第四章 实验动物的环境控制 湖北中医药大学中医药实验中心 田代志

环境因素对实验动物的影响 一、实验动物环境控制的重要性 实验动物环境控制是实验动物标准化的主要内容之一。 实验动物性状的表现决定于多种因素，主要是遗传因素和环境因素的综合结果。尽管遗传因素是决定生物性状的物质基础，但在个体发育过程中，基因的表现离不开环境因素的影响。

环境因素对实验动物的影响 二、实验动物环境因素分类 气候因素：温度、湿度、气流、风速等。 理化因素：氧、二氧化碳、粉尘、臭味、噪音、照度、杀虫剂、消毒剂、有害化学物质等。 居住因素：房屋、饲养笼具、垫料、给食器、供水器等。 生物因素：动物饲养密度、微生物、与人和其它动物的关系等。

环境因素对实验动物的影响 三、各种环境因素对实验动物质量和动物实验结果的影响 温度 实验动物基本上都是恒温动物，其极限温度为+40～-30℃之间，动物实验时最适宜的环境温度为21～27℃。 环境温度可影响动物的生殖能力。温度过低时，哺乳动物性周期推迟；而温度超过30 ℃时，雄性动物睾丸萎缩，雌性动物性周期紊乱。

环境因素对实验动物的影响 温度 环境温度可影响动物机体的抵抗力。实验表明，BALA/CA小鼠从22 ℃移至12 ℃或32 ℃，其B细胞数和T细胞数发生明显变化，免疫功能异常。 环境温度可影响动物的脏器重量。小鼠大低温环境下饲养，其心脏、肝脏和肾脏较大，而在高温环境下则较小。

环境因素对实验动物的影响 温度 环境温度可影响动物的实验反应性。 不适宜的环境温度可使动物处于应激状态，从而出现对化学物质的急性毒性反应改变。例如异丙肾上腺素的LD50在4℃与在24 ℃相比，雄性小鼠相差1000倍，雌性小鼠相差10000倍；即使在20 ℃与在24 ℃相比，也有10倍之差。

环境因素对实验动物的影响 湿度 湿度是指大气中水份的含量，按g/m3表示的为绝对湿度；空气中实际水份含量占同等温度下饱和含水量的百分比，称为相对湿度。 实验动物的最适相对湿度为40～70%。 高湿环境下，病原微生物和寄生虫容易繁殖和传播，垫料、饲料易发生霉变，影响动物健康，影响实验结果。

环境因素对实验动物的影响 湿度 低湿环境下，易使室内灰尘飞扬，引起实验人员和动物易患呼吸道疾病。另外，低湿环境下，大鼠易发生坏尾病，大、小鼠的哺乳母鼠常发生拒哺或吃仔现象。

环境因素对实验动物的影响 光照 可见光是一定波长的电磁波（波长0.35～0.75μm），对动物的多种功能，特别是有节律地调节其生理活动的神经内分泌功能，具有关键作用。可见光的视觉效应，可将80 ～85%的环境信息，通过动物的视觉感受器，传入其脑内，使之对环境变化做出相应的积极反应。

环境因素对实验动物的影响 光照 日光中波长较短的紫外线（<0.35 μm），对环境和动物体表有杀菌作用；并能使动物表层组织内蓄积的麦角固醇转化为维生素D2，从而促进钙的代谢和吸收。 实验证明，人工照明能达到与日光照明同样的效果，但可操作性强，便于管理。最适宜的光照度为距地面1m处150～300 Lux。

环境因素对实验动物的影响 光照 强光会损害实验动物特别是啮齿类动物的视力，并使其辨色能力下降。 光线波长可影响动物的生殖机能，蓝光比红光更能促进大鼠的性成熟。 持续的黑暗可抑制大鼠的生殖，使卵巢减轻；持续光照可大、小鼠出现永久性阴道角化，多数卵泡达到排卵前期，而不形成黄体。

环境因素对实验动物的影响 噪声 声波是一种机械振动。 人耳能感知的声波频率为200～20000Hz。 声波在空气中传播时，使空气的压强发生变化而产生声压，其分级单位为分贝（dB）。 人耳对高频声波敏感，对低频声波不敏感，对声波入射频率高低的计量采用响度分级，单位为方（phon）。

环境因素对实验动物的影响 噪声 当声音的声压、响度和持续时间超过人和动物生理承受能力，以至引起各种病理效应时，即为噪声。 噪声是不可避免的，喂料、清扫、洗涤、搬运器材、谈话、犬吠、通风、空调等都能产生噪声，应在60dB以下为宜。 长期受强噪声的刺激可引起噪声性耳聋，此外还有神经衰弱症状、胃肠功能紊乱、内分泌失调等许多非听觉效应。

