第四章实验动物的环境控制

二、理化因素
（一）光照（150-300Lux）与昼夜明 暗交替时间（12h/12h或10h/14h） 光照对实验动物的影响 1、影响视力和内分泌系统 2、影响生理及生殖机能
（一）光照
饲养室内光线要符合以下两方面的基本要 求： 1、能维持实验动物健康和繁育条件； 2、满足饲养人员操作和实验要求。 动物室内光照明暗比应保持稳定，一般多 控制在12∶12或14∶10。
图4-5 隔离器
（一）隔离系统
操作时，工作人员只能通过隔离器上的橡 胶手套来进行饲养或实验。物品是通过包 装消毒后，由灭菌渡舱或传递窗传入；动 物是经由无菌剖腹产的方法进入；进入隔 离器的空气，应经高效过滤，保证隔离器 内空气洁净度达100级，无菌并维持正压状 态。根据实验需要也可维持负压状态，但 需要配置空气排放装置，保证空气排放符 合标准。
二、实验动物环境的区分
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。
（一）气温
表1 环境温度与小鼠脉搏数的关系
环境温度（℃） 小鼠数 心 跳 数 17 20 23 26 29 15 15 14 16 11 平均（次/分） 752.1 729.2 709.5 659.3 628.6 标准偏差 21.2 26.1 21.9 29.6 48.5 相关系数
r=-0.821 p<0.01
二、实验动物设施的分类
实验动物设施根据对所饲养动物的微生物控制程度 和空气净化程度分为： （一）隔离环境：由隔离器（正压或负压隔离器）等 与外界隔离的设施及其附属辅助装置组成的饲养系 统。用于饲养无菌动物、悉生动物和SPF动物。
特点：
百级空气洁净度 正向梯度压差（100～150Pa ) 换气次数（20～50次/小时） 人员不与动物直接接触
（三）粉尘
对屏障环境以上动物设施的空气必须经过 有效的过滤，去除颗粒物使空气达到一定 的洁净度。 屏障系统——10000级（即空气中≥0.5μm 的颗粒物应≤350个/L） 隔离系统——100级
（三）粉尘
动物饲养室空气中粉尘的来源 主要来自室外未经过滤处理的空气，以 及动物体表被毛、皮屑、饲料和垫料等材 料的碎屑往往可以被气流携带或动物活动 扬起而在空气中悬浮，形成颗粒物污染。
隔离器可安放于开放环境或屏障环境，其布局 和运作分别按上述系统的要求。隔离器呈长方形 箱状，安放于工作台上。实验动物饲养于隔离器 内；空气由送风机经空气过滤器通向隔离器的空 气入口，隔离器内的脏空气经空气出口排出。隔 离器的一侧装有橡皮手套，供隔离器内部操作使 用，隔离器另一侧有灭菌渡舱，供传入传出物料 及动物使用。有的隔离器还连有药液灭菌渡槽， 供剖腹取胎使用。
（二）空气湿度
多数动物不耐低湿。 低温干燥环境下大鼠易患环尾病，当湿度为40% 时大鼠此症的发生率为25%-30%。 在低湿情况下，大、小鼠的哺乳母鼠常发生拒哺 或咬仔现象，仔鼠发育不良，体重增长停滞。 高温、高湿时，动物抵抗力下降，发病率和病死 率增加，且利于病原微生物的存活和传播。
（GB14925-2001）
第二节 影响实验动物的各种环境因素 及其控制要求
主要阐述实验动物饲养室内的环境因素， 指饲养室内气温、相对湿度、气流、空气 中颗粒物、微生物、有害气体、光照和噪 声等对实验动物的影响，并列出各项环境 因素的控制要求。
一、气候因素
（一）气温（18-29℃） 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
有害气体对人和实验动物的影响 刺激动物及人的眼结膜、鼻腔黏膜和呼 吸道黏膜，导致流泪、咳嗽，引起鼻炎、 气管炎、肺炎甚至中耳炎。
三、生物因素
（wenku.baidu.com）空气中的微生物——落菌数 是实验动物环境最为重要的监测指标之一。 普通环境——≤30个/皿 屏障环境——≤3个/皿 隔离环境——无检出
