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第十四章動物實(shí)驗(yàn)基本技術(shù)第一節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的抓取和固定
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),為了不損傷動物的健康,不影響觀察指標(biāo),并防止被動物咬傷,首先要限制動物的活動,使動物處于安靜狀態(tài),工作人員必須掌握合理的抓取固定方法。抓取動物前,必須對各種動物的一般習(xí)性有所了解。操作時(shí)要小心仔細(xì)、大膽敏捷、熟練準(zhǔn)確、不能粗暴,不能恐嚇動物,同時(shí),要愛惜動物,使動物少受痛苦。一、小鼠小鼠性情較溫順,一般不會咬人,比較容易抓取固定。通常用右手提起小鼠尾巴將其放在鼠籠蓋或其它粗糙表面上,在小鼠向前掙扎爬行時(shí),用左手拇指和食指捏住其雙耳及頸部皮膚,將小鼠置于左手掌心、無名指和小指夾其背部皮膚和尾部,即可將小鼠完全固定。在一些特殊的實(shí)驗(yàn)中,如進(jìn)行尾靜脈注射時(shí),可使用特殊的固定裝置進(jìn)行固定,如尾靜脈注射架或粗的玻璃試管。如要進(jìn)行手術(shù)或心臟采血應(yīng)先行麻醉再操作,如進(jìn)行解剖實(shí)驗(yàn)則必須先行無痛處死后再進(jìn)行。二、大鼠大鼠的門齒很長,在抓取方法不當(dāng)而受到驚嚇或激怒時(shí)易將操作者手指咬傷,所以,不要突然襲擊式地去抓它,取用時(shí)應(yīng)輕輕抓住其尾巴后提起,置于實(shí)驗(yàn)臺上,用玻璃鐘罩扣住或置于大鼠固定盒內(nèi),這樣即可進(jìn)行尾靜脈取血或注射。如要作腹腔注射或灌胃等操作時(shí),實(shí)驗(yàn)者應(yīng)戴上棉紗手套(有經(jīng)驗(yàn)者也可不戴),右手輕輕抓住大鼠的尾巴向后拉,但要避免抓其尖端,以防尾巴尖端皮膚脫落,左手抓緊鼠兩耳和頭頸部的皮膚,并將大鼠固定在左手中,右手即可進(jìn)行操作。三、家兔家兔比較馴服,不會咬人,但腳爪較尖,應(yīng)避免家兔在掙扎時(shí)抓傷皮膚。常用的抓取方法是先輕輕打開籠門,勿使其受驚,隨后手伸入籠內(nèi),從頭前阻攔它跑動。然后一只手抓住兔的頸部皮毛,將兔提起,用另一只手托其臀,或用手抓住背部皮膚提起來,放在實(shí)驗(yàn)臺上,即可進(jìn)行采血、注射等操作。因家兔耳大,故人們常誤認(rèn)為抓其耳可以提起,或有人用手挾住其腰背部提起均為不正確的操作。在實(shí)驗(yàn)工作中常用兔耳作采血、靜脈注射等用,所以家兔的兩耳應(yīng)盡量保持不受損傷。家兔的固定方法有盒式固定和臺式固定。盒式固定適用于采血和耳部血管注射,臺式固定適用于測量血壓、呼吸和進(jìn)行手術(shù)操作等。四、豚鼠豚鼠膽小易驚,抓取時(shí)必須穩(wěn)、準(zhǔn)、迅速。先用手掌扣住鼠背,抓住其肩胛上方,將手張開,用手指環(huán)握頸部,另一只手托住其臀部,即可輕輕提起、固定。五、蟾蜍抓取蟾蜍時(shí),可先在蟾蜍體部包一層濕布,用左手將其背部貼緊手掌固定,把后肢拉直,并用左手的中指、無名指及小指夾住,前肢可用拇指及食指壓住,右手即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。抓取蟾蜍時(shí)不要擠壓兩側(cè)耳部突起的毒腺,以免蟾蜍將毒液射到使用者眼睛里。需要長時(shí)間固定時(shí),可將蟾蜍麻醉或毀腦脊髓后,用大頭針釘在蛙板上。六、狗用狗做實(shí)驗(yàn)時(shí),為防止其咬傷操作人員,一般先將狗嘴綁住。對實(shí)驗(yàn)用狗,如畢格狗或馴服的狗,綁嘴時(shí)操作人員可從其側(cè)面靠近并輕輕撫摸頸部皮毛,然后迅速用布帶綁住狗嘴;對家養(yǎng)的笨狗或未經(jīng)馴服的狗,先用長柄捕狗狗夾夾住狗的頸部,將狗按倒在地,再綁嘴。如果實(shí)驗(yàn)需要麻醉,可先使動物麻醉后再移去狗夾。當(dāng)狗麻醉后,要松開綁嘴布帶,以免影響呼吸。