环境因素对实验动物的影响 空气洁净状况及流速 动物室内的有害气体主要为NH3、H2S等，其中氨的含量是是衡量空气质量的最主要指标，要求不超过14g/m3（20ppm）。 动物体表皮毛、饲料、垫料等材料的碎屑，可被气流携带而在空气中悬浮飞扬，形成尘埃污染。尘埃往往又成为微生物的载体。因而如屏障系统就要求到达10000级净化（尘埃粒径≥0.5μm，累计数≤350个/L；≥5μm，累计数≤2.3个/L）。

环境因素对实验动物的影响 空气洁净状况及流速 对于微生物粒子常以非致病菌为指标，按5～10m2面积于离地1m处放置1只直径9cm培养皿，30min后经48h的37℃培养，计数菌落应在30个以下。 利用现代工程技术，可按管理要求全面控制动物房内的空气条件。主要设备是机械通气系统和空气调节系统。气流速度最宜在18～25cm/s，换气次数10 ～15次/h，动物室内处于正压较好。

环境因素对实验动物的影响 动物饲养密度 各种动物所需笼具的面积与体积因饲养目的而异，而饲养密度过大可导致传染病发生的机率。 1只小鼠一般需0.06～0.006m2活动面积，或0.0072 ～0.0008m3空间。 1只大鼠一般需0.06～0.018m2活动面积，或0.012 ～0.0035m3空间。

实验动物环境指标GB/T 14925-94 项 目 开放系统 屏障系统 隔离系统 温度(℃) 18～29 日温差(℃) ≤3 相对湿度(%) 项 目 开放系统 屏障系统 隔离系统 温度(℃) 18～29 日温差(℃) ≤3 相对湿度(%) 40～70 换气量(次/h) 10～20 气流速度(m/s) ≤ 0.18 梯度压差(Pa) 20～50 空气洁净度(级) 10000 100 落下菌数(个/皿时) ≤ 2.45 ≤ 0.45 氨浓度(mg/m3) ≤14 噪声(dB) ≤60 工作照度(lux) 150～300 昼夜明明交替时间(h) 12/12或10/14

实验动物设施 一、概述 实验动物设施是进行实验动物饲养、保种维持、生产、实验研究、试验或制造等设施的总称。 实验动物繁育、生产设施 动物实验设施 实验动物的繁育、生产设施和动物实验中的饲育场所的要求基本是一致的，这样才能使动物不受影响，保证实验结果的准确。

实验动物设施 二、实验动物环境设施条件的分类及技术要求 分类根据对饲养动物的微生物控制程度和空气净化程度分为三类： 隔离环境 屏障环境 普通环境

实验动物设施 隔离环境 是以隔离器为主及其它附属装置所组成的饲养系统。 利用隔离器饲养动物必须有空调控制系统，以保证隔离器内的温度。 隔离器内为完全无菌环境，饲养人员与实验人员都不得与动物直接接触，工作人员只能通过附着于隔离器上的橡胶手套进行操作。

实验动物设施 隔离环境 进入隔离器内的空气必须经过高效过滤，隔离器的正压要求达到98.0～147.1Pa。进入的物品必须包装消毒后经灭菌渡仓或传递舱移入。 该环境适用于饲养无菌动物、悉生动物及SPF动物。

实验动物设施 屏障环境 是标准动物饲养室或实验室用得最多的系统，境适用于饲养SPF、清洁级动物和做SPF级、清洁级动物实验的主要设施。 一切进入屏障的人、动物、饲料、水、空气、铺垫物及各种用品均须经过严格的微生物控制。 屏障内设有供清洁物品和废弃物品流通的清洁走廊和污物走廊。

实验动物设施 屏障环境 空气经低效、中效、高效过滤器进入动物饲养室或实验室，利用空调送风系统形成清洁走廊→ 动物房→ 污物走廊→ 室外的静压差梯度，一般不低于49Pa。出风口处需用滤材或经U形液体控制阀，避免室外风压大时空气倒流，出口风速不低于4m/s，防止空气逆流形成污染。 空气、人、物料、动物均为单向流通路线。

实验动物设施 屏障环境 工作人员需在淋浴后换上灭菌服、戴上由过滤材料制作的口罩方可进入，工作时戴灭菌手套，尽量减少与动物的直接接触。 有急性皮肤炎症，尤其有化脓灶者，不能进入该环境。 有急性上呼吸道感染者也不能进入屏障环境。

