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摘 要：针对生物制药与疫苗等领域的科研及教学需求，对实验室进行改造，设计建设了生命科学学院实验动物中心，根据不同动物实验的需求，合理配置实验动物笼具及实验装置设备，力求为生命科学学院搭建一个集中统一、规范管理、区域性开放共享的动物实验技术平台。
关键词：生命科学；建设；实验动物；技术平台
Abstract： Based on scientific research and teaching requirement of pharmaceuticals and vaccine field， we constructed animal-experiment center. This center is well-equipped with animal cages， experimental installation， according to different experiment needs. We are making effort to put up a centralization-unified， administration-regulated， area-shared animal experiment technique platform.
Key words： life science； construction； experimental animal； technique platform
对于生命科学研究以及生物制药领域的发展，作为替代人体的动物实验的数据是必不可少的，它是科研课题研究直至形成科研成果的关键[1-2]；实验动物是生命科学教学、研究和新药开发的基本要素和重要支撑条件[2]。因此，建设一个标准化、多功能、利于技术交流与开放共享的实验动物平台已成为即将投入使用的生命科学楼整体规划的一个重要组成部分。利用现有条件，根据国家对动物实验室的建设规范要求，充分考虑我校生命科学学院所有教师的科研方向和需求，设计建设了生命科学学院实验动物中心，合理地配置实验动物笼具及实验家具，为全院搭建了一个集中统一、规范管理的实验动物技术平台。
1 平台的设计原则
实验动物基础设施是生产高质量的实验动物和开展先进的科学研究的先决和基础条件，是国家整体科技基础设施建设的重要组成部分[3-4]，本着这一原则，在实验动物平台的设计理念上，我们充分考虑全院多个课题组对动物实验的需求，在学院领导的统一规划下，以资源共享为目标，打破以往分散和各自封闭的动物实验模式，以有限的经费和最合理的选址，力求集中建设，合理配置，将一楼部分实验室改造为符合国家标准的动物实验室，这样便于实行统一管理、更合理地安排动物实验，减少资源浪费，提高资源利用率[5]。
2 装修材料要求
动物实验室的装修材料，如门窗、墙体和地面材料的选择非常重要[7-8]，既要满足环保和防火要求、结实耐用，又要便于清洁维护，符合生物安全的要求。因此，本实验动物中心严格按国家标准动物中心的建筑标准，采用环氧自流平地面，这种地面材料，具有不产生灰尘，不易渗水，耐酸碱腐蚀及耐冲洗等优点。墙体、门与棚顶的隔断材料均采用δ=50 mm厚的洁净级别的阻燃苯板夹心的彩钢板，既具有隔音效果好、保温性能好的特点，又便于清洁消毒与日常维护。
3 区域布局要求
影响实验动物质量的环境因素很多，如环境噪声、环境温度、通风条件、光照度、饲养密度等都会使动物改变其新陈代谢[6]，从而影响实验结果。为了减少动物中心与周边环境的相互干扰，整个动物实验中心利用生命科学楼一楼北侧980 m2的实验室，隔离出一个相对独立的区域，动物中心入口与出口完全独立，与楼内其他实验室活动区域完全分开，互不干扰。中心内功能区齐全、分工明确，如人员更衣、缓冲、清洁工具储藏、饲料及垫料储藏室，不同动物不同级别的动物饲养室、实验操作间及动物实验设备等，根据需要分区明确、布局合理；配有高压灭菌间、物品洗刷间、低温冰箱间（实验结束后，动物尸体暂时集中存放于-20 ℃冰柜内，定期运到指定部门进行统一焚烧处理）等特殊功能间满足使用要求。考虑到不同课题对不同实验动物的需求，设置了普通实验环境的大动物实验区，如犬、家禽等大动物饲养实验区与实验区，还有兔饲养及实验区，大鼠、豚鼠饲养区与实验区，走廊最内侧为小鼠饲养区与实验区，还特别设有洁净级裸鼠的IVC实验区，充分考虑了实验动物饲养条件和实验要求，对不同级别、不同种类的实验动物分开饲养[7]。
