實驗動物學第四章實驗動物環境控制演示文稿2023/6/131當前第1頁\共有34頁\編于星期二\6點優選實驗動物學第四章實驗動物環境控制當前第2頁\共有34頁\編于星期二\6點基因型表現型演出型發育環境周圍環境1959年Russell和Bruch提出的動物遺傳和環境之間相互關系的學說

在動物實驗中。為了使動物經過實驗處理后的反應保持穩定，就必須要求每個動物的表現型和演出型都保持穩定；而要求每個動物的表現型和演出型保持穩定，就必須對動物的生存環境進行控制。

1959-1962年孕婦服用反應停后出生的海豹兒2023/6/133當前第3頁\共有34頁\編于星期二\6點環境對動物實驗處理的影響

R=(A+B+C)×D+E式中：R:

實驗動物的總反應

A:

實驗動物種屬的共同反應

B：動物品種及品系特有的反應

C:

動物的個體反應（個體差異）

D:

環境的影響（包括實驗處理）

E:

實驗誤差2023/6/134當前第4頁\共有34頁\編于星期二\6點第一節實驗動物環境一、實驗動物環境的概念外環境大環境內環境小環境2023/6/135國家標準：實驗動物環境及設施（GB14925-2010）4.2選址4.2.1應避開自然疫源地。生產設施宜遠離可能產生交叉感染的動物飼養場所。4.2.2宜選在環境空氣質量即自然環境條件較好的區域。4.2.3宜遠離有嚴重空氣污染、振動或噪聲干擾的鐵路、碼頭、飛機場、交通要道、工廠、儲倉、堆場等區域。當前第5頁\共有34頁\編于星期二\6點二、實驗動物環境的分類及控制指標實驗動物環境的分類：

1.普通環境：飼養普通級動物

2.屏障環境：飼養清潔級、SPF級動物

3.隔離環境：飼養無菌級、悉生動物62023/6/13當前第6頁\共有34頁\編于星期二\6點1.普通環境（conventionalenvironment）

普通環境符合動物居住的基本要求，不能完全控制傳染因子，但能控制野生動物的進入，適用于飼養普通級實驗動物。

普通環境溫度犬、兔、猴、小型豬等控制在16-28℃，豚鼠、地鼠控制在18-29℃范圍；日溫差≤4℃，相對濕度控制在40-70%，換氣次數最少8次/h。2023/6/137當前第7頁\共有34頁\編于星期二\6點2.屏障環境（barrierenvironment）屏障環境是專門為清潔級、SPF級動物飼養和動物實驗設計的環境，符合動物居住的要求。通過對出入屏障環境的人員、物品、動物和空氣潔凈度的控制，避免各種可能的傳染因子傳入屏障環境內；通過對溫濕度、噪聲和換氣次數等各種理化因子的控制，給實驗動物的繁育營造良好的環境。屏障環境溫度控制在20-26℃，日溫差≤4℃；相對濕度控制在40-70%，換氣次數控制在15次/h，空氣潔凈度7級。2023/6/138當前第8頁\共有34頁\編于星期二\6點3.隔離環境（isolationenvironment）采用無菌隔離裝置以保持無菌狀態或無外來污染物。隔離裝置內的空氣、飼料、水、墊料和設備應無菌，動物和物料的動態傳遞須經特殊的傳遞系統，該系統既能保證與環境的絕對隔離,又能滿足轉運動物時保持內環境一致。適用于飼育SPF級、悉生及無菌實驗動物。隔離環境溫度控制在20-26℃，日溫差≤4℃；相對濕度控制在40-70%，換氣次數≥20次/h，飼養無菌動物或悉生動物的隔離裝置空氣潔凈度為5級。為了保證良好的隔離環境，隔離裝置內外的靜壓差要保持在50Pa。2023/6/139當前第9頁\共有34頁\編于星期二\6點指標單位范圍其他溫度攝氏（℃）20-26日溫差≤4℃濕度相對濕度（%）40-70換氣量次/小時≥15氣流速度米/秒≤0.2梯度壓差帕斯卡（Pa）≥10清潔走廊>飼養室>次清潔走廊空氣潔凈度級7級美國宇航局標準落下菌數個/平皿≤3氨濃度毫克/立方米（mg/m3）≤14噪聲分貝（dB）≤60工作照度勒克斯（Lux）≥20012/12或10/14SPF動物實驗室環境控制指標2023/6/1310當前第10頁\共有34頁\編于星期二\6點環境分類使用功能適用動物等級普通環境---實驗動物生產、動物實驗、檢疫普通動物屏障環境正壓實驗動物生產、動物實驗、檢疫清潔動物、SPF動物負壓動物實驗、檢疫清潔動物、SPF動物隔離環境正壓實驗動物生產、動物實驗、檢疫SPF動物、悉生動物、無菌動物負壓動物實驗、檢疫SPF動物、悉生動物、無菌動物不同實驗動物環境的使用功能和適用動物等級2023/6/1311當前第11頁\共有34頁\編于星期二\6點1.保證實驗動物健康和質量標準化。2.保障實驗研究獲得正確結果。3.合乎標準的環境為動物實驗工作者提供適宜的工作環境，避免不利的因素對人的傷害。實驗動物環境控制的意義2023/6/1312當前第12頁\共有34頁\編于星期二\6點第二節實驗動物設施實驗動物設施是為實驗動物和動物實驗提供能夠控制的、穩定的、適合實驗動物生長/繁殖的環境。依據功能，可分為