实验动物设施 普通环境 普通环境是饲养普通级动物的设施。 有适合实验动物居住的基本要求，并不严格环境控制和积极的微生物控制。 适用于饲育教学用途的普通级实验动物。

实验动物设施 三、实验动物的饲养条件 笼具 舒适卫生：金属网或多孔金属板笼具通风好，笼内温、湿度和氨浓度与外部一致，很适于饲养动物；塑料笼具较差。 坚固耐用 操作使用方便 笼架须牢固稳定、不宜过大

实验动物设施 饮水设备及饮用水 饮水设备常用饮水瓶、饮水盒、自动饮水装置。 普通动物按照生活饮用水卫生标准的要求，屏障环境和隔离环境内饲养的动物需饮用高压灭菌水。

实验动物设施 排泄物及垫料 动物排泄物易造成饲养环境恶化，须及时处理。 垫料需达到几个要求：对动物无刺激，无毒，无异味，无脂，吸水性好，尘埃少，能吸附臭味，作用方便，容易获得，价格低廉。 常用垫料有木屑、木刨花、打碎的玉米杆、吸水级、棉花等。

特殊动物实验设施 一、感染性动物实验设施 指使用病原体对动物进行实验感染的设施。具备通常动物设施要求外，要有防止动物之间交叉感染及动物与工作人员相互传染。 一次隔离：用隔离器把动物和人隔开 二次隔离：感染实验区与外界隔离 封闭方式的严密程度根据病原体的级别而定，病原体级别又依据其对人和动物的危险程度决定。

特殊动物实验设施 一、感染性动物实验设施 目前生物安全实验室分级(NIH,P1～P4) P1：普通微生物的动物实验室，不会经常引发疾病

特殊动物实验设施 一、感染性动物实验设施 P4：对生命有高度危险的病原体操作实验室。P3加单独建筑或隔离区域，供气、排气、真空、消毒等系统，进入前换衣服，出实验室前淋浴，3级生物安全柜操作。

特殊动物实验设施 二、放射性核素动物实验设施 要防止放射性核素对人的影响，防止射线对一般动物和环境的放射性污染及同位素的泄漏。 放射性物质工作屏障室通风柜

特殊动物实验设施 三、特殊化学物质动物实验设施 使用对实验室者及相关人员的健康有一定影响的化学物质（如致癌性物质），须防止其对人的危害和对实验场所和周围环境的污染。 动物饲养室为负压，前后缓冲间为中压。 加强实验室工作人员的保护措施。

屏障环境设施的运行及管理 一、人员配备 负责人 饲养繁殖生产人员 饲养观察人员 实验室和手术室管理人员 动物质量监测人员 机械设备管理和维修人员 后勤保障人员 清洁人员

屏障环境设施的运行及管理 二、饲料管理 按计划定期购入，不宜存放时间太长，防霉变，需到有正规厂家购买，注意消毒及消毒时间。 购回的饲料应放置在阴凉、干燥、通风的成品饲料库内，并有防野鼠设备。

屏障环境设施的运行及管理 三、垫料管理 现多用小刨花、锯末，不宜过粗（吸水性不好），也不宜过细（易扬尘）。 雪松类木料的刨花不能用，散发芳香烃类有肝细胞毒性，增加癌症发生率。 都应经高压灭菌处理