4 环境要求
实验动物对生长环境与实验环境的要求相当严格，生长与繁殖环境对实验动物的健康影响很大，环境温度、湿度以及噪音、光照度都是在动物房的建设中必须考虑的问题。按照要求，不同动物种类对各类环境因素的要求各有差异，因此，我们根据不同区域实验动物种类的不同设置环境指标。大动物，如犬类与家禽类的饲养及实验区域温度要求为18～29 ℃，兔的饲养环境温度要求为16～21 ℃，大鼠、豚鼠及小鼠对环境温度的要求为18～26 ℃。噪音能引起实验动物的躁动、恐慌，对实验动物的健康生长和繁育产生负面影响，啮齿类动物对噪音尤为敏感。为了保证实验动物的健康生长，整个动物中心的环境噪音应≤60 dB（A），同时在送风及回风管的相应位置装有微孔板消音器，以减少噪音的产生。各实验室、走廊、缓冲间等区域顶棚安装有紫外灭菌灯，便于定期对实验室及动物笼具等进行消毒灭菌处理，以保证特殊实验对无菌条件的要求。
5 空调及通风系统的要求
5.1 空调通风系统
良好的空调通风系统是实验动物房温度、湿度及洁净度的重要保障[8]。本中心采用全新通风系统，空调及通风系统，按照使用区间大动物区、小动物区与洗刷高压间等非实验区不同划分为三套独立的净化空调系统，每套系统均可独立控制、独立运行，采用全新风空调系统。气流系统采用上送下回（排）的方式，排风口的位置布置在笼具附近，离地面300～600 mm的高度。房间排风口上安装过滤效率不小于30%的过滤器。送风经初效、中效、高效过滤后送入室内，排风经药用炭过滤后高空排放，设置独立排风，并满足所有冷热负荷，通风换气次数及加湿过滤等功能要求。其中，小鼠饲养系统选用K-1系统，风量8 000 m3/h，排风5 000 m3/h；兔饲养系统选用K-2系统，风量3 000 m3/h，排风3 000 m3/h；高压灭菌间、物品洗刷间，储藏间等非饲养区选用K-3系统，风量1 000 m3/h，排风1 000 m3/h。IVC裸鼠实验区设有独立通风笼具排风管；排风机组内置有中效过滤器及药用炭过滤器。考虑到对周边环境的保护，排风系统装有药用炭过滤器，并配有喷淋除臭处理装置，在排出室外前对排风进行除臭处理。 5.2 换气次数
实验动物自身及其代谢产物散发的气味会影响动物的健康生长，其中尿液散发的氨气危害最大，所以需通过换气系统排出动物代谢产生的二氧化碳、氨等有害气体，净化实验室空气，确保实验动物的正常生活条件。换气次数影响温度和相对湿度，且实验动物对气流速度及其声音十分敏感[9-10]，因此，换气次数并不是越多越好，而是按需要合理控制，动物饲养区换气次数≥15次/小时，其他非饲养区≥12次/小时，并可调节。为防止动物饲养室内空气交叉污染、有害气体扩散及饲养室与污物通道间逆向污染，使空气保持固定的流向，避免空气对流。洁净走道、饲养室、走廊及室外之间的压力梯度应该是逐渐递减的关系[11]。
5.3 冷、热源
采用直膨式冷却器制冷。夏季冷源和过渡季冷、热源采用风冷模块涡旋热泵机组，置于室外地面，冷源供回水温度7/12 ℃，实现冷、热量回收，回收率大于70%，减少能耗。冬季热源采用电加热，辅以冬季采暖加热，热源为80/60 ℃热水，利用供暖管道的主干管道连接到空调系统，以解决能源浪费的问题，送排风管表面采用保温材料覆盖，有效防止气流运行过程中的冷热量损失。
6 动物实验笼具、实验台与专用设备
根据实验动物中心的区域布局设置，合理地采购了动物笼具、实验台及动物实验设备。实验动物笼具包括犬笼架，兔笼架，普通大鼠、豚鼠、小鼠笼架及相应配套笼具，新型大鼠代谢笼，兔手术台等，所有动物笼架均选用不锈钢材质，便于清洁，使用寿命长；根据功能分区的不同，订制了适用于不同种类动物实验操作的实验台。动物中心入口处配备有不锈钢鞋柜、更衣柜等，同时备有运送实验备品可灵活移动的不锈钢推车以及用以取放位于高处的动物笼具的不锈钢阶梯等的辅助设施。针对动物实验的特殊性，采购了洁净工作台、冰箱、洗衣机、高压灭菌柜等基本实验设备，根据科研项目的特殊需求，采购了动物行为测试的水迷宫、Y迷宫和旋转测量系统，动物解剖定位用的脑立体定位仪，用于动物活体实验效果检测的小动物活体成像系统等专用设备。针对清洁级实验动物需求，配备了专供裸鼠实验的大鼠及小鼠的具有独立通风换气笼的IVC系统等设备。
7 平台的管理