生產繁殖設施動物實驗設施2023/6/1313當前第13頁\共有34頁\編于星期二\6點一、普通設施

普通設施應符合普通環境控制要求，用于飼養普通級動物。設施通常為單走廊專用房舍，有空調和送、排風裝置，有防野鼠、防昆蟲措施。此外還應配置動物實驗室、手術室、清洗室、籠器具和飼料墊料倉庫。因普通級大動物糞尿排泄量大，在設施建造設計時應注意足夠的通風換氣量和通暢的下水管道。籠具要定期清洗消毒，飼料應確保未污染和霉變。工作人員進入時應采取一定的防護措施，如穿著工作服，戴口罩、帽子和手套。2023/6/1314當前第14頁\共有34頁\編于星期二\6點15二、屏障設施根據屏障控制規模的大小，分為：屏障系統屏障單元局部屏障設備2023/6/13當前第15頁\共有34頁\編于星期二\6點1.屏障系統一般設計為雙走廊或三走廊。空氣要經過初、中、高效三級過濾，其空氣潔凈度達到7級（相當于美國宇航局標準10000級）。屏障系統內保持正壓，通過設定清潔走廊、飼養室/動物實驗室和次清潔走廊之間的壓差調節氣流走向。屏障系統的出入口一般都設兩道門，形成緩沖間（氣閘），防止開門時外界空氣逆流進入屏障系統內。2023/6/1316當前第16頁\共有34頁\編于星期二\6點雙走廊屏障系統內人、動物、物品的移動路向2023/6/1317當前第17頁\共有34頁\編于星期二\6點氣流走向

清潔走廊飼養室/動物實驗室次清潔走廊外部區域人員走向：

更衣室淋浴（風淋）清潔走廊飼養室/動物實驗室次清潔走廊更衣室物品移動走向耐高壓物品：

物品高壓滅菌內準備室清潔走廊飼養室/動物飼養室次清潔走廊外部區域

不耐高壓物品：

物品傳遞窗噴霧消毒內準備室清潔走廊飼養室/動物飼養室次清潔走廊外部區域屏障系統內氣流、人員、物品走向（以雙走廊為例）2023/6/1318當前第18頁\共有34頁\編于星期二\6點2023/6/1319當前第19頁\共有34頁\編于星期二\6點2.屏障單元

將單間飼養室/動物實驗室進行凈化控制，用于清潔級大小鼠飼養/動物實驗，但其清洗、高壓滅菌、倉庫等設施并不連成一體。常見于動物實驗規模較小的研究所或醫院。2023/6/1320當前第20頁\共有34頁\編于星期二\6點3.局部屏障設備：

層流架獨立通氣籠盒（IVC）層流架獨立通氣籠盒（IndividuallyVentilatedCages，IVC）2023/6/1321當前第21頁\共有34頁\編于星期二\6點22屏障系統與IVC設備在通風換氣上的差異進氣孔出氣孔2023/6/13當前第22頁\共有34頁\編于星期二\6點三、隔離設施隔離設施是采用特制的隔離裝置以營造與外界隔離的環境，用于無菌動物的制備、無菌動物和悉生動物的維持和動物實驗。亦可用于SPF動物的保種和一般的感染性試驗。可置于室內普通環境中運轉。無菌隔離器可用硬質或軟質材料制成。硬質材料采用PVC塑料或不銹鋼，軟質材料通常采用聚乙烯透明塑料，通氣后鼓脹成型。目前全世界應用最廣泛的是聚氯乙烯全透明薄膜隔離器。2023/6/1323當前第23頁\共有34頁\編于星期二\6點隔離器的基本構造示意圖2023/6/1324當前第24頁\共有34頁\編于星期二\6點第三節特殊動物實驗設施感染性動物實驗設施放射性動物實驗設施特殊化學物質動物實驗設施2023/6/1325當前第25頁\共有34頁\編于星期二\6點危險度1級（無或極低的個體和群體危險）