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——进入屏障系统 人员：进入一更衣室，锁外门，脱全部衣服，将衣服放于传递窗，关传递窗门，进入淋浴间，关门淋浴5-10min，结束后将用过的毛巾、拖鞋放在淋浴间，进入二更衣室站在预先放好的灭菌毛巾上并随手关闭淋浴间内门，穿/戴上已灭菌好的衣服、帽（头发不能外露）、手套。在离开更衣室之前打开淋浴间内门把用过的毛巾和包布放在淋浴间，进入风淋室，通过清洁走道去清洁间取灭菌衣物放入二更衣室，便于下次使用。其后可进入工作间。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——进入屏障系统 动物：动物必须通过传递舱进入，由两人共同完成，一在清洁间，一在洗刷间，在洗刷间的人确认传递舱门关闭时，打开进口，将运输盒放入传递舱，后用喷雾器喷过氧乙酸，关闭进口，15 min后由在清洁间的人打开内口，在传递舱内开启运输盒把动物移到预先准备好的灭菌饲育盒内，运输盒留在舱内，取出饲育盒，关闭舱内口，此时可把动物直接送入饲育室。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——进入屏障系统 物品和用具 耐热类：全部鼠盒、水瓶、水、饲料、垫料、衣服等须经高压灭菌后方可进入，灭菌柜需按操作规程使用。每次灭菌都必须进行安全测试，开启灭菌柜内口时必须在灭菌柜外口关闭时进行，反之亦然。操作人员须在放入或取出柜内物品后随手关严柜门。须保持柜内外清洁，擦洗柜内时须在外口进行。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——进入屏障系统 物品和用具 不耐热类：须经传递舱或渡槽进入清洁区。传递舱的使用同动物传递，物品摆放时要有表面空间，存放时间在30min以上。耐酸、耐水的物品可经渡槽进入清洁区。渡槽内存放的消毒液不能低于隔离板，传渡物品在槽内时间不少于30min。消毒液每3-4月换1次（先将清洁区封严，打开排液阀，排尽废消毒液，加满新配消毒液，打开清洁区盖子）。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——离开屏障系统 人员：清洁区工作人员工作完毕后把废弃物、用过的用具和笼具整理装入运输车推出房间，进入污染走廊并随手锁门，工作人员把运输车推入缓冲间而出清洁动物房。 动物：根据用户要求，工作人员把动物装在运输盒内（带过滤膜），用胶带封好后经污染走廊放于缓冲间，负责发放动物的人从缓冲间取走。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——操作要求 工作人员进入洁净区之前须把物品消毒好，以便进去后使用。 在洁净区工作时，途经的门都须随开随关。 工作人员按规定进入清洁准备区，把当天使用的东西装入运输车一次推入饲育间。 在饲育间的一切工作均应轻柔。 换垫料：把事先灭菌好的鼠盒和要换的鼠盒依次放在操作车上，可直接把鼠放入新盒内，用原来的网罩盖上，换下的脏盒放在运输车上运出饲育室。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——操作要求 加水和饲料：一律加灭菌的水和饲料，水中应补充Vit，掉在地上的饲料都得丢弃。 分窝：一般在换垫料的同时分窝。 记录：每次进入饲育室都要进行工作记录和卡片记录。此外，也要对饲育间设施作记录，特别是对异常情况及处理认真记录。 逃离动物：一律淘汰，不得再放回笼内。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——启用前净化 顺序：开机→清扫清洁区→净水洗刷→洗涤剂洗刷→净水洗刷→关机→封闭通道口→喷雾消毒→启封各通道→换气24h →消毒剂擦拭→封闭通道→薰蒸消毒→启封各通道→换气3天→检测落下菌→结果（合格→启用；不合格→重复净化消毒） 。 启动运行前应将实验所需常规仪器、设备、笼具、超净台等移入洁净区，对怕腐蚀的仪器设备进行保护。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——启用前净化 清扫清洁区顺序：天花板→ 墙壁→ 笼具→ 仪器设备→ 实验台→ 地面。 常用喷雾消毒剂为2%过氧乙酸，10ml/m3，雾后保持2-3h。 薰蒸消毒一般用氧化法：10%甲醛40ml/m3加入30g/m3高锰酸钾中，保持24h以上。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——运行中的清洁卫生 屏障系统内的洁净室是一个全封闭式的系统，设施内环境不能与外界直接相通。 养成清洁习惯，不留长指甲，不留胡须。 皮肤有损伤、炎症、瘙痒者，对化学纤维、化学试剂过敏者，手汗严重者，不能进入洁净区。 感冒、咳嗽、喷嚏者，头皮屑多者，不宜进入，有抓头、挖鼻、摸脸、搓皮等习惯者应恢复正常习惯后方可进入洁净区。 禁止化妆进入洁净区，吸烟或饮酒后30min内不能进入洁净区。

屏障环境设施的运行及管理 四、屏障系统管理——运行中的清洁卫生 一切个人物品如钥匙、手表、戒指、饰物等禁止带入洁净区。 未按规定处理的任何物品不能带入洁净区。 洁净区使用的任何工具、用具必须专用，而且尽可能为耐消毒处理材料制作。 洁净设施内的地面、门窗、天花板等应期用2%过氧乙酸擦拭。

屏障环境设施的运行及管理 五、设备管理 主要包括动力设备、消毒灭菌设备、净化设备、实验和检测设备、通讯设备。 严格按照设备的要求操作，专人管理、专人负责，使用、维修须按照相关登记制度。

谢谢！