实验室研究方法设计及实例
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等与人有较大差异。
3
二、受试对象
1．研究对象的选定
整体动物-体内实验研究 器官、组织、细胞、亚细胞或分子-体外实验研究
整体、离体、细胞、分子的有机结合
4
研究对象关系到实验室研究的成败
实验动物: 种属、品系、性别、年龄、体重及健康等 离体器官、活体组织：取材条件、部位、新鲜程度
和保存、培养情况等。 细胞：人或动物细胞，原代或传代细胞;培养条件。
5
2．研究对象的条件
研究对象必须同时符合以下两个基本条件： （1）对处理因素敏感
敏感、特异、稳定的研究对象 直接影响实验结果 如：制作动脉粥样硬化动物模型用家兔为宜； 研究过敏反应，则采用豚鼠为好 （2）对处理因素反应稳定
6
三、处理因素
1．处理因素的确定
2．选择处理因素的数目和水平
单因素、单水平 研究一种药物一种剂量的药理活性 单一因素、多水平 研究一种药物在不同剂量时的药理活性 多因素、单一水平 于同一种剂量，二种或多种药物联合的药理活性 多因素、多水平
19
2. 诱发性或实验性动物模型
物理、化学和生物的致病因素作用于动物而导致的 某些类似人类疾病的功能、症状或机制的出现。 如：用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物肿瘤， 用化学物质或电刺激诱发急性和慢性癫痫动物模型
能在短时间内复制出大量疾病模型动物 近代医学研究常用，药物筛选首选
20
（三）疾病动物模型的设计/选用原则
7
3．多因素相互作用
（1）协同作用 中药复方，肿瘤化疗药联合治疗
（2）拮抗作用 中药复方，试验研究
8
4．处理因素的实施
处理因素一经确立，施加方式、条件、时间应标准化和固定化； 所采用的技术方法要相对固定，否则很难做出明确的结论。
药物药效或机制研究： 药物剂量、剂型、批号、给药途径（口服； 腹腔、皮下、肌肉、静脉注射 ；脑室给药） 中药研究还要特别注意 产地和煎煮过程的环 节（如复方中药中 药味的煎煮先后顺序、温 度、时间、提纯方法等）。
1．动物选择—— 依研究内容而定 2．熟悉动物特性 3．熟练掌握实验技能 4．实验条件控制
①环境条件；②动物生理条件； ③仪器及测试条件；④实验人员条件
15
二、基本实验方法
1．注射及其它操作 2．麻醉和固定 3．导管插入 4．脏器灌流 5．脏器摘出和组织切片制备 6．行为学观察
16
三、疾病动物模型
的缺点 4.可严格控制实验条件，增强实验材料的可比性 5. 可简化实验操作和样品收集 6. 有助于更全面地认识疾病的本质
18
(二) 疾病动物模型的分类
1. 自发性动物模型
无胸腺裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠、 癫痫小/大鼠、高血压大鼠、无脾小鼠和青光眼 兔等
疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似, 但来源较困难
23
癫痫
24
抗癫痫 缺乏安全有效的治疗药物 治疗策略未发生根本性改变：
以控制癫痫发作为目的 抑制神经元电活动，阻止癫痫电波扩散
治标不治本、不能预防癫痫、毒副作用
25
毛果芸香碱诱导的急性和慢性癫痫模型
疾病动物模型模拟人类疾病，在医学和药学 研究中不可缺少。
大部分模型仅能反映疾病的某一种或几种特 征，应当根据研究目的选择模型，或用几种 模型从不同侧面来研究。
17
（一）疾病动物模型的意义和优越性
1. 避免了在人身上进行实验所带来的风险 2. 临床上平时不易见到的疾病可用动物随时复制出来 3. 可克服人类某些疾病潜伏期长、病程长和发病率低
实验室研究方法设计及实例
药学院 连晓媛
1
第一节 概述
一、实验室试验的优势、特点和局限性 二、实验室试验的受试对象 三、实验室试验的处理因素 四、实验室试验的试验效应
2
一、优势、特点和局限性
1. 可以严格控制实验条件 2. 可以缩短研究周期、进行对机体有害或可能有害
的处理因素的研究 3. 可以最大限度获取反映实验效应的样本和资料 4. 可以进行药物长期疗效和远期效应的观察 5. 可以进行临床上无法操作的实验 6. 动物实验也有缺点，如动物机体结构、代谢特点
（4）适用性
如雌激素能终止大/小鼠早期妊娠，但对人无效。
（5）易行性和经济性
先用小动物（小鼠、大鼠），后用大动物。 22
（四）疾病动物模型对新药研发至关重要
自从第一代抗癫痫药物诞生以来，癫痫治疗未发生 根本性改变。这与筛选抗癫痫药物使用的癫痫模型 密切相关。