第二節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的編號和分組
一、編號實(shí)驗(yàn)動物常需要標(biāo)記以示區(qū)別。編號的方法很多,根據(jù)動物的種類數(shù)量和觀察時(shí)間長短等因素來選擇合適的標(biāo)記方法。(一)掛牌法:將號碼烙壓在圓形或方形金屬牌上(最好用鋁或不銹鋼的,它可長期使用不生銹),或?qū)⑻柎a按實(shí)驗(yàn)分組編號烙在栓動物頸部的皮帶上,將此頸圈固定在動物頸部。該法適用于狗等大型動物。(二)打號法:用刺數(shù)鉗(又稱耳號鉗)將號碼打在動物耳朵上。打號前用蘸有酒精的棉球擦凈耳朵,用耳號鉗刺上號碼,然后在烙印部位用棉球蘸上溶在食醋里的黑墨水擦抹。該法適用于耳朵比較大的兔、狗等動物。(三)針刺法:用七號或八號針頭蘸取少量碳素墨水,在耳部、前后肢以及尾部等處刺入皮下,在受刺部位留有一黑色標(biāo)記。該法適用于大小鼠、豚鼠等。在實(shí)驗(yàn)動物數(shù)量少的情況下,也可用于兔、狗等動物。(四)化學(xué)藥品涂染動物被毛法:經(jīng)常應(yīng)用的涂染化學(xué)藥品有涂染紅色:0.5%中性紅或品紅溶液。涂染黃色:3-5%苦味酸溶液。涂染黑色:煤焦油的酒精溶液。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組編號的需要,可用一種化學(xué)藥品涂染實(shí)驗(yàn)動物動物背部被毛就可以。如果實(shí)驗(yàn)動物數(shù)量較多,則可以選擇兩種染料。該方法對于實(shí)驗(yàn)周期短的實(shí)驗(yàn)動物較合適,時(shí)間長了染料易退掉;對于哺乳期的子畜也不適合,因母畜容易咬死子畜或把染料舔掉。(五)剪毛法:該法適用于大、中型動物,如狗、兔等。方法是用剪毛刀在動物一側(cè)或背部剪出號碼,此法編號清楚可靠,但只適于短期觀察。(六)打孔或剪缺口法:可用打孔機(jī)在兔耳一定位置打一小孔來表示一定的號碼。如用剪子剪缺口,應(yīng)在剪后用滑石粉捻一下,以免愈合后看不出來。該法可以編至1~9999號,此種方法常在飼養(yǎng)大量動物時(shí)作為終身號采用。
二、分組(一)分組的原則:進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)時(shí),經(jīng)常需要將選擇好的實(shí)驗(yàn)動物按研究的需要分成若干組。動物分組應(yīng)按隨機(jī)分配的原則,使每只動物都有同等機(jī)會被分配到各個(gè)實(shí)驗(yàn)組與對照組中去,以避免各組之間的差別,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,特別是進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn),必須在隨機(jī)分組的基礎(chǔ)上進(jìn)行。每組動物數(shù)量應(yīng)按實(shí)驗(yàn)周期長短、實(shí)驗(yàn)類型及統(tǒng)計(jì)學(xué)要求而定。如果是慢性實(shí)驗(yàn)或需要定期處死動物進(jìn)行檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn),就要求選較多的動物,以補(bǔ)足動物自然死亡和認(rèn)為處死所喪失的數(shù)量,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)有合乎統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的動物數(shù)量存在。