環(huán)境溫度可影響動物機體的抵抗力。實驗表明，BALA/CA小鼠從22 ℃移至12 ℃或32 ℃，其B細胞數(shù)和T細胞數(shù)發(fā)生明顯變化，免疫功能異常。環(huán)境溫度可影響動物的臟器重量。小鼠大低溫環(huán)境下飼養(yǎng)，其心臟、肝臟和腎臟較大，而在高溫環(huán)境下則較小。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,溫度環(huán)境溫度可影響動物的實驗反應性。不適宜的環(huán)境溫度可使動物處于應激狀態(tài)，從而出現(xiàn)對

4、化學物質(zhì)的急性毒性反應改變。例如異丙腎上腺素的LD50在4℃與在24 ℃相比，雄性小鼠相差1000倍，雌性小鼠相差10000倍；即使在20 ℃與在24 ℃相比，也有10倍之差。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,濕度濕度是指大氣中水份的含量，按g/m3表示的為絕對濕度；空氣中實際水份含量占同等溫度下飽和含水量的百分比，稱為相對濕度。實驗動物的最適相對濕度為40～70%。高濕環(huán)境下，病原微生物和寄生蟲容易繁殖和傳播，墊料、飼料易發(fā)生霉變，影

5、響動物健康，影響實驗結(jié)果。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,濕度低濕環(huán)境下，易使室內(nèi)灰塵飛揚，引起實驗人員和動物易患呼吸道疾病。另外，低濕環(huán)境下，大鼠易發(fā)生壞尾病，大、小鼠的哺乳母鼠常發(fā)生拒哺或吃仔現(xiàn)象。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,光照可見光是一定波長的電磁波（波長0.35～0.75μm），對動物的多種功能，特別是有節(jié)律地調(diào)節(jié)其生理活動的神經(jīng)內(nèi)分泌功能，具有關(guān)鍵作用?？梢姽獾囊曈X效應，可將80 ～85%的環(huán)境信息，通過動物的視覺感受器，傳

6、入其腦內(nèi)，使之對環(huán)境變化做出相應的積極反應。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,光照日光中波長較短的紫外線（<0.35 μm），對環(huán)境和動物體表有殺菌作用；并能使動物表層組織內(nèi)蓄積的麥角固醇轉(zhuǎn)化為維生素D2，從而促進鈣的代謝和吸收。實驗證明，人工照明能達到與日光照明同樣的效果，但可操作性強，便于管理。最適宜的光照度為距地面1m處150～300 Lux。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,光照強光會損害實驗動物特別是嚙齒類動物的視力，并使其辨

7、色能力下降。光線波長可影響動物的生殖機能，藍光比紅光更能促進大鼠的性成熟。持續(xù)的黑暗可抑制大鼠的生殖，使卵巢減輕；持續(xù)光照可大、小鼠出現(xiàn)永久性陰道角化，多數(shù)卵泡達到排卵前期，而不形成黃體。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,噪聲聲波是一種機械振動。人耳能感知的聲波頻率為200～20000Hz。聲波在空氣中傳播時，使空氣的壓強發(fā)生變化而產(chǎn)生聲壓，其分級單位為分貝（dB）。人耳對高頻聲波敏感，對低頻聲波不敏感，對聲波入射頻率高低的計量采

8、用響度分級，單位為方（phon）。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,噪聲當聲音的聲壓、響度和持續(xù)時間超過人和動物生理承受能力，以至引起各種病理效應時，即為噪聲。噪聲是不可避免的，喂料、清掃、洗滌、搬運器材、談話、犬吠、通風、空調(diào)等都能產(chǎn)生噪聲，應在60dB以下為宜。長期受強噪聲的刺激可引起噪聲性耳聾，此外還有神經(jīng)衰弱癥狀、胃腸功能紊亂、內(nèi)分泌失調(diào)等許多非聽覺效應。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,空氣潔凈狀況及流速動物室內(nèi)的有害氣體主要為N