中心建成后，全院所有与动物实验相关的科研课题全部在此进行，由于人员流动性大，进出频繁，实验动物种类复杂，因此，在管理上有其特殊性，如何规范管理是关键。为此，必须制定一套严格规范的管理制度，并配备懂专业、有经验的管理人员管理，为动物实验的开展提供可靠的保证。除专职管理人员外，中心还聘用了专门的服务人员负责日常清洁与空调等设备的日常维护，笼具及基础设施的发放登记以及培训基本动物实验操作等，给动物实验操作人员提供必要的后勤保障与动物实验技术支持。中心实行预约准入制度，进入中心做实验的人员须经过严格的管理制度和技术培训，经考核合格者方准许进入中心进行实验操作。为保证实验人员严格遵守各项规章制度，规范实验操作，安装了视频监控系统和门禁系统，这样既利于对实验动物平台的运转状态进行实时监控，也方便对进入中心的人员进行授权准入，同时也利于参观交流和学习。
8 结束语
实验动物广泛应用于医学、药学、生物学、兽医学、胚胎学、遗传学等众多研究领域，对生命科学的研究，特别是对生物医药学的研究有着重大意义[12]。对于生命科学学院而言，建立一个集中统一、规范管理、功能齐全的动物实验中心能够给全院科研工作者提供一个良好的实验动物技术平台，为各项科研工作的顺利开展提供必要的保证。尤其是一些生物制药、疫苗等课题的研究可以在一个规范统一的环境中建立药物筛选与疫苗免疫的动物模型，是生物制药和生物疫苗研制过程中的安全性与有效性评价的基本手段和必要途径，给一些新药和疫苗的研制提供必要的临床使用前的动物实验数据和佐证，为其进一步走向应用奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 何宏星，黄黎玲，肖力.建立标准化动物实验技术服务平台的初探[J].实验室科学，2009（4）：41-43.
[2] 管图华，邵义祥.建立标准化动物实验室 创建实验服务技术平台[J].实验室研究与探索，2005，24（10）：107-109.
[3] 国家科技基础条件平台建设战略研究组.国家科技基础条件平台建设战略研究报告[R].北京：科学技术文献出版社，2006.
[4] 李波，沈培清.与医科学生谈实验动物标准化[J].中国比较医学杂志，2008，18（5）：74-75.
[5] 徐铭，江霞.医学院校动物实验室管理模式的探索与思考[J].实验室科学，2011，14（6）：147-149.
[6] 王永金，雷培琪，曾晓岚.SPF级动物屏障系统的运营管理[J].四川生理科学，2008，30（3）：122-123.
[7] 蒋丹.动物实验室的建筑和结构[J].试验研究，2012（9）：30.
[8] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50447-2008实验动物设施建筑技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[9] 刘燕清，吴瑞屏，黄小琼.医学动物实验室管理模式的探讨[J].医学动物防制，2005，21（10）：759-761.
[10] 才廷波，董少宁.实验动物房洁净空调的研究综述[J].吉林农业科技学院学报，2007，16（4）：25-27.
[11] 于新国，田野.实验动物房空调实践体会[J].洁净与空调技术，2009（2）：54-57.
[12] 崔红娟，向仲怀.SPF级实验动物房的设计与建设[J].蚕业科学，2011，37（3）：504-506.
关键词：生命科学；建设；实验动物；技术平台
Abstract： Based on scientific research and teaching requirement of pharmaceuticals and vaccine field， we constructed animal-experiment center. This center is well-equipped with animal cages， experimental installation， according to different experiment needs. We are making effort to put up a centralization-unified， administration-regulated， area-shared animal experiment technique platform.