(二)建立對照組:分組時(shí)應(yīng)建立對照組。1.自身對照組:是指實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而言。實(shí)驗(yàn)動物本身在實(shí)驗(yàn)處理前、后兩個(gè)階段的各項(xiàng)相關(guān)數(shù)據(jù)就分別是對照組和實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,此法可排除生物間的個(gè)體差異。2.平行對照組:有正對照組和負(fù)對照組兩種。給實(shí)驗(yàn)組動物某種處理,而給正對照組用同樣方法進(jìn)行處理,但并不采用實(shí)驗(yàn)所要求的藥物或手段,負(fù)對照組則不給任何處理。3.具體分組時(shí),應(yīng)避免人為因素,隨機(jī)把所有的動物進(jìn)行編號,然后令其雙數(shù)為A組(實(shí)驗(yàn)組),單數(shù)為B組(對照組)即可或反之。如果要分若干個(gè)組時(shí),應(yīng)該用隨機(jī)數(shù)字表示進(jìn)行完全隨機(jī)分組。
第三節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的麻醉方法麻醉(anesthesia)的基本任務(wù)是消除實(shí)驗(yàn)過程中所至的疼痛和不適感覺,保障實(shí)驗(yàn)動物的安全,使動物在實(shí)驗(yàn)中服從操作,確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。一、常用的麻醉藥(一)常用局部麻醉劑:普魯卡因,此藥毒性小,見效快,常用于局部浸潤麻醉,用時(shí)配成0.5%~1%;利多卡因,此藥見效快,組織穿透性好,常用1%~2%溶液作為大動物神經(jīng)干阻滯麻醉,也可用0.25%~0.5%溶液作局部浸潤麻醉。(二)常用全身麻醉劑:1.乙醚乙醚吸入法是最常用的麻醉方法,各種動物都可應(yīng)用。其麻醉量和致死量相差大,所以其安全度大。但由于乙醚局部刺激作用大,可刺激上呼吸道粘液分泌增加;通過神經(jīng)反射還可擾亂呼吸、血壓和心臟的活動,并且容易引起窒息,在麻醉過程中要注意。但總起來說乙醚麻醉的優(yōu)點(diǎn)多,如麻醉深度易于掌握,比較安全,而且麻醉后恢復(fù)比較快。其缺點(diǎn)是需要專人負(fù)責(zé)管理麻醉,在麻醉初期出現(xiàn)強(qiáng)烈的興奮現(xiàn)象,對呼吸道又有較強(qiáng)的刺激作用,因此,需在麻醉前給予一定量的嗎啡和阿托品(基礎(chǔ)麻醉),通常在麻醉前20-30分鐘,皮下注射鹽酸或硫酸嗎啡(每公斤體重5~10mg)及阿托品(每公斤體重0.1mg)。鹽酸嗎啡可降低中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮性,提高痛閾,還可節(jié)省乙醚用量及避免乙醚麻醉過程中的興奮期。阿托品可對抗乙醚刺激呼吸道分泌粘液的作用,可避免麻醉過程中發(fā)生呼吸道堵塞,或手術(shù)后發(fā)生吸入性肺炎。進(jìn)行手術(shù)或使用過程中,需要繼續(xù)給予吸入乙醚,以維持麻醉狀態(tài)。慢性實(shí)驗(yàn)預(yù)備手術(shù)的過程中,仍用麻醉口罩給藥,而在一般急性使用,麻醉后可以先進(jìn)行氣管切開術(shù),通過氣管套管連接麻醉瓶繼續(xù)給藥。