9、H3、H2S等，其中氨的含量是是衡量空氣質(zhì)量的最主要指標，要求不超過14g/m3（20ppm）。動物體表皮毛、飼料、墊料等材料的碎屑，可被氣流攜帶而在空氣中懸浮飛揚，形成塵埃污染。塵埃往往又成為微生物的載體。因而如屏障系統(tǒng)就要求到達10000級凈化（塵埃粒徑≥0.5μm，累計數(shù)≤350個/L；≥5μm，累計數(shù)≤2.3個/L）。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,空氣潔凈狀況及流速對于微生物粒子常以非致病菌為指標，按5～10m2面積于離地1m

10、處放置1只直徑9cm培養(yǎng)皿，30min后經(jīng)48h的37℃培養(yǎng)，計數(shù)菌落應在30個以下。利用現(xiàn)代工程技術(shù)，可按管理要求全面控制動物房內(nèi)的空氣條件。主要設(shè)備是機械通氣系統(tǒng)和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。氣流速度最宜在18～25cm/s，換氣次數(shù)10 ～15次/h，動物室內(nèi)處于正壓較好。,環(huán)境因素對實驗動物的影響,動物飼養(yǎng)密度各種動物所需籠具的面積與體積因飼養(yǎng)目的而異，而飼養(yǎng)密度過大可導致傳染病發(fā)生的機率。1只小鼠一般需0.06～0.006m2活動面積

11、，或0.0072 ～0.0008m3空間。 1只大鼠一般需0.06～0.018m2活動面積，或0.012 ～0.0035m3空間。,實驗動物環(huán)境指標GB/T 14925-94,實驗動物設(shè)施,一、概述實驗動物設(shè)施是進行實驗動物飼養(yǎng)、保種維持、生產(chǎn)、實驗研究、試驗或制造等設(shè)施的總稱。實驗動物繁育、生產(chǎn)設(shè)施動物實驗設(shè)施實驗動物的繁育、生產(chǎn)設(shè)施和動物實驗中的飼育場所的要求基本是一致的，這樣才能使動物不受影響，保證實驗結(jié)果的準確。,實驗

12、動物設(shè)施,二、實驗動物環(huán)境設(shè)施條件的分類及技術(shù)要求分類根據(jù)對飼養(yǎng)動物的微生物控制程度和空氣凈化程度分為三類：隔離環(huán)境屏障環(huán)境普通環(huán)境,實驗動物設(shè)施,隔離環(huán)境是以隔離器為主及其它附屬裝置所組成的飼養(yǎng)系統(tǒng)。利用隔離器飼養(yǎng)動物必須有空調(diào)控制系統(tǒng)，以保證隔離器內(nèi)的溫度。隔離器內(nèi)為完全無菌環(huán)境，飼養(yǎng)人員與實驗人員都不得與動物直接接觸，工作人員只能通過附著于隔離器上的橡膠手套進行操作。,實驗動物設(shè)施,隔離環(huán)境進入隔離器內(nèi)的空氣必須經(jīng)

13、過高效過濾，隔離器的正壓要求達到98.0～147.1Pa。進入的物品必須包裝消毒后經(jīng)滅菌渡倉或傳遞艙移入。該環(huán)境適用于飼養(yǎng)無菌動物、悉生動物及SPF動物。,實驗動物設(shè)施,屏障環(huán)境是標準動物飼養(yǎng)室或?qū)嶒炇矣玫米疃嗟南到y(tǒng)，境適用于飼養(yǎng)SPF、清潔級動物和做SPF級、清潔級動物實驗的主要設(shè)施。一切進入屏障的人、動物、飼料、水、空氣、鋪墊物及各種用品均須經(jīng)過嚴格的微生物控制。屏障內(nèi)設(shè)有供清潔物品和廢棄物品流通的清潔走廊和污物走廊。,實驗

