实验动物环境控制(1)
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式中：R: 实验动物的总反应 A: 实验动物种属的共同反应 B：动物品种及品系特有的反应 C: 动物的个体反应（个体差异） D: 环境的影响（包括实验处理） E: 实验误差
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第一节 环境因素对实验动物的影响
实验动物环境 • 外环境
大环境 • 内环境
小环境
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影响实验动物环境的诸因素
饱和水蒸气分压力
湿度与环境温度、气流速度共同影响动物体 温。 高湿度：引起动物代谢紊乱和抵抗力下降
饲料、垫料易霉变 低湿度：体表易失水，引起大鼠环尾病；母鼠拒
哺乳，环境尘埃多
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一些国家对实验动物设施内相对湿度的规定
实验动物
小鼠 大鼠 仓鼠 豚鼠
兔 猫 犬 猴
实验动物设施内规定的相对湿度(%)
存在问题： 1. 自然光 2. 太阳光直射动物 3. 不规则开关照明灯
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五、噪声
• 噪声来源：空调、通风设备，人员活动
• 噪声对实验动物的影响 1. 影响神经及心血管系统功能：烦躁不安、紧
张、呼吸心跳加快、血压升高
2. 影响消化及内分泌系统功能：消化系统功能 紊乱，肾上腺素分泌增加。
3. 影响繁殖及幼小动物生存：交配减少、妨碍 受精卵着床、繁殖率降低；妊娠动物流产、 拒绝哺乳、吃仔等。
初效过滤 中效过滤
高效过滤
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• 洁净度： 洁净度用尘埃粒子计数器测定。 用每立方英尺空气中含有≥0.5um尘埃粒
子数表示，如1万级指的是每立方英尺空气 中≥0.5um尘埃粒子数为10 000个。
一般分为10万级、1万级和100级。 屏障系统要求洁净度达到1万
级。
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七、有害气体
基因型
发育环境
表现型
周围环境
演出型
1959-1962年孕妇服用 反应停后出生的海豹儿
在动物实验中。为了使动物经过实验处理后的反应保持稳 定，就必须要求每个动物的表现型和演出型都保持稳定；而要 求每个动物的表现型和演出型保持稳定，就必须对动物的遗传 和生活的环境进行控制。
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3
• 环境对动物实验处理的影响 R = (A + B + C)× D + E
• 稳定的明暗交替（12h:12h/10h:14h）啮齿类 动物性周期最稳定。
• 持续黑暗使大鼠卵巢和子宫重量减轻，生殖过 程受抑制。
• 持续光照过度刺激动物的生殖系统
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要求 • 12h:12h/10h:14h明暗交替人工光照周
期，最好渐明渐暗。 • 工作照度：150 - 300 lx • 动物照度：15 - 20 lx
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三、气流和风速
实验动物设施内的气流和风速来源于通风换 气设备。合理的气流组织和风速能调节温度和 湿度，降低室内粉尘和有害气体，控制传染病 的流行。 • 换气次数：单位时间的风量/室内容积 • 要求： 屏障系统换气次数：10 - 20次/小时 风速：0.1 - 0.2m/s 新风量：不得少于50%
环境温度(℃) 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
给药动物数(只) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
死亡动物数(只) 20 20 20 10 10 10 10 7 6 11 16
死亡率(%) 100 100 100 50 50 50 50 35 30 55 80
气候因素 温度 湿度 气流
物理因素 光照 噪声 粉尘
化学因素 饲料营养
饮水 臭气 杀虫剂 消毒剂 污染毒物
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Fra Baidu bibliotek
生物因素 病毒 细菌
寄生虫
社会因素 饲养密度
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一、温度 不同动物适应的环境温度不同。 实验动物的最适环境温度为18-29℃，大小鼠屏障
系统控制温度为20-25 ℃ 。 恒温动物在一定的外界温度变化范围内能保持体温
相对稳定。 环境温度偏离动物最适温度过大，或温度的突然升
高或降低对动物的健康影响很大。 1. 影响代谢 2. 影响生长发育和繁殖 3. 影响生理功能 4. 影响健康和抗感染能力 5. 影响实验结果：脏器重量、
血液生化指标、药物反应
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不同环境温度时腹腔注射 戊巴比妥钠（95mg/kg）导致大鼠死亡率比较
第四章 实验动物的环境控制
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
环境因素对实验动物的影响 实验动物设施 特殊动物实验设施 设施的维护和管理 实验动物设施的环境监测
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• 环境因素影响动物生存的质量