（二）社会因素和饲养密度
第四章 实验动物的环境控制
实验动物标准化之三
第一节 实验动物环境
一、实验动物环境的概念 生物的环境——泛指围绕生物体的一切事物， 是生物赖以生存的外部条件。 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 绕实验动物的所有事物的总和。 实验动物设施——界定实验动物的生存空间、 维持其需要的建筑物和设备等的总称。
二、实验动物环境监控的意义 1. 严格监控实验动物环境可保证实验动 物健康和质量标准化。 2. 环境控制可保障实验研究获得正确的 结果。 3. 合乎标准的环境, 尚为实验动物及动 物实验工作者提供适宜的条件， 并保障 人们身体健康, 不受危害因素的伤害。
三、实验动物环境监控与动物实验结果的关系： 实验动物的性状实际上是遗传和环境因素相 互作用的结果。 发育环境 基因型 周围环境 表现型 演出型
1、社会因素——社会地位 2、饲养密度——每m2最大饲养密度 小鼠——100只 大鼠——50只 豚鼠——20只 兔——4只 狗——1只 猴——1只
表 4-5 常见成年实验动物所需饲养面积和空间 动物种类 饲养方法 每只饲养面积(m2) 每只饲养体积(m3) 小鼠 集体笼养 0.0067-0.0135 0.0008-0.0016 大鼠 集体笼养 0.0175-0.044 0.0035-0.009 豚鼠 集体笼养 0.044-0.088 0.0088-0.017 兔 笼 养 0.14-0.27 0.06-0.108 猫 笼 养 0.18-0.27 0.342-0.49 狗 笼 养 0.72 0.575 栏 养 0.27-1.08 运动场 0.72-1.08 猕猴 笼 养 0.09-0.72 0.108-0.936
表 4-3 动 物 小 鼠 大 鼠 仓 鼠 豚 鼠 兔 猫 犬 猴
一些国家对实验动物设施内相对湿度的规定 实验动物设施内规定的相对湿度(%) 美国 ILAR* OECD** 日 本 中 国 40－70 30－70 45－55 40－70 40－70 30－70 45－55 40－70 40－70 30－70 40－70 40－70 30－70 45－55 40－70 40－70 30－70 30－70 45－55 30－70 45－55 40－60 55－65 *：ILAR 代表“实验动物资源研究所” 。 **：OECD 代表“经济合作与发展组织” 。
动物实验实际上是控制实验动物的演出型， 并对演出型动物作严格策划的处理；只有演出型 稳定，实验结果才有良好的可重复性和高度的可 信性。
五实验动物环境监控与动物实验 结果的关系
动物的性状表现主要由遗传因素和环境因素决定。 动物对实验处理的反应可用下式表示： R=（A+B+C）×D±E R：实验动物的总反应 A：实验动物种的共同反应 B：动物品种及品系特有的反应 C：动物个体反应（个体差异） D：环境的影响（包括实验处理） E：实验误差
第三节 实验动物设施标准及运行管理
一、实验动物设施的组成
指与实验动物和动物实验有关的建筑物 和设备及运营管理设施的总称，是为实 现对动物所需的环境条件实行控制目标 而专门设计和建造的。可分为繁殖生产 设施和动物实验设施两类。
一、实验动物设施的组成
1、隔离检疫室和健康动物观察室 2、饲养室 3、各种实验室和处置室 4、贮存室和库房 5、洗刷消毒室 6、工作人员用房 7、走廊 8、后勤用室 9、废物处理设施 10、饲料原料仓库和饲料加工室
21 小鼠 200 大鼠 400 金黄地鼠 400 豚鼠 2600 兔 3000 猫 3000 猴 14000 犬
672 110 73 70 21 16 16 5
0.085 0.113 0.226 0.170 0.283 1.00 1.00 4.25