最大电刺激法诱发急性癫痫模型 化学物质PTZ（GABA受体阻断剂）诱导急性癫痫 模型
12
三、随机区组设计（配伍组设计）
1、含义 按一定条件，将几个条件相同或近似的研究对象划成一个 区组，在区组内百度文库按随机原则，将研究对象分配到各组， 每组分别予以不同处理，对结果进行方差分析。
2、特点 组间均衡性好，各处理组的研究对象的生物学特性基本均 衡，是对完全随机设计的改进，抽样误差较小，实验效率 比较高；
（1）相似性
大白鼠原发性高血压是研究人类原发性高血压的 理想模型； 小鸡最适宜做高脂血症的模型，因它的血浆甘油 三酯、胆固醇以及游离脂肪酸水平与人十分相似， 低密度和极低密度脂蛋白的脂质构成也与人相似
21
（2）重复性
理想的动物模型应该是可重复、甚至可标准化。
（3）可靠性（特异性）
例如铅中毒可用大白鼠做模型，但有缺点，因为它 本身容易患进行性肾病，其可混淆铅中毒所致的肾 病。用蒙古沙土鼠就比较容易确定，因为一般只有 铅中毒才会使它出现相应的肾病变。
9
四、 试验效应
效应指标（反映试验效应） 指标选择的一般原则 针对性、特异性、客观性、灵敏性和精确性
10
第二节 常用实验设计类型
一、配比设计
1、自身前后配对设计 2、左右配对设计
3、异体配对设计 （对照组，试验组） 同期平行观察
4、交叉设计
11
二、完全随机设计
将受试对象按随机原则分配到不同处理组，然 后分别给予被试因素，再对它们的效应进行同 期平行观察，最后对实验结果作出统计分析。
3、应用范围 凡研究目的是回答两种因素各自的差异有无统计学意义的 情况，不管是两个或多个处理组，均可采用配伍组设计。
如：比较一个化合物的多个剂量的药效 13
四、正交设计：多因素多水平实验
14
第三节 动物实验
医学实验动物包括正常动物和疾病模型动物，
常用动物：大鼠、小鼠、家兔、豚鼠、犬、猫、猴等。
一、一般原则
3
二、受试对象
1．研究对象的选定
整体动物-体内实验研究 器官、组织、细胞、亚细胞或分子-体外实验研究
整体、离体、细胞、分子的有机结合
4
研究对象关系到实验室研究的成败
实验动物: 种属、品系、性别、年龄、体重及健康等 离体器官、活体组织：取材条件、部位、新鲜程度
和保存、培养情况等。 细胞：人或动物细胞，原代或传代细胞;培养条件。
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2．研究对象的条件
研究对象必须同时符合以下两个基本条件： （1）对处理因素敏感
敏感、特异、稳定的研究对象 直接影响实验结果 如：制作动脉粥样硬化动物模型用家兔为宜； 研究过敏反应，则采用豚鼠为好 （2）对处理因素反应稳定
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三、处理因素
1．处理因素的确定
2．选择处理因素的数目和水平
单因素、单水平 研究一种药物一种剂量的药理活性 单一因素、多水平 研究一种药物在不同剂量时的药理活性 多因素、单一水平 于同一种剂量，二种或多种药物联合的药理活性 多因素、多水平
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2. 诱发性或实验性动物模型
物理、化学和生物的致病因素作用于动物而导致的 某些类似人类疾病的功能、症状或机制的出现。 如：用化学致癌剂、放射线、致癌病毒诱发动物肿瘤， 用化学物质或电刺激诱发急性和慢性癫痫动物模型
能在短时间内复制出大量疾病模型动物 近代医学研究常用，药物筛选首选
20
（三）疾病动物模型的设计/选用原则
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3．多因素相互作用
（1）协同作用 中药复方，肿瘤化疗药联合治疗
（2）拮抗作用 中药复方，试验研究
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4．处理因素的实施
处理因素一经确立，施加方式、条件、时间应标准化和固定化； 所采用的技术方法要相对固定，否则很难做出明确的结论。
药物药效或机制研究： 药物剂量、剂型、批号、给药途径（口服； 腹腔、皮下、肌肉、静脉注射 ；脑室给药） 中药研究还要特别注意 产地和煎煮过程的环 节（如复方中药中 药味的煎煮先后顺序、温 度、时间、提纯方法等）。
1．动物选择—— 依研究内容而定 2．熟悉动物特性 3．熟练掌握实验技能 4．实验条件控制
①环境条件；②动物生理条件； ③仪器及测试条件；④实验人员条件
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二、基本实验方法