• 在动物实验中，我们更注重环境因素 对动物实验质量的影响！
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2
1959年Russell和Bruch提出的 动物遗传和环境之间相互关系的学说
美国ILAR*
OECD**
日本
中国
40－70 40－70 40－70 40－70 40－70 30－70 30－70 40－60
30－70 30－70 30－70 30－70 30－70
45－55 45－55
45－55
45－55 45－55 55－65
40－70 40－70 40－70 40－70
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• 有害气体来源：动物排泄物发酵分解产生， 主要有氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、 三甲胺等
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温度对三种药物LD50的影响
药
物
LD50（mg/kg）
15.5℃
27℃
苯异丙胺(Amphetamine)
197.0
90.0
盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine)
111.0
33.2
麻黄碱(Ephedrine)
477.1
565.0
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二、相对湿度
实际水蒸气分压力 相对湿度（%） = ------------------ × 100%
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压差和气流走向
• 屏障系统中通过调节室与室之间的压差控制气 流走向，从而防止空气中病原微生物的侵入和 扩散。
• 要求： 压差：≥10 Pa 单走廊：饲养室 > 走廊 > 室外 双走廊：清洁走廊 > 饲养室 > 次清洁走廊 > 室外
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四、照明
照明主要影响动物体内的生物钟，影响包括 发情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔 的生殖生理
• 要求：60分贝以下
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六、粉尘
• 粉尘来源：空气中尘埃、饲料屑、垫料 尘埃、动物脱毛、排泄物等
• 粉尘对动物的影响： 1. 引起呼吸系统疾病
2. 粉尘是病原微生物的载体，可促进微生 物的扩散
• 粉尘对人的影响：重要的过敏原（进动 物饲养室要戴口罩）
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屏障系统粉尘控制方法 • 三级过滤：
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第一节 环境因素对实验动物的影响
实验动物环境 • 外环境
大环境 • 内环境
小环境
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影响实验动物环境的诸因素
饱和水蒸气分压力
湿度与环境温度、气流速度共同影响动物体 温。 高湿度：引起动物代谢紊乱和抵抗力下降
饲料、垫料易霉变 低湿度：体表易失水，引起大鼠环尾病；母鼠拒
哺乳，环境尘埃多
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一些国家对实验动物设施内相对湿度的规定
实验动物
小鼠 大鼠 仓鼠 豚鼠
兔 猫 犬 猴
实验动物设施内规定的相对湿度(%)
存在问题： 1. 自然光 2. 太阳光直射动物 3. 不规则开关照明灯
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五、噪声
• 噪声来源：空调、通风设备，人员活动
• 噪声对实验动物的影响 1. 影响神经及心血管系统功能：烦躁不安、紧
张、呼吸心跳加快、血压升高
2. 影响消化及内分泌系统功能：消化系统功能 紊乱，肾上腺素分泌增加。
3. 影响繁殖及幼小动物生存：交配减少、妨碍 受精卵着床、繁殖率降低；妊娠动物流产、 拒绝哺乳、吃仔等。
初效过滤 中效过滤
高效过滤
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• 洁净度： 洁净度用尘埃粒子计数器测定。 用每立方英尺空气中含有≥0.5um尘埃粒
子数表示，如1万级指的是每立方英尺空气 中≥0.5um尘埃粒子数为10 000个。
一般分为10万级、1万级和100级。 屏障系统要求洁净度达到1万
级。
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七、有害气体
基因型
发育环境
表现型
周围环境
演出型
1959-1962年孕妇服用 反应停后出生的海豹儿
在动物实验中。为了使动物经过实验处理后的反应保持稳 定，就必须要求每个动物的表现型和演出型都保持稳定；而要 求每个动物的表现型和演出型保持稳定，就必须对动物的遗传 和生活的环境进行控制。
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• 环境对动物实验处理的影响 R = (A + B + C)× D + E
• 稳定的明暗交替（12h:12h/10h:14h）啮齿类 动物性周期最稳定。
• 持续黑暗使大鼠卵巢和子宫重量减轻，生殖过 程受抑制。
• 持续光照过度刺激动物的生殖系统
