1、第第 四四 章章实验动物环境控制一、实验动物环境、实验动物设施、一、实验动物环境、实验动物设施、普通环境、屏障环境、隔离环境普通环境、屏障环境、隔离环境 的概念。的概念。二、屏障系统人、物和实验动物移动二、屏障系统人、物和实验动物移动 路向。路向。三、感染性动物实验室的分级。三、感染性动物实验室的分级。四、实验动物环境的国家标准（表四、实验动物环境的国家标准（表4-4-1 1）重点重点掌握掌握实验动物中心实验动物中心 内内 容容第一节第一节 实验动物环境实验动物环境第二节第二节 实验动物设施实验动物设施第三节第三节 特殊动物实验设施特殊动物实验设施第四节第四节 设施的维护和管理设施的维护和管理
2、第五节第五节 实验动物设施的环境监测实验动物设施的环境监测第 一 节 实验动物环境 genotype基因型 发育环境 developmental phenotype表现型 周围环境 proximate drama type 演出型实验动物的性状是遗传和实验动物的性状是遗传和环境因素相互作用的结果环境因素相互作用的结果 实验结果与有关因素的关系可用下面实验结果与有关因素的关系可用下面的公式来表示。的公式来表示。R=(A+B+C)D+E 动物实验是对演出动物实验是对演出型的一种影响处置型的一种影响处置R R 实验动物的总反应实验动物的总反应A A 实验动物种的共同反应实验动物种的共同反应B B 实
3、验动物品种、品系的特实验动物品种、品系的特有反应；有反应；C C 实验动物的个体反应实验动物的个体反应(个个体差异体差异)；D D 环境影响；环境影响；E E 实验误差。实验误差。公式中 A、B、C属遗传因素，D是环境因素，与动物的总反应呈正相关 实验动物环境的人工控制程度越高，生活实验动物环境的人工控制程度越高，生活在该环境中的实验动物就越具有一致性，即在该环境中的实验动物就越具有一致性，即使不同时间、地点及人员，只要按相同的规使不同时间、地点及人员，只要按相同的规范操作，均能获得一致的实验结果。范操作，均能获得一致的实验结果。1 1、严格监控实验动物环境可保证实验、严格监控实验动物环境可保
4、证实验动物健康和质量标准化。动物健康和质量标准化。2 2、环境控制可保障实验研究获得正确、环境控制可保障实验研究获得正确的结果。的结果。3 3、符合标准的环境，尚为实验动物及、符合标准的环境，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。人们身体健康，不受危害因素的伤害。不合格的动物及环境危害实验人员健康实验动物环境生态学：实验动物环境生态学：是研究实验动物与环境相互关系的分支学科。是研究实验动物与环境相互关系的分支学科。实验动物环境：实验动物环境：是指人工控制的是指人工控制的,供实验动物繁殖供实验动物繁殖、生长的特生长
5、的特定场所及有关条件定场所及有关条件,即围绕实验动物所有事物的总即围绕实验动物所有事物的总和。而界定实验动物生存空间、维持其所需的建筑和。而界定实验动物生存空间、维持其所需的建筑物和设备等称之为实验动物设施。物和设备等称之为实验动物设施。实验动物环境分类实验动物环境实验动物环境内环境内环境外环境外环境小环境小环境大环境大环境广州中医药大学实验动物中心广州中医药大学实验动物中心 普通环境普通环境 符合动物居住基本要求，不能完全控制传染因子，但能控制野生动物的进入，适用于饲养普通级实验动物。普通环境温度犬、兔、猴、小型猪等控制在1628，豚鼠、地鼠控制在1829范围；日温差4，相对湿度控制在407
6、0%，换气次数最少8次/h。屏障环境屏障环境 严格控制人员、物品和空气的进出，适用于饲育清洁级及无特定病原体级实验动物。屏障环境温度控制在2026，日温差4；相对湿度控制在4070%，换气次数控制在1020次/h，空气洁净度7级。隔离环境隔离环境 采用无菌隔离装置以保持无菌状态或无外来污染物。适用于饲育无特定病原体、悉生及无菌实验动物。隔离环境温度控制在2026，日温差4；相对湿度控制在4070%，换气次数控制在1020次/h，饲养无菌动物或悉生动物的隔离装置空气洁净度为5级。为了保证良好的隔离环境，隔离装置内外的静压差要保持在50Pa。表表4-2 不同实验动物环境的使用功能和适用动物等级不同