1．注射及其它操作 2．麻醉和固定 3．导管插入 4．脏器灌流 5．脏器摘出和组织切片制备 6．行为学观察
16
三、疾病动物模型
的缺点 4.可严格控制实验条件，增强实验材料的可比性 5. 可简化实验操作和样品收集 6. 有助于更全面地认识疾病的本质
18
(二) 疾病动物模型的分类
1. 自发性动物模型
无胸腺裸鼠、肌肉萎缩症小鼠、肥胖症小鼠、 癫痫小/大鼠、高血压大鼠、无脾小鼠和青光眼 兔等
疾病的发生、发展与人类相应的疾病很相似, 但来源较困难
23
癫痫
24
抗癫痫 缺乏安全有效的治疗药物 治疗策略未发生根本性改变：
以控制癫痫发作为目的 抑制神经元电活动，阻止癫痫电波扩散
治标不治本、不能预防癫痫、毒副作用
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毛果芸香碱诱导的急性和慢性癫痫模型
疾病动物模型模拟人类疾病，在医学和药学 研究中不可缺少。
大部分模型仅能反映疾病的某一种或几种特 征，应当根据研究目的选择模型，或用几种 模型从不同侧面来研究。
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（一）疾病动物模型的意义和优越性
1. 避免了在人身上进行实验所带来的风险 2. 临床上平时不易见到的疾病可用动物随时复制出来 3. 可克服人类某些疾病潜伏期长、病程长和发病率低
实验室研究方法设计及实例
药学院 连晓媛
1
第一节 概述
一、实验室试验的优势、特点和局限性 二、实验室试验的受试对象 三、实验室试验的处理因素 四、实验室试验的试验效应
2
一、优势、特点和局限性
1. 可以严格控制实验条件 2. 可以缩短研究周期、进行对机体有害或可能有害
的处理因素的研究 3. 可以最大限度获取反映实验效应的样本和资料 4. 可以进行药物长期疗效和远期效应的观察 5. 可以进行临床上无法操作的实验 6. 动物实验也有缺点，如动物机体结构、代谢特点
（4）适用性
如雌激素能终止大/小鼠早期妊娠，但对人无效。
（5）易行性和经济性
先用小动物（小鼠、大鼠），后用大动物。 22
（四）疾病动物模型对新药研发至关重要
自从第一代抗癫痫药物诞生以来，癫痫治疗未发生 根本性改变。这与筛选抗癫痫药物使用的癫痫模型 密切相关。
最大电刺激法诱发急性癫痫模型 化学物质PTZ（GABA受体阻断剂）诱导急性癫痫 模型
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三、随机区组设计（配伍组设计）
1、含义 按一定条件，将几个条件相同或近似的研究对象划成一个 区组，在区组内百度文库按随机原则，将研究对象分配到各组， 每组分别予以不同处理，对结果进行方差分析。
2、特点 组间均衡性好，各处理组的研究对象的生物学特性基本均 衡，是对完全随机设计的改进，抽样误差较小，实验效率 比较高；
（1）相似性
大白鼠原发性高血压是研究人类原发性高血压的 理想模型； 小鸡最适宜做高脂血症的模型，因它的血浆甘油 三酯、胆固醇以及游离脂肪酸水平与人十分相似， 低密度和极低密度脂蛋白的脂质构成也与人相似
21
（2）重复性
理想的动物模型应该是可重复、甚至可标准化。
（3）可靠性（特异性）
例如铅中毒可用大白鼠做模型，但有缺点，因为它 本身容易患进行性肾病，其可混淆铅中毒所致的肾 病。用蒙古沙土鼠就比较容易确定，因为一般只有 铅中毒才会使它出现相应的肾病变。
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四、 试验效应
效应指标（反映试验效应） 指标选择的一般原则 针对性、特异性、客观性、灵敏性和精确性
10
第二节 常用实验设计类型
一、配比设计
1、自身前后配对设计 2、左右配对设计
3、异体配对设计 （对照组，试验组） 同期平行观察
4、交叉设计
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二、完全随机设计
将受试对象按随机原则分配到不同处理组，然 后分别给予被试因素，再对它们的效应进行同 期平行观察，最后对实验结果作出统计分析。
3、应用范围 凡研究目的是回答两种因素各自的差异有无统计学意义的 情况，不管是两个或多个处理组，均可采用配伍组设计。
如：比较一个化合物的多个剂量的药效 13
四、正交设计：多因素多水平实验
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第三节 动物实验
医学实验动物包括正常动物和疾病模型动物，
常用动物：大鼠、小鼠、家兔、豚鼠、犬、猫、猴等。
一、一般原则