Key words： life science； construction； experimental animal； technique platform
对于生命科学研究以及生物制药领域的发展，作为替代人体的动物实验的数据是必不可少的，它是科研课题研究直至形成科研成果的关键[1-2]；实验动物是生命科学教学、研究和新药开发的基本要素和重要支撑条件[2]。因此，建设一个标准化、多功能、利于技术交流与开放共享的实验动物平台已成为即将投入使用的生命科学楼整体规划的一个重要组成部分。利用现有条件，根据国家对动物实验室的建设规范要求，充分考虑我校生命科学学院所有教师的科研方向和需求，设计建设了生命科学学院实验动物中心，合理地配置实验动物笼具及实验家具，为全院搭建了一个集中统一、规范管理的实验动物技术平台。
1 平台的设计原则
实验动物基础设施是生产高质量的实验动物和开展先进的科学研究的先决和基础条件，是国家整体科技基础设施建设的重要组成部分[3-4]，本着这一原则，在实验动物平台的设计理念上，我们充分考虑全院多个课题组对动物实验的需求，在学院领导的统一规划下，以资源共享为目标，打破以往分散和各自封闭的动物实验模式，以有限的经费和最合理的选址，力求集中建设，合理配置，将一楼部分实验室改造为符合国家标准的动物实验室，这样便于实行统一管理、更合理地安排动物实验，减少资源浪费，提高资源利用率[5]。
2 装修材料要求
动物实验室的装修材料，如门窗、墙体和地面材料的选择非常重要[7-8]，既要满足环保和防火要求、结实耐用，又要便于清洁维护，符合生物安全的要求。因此，本实验动物中心严格按国家标准动物中心的建筑标准，采用环氧自流平地面，这种地面材料，具有不产生灰尘，不易渗水，耐酸碱腐蚀及耐冲洗等优点。墙体、门与棚顶的隔断材料均采用δ=50 mm厚的洁净级别的阻燃苯板夹心的彩钢板，既具有隔音效果好、保温性能好的特点，又便于清洁消毒与日常维护。
3 区域布局要求
影响实验动物质量的环境因素很多，如环境噪声、环境温度、通风条件、光照度、饲养密度等都会使动物改变其新陈代谢[6]，从而影响实验结果。为了减少动物中心与周边环境的相互干扰，整个动物实验中心利用生命科学楼一楼北侧980 m2的实验室，隔离出一个相对独立的区域，动物中心入口与出口完全独立，与楼内其他实验室活动区域完全分开，互不干扰。中心内功能区齐全、分工明确，如人员更衣、缓冲、清洁工具储藏、饲料及垫料储藏室，不同动物不同级别的动物饲养室、实验操作间及动物实验设备等，根据需要分区明确、布局合理；配有高压灭菌间、物品洗刷间、低温冰箱间（实验结束后，动物尸体暂时集中存放于-20 ℃冰柜内，定期运到指定部门进行统一焚烧处理）等特殊功能间满足使用要求。考虑到不同课题对不同实验动物的需求，设置了普通实验环境的大动物实验区，如犬、家禽等大动物饲养实验区与实验区，还有兔饲养及实验区，大鼠、豚鼠饲养区与实验区，走廊最内侧为小鼠饲养区与实验区，还特别设有洁净级裸鼠的IVC实验区，充分考虑了实验动物饲养条件和实验要求，对不同级别、不同种类的实验动物分开饲养[7]。
4 环境要求
实验动物对生长环境与实验环境的要求相当严格，生长与繁殖环境对实验动物的健康影响很大，环境温度、湿度以及噪音、光照度都是在动物房的建设中必须考虑的问题。按照要求，不同动物种类对各类环境因素的要求各有差异，因此，我们根据不同区域实验动物种类的不同设置环境指标。大动物，如犬类与家禽类的饲养及实验区域温度要求为18～29 ℃，兔的饲养环境温度要求为16～21 ℃，大鼠、豚鼠及小鼠对环境温度的要求为18～26 ℃。噪音能引起实验动物的躁动、恐慌，对实验动物的健康生长和繁育产生负面影响，啮齿类动物对噪音尤为敏感。为了保证实验动物的健康生长，整个动物中心的环境噪音应≤60 dB（A），同时在送风及回风管的相应位置装有微孔板消音器，以减少噪音的产生。各实验室、走廊、缓冲间等区域顶棚安装有紫外灭菌灯，便于定期对实验室及动物笼具等进行消毒灭菌处理，以保证特殊实验对无菌条件的要求。
5 空调及通风系统的要求
5.1 空调通风系统
良好的空调通风系统是实验动物房温度、湿度及洁净度的重要保障[8]。本中心采用全新通风系统，空调及通风系统，按照使用区间大动物区、小动物区与洗刷高压间等非实验区不同划分为三套独立的净化空调系统，每套系统均可独立控制、独立运行，采用全新风空调系统。气流系统采用上送下回（排）的方式，排风口的位置布置在笼具附近，离地面300～600 mm的高度。房间排风口上安装过滤效率不小于30%的过滤器。送风经初效、中效、高效过滤后送入室内，排风经药用炭过滤后高空排放，设置独立排风，并满足所有冷热负荷，通风换气次数及加湿过滤等功能要求。其中，小鼠饲养系统选用K-1系统，风量8 000 m3/h，排风5 000 m3/h；兔饲养系统选用K-2系统，风量3 000 m3/h，排风3 000 m3/h；高压灭菌间、物品洗刷间，储藏间等非饲养区选用K-3系统，风量1 000 m3/h，排风1 000 m3/h。IVC裸鼠实验区设有独立通风笼具排风管；排风机组内置有中效过滤器及药用炭过滤器。考虑到对周边环境的保护，排风系统装有药用炭过滤器，并配有喷淋除臭处理装置，在排出室外前对排风进行除臭处理。 5.2 换气次数