14、動物設(shè)施,屏障環(huán)境空氣經(jīng)低效、中效、高效過濾器進入動物飼養(yǎng)室或?qū)嶒炇遥每照{(diào)送風系統(tǒng)形成清潔走廊→ 動物房→ 污物走廊→ 室外的靜壓差梯度，一般不低于49Pa。出風口處需用濾材或經(jīng)U形液體控制閥，避免室外風壓大時空氣倒流，出口風速不低于4m/s，防止空氣逆流形成污染。空氣、人、物料、動物均為單向流通路線。,實驗動物設(shè)施,屏障環(huán)境工作人員需在淋浴后換上滅菌服、戴上由過濾材料制作的口罩方可進入，工作時戴滅菌手套，盡量減少與動物的直接

15、接觸。有急性皮膚炎癥，尤其有化膿灶者，不能進入該環(huán)境。有急性上呼吸道感染者也不能進入屏障環(huán)境。,實驗動物設(shè)施,普通環(huán)境普通環(huán)境是飼養(yǎng)普通級動物的設(shè)施。有適合實驗動物居住的基本要求，并不嚴格環(huán)境控制和積極的微生物控制。適用于飼育教學用途的普通級實驗動物。,實驗動物設(shè)施,三、實驗動物的飼養(yǎng)條件籠具舒適衛(wèi)生：金屬網(wǎng)或多孔金屬板籠具通風好，籠內(nèi)溫、濕度和氨濃度與外部一致，很適于飼養(yǎng)動物；塑料籠具較差。堅固耐用操作使用方便籠架

16、須牢固穩(wěn)定、不宜過大,實驗動物設(shè)施,飲水設(shè)備及飲用水飲水設(shè)備常用飲水瓶、飲水盒、自動飲水裝置。普通動物按照生活飲用水衛(wèi)生標準的要求，屏障環(huán)境和隔離環(huán)境內(nèi)飼養(yǎng)的動物需飲用高壓滅菌水。,實驗動物設(shè)施,排泄物及墊料動物排泄物易造成飼養(yǎng)環(huán)境惡化，須及時處理。墊料需達到幾個要求：對動物無刺激，無毒，無異味，無脂，吸水性好，塵埃少，能吸附臭味，作用方便，容易獲得，價格低廉。常用墊料有木屑、木刨花、打碎的玉米桿、吸水級、棉花等。,特殊動物實

17、驗設(shè)施,一、感染性動物實驗設(shè)施指使用病原體對動物進行實驗感染的設(shè)施。具備通常動物設(shè)施要求外，要有防止動物之間交叉感染及動物與工作人員相互傳染。一次隔離：用隔離器把動物和人隔開二次隔離：感染實驗區(qū)與外界隔離封閉方式的嚴密程度根據(jù)病原體的級別而定，病原體級別又依據(jù)其對人和動物的危險程度決定。,特殊動物實驗設(shè)施,一、感染性動物實驗設(shè)施目前生物安全實驗室分級(NIH,P1～P4)P1：普通微生物的動物實驗室，不會經(jīng)常引發(fā)疾病P2：

18、人類或動物病原菌，因皮膚傷口、吸入、粘膜暴露而發(fā)生危險。實驗室限制進入，1級或2級生物安全柜操作。P3：能導致嚴重后果或發(fā)生生命危險的病原菌操作，可通過氣溶膠傳播。P2加進入和排出空氣過濾、廢物消毒等。,特殊動物實驗設(shè)施,一、感染性動物實驗設(shè)施P4：對生命有高度危險的病原體操作實驗室。P3加單獨建筑或隔離區(qū)域，供氣、排氣、真空、消毒等系統(tǒng)，進入前換衣服，出實驗室前淋浴，3級生物安全柜操作。,特殊動物實驗設(shè)施,二、放射性核素動物實驗設(shè)