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要求 • 12h:12h/10h:14h明暗交替人工光照周
期，最好渐明渐暗。 • 工作照度：150 - 300 lx • 动物照度：15 - 20 lx
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三、气流和风速
实验动物设施内的气流和风速来源于通风换 气设备。合理的气流组织和风速能调节温度和 湿度，降低室内粉尘和有害气体，控制传染病 的流行。 • 换气次数：单位时间的风量/室内容积 • 要求： 屏障系统换气次数：10 - 20次/小时 风速：0.1 - 0.2m/s 新风量：不得少于50%
环境温度(℃) 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
给药动物数(只) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
死亡动物数(只) 20 20 20 10 10 10 10 7 6 11 16
死亡率(%) 100 100 100 50 50 50 50 35 30 55 80
气候因素 温度 湿度 气流
物理因素 光照 噪声 粉尘
化学因素 饲料营养
饮水 臭气 杀虫剂 消毒剂 污染毒物
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Fra Baidu bibliotek
生物因素 病毒 细菌
寄生虫
社会因素 饲养密度
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一、温度 不同动物适应的环境温度不同。 实验动物的最适环境温度为18-29℃，大小鼠屏障
系统控制温度为20-25 ℃ 。 恒温动物在一定的外界温度变化范围内能保持体温
相对稳定。 环境温度偏离动物最适温度过大，或温度的突然升
高或降低对动物的健康影响很大。 1. 影响代谢 2. 影响生长发育和繁殖 3. 影响生理功能 4. 影响健康和抗感染能力 5. 影响实验结果：脏器重量、
血液生化指标、药物反应
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不同环境温度时腹腔注射 戊巴比妥钠（95mg/kg）导致大鼠死亡率比较
第四章 实验动物的环境控制
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
环境因素对实验动物的影响 实验动物设施 特殊动物实验设施 设施的维护和管理 实验动物设施的环境监测
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• 环境因素影响动物生存的质量
• 在动物实验中，我们更注重环境因素 对动物实验质量的影响！
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1959年Russell和Bruch提出的 动物遗传和环境之间相互关系的学说
美国ILAR*
OECD**
日本
中国
40－70 40－70 40－70 40－70 40－70 30－70 30－70 40－60
30－70 30－70 30－70 30－70 30－70
45－55 45－55
45－55
45－55 45－55 55－65
40－70 40－70 40－70 40－70
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• 有害气体来源：动物排泄物发酵分解产生， 主要有氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、 三甲胺等
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温度对三种药物LD50的影响
药
物
LD50（mg/kg）
15.5℃
27℃
苯异丙胺(Amphetamine)
197.0
90.0
盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine)
111.0
33.2
麻黄碱(Ephedrine)
477.1
565.0
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二、相对湿度
实际水蒸气分压力 相对湿度（%） = ------------------ × 100%
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压差和气流走向
• 屏障系统中通过调节室与室之间的压差控制气 流走向，从而防止空气中病原微生物的侵入和 扩散。
• 要求： 压差：≥10 Pa 单走廊：饲养室 > 走廊 > 室外 双走廊：清洁走廊 > 饲养室 > 次清洁走廊 > 室外
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四、照明
照明主要影响动物体内的生物钟，影响包括 发情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔 的生殖生理
• 要求：60分贝以下
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六、粉尘
• 粉尘来源：空气中尘埃、饲料屑、垫料 尘埃、动物脱毛、排泄物等
• 粉尘对动物的影响： 1. 引起呼吸系统疾病
2. 粉尘是病原微生物的载体，可促进微生 物的扩散
• 粉尘对人的影响：重要的过敏原（进动 物饲养室要戴口罩）
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屏障系统粉尘控制方法 • 三级过滤：