在繼續(xù)給藥過程中,要時(shí)常檢查角膜反射和觀察瞳孔大小(如發(fā)現(xiàn)角膜反射消失,瞳孔突然放大,應(yīng)立即停止麻醉。萬一呼吸停止,必須立即施行人工呼吸。待恢復(fù)自動呼吸后再進(jìn)行操作。2.苯巴比妥鈉此藥作用持久,應(yīng)用方便,在普通麻醉用量情況下對于動物呼吸、血壓和其它功能無多大影響。通常在實(shí)驗(yàn)前半至一小時(shí)用藥。使用劑量及方法為:狗腹腔注射80~100mg/kg體重,靜脈注射70~120mg/kg體重(一般每公斤體重給70~80mg即可麻醉,但有的動物要100~120mg才能麻醉,具體用量可根據(jù)各個(gè)動物的敏感性而定)。兔腹腔注射150~200mg/kg體重。3.戊巴比妥鈉此藥麻醉時(shí)間不很長,一次給藥的有效時(shí)間可延續(xù)3-5小時(shí),所以十分適合一般使用要求。給藥后對動物循環(huán)和呼吸系統(tǒng)無顯著抑制作用,藥品價(jià)格也很便宜。用時(shí)配成1~3%生理鹽水溶液,必要時(shí)可加溫溶解,配好的藥液在常溫下放置1~2月不失藥效。靜脈或腹腔注射后很快就進(jìn)入麻醉期,使用劑量及方法為:狗、貓、兔靜脈注射30~35mg/kg體重,腹腔注射40~45mg/kg體重。4.硫噴妥鈉為黃色粉末,有硫臭,易吸水。其水溶液不穩(wěn)定,故必須現(xiàn)用現(xiàn)配,常用濃度為1~5%。此藥作靜脈注射時(shí),由于藥液迅速進(jìn)入腦組織,故誘導(dǎo)快,動物很快被麻醉。但蘇醒也很快,一次給藥的麻醉時(shí)效僅維持半至一小時(shí)。在時(shí)間較長的實(shí)驗(yàn)過程中,可重復(fù)注射,以維持一定的麻醉深度。此藥對胃腸道無副作用,但對呼吸有一定抑制作用,由于其抑制交感神經(jīng)較副交感神經(jīng)為強(qiáng),常有喉頭痙攣,因此注射時(shí)速度必須緩慢。實(shí)驗(yàn)劑量和方法:狗靜脈注射20~25mg/kg體重;兔靜脈注射7~10mg/kg體重。靜脈注射速度以15秒鐘注射2ml左右進(jìn)行。小鼠1%溶液腹腔注射0.1~0.3ml/只;大鼠0.6~0.8ml/只。5.巴比妥鈉使用劑量及方法:狗靜脈注射225mg/kg體重;兔腹腔注射200mg/kg體重;鼠皮下注射200mg/kg體重。6.氨基甲酸乙酯此藥是比較溫和的麻醉藥,安全度大。多數(shù)實(shí)驗(yàn)動物都可使用,更適合于小動物。一般用作基礎(chǔ)麻醉,如使用全部過程都用此麻醉時(shí),動物保溫尤為重要。使用時(shí)常配成20~25%水溶液,狗、兔靜脈、腹腔注射0.75~1g/kg體重。但在作靜脈注射時(shí)必須溶在生理鹽水中,配成5%或10%溶液,及每公斤體重注射10~20ml。鼠1.5~2g/kg體重,由腹腔注射。以上麻醉藥種類雖較多,但各種動物使用的種類多有所側(cè)重。如做慢性實(shí)驗(yàn)的動物常用乙醚吸入麻醉(用嗎啡和阿托品作基礎(chǔ)麻醉);急性動物實(shí)驗(yàn)對狗、貓和大鼠常用戊巴比妥鈉麻醉;對家兔和青蛙、蟾蜍常用氨基甲酸乙酯;對大鼠和小鼠常用硫噴妥鈉或氨基甲酸乙酯麻醉。二、麻醉方法(一)全身麻醉:麻醉藥經(jīng)呼吸道吸入或靜脈、肌肉注射,產(chǎn)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制,呈現(xiàn)神志消失,全身不感疼痛,肌肉松弛和反射抑制等現(xiàn)象,這種方法稱全身麻醉。其特點(diǎn)為抑制深淺與藥物在血液內(nèi)的濃度有關(guān),當(dāng)麻醉藥從體內(nèi)排出或在體內(nèi)代謝破壞后,動物逐漸清醒,不留后遺癥。1.吸入麻醉法麻醉藥以蒸氣或氣體狀態(tài)經(jīng)呼吸道吸入而產(chǎn)生麻醉者,稱吸入麻醉,常用乙醚作麻醉藥。