0.85 1.27 2.54 1.70 3.20 17.00 17.00 47.2
（一）隔离系统
要点： 1、物品要求灭菌 2、人员与实验动物隔离 3、动物要求采取检疫措施 4、空气洁净度达到100级
（二）屏障环境
是标准的动物饲养室或实验室，用来饲养SPF动物和 清洁动物。 屏障系统模式图
五、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：光照、噪声、粉尘、臭气（NH3、 H2S等）、杀虫剂、消毒剂、有害气体等 3 营养因素：饲料、饮水、笼具、垫料等 4 生物和栖居因素：各种病原体（细菌、病 毒、寄生虫等）、落菌数、社会因素和饲养密 度等
六、实验动物环境及设施国家标准
（三）粉尘
粉尘（5μm以下）对人及实验动物的影响 1、引起动物和人的呼吸系统疾病及过敏性皮 炎等（过敏原）。 2、可成为微生物的载体，即把各种微生物粒 子包括饲料、垫料中带入的粉螨、霉菌孢 子、各种细菌及其芽胞和病毒带入饲养室， 促使微生物扩散。
（四）有害气体
动物粪尿等排泄物发酵分解产生的污染 物种类很多，主要有氨、甲基硫醇、硫化 氢、硫化甲基、三甲胺、苯乙烯、乙醛和 二硫化甲基等。 其中氨的浓度最高，故将其作为饲养室 污染状况的检测指标。 氨浓度≤20ppm/m3
分类 产出率 咬仔率 0/10（0%） 1/3（33%） 4/6（67%）
阴道栓确认后饲养在普通环境下 10/10（100%） 阴道栓确认当天起饲养在噪声环境下 3/5（60%） 阴道栓确认18天后饲养在噪声环境下 6/6（100%）
（二）噪声
饲养室内噪声的来源 1、外界传入 2、室内机器产生 3、动物自身产生
（二）噪声（≤60dB）
噪声是影响实验动物健康的重要环境因素。 动物的听觉与人不同，能听到较宽的音域， 所以噪声对动物的影响不容忽视。 1、影响神经及心血管功能（听源性痉挛） 2、影响消化及内分泌功能 3、影响繁殖及幼小动物生存
（二）噪声
噪声对实验动物的繁育有很大影响。
噪声环境下小鼠的产出率与咬仔率
（三）气流和风速（≤0.18m/s）
气流主要影响动物皮肤的体表蒸发和对流 散热。 在饲养室内保持一定气流，不仅可使温度、 湿度及化学物质组成保持均匀一致，而且 有利于将污浊气体排出室外。 实验动物通常采用值系0.13-0.18m/s的气 流。
（三）气流和风速
动物室的通风换气，其目的在于供给动物新鲜空 气，满足实验动物生理的需要；除去室内恶臭物 质；排出动物呼吸、照明和机械运转产生的余热， 使饲养环境内温度、湿度和气流等因素达到一定 要求，稀释粉尘和空气中浮游微生物，使空气的 污染降低到最低程度。 必须对实验动物饲养环境通风量和换气次数做合 理的安排。其标准是根据动物的代谢量来估计。
（一）气温
表2 温度对三种药物LD50的影响
药
物
LD50（mg/kg）
15.5℃
苯异丙胺 盐酸脱氧麻黄素 麻 黄 素 197.0 111.0 477.1
27℃
90.0 33.2 565.0
（二）空气湿度（40-70%）
空气湿度是指大气中水分含量，按每平方 米实际含水量（g）表示，称为绝对湿度； 空气中实际含水量与同等温度下饱和含水 量的百分比值，称为相对湿度。 空气相对湿度对动物机体热调节有密切关 系。
（三）气流和风速
换气次数——单位时间内旧空气被新空 气完全置换的次数。 10-20次/小时 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、淋浴室 设施外，室内处于正压。设施内的压力 梯度为20-50Pa。
（三）气流和风速
不同动物的代谢量和必要的换气量
动物种类 体重(g) 代谢量（与一个人 等价的只数） 保证良好空气状 态(m3/只) 必要的换气 量(m3/只.h)