不太可能引起人或動物致病的微生物。如大腸桿菌、乳酸桿菌等危險度2級（個體危險中等，群體危險低）

病原體能夠對人或動物致病，但對實驗室工作人員、社區、牲畜或環境不易導致嚴重危害。實驗室暴露也許會引起嚴重感染，但對感染有有效的預防和治療措施，并且疾病傳播的危險有限。如傷寒桿菌、沙門氏菌、致病性大腸桿菌等危險度3級（個體危險高，群體危險低）

病原體通常能引起人或動物的嚴重疾病，但一般不會發生感染個體向其他個體的傳播，并且對感染有有效的預防和治療措施。如霍亂弧菌、炭疽桿菌等危險度4級（個體和群體的危險均高）

病原體通常能引起人或動物的嚴重疾病，并且很容易發生個體之間的直接或間接傳播，對感染一般沒有有效的預防和治療措施。如SARS病毒、甲流病毒等WHO《實驗室生物安全手冊》第三版中文版感染性微生物的危險度等級分類2023/6/1326當前第26頁\共有34頁\編于星期二\6點

感染性動物實驗設施設計理念防護措施二段封閉防護：病原體和人隔離開，感染性實驗室和外界環境隔離開。感染性動物實驗室的等級

ABSL-1（Animalfacility-BiosafetyLevel-1，P1)ABSL-2（Animalfacility-BiosafetyLevel-2，P2）

ABSL-3（Animalfacility-BiosafetyLevel-3，P3）

ABSL-4（Animalfacility-BiosafetyLevel-4，P4）

2023/6/1327當前第27頁\共有34頁\編于星期二\6點不同級別感染性動物實驗室的要求ABSL-1適用：危險度1級（無或極低的個體和群體危險）動物飼育室要求：①飼育籠具應有防逃出裝置；②感染實驗區應與其他區域分開,有防昆蟲和嚙齒類動物侵入的裝置；③靠近出口處設洗手池；④地面、墻壁應使用耐水耐消毒藥的材料。2023/6/1328當前第28頁\共有34頁\編于星期二\6點ABSL-2適用：危險度2級（個體危險中等，群體危險低）

ABSL-2是在ABSL-1的操作規范、處理方法、安全設備和實驗室要求的基礎上建立起來的。飼養室門應保持關閉，有明顯的“生物危害”標志牌。動物飼育室要求：（1）應分別設置動物飼育室和實驗操作室、檢疫觀察室。動物實驗宜在隔離器、IVC和生物安全柜內進行。（2）門應帶鎖、可自動關閉。實驗室的門應具有可視窗。動物實驗室不宜設下水地漏。（3）應設置恒溫恒濕空調通風系統和空氣凈化機組，一般宜采用全新風。2023/6/1329當前第29頁\共有34頁\編于星期二\6點（4）應配備高壓蒸汽滅菌器。（5）污物處理應保證滿足實驗室運轉和控制污染的要求。固體廢棄物經高壓蒸汽滅菌后交環保部門統一處理；污染的廢水必須經過有效消毒。有害污染廢棄物要與一般廢棄物分開放置。（6）應有可靠的電力供應和應急照明。保證緊急情況下基本設備的用電需要。(7)應按規定設置火災報警、消防器材以及洗眼設施。2023/6/1330當前第30頁\共有34頁\編于星期二\6點ABSL-3適用:

危險度3級（個體危險高，群體危險低）三級實驗動物生物安全實驗室（ABSL-3）適用于飼養接種了危險度3級微生物的動物。這種病原微生物對人體、動植物或環境具有高度危險性，主要通過氣溶膠使人傳染上嚴重的甚至是致命疾病，或對動植物和環境具有高度危害的致病因子。實驗人員需接受過專門操作訓練，并由具有上述工作經驗的能勝任的科學人員監督管理。ABSL-3要有雙重密封門或氣閘室（緩沖隔離室）和外界隔離的實驗區。外部空氣通過高效過濾器送入室內，排出的空氣亦需經高效過濾器過濾。感染材料的所有操作應在生物安全柜內或其他封閉設備內進行。所有傳染性液體或固體廢棄物應先經過高溫高壓或化學處理去除污染后再處理。2023/6/1331當前第31頁\共有34頁\編于星期二\6點ABSL-3設施設備要求：（1）應為全封閉系統，有清潔區、半污染區和污染區組成，各區之間設緩沖間。（2）室內配管線應內藏，適應熏蒸消毒和沖洗消毒的需要。（3）動物飼養區和生物安全柜內應保持負壓，排出的氣體應經過高效過濾器過濾。（4）每個動物實驗室出口處附近要有自動開關洗手池。（5）在適當的位置安置高