吸入法對多數(shù)動物有良好的麻醉效果,其優(yōu)點(diǎn)是易于調(diào)節(jié)麻醉的深度和較快的終止麻醉,缺點(diǎn)是中、小型動物較適用,對大型動物如狗的吸入麻醉操作復(fù)雜,通常不用。具體方法是:使用乙醚麻醉兔及大小鼠時(shí),可將動物放入玻璃麻醉箱內(nèi),把裝有浸潤乙醚棉球的小燒杯放入麻醉箱,然后觀察動物。開始動物自主活動,不久動物出現(xiàn)異常興奮,不停地掙扎,隨后排出大小便。漸漸地動物由興奮轉(zhuǎn)為抑制,倒下不動,呼吸變慢。如動物四肢緊張度明顯減低,角膜反射遲鈍,皮膚痛覺消失,則表示動物已進(jìn)入麻醉,可行手術(shù)和操作。在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)隨時(shí)觀察動物的變化,必要時(shí)把乙醚燒杯放在動物鼻部,以維持麻醉的時(shí)間與深度。2.注射麻醉法常用的麻醉藥有戊巴比妥鈉、硫噴妥鈉、氨基甲酸乙酯等。大、小鼠和豚鼠常采用腹腔注射法進(jìn)行全身麻醉。狗、兔等動物既可腹腔注射給藥,也可靜脈注射給藥。在麻醉興奮期出現(xiàn)時(shí),動物掙扎不安,為防止注射針滑脫,常用吸入麻醉法進(jìn)行誘導(dǎo),待動物安靜后再行腹腔或靜脈穿刺給藥麻醉。在注射麻醉藥物時(shí),先用麻醉藥總量的三分之二,密切觀察動物生命體征的變化,如已達(dá)到所需麻醉的程度,余下的麻醉藥則不用,避免麻醉過深抑制延腦呼吸中樞導(dǎo)致動物死亡。(二)動物局部麻醉方法:用局部麻醉藥阻滯周圍神經(jīng)末梢或神經(jīng)干、神經(jīng)節(jié)、神經(jīng)叢的沖動傳導(dǎo),產(chǎn)生局部性的麻醉區(qū),稱為局部麻醉。其特點(diǎn)是動物保持清醒,對重要器官功能干擾輕微,麻醉并發(fā)癥少,是一種比較安全的麻醉方法。適用于大中型動物各種短時(shí)間內(nèi)的實(shí)驗(yàn)。局部麻醉操作方法很多,可分為表面麻醉、局部浸潤麻醉、區(qū)域阻滯麻醉以及神經(jīng)干(叢)阻滯麻醉。1.表面麻醉利用局部麻醉藥的組織穿透作用,透過粘膜,阻滯表面的神經(jīng)末梢,稱表面麻醉。在口腔及鼻腔粘膜、眼結(jié)膜、尿道等部位手術(shù)時(shí),常把麻醉藥涂敷、滴入、噴于表面上,或尿道灌注給藥,使之麻醉。2.區(qū)域阻滯麻醉:在手術(shù)區(qū)四周和底部注射麻醉藥阻斷疼痛的向心傳導(dǎo),稱區(qū)域阻斷麻醉。常用藥為普魯卡因。3.神經(jīng)干(叢)阻滯麻醉:在神經(jīng)干(叢)的周圍注射麻醉藥,阻滯其傳導(dǎo),使其所支配的區(qū)域無疼痛,稱神經(jīng)干(叢)阻滯麻醉。常用藥為利多卡因。4.局部浸潤麻醉:沿手術(shù)切口逐層注射麻醉藥,靠藥液的張力彌散,浸入組織,麻醉感覺神經(jīng)末梢,稱局部浸潤麻醉。常用藥為普魯卡因。在施行局部浸潤麻醉時(shí),先固定好動物,用0.5~1%鹽酸普魯卡因皮內(nèi)注射,使局部皮膚表面呈現(xiàn)一桔皮樣隆起,稱皮丘,然后從皮丘進(jìn)針,向皮下分層注射,在擴(kuò)大浸潤范圍時(shí),針尖應(yīng)從已浸潤過的部位刺入,直至要求麻醉區(qū)域的皮膚都浸潤為止。每次注射時(shí),必須先抽注射器,以免將麻醉藥注入血管內(nèi)引起中毒反應(yīng)。三、使用全身麻醉劑的注意事項(xiàng)給動物施行麻醉術(shù)時(shí),一定要注意方法的可靠性,根據(jù)不同的動物選擇合適的方法,特別是較貴重的大型動物。1.麻醉劑的用量,除參照一般標(biāo)準(zhǔn)外,還應(yīng)考慮個(gè)體對藥物的耐受性不同,而且體重與所需劑量的關(guān)系也并不是絕對成正比的。一般說,衰弱和過胖的動物,其單位體重所需劑量較小,在使用麻醉劑過程中,隨時(shí)檢查動物的反應(yīng)情況,尤其是采用靜脈注射,絕不可將按體重計(jì)算出的用量匆忙進(jìn)行注射。