19、施要防止放射性核素對人的影響，防止射線對一般動物和環(huán)境的放射性污染及同位素的泄漏。放射性物質(zhì)工作屏障室通風柜,特殊動物實驗設(shè)施,三、特殊化學物質(zhì)動物實驗設(shè)施使用對實驗室者及相關(guān)人員的健康有一定影響的化學物質(zhì)（如致癌性物質(zhì)），須防止其對人的危害和對實驗場所和周圍環(huán)境的污染。動物飼養(yǎng)室為負壓，前后緩沖間為中壓。加強實驗室工作人員的保護措施。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,一、人員配備負責人飼養(yǎng)繁殖生產(chǎn)人員飼養(yǎng)觀察人員實驗室和手

20、術(shù)室管理人員動物質(zhì)量監(jiān)測人員機械設(shè)備管理和維修人員后勤保障人員清潔人員,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,二、飼料管理按計劃定期購入，不宜存放時間太長，防霉變，需到有正規(guī)廠家購買，注意消毒及消毒時間。購回的飼料應放置在陰涼、干燥、通風的成品飼料庫內(nèi)，并有防野鼠設(shè)備。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,三、墊料管理現(xiàn)多用小刨花、鋸末，不宜過粗（吸水性不好），也不宜過細（易揚塵）。雪松類木料的刨花不能用，散發(fā)芳香烴類有肝細胞毒性，增加癌癥發(fā)

21、生率。都應經(jīng)高壓滅菌處理,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——進入屏障系統(tǒng)人員：進入一更衣室，鎖外門，脫全部衣服，將衣服放于傳遞窗，關(guān)傳遞窗門，進入淋浴間，關(guān)門淋浴5-10min，結(jié)束后將用過的毛巾、拖鞋放在淋浴間，進入二更衣室站在預先放好的滅菌毛巾上并隨手關(guān)閉淋浴間內(nèi)門，穿/戴上已滅菌好的衣服、帽（頭發(fā)不能外露）、手套。在離開更衣室之前打開淋浴間內(nèi)門把用過的毛巾和包布放在淋浴間，進入風淋室，通過清潔走道去清潔間取滅菌衣物

22、放入二更衣室，便于下次使用。其后可進入工作間。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——進入屏障系統(tǒng)動物：動物必須通過傳遞艙進入，由兩人共同完成，一在清潔間，一在洗刷間，在洗刷間的人確認傳遞艙門關(guān)閉時，打開進口，將運輸盒放入傳遞艙，后用噴霧器噴過氧乙酸，關(guān)閉進口，15 min后由在清潔間的人打開內(nèi)口，在傳遞艙內(nèi)開啟運輸盒把動物移到預先準備好的滅菌飼育盒內(nèi)，運輸盒留在艙內(nèi)，取出飼育盒，關(guān)閉艙內(nèi)口，此時可把動物直接送入飼育室。,屏障

23、環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——進入屏障系統(tǒng)物品和用具耐熱類：全部鼠盒、水瓶、水、飼料、墊料、衣服等須經(jīng)高壓滅菌后方可進入，滅菌柜需按操作規(guī)程使用。每次滅菌都必須進行安全測試，開啟滅菌柜內(nèi)口時必須在滅菌柜外口關(guān)閉時進行，反之亦然。操作人員須在放入或取出柜內(nèi)物品后隨手關(guān)嚴柜門。須保持柜內(nèi)外清潔，擦洗柜內(nèi)時須在外口進行。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——進入屏障系統(tǒng)物品和用具不耐熱類：須經(jīng)傳遞艙或渡槽進入清潔

24、區(qū)。傳遞艙的使用同動物傳遞，物品擺放時要有表面空間，存放時間在30min以上。耐酸、耐水的物品可經(jīng)渡槽進入清潔區(qū)。渡槽內(nèi)存放的消毒液不能低于隔離板，傳渡物品在槽內(nèi)時間不少于30min。消毒液每3-4月?lián)Q1次（先將清潔區(qū)封嚴，打開排液閥，排盡廢消毒液，加滿新配消毒液，打開清潔區(qū)蓋子）。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——離開屏障系統(tǒng)人員：清潔區(qū)工作人員工作完畢后把廢棄物、用過的用具和籠具整理裝入運輸車推出房間，進入污染走廊并