7、实验动物环境的使用功能和适用动物等级环境分类环境分类使用功能使用功能适用动物等级适用动物等级普通环境普通环境实验动物生产、动物实验实验动物生产、动物实验、检疫、检疫普通动物普通动物屏障环境屏障环境正正压压实验动物生产、动物实验实验动物生产、动物实验、检疫、检疫清洁动物、清洁动物、SPF SPF 动物动物负负压压动物实验、检疫动物实验、检疫清洁动物、清洁动物、SPF SPF 动物动物隔离环境隔离环境正正压压实验动物生产、动物实验实验动物生产、动物实验、检疫、检疫SPF SPF 动物、悉生动物、无菌动动物、悉生动物、无菌动物物负负压压动物实验、检疫动物实验、检疫SPF SPF 动物、悉生动物、无菌
8、动动物、悉生动物、无菌动物物第第 二二 节节实验动物设施实验动物设施 实验动物设施实验动物设施:指界定实验动物指界定实验动物的生存空间、维持其需要的建筑物和的生存空间、维持其需要的建筑物和设备等，设备等，可分为：可分为：繁育、生产设施繁育、生产设施动物实验设施动物实验设施 普通设施普通设施 屏障设施屏障设施 隔离设施隔离设施*通常为单走廊或双走廊专用房舍，装设有空调机、通常为单走廊或双走廊专用房舍，装设有空调机、送风和排风装置以及初、中效空气过滤器。送风和排风装置以及初、中效空气过滤器。*应有防野鼠、防昆虫设施，笼具和垫料要消毒，应有防野鼠、防昆虫设施，笼具和垫料要消毒，饲料应确保未经污染。饲
9、料应确保未经污染。*工作人员进入时应采取一定的防疫措施。工作人员进入时应采取一定的防疫措施。不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的不能完全控制传染因子，适用于饲育教学等用途的普通级动物。普通级动物。普通设施普通设施 该环境严格控制人员、物品和环境空气该环境严格控制人员、物品和环境空气的进出，适合饲养清洁动物和的进出，适合饲养清洁动物和SPFSPF动物。动物。屏障设施可为：屏障设施可为：屏障系统屏障系统(正压正压/负压负压)屏障单元屏障单元 局部屏障设备局部屏障设备(层流架层流架,IVC),IVC)隔离器隔离器屏障设施屏障设施屏障系统屏障系统1 1、基本与外界隔离，设清洁和污物走廊。、基本
10、与外界隔离，设清洁和污物走廊。2 2、空气要经过初、中、高效三级过滤器净、空气要经过初、中、高效三级过滤器净化后才能进入室内。化后才能进入室内。3 3、除特殊用途的生物安全屏障环境为负压、除特殊用途的生物安全屏障环境为负压外外,屏障环境内通常应保持正压，不低于屏障环境内通常应保持正压，不低于10Pa10Pa；进风口风速要大于；进风口风速要大于4m/s4m/s，出风口应有，出风口应有防止空气倒流装置。防止空气倒流装置。4 4、空气洁净度要达到、空气洁净度要达到7 7级。级。屏障系统设计要求屏障系统设计要求1 1、进入该环境的笼具、饲料、饮水、垫料、进入该环境的笼具、饲料、饮水、垫料、器械、药品等
11、一切物品须经严格消毒灭菌。器械、药品等一切物品须经严格消毒灭菌。2 2、进入的人员要淋浴，穿戴消毒的隔离衣、进入的人员要淋浴，穿戴消毒的隔离衣、帽、鞋和口罩。进入的实验动物也须经消毒帽、鞋和口罩。进入的实验动物也须经消毒处理。处理。3 3、环境内的空气、物品、人和实验动物采、环境内的空气、物品、人和实验动物采用单向流通路线。用单向流通路线。屏障系统进入要求人的移动路向人的移动路向:更衣更衣淋淋 浴浴更衣更衣清洁走廊清洁走廊饲养室或动物实验室饲养室或动物实验室污物走廊污物走廊外部外部区域区域更衣。更衣。物品的移动路向：物品的移动路向：物品物品高压蒸汽消毒炉（包装好的消毒高压蒸汽消毒炉（包装好的消