2.動物在麻醉期體溫容易下降,要采取保溫措施。3.靜脈注射必須緩慢,同時(shí)觀察肌肉緊張、角膜反射和對皮膚夾捏的反應(yīng),當(dāng)這些活動明顯減弱或消失時(shí),應(yīng)立即停止注射。配制的藥液濃度要適中不可過高,以免麻醉過急;但也不能過低,以減少注入溶液的體積。4.作慢性實(shí)驗(yàn)時(shí),在寒冷冬季,麻醉劑在注射前應(yīng)加熱至動物體溫水平。四、實(shí)驗(yàn)動物用藥量的確定及計(jì)算方法(一)動物給藥量的確定觀察一種藥物對實(shí)驗(yàn)動物的作用時(shí),一個(gè)重要的問題就是給動物用多大的劑量較合適。劑量太小,作用不明顯,劑量太大,又可能引起動物中毒致死??梢园聪率龇椒ù_定劑量:1.先用少量小鼠粗略地探索中毒劑量或致死劑量,然后用小于中毒量的劑量,或取致死量的若干分之一作為應(yīng)用劑量,一般可取1/10~1/5。2.植物藥粗制劑的劑量多按生藥折算。3.化學(xué)藥品可參考化學(xué)結(jié)構(gòu)相似的已知藥物,特別是化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用都相似的劑量。4.確定劑量后,如第一次用藥的作用不明顯,動物也沒有中毒的表現(xiàn),可以加大劑量再次實(shí)驗(yàn)。如出現(xiàn)中毒現(xiàn)象,作用也明顯,則應(yīng)降低劑量再次實(shí)驗(yàn)。在一般情況下,在適宜的劑量范圍內(nèi),藥物的作用常隨劑量的加大而增強(qiáng)。所以有條件時(shí),最好同時(shí)用幾個(gè)劑量作實(shí)驗(yàn),以便迅速獲得關(guān)于藥物作用的較完整的資料。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)劑量與作用強(qiáng)度之間毫無規(guī)律時(shí),則更應(yīng)慎重分析。5.用大動物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),防止動物中毒死亡,開始的劑量可采用鼠類的1/15~1/2,以后可根據(jù)動物的反應(yīng)調(diào)整劑量。6.確定動物給藥劑量時(shí),要考慮給藥動物的年齡大小和體質(zhì)強(qiáng)弱。一般說確定的給藥劑量是指成年動物的,如是幼齡動物,劑量應(yīng)減小。如以狗為例:6個(gè)月以上的狗給藥劑量為1份時(shí),3~6個(gè)月的給1/2份,45~89日的給1/4份,20~44日的給1/8份,10~19日的給1/16份。7.確定動物給藥劑量時(shí),要考慮因給藥途徑不同,所用劑量也不同。以口服量為100時(shí),皮下注射量為30~50,肌肉注射量為20~30,靜脈注射量為25。(二)人與動物的用藥量換算方法人與動物對同一藥物耐受性不同,一般動物的耐受性要比人大,單位體重的用藥量動物比人要高。必須將人的用藥量換算成動物的用藥量。一般可按下列比例換算:人用藥量:1小鼠、大鼠:50~100兔、豚鼠:15~20狗、貓:5~10以上系按單位體重口服用藥量換算。如給藥途徑為靜脈、皮下、腹腔注射,換算比例應(yīng)適當(dāng)減小些。
第四節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的除毛、給藥方法