实验动物自身及其代谢产物散发的气味会影响动物的健康生长，其中尿液散发的氨气危害最大，所以需通过换气系统排出动物代谢产生的二氧化碳、氨等有害气体，净化实验室空气，确保实验动物的正常生活条件。换气次数影响温度和相对湿度，且实验动物对气流速度及其声音十分敏感[9-10]，因此，换气次数并不是越多越好，而是按需要合理控制，动物饲养区换气次数≥15次/小时，其他非饲养区≥12次/小时，并可调节。为防止动物饲养室内空气交叉污染、有害气体扩散及饲养室与污物通道间逆向污染，使空气保持固定的流向，避免空气对流。洁净走道、饲养室、走廊及室外之间的压力梯度应该是逐渐递减的关系[11]。
5.3 冷、热源
采用直膨式冷却器制冷。夏季冷源和过渡季冷、热源采用风冷模块涡旋热泵机组，置于室外地面，冷源供回水温度7/12 ℃，实现冷、热量回收，回收率大于70%，减少能耗。冬季热源采用电加热，辅以冬季采暖加热，热源为80/60 ℃热水，利用供暖管道的主干管道连接到空调系统，以解决能源浪费的问题，送排风管表面采用保温材料覆盖，有效防止气流运行过程中的冷热量损失。
6 动物实验笼具、实验台与专用设备
根据实验动物中心的区域布局设置，合理地采购了动物笼具、实验台及动物实验设备。实验动物笼具包括犬笼架，兔笼架，普通大鼠、豚鼠、小鼠笼架及相应配套笼具，新型大鼠代谢笼，兔手术台等，所有动物笼架均选用不锈钢材质，便于清洁，使用寿命长；根据功能分区的不同，订制了适用于不同种类动物实验操作的实验台。动物中心入口处配备有不锈钢鞋柜、更衣柜等，同时备有运送实验备品可灵活移动的不锈钢推车以及用以取放位于高处的动物笼具的不锈钢阶梯等的辅助设施。针对动物实验的特殊性，采购了洁净工作台、冰箱、洗衣机、高压灭菌柜等基本实验设备，根据科研项目的特殊需求，采购了动物行为测试的水迷宫、Y迷宫和旋转测量系统，动物解剖定位用的脑立体定位仪，用于动物活体实验效果检测的小动物活体成像系统等专用设备。针对清洁级实验动物需求，配备了专供裸鼠实验的大鼠及小鼠的具有独立通风换气笼的IVC系统等设备。
7 平台的管理
中心建成后，全院所有与动物实验相关的科研课题全部在此进行，由于人员流动性大，进出频繁，实验动物种类复杂，因此，在管理上有其特殊性，如何规范管理是关键。为此，必须制定一套严格规范的管理制度，并配备懂专业、有经验的管理人员管理，为动物实验的开展提供可靠的保证。除专职管理人员外，中心还聘用了专门的服务人员负责日常清洁与空调等设备的日常维护，笼具及基础设施的发放登记以及培训基本动物实验操作等，给动物实验操作人员提供必要的后勤保障与动物实验技术支持。中心实行预约准入制度，进入中心做实验的人员须经过严格的管理制度和技术培训，经考核合格者方准许进入中心进行实验操作。为保证实验人员严格遵守各项规章制度，规范实验操作，安装了视频监控系统和门禁系统，这样既利于对实验动物平台的运转状态进行实时监控，也方便对进入中心的人员进行授权准入，同时也利于参观交流和学习。
8 结束语
实验动物广泛应用于医学、药学、生物学、兽医学、胚胎学、遗传学等众多研究领域，对生命科学的研究，特别是对生物医药学的研究有着重大意义[12]。对于生命科学学院而言，建立一个集中统一、规范管理、功能齐全的动物实验中心能够给全院科研工作者提供一个良好的实验动物技术平台，为各项科研工作的顺利开展提供必要的保证。尤其是一些生物制药、疫苗等课题的研究可以在一个规范统一的环境中建立药物筛选与疫苗免疫的动物模型，是生物制药和生物疫苗研制过程中的安全性与有效性评价的基本手段和必要途径，给一些新药和疫苗的研制提供必要的临床使用前的动物实验数据和佐证，为其进一步走向应用奠定了坚实的基础。
参考文献
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[7] 蒋丹.动物实验室的建筑和结构[J].试验研究，2012（9）：30.
[8] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T50447-2008实验动物设施建筑技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.
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[12] 崔红娟，向仲怀.SPF级实验动物房的设计与建设[J].蚕业科学，2011，37（3）：504-506.