12、毒物品可经过传递窗，笼具经泡有消毒液的渡物品可经过传递窗，笼具经泡有消毒液的渡槽）槽）清洁准备室清洁准备室清洁物品储存室清洁物品储存室饲养饲养室或动物实验室室或动物实验室污物经包装处理污物经包装处理污物走污物走廊廊外部区域。外部区域。实验动物的移动路向：实验动物的移动路向：外来实验动物外来实验动物传递窗传递窗检疫室（经验检疫室（经验收、观察后）收、观察后）清洁走廊清洁走廊饲养室或动物实饲养室或动物实验室验室实验动物（生产供应或实验处理后须实验动物（生产供应或实验处理后须移出屏障环境）移出屏障环境）污物走廊（包装）污物走廊（包装）外部外部区域。区域。空气的流动路向：空气的流动路向：洁净空气洁净空
13、气清洁走廊、清洁准备室、清清洁走廊、清洁准备室、清洁物品储存室洁物品储存室饲养室或动物实验室饲养室或动物实验室污物污物走廊走廊外部区域。外部区域。屏障环境的人、物移动路向模式屏障环境的人、物移动路向模式 监控内容监控内容 温度温度 湿度湿度 压差压差 人员进出情况人员进出情况局部屏障设备局部屏障设备 IVCIndividually Ventilated CagesIVC的特点IVC(Individually Ventilated Cages)是独立通风笼盒的简称.它的特点是具有一定的密闭性,同时让经HEPA过滤器的洁净空气流入盒内,使盒内保持正压,减少了可能的感染来源,适合于饲养SPF级动物,
14、以及一些免疫缺陷动物 层流架层流架 层流架是本身带空气净化层流架是本身带空气净化 和通风系统和通风系统,可作实验动物饲养可作实验动物饲养和动物实验观察的专用设备。和动物实验观察的专用设备。一般为四周封闭，前方开启一般为四周封闭，前方开启的柜形构造；其侧边及背部安装的柜形构造；其侧边及背部安装 空气净化系统，内部分层放置空气净化系统，内部分层放置 动物饲养盒。动物饲养盒。隔隔 离离 系系 统统 各种笼具各种笼具 大鼠架 小鼠架 兔架饮水瓶饮水瓶纯水机纯水机 消洗池及高压消毒锅消洗池及高压消毒锅第第 三三 节节特殊动物实验设施特殊动物实验设施一、感染性动物实验设施一、感染性动物实验设施 感染性动物
15、实验室感染性动物实验室 是用病原微生物对动物是用病原微生物对动物进行实验感染的一种特殊屏障设施。进行实验感染的一种特殊屏障设施。主要考虑如何防止感染动物的病原微生主要考虑如何防止感染动物的病原微生物传染人、以及防止动物携带的病原微生物传染人、以及防止动物携带的病原微生物泄漏出设施后对人和外界环境造成生物物泄漏出设施后对人和外界环境造成生物灾害。感染动物设施的建筑位置应独立，灾害。感染动物设施的建筑位置应独立，有单独的空调和设备，设施内部分清洁区有单独的空调和设备，设施内部分清洁区与污染区。排气口有高效空气过滤装置，与污染区。排气口有高效空气过滤装置，滤器应用福尔马林熏蒸消毒。滤器应用福尔马林熏
16、蒸消毒。生物安全实验室分级生物安全实验室分级 按照国务院令按照国务院令424424号号病原微生物病原微生物实验室生物安全管理条例实验室生物安全管理条例，将生物，将生物安全实验室分为一安全实验室分为一 四级，即四级，即BSL1 BSL1 4 4级生物安全实验室，又称为级生物安全实验室，又称为P1 P1 4 4实实验室。一级最低，四级最高。验室。一级最低，四级最高。*生物安全实验室的功能特点：生物安全实验室的功能特点：保护实验人员安全；保护实验人员安全；防止生物危害因子泄漏到实防止生物危害因子泄漏到实 验室外，保护环境安全。验室外，保护环境安全。*生物安全防护的保证因子包括：生物安全防护的保证因子
17、包括：实验室的结构；实验室的结构；设施设备；设施设备；安全操作规程；安全操作规程；人员配置与培训。人员配置与培训。一级生物安全（一级生物安全（BSL1BSL1或或P1P1）实验室）实验室 该实验室用于四类病原微生物的该实验室用于四类病原微生物的实验，该类病原微生物在通常情况下实验，该类病原微生物在通常情况下不会引起人类或者动物疾病，不会经不会引起人类或者动物疾病，不会经常引发健康成人疾病。具有低个体危常引发健康成人疾病。具有低个体危害、低群体危害的特点。害、低群体危害的特点。一级生物安全实验室主要通过生一级生物安全实验室主要通过生物安全柜、防护服、手套、眼罩等来物安全柜、防护服、手套、眼罩等来