25、隨手鎖門，工作人員把運輸車推入緩沖間而出清潔動物房。動物：根據(jù)用戶要求，工作人員把動物裝在運輸盒內(nèi)（帶過濾膜），用膠帶封好后經(jīng)污染走廊放于緩沖間，負責發(fā)放動物的人從緩沖間取走。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——操作要求工作人員進入潔凈區(qū)之前須把物品消毒好，以便進去后使用。在潔凈區(qū)工作時，途經(jīng)的門都須隨開隨關(guān)。工作人員按規(guī)定進入清潔準備區(qū)，把當天使用的東西裝入運輸車一次推入飼育間。在飼育間的一切工作均應輕柔。換墊

26、料：把事先滅菌好的鼠盒和要換的鼠盒依次放在操作車上，可直接把鼠放入新盒內(nèi)，用原來的網(wǎng)罩蓋上，換下的臟盒放在運輸車上運出飼育室。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——操作要求加水和飼料：一律加滅菌的水和飼料，水中應補充Vit，掉在地上的飼料都得丟棄。分窩：一般在換墊料的同時分窩。記錄：每次進入飼育室都要進行工作記錄和卡片記錄。此外，也要對飼育間設(shè)施作記錄，特別是對異常情況及處理認真記錄。逃離動物：一律淘汰，不得再放回籠內(nèi)

27、。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——啟用前凈化順序：開機→清掃清潔區(qū)→凈水洗刷→洗滌劑洗刷→凈水洗刷→關(guān)機→封閉通道口→噴霧消毒→啟封各通道→換氣24h →消毒劑擦拭→封閉通道→薰蒸消毒→啟封各通道→換氣3天→檢測落下菌→結(jié)果（合格→啟用；不合格→重復凈化消毒） 。啟動運行前應將實驗所需常規(guī)儀器、設(shè)備、籠具、超凈臺等移入潔凈區(qū)，對怕腐蝕的儀器設(shè)備進行保護。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——啟用前凈化清掃

28、清潔區(qū)順序：天花板→ 墻壁→ 籠具→ 儀器設(shè)備→ 實驗臺→ 地面。常用噴霧消毒劑為2%過氧乙酸，10ml/m3，霧后保持2-3h。薰蒸消毒一般用氧化法：10%甲醛40ml/m3加入30g/m3高錳酸鉀中，保持24h以上。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——運行中的清潔衛(wèi)生屏障系統(tǒng)內(nèi)的潔凈室是一個全封閉式的系統(tǒng)，設(shè)施內(nèi)環(huán)境不能與外界直接相通。養(yǎng)成清潔習慣，不留長指甲，不留胡須。皮膚有損傷、炎癥、瘙癢者，對化學纖維、化

29、學試劑過敏者，手汗嚴重者，不能進入潔凈區(qū)。感冒、咳嗽、噴嚏者，頭皮屑多者，不宜進入，有抓頭、挖鼻、摸臉、搓皮等習慣者應恢復正常習慣后方可進入潔凈區(qū)。禁止化妝進入潔凈區(qū)，吸煙或飲酒后30min內(nèi)不能進入潔凈區(qū)。,屏障環(huán)境設(shè)施的運行及管理,四、屏障系統(tǒng)管理——運行中的清潔衛(wèi)生一切個人物品如鑰匙、手表、戒指、飾物等禁止帶入潔凈區(qū)。未按規(guī)定處理的任何物品不能帶入潔凈區(qū)。潔凈區(qū)使用的任何工具、用具必須專用，而且盡可能為耐消毒處理材料制作