18、实现人与病原体的隔离。有相应的管实现人与病原体的隔离。有相应的管理制度。理制度。二级生物安全（二级生物安全（BSL2BSL2或或P2P2）实验室）实验室 该实验室用于三类病原微生物的实验，该该实验室用于三类病原微生物的实验，该类病原微生物能够引起人类或者动物疾病，但类病原微生物能够引起人类或者动物疾病，但一般情况下对人、动物或者环境不构成严重危一般情况下对人、动物或者环境不构成严重危害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严害，传播风险有限，实验室感染后很少引起严重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生重疾病，并且具备有效治疗和预防措施的微生物。具有中等个体危害、低群体危害的特点。物。具有中等个
19、体危害、低群体危害的特点。1 1、在处理危险度、在处理危险度2 2级或更高危险度级别级或更高危险度级别的微生物时的微生物时,在实验室门上应标有国际通在实验室门上应标有国际通用的生物危害警告标志用的生物危害警告标志。2 2、只有经批准的人员方可进入实验室工只有经批准的人员方可进入实验室工作区域。作区域。3 3、实验室的门应保持关闭。、实验室的门应保持关闭。4 4、儿童不应被批准或允许进入实验室工、儿童不应被批准或允许进入实验室工作区域。作区域。5 5、进入动物房应当经过特别批准。、进入动物房应当经过特别批准。6 6、与实验室工作无关的动物不得带入、与实验室工作无关的动物不得带入实验室。实验室。7
20、 7、二级生物安全实验室通过生物安全、二级生物安全实验室通过生物安全柜、负压隔离器、防护服、手套、眼罩柜、负压隔离器、防护服、手套、眼罩等来实现人与病原体的隔离。等来实现人与病原体的隔离。8 8、要有相应的管理规章制度。、要有相应的管理规章制度。三级生物安全（三级生物安全（BSL3BSL3或或P3P3）实验室）实验室 该实验室用于二类病原微生物的该实验室用于二类病原微生物的实验，该类病原微生物能够引起人类或实验，该类病原微生物能够引起人类或者动物严重疾病，比较容易直接或者间者动物严重疾病，比较容易直接或者间接在人与人、动物与人、动物与动物间接在人与人、动物与人、动物与动物间传播的微生物。传播的
21、微生物。如炭疽杆菌等，如炭疽杆菌等，具有高具有高个体危害、中等群体危害的特征。个体危害、中等群体危害的特征。我国大陆没有我国大陆没有BSLBSL实验室，实验室，在做足在做足防护的前提下，也有人在防护的前提下，也有人在BSL3BSL3实验室实验室进进行行SARSSARS、禽流感等高致病性病原体实验。、禽流感等高致病性病原体实验。三级生物安全实验室三级生物安全实验室应采用一级和应采用一级和二级生物安全水平的基础实验室的操作二级生物安全水平的基础实验室的操作规范规范并做并做下列修改下列修改 :张贴在实验室入口门上的国际生物张贴在实验室入口门上的国际生物危害警告标志应注明生物安全级别以及危害警告标志应
22、注明生物安全级别以及管理实验室出入的负责人姓名管理实验室出入的负责人姓名,并说明进并说明进入该区域的所有特殊条件入该区域的所有特殊条件,如免疫接种状如免疫接种状况。况。实验室防护服必须是正面不开口的实验室防护服必须是正面不开口的或反背式的隔离衣、清洁服、连体服、或反背式的隔离衣、清洁服、连体服、带帽的隔离衣带帽的隔离衣,必要时穿着鞋套或专用鞋。必要时穿着鞋套或专用鞋。实验室防护服不能在实验室外穿着实验室防护服不能在实验室外穿着，且且必须在清除污染后再清洗。当操作某些微生必须在清除污染后再清洗。当操作某些微生物因子时物因子时(如农业或动物感染性因子如农业或动物感染性因子)，可以可以允许脱下日常服
23、装换上专用的实验服。允许脱下日常服装换上专用的实验服。开启各种潜在感染性物质的操作均必须开启各种潜在感染性物质的操作均必须在生物安全柜或其他基本防护设施中进行。在生物安全柜或其他基本防护设施中进行。有些实验室操作有些实验室操作，或在进行感染了某些或在进行感染了某些病原体的动物操作时病原体的动物操作时，必须配备呼吸防护装必须配备呼吸防护装备备。在国务院第在国务院第424424号令号令病原微病原微生物实验室生物安全管理条例生物实验室生物安全管理条例第第三十条中规定：三十条中规定：“需要在动物体上需要在动物体上从事高致病性病原微生物相关实验从事高致病性病原微生物相关实验活动的，应当在符合动物实验室生
24、活动的，应当在符合动物实验室生物安全国家标准的三级以上实验室物安全国家标准的三级以上实验室进行进行”。可见，感染性动物实验必。可见，感染性动物实验必须在生物安全实验室中进行。须在生物安全实验室中进行。四级生物安全（四级生物安全（BSL4BSL4或或P4P4）实验室）实验室 省略省略武汉大学三级生物安全实验室武汉大学三级生物安全实验室A1型生物安全柜型生物安全柜 适用于生物安全适用于生物安全1 1、2 2、3 3级的样品，要求样品级的样品，要求样品没有挥发性有毒化学物没有挥发性有毒化学物质及挥发性放射核素质及挥发性放射核素 隔离器隔离器隔离器隔离器正压防护服关键设备关键设备 监控与图像记录系统监
25、控与图像记录系统 附：附：废弃物处理废弃物处理 在实验室内，废弃物最终的处理方在实验室内，废弃物最终的处理方式与其污染被清除的情况是紧密相关式与其污染被清除的情况是紧密相关的的。废弃物处理的首要原则是所有感染性材废弃物处理的首要原则是所有感染性材料必须在实验室内清除污染、高压灭菌料必须在实验室内清除污染、高压灭菌或焚烧。或焚烧。丢弃丢弃废物废物前应考虑的主要问题前应考虑的主要问题：1 1、是否己采取规定程序对这些物品进行了有是否己采取规定程序对这些物品进行了有效的清除污染或消毒效的清除污染或消毒?2 2、如果没有如果没有，他们是否以规定的方式包裹他们是否以规定的方式包裹，以便就地焚烧或运送到其
26、他有焚烧设施的地方以便就地焚烧或运送到其他有焚烧设施的地方进行处理进行处理?3 3、丢弃己清除污染的物品时丢弃己清除污染的物品时，是否会对直接是否会对直接参与丢弃的人员参与丢弃的人员，或在设施外可能接触到丢弃或在设施外可能接触到丢弃物的人员造成任何潜在的生物学或其他方面的物的人员造成任何潜在的生物学或其他方面的危害危害?4 4、锐器、锐器-高压高压灭菌后重复使用的污染（有潜灭菌后重复使用的污染（有潜在感染性）材料是否已按规定处理。在感染性）材料是否已按规定处理。二、放射性同位素动物实验设施（二、放射性同位素动物实验设施（RIRI）三、特殊化学物质动物实验设施三、特殊化学物质动物实验设施第第 四
27、四 节节设施的维护和管理设施的维护和管理一、设施的维护一、设施的维护1.1.空气过滤系统的维护空气过滤系统的维护初效过滤材料一般初效过滤材料一般2 2周到周到3 3个月更换一次，个月更换一次，中效过滤材料中效过滤材料3 3个月到个月到1 1年半更换一次，年半更换一次，洁净室中高效过滤器通常洁净室中高效过滤器通常1 12 2年更换一次。年更换一次。2.2.空调系统维护空调系统维护 3.3.灭菌系统维护灭菌系统维护二、设施的管理二、设施的管理 第第 五五 节节实验动物设施的环境监测实验动物设施的环境监测（自学）（自学）一、实验动物环境、实验动物设施、一、实验动物环境、实验动物设施、普通环境、屏障环境、隔离环境普通环境、屏障环境、隔离环境 的概念。的概念。二、屏障系统人、物和实验动物移动二、屏障系统人、物和实验动物移动 路向。路向。三、感染性动物实验室的分级。三、感染性动物实验室的分级。四、实验动物环境的国家标准（表四、实验动物环境的国家标准（表4-4-1 1）重点重点掌握掌握实验动物中心实验动物中心