一、實(shí)驗(yàn)動物的除毛在動物實(shí)驗(yàn)中,被毛有時(shí)會影響實(shí)驗(yàn)操作與觀察,因此必須除去。除去被毛的方法有剪毛、拔毛、剃毛和脫毛等。(一)剪毛法:剪毛法是將動物固定后,先用蘸有水的紗布把被毛浸濕,再用剪毛剪刀緊貼皮膚剪去被毛。不可用手提起被毛,以免剪破皮膚。剪下的毛應(yīng)集中放在一容器內(nèi),防止到處飛揚(yáng)。給狗、羊等動物采血或新生乳牛放血制備血清常用此法。(二)拔毛法:拔毛法是用拇指和食指拔去被毛的方法。在兔耳緣靜脈注射或尾靜脈注射時(shí)常用此法。(三)剃毛法:剃毛法是用剃毛刀剃去動物被毛的方法。如動物被毛較長,先要用剪刀將其剪短,再用刷子蘸溫肥皂水將剃毛部位浸透,然后再用剃毛刀除毛。本法適用于暴露外科手術(shù)區(qū)。(四)脫毛法:脫毛法是用化學(xué)藥品脫去動物被毛的方法。首先將被毛剪短,然后用棉球蘸取脫毛劑,在所需部位涂一薄層,2~3分鐘后用溫水洗去脫落的被毛,用紗布擦干,再涂一層油脂即可。適用于狗等大動物的脫毛劑配方為:硫化鈉10g,生石灰15g,溶于100ml水中。適用于兔、鼠等動物的脫毛劑的配方為:1.硫化鈉3g,肥皂粉1g,淀粉7g,加適量水調(diào)成糊狀;2.硫化鈉8g,淀粉7g,糖4g,甘油5g,硼砂1g,加水75ml;3.硫化鈉8g溶于100ml水中。二、實(shí)驗(yàn)動物的給藥在動物實(shí)驗(yàn)中,為了觀察藥物對機(jī)體功能、代謝及形態(tài)引起的變化,常需要將藥物注入動物體內(nèi)。給藥的途徑和方法多種多樣,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)動物種類和藥物劑型、劑量等情況確定。(一)注射給藥法1.皮下注射注射時(shí)用左手拇指及食指輕輕捏起皮膚,右手持注射器將針頭刺入,固定后即可進(jìn)行注射。一般小鼠在背部或前肢腋下,大鼠在背部或側(cè)下腹部;豚鼠在后大腿內(nèi)側(cè)、背部等脂肪少的部位;兔在背部或耳根部注射;蛙可在脊背部淋巴囊注射;狗多在大腿外側(cè)注射,拔針時(shí),輕按針孔片刻,防藥液逸出。2.皮內(nèi)注射此法用于觀察皮膚血管的通透性變化或觀察皮內(nèi)反應(yīng)。如將一定量的放射性同位素溶液、顏料或致炎物質(zhì)、藥物等注入皮內(nèi),觀察其消失速度和局部血液循環(huán)變化,作為皮膚血管通透性觀察指標(biāo)之一。方法是:將動物注射部位的毛剪去,消毒后,用皮試針頭緊貼皮膚皮層刺入皮內(nèi),然后使針頭向上挑起并再稍刺入,即可注射藥液。注射后可見皮膚表面鼓起一白色小皮丘。3.肌肉注射當(dāng)給動物注射不溶于水而混懸于油或其他溶劑中的藥物時(shí),常采用肌肉注射。肌肉注射一般選用肌肉發(fā)達(dá)、無大血管經(jīng)過的部位,多選臀部。注射時(shí)針頭要垂直快速刺入肌肉,如無回血現(xiàn)象即可注射。給大、小鼠作肌肉注射時(shí),選大腿外側(cè)肌肉進(jìn)行注射。4.腹腔注射先將動物固定,腹部用酒精棉球擦試消毒,然后在左或右側(cè)腹部將針頭刺入皮下,沿皮下向前推進(jìn)約0.5厘米,再使針頭與皮膚呈45度角方向穿過腹肌刺入腹腔,此時(shí)有落空感,回抽無腸液、尿液后,緩緩?fù)迫胨幰骸4朔ù笮∈笥玫妮^多。5.靜脈注射是將藥液直接注射于靜脈管內(nèi),使其隨著血液分布全身,迅速奏效。但排泄較快,作用時(shí)間較短。小鼠、大鼠的靜脈注射:常采用尾靜脈注射。鼠尾靜脈共有3根,左右兩側(cè)和背側(cè)各1根,兩側(cè)尾靜脈比較容易固定,故常被采用。操作時(shí),先將動物固定在暴露尾部的固定器內(nèi)(可用燒杯、鐵絲罩或粗試管等物代替),用75%酒精棉球反復(fù)擦試使血管擴(kuò)張,并可使表皮角質(zhì)軟化,以左手拇指和食指捏住鼠尾兩側(cè),使靜脈充盈,注射時(shí)針頭盡量采取與尾部平行的角度進(jìn)針。開始注射時(shí)宜少量緩注,如無阻力,表示針頭已進(jìn)入靜脈,這時(shí)用左手指將針和尾一起固定起來,解除對尾根部的壓迫后,便可進(jìn)行注射。如有白色皮丘出現(xiàn),說明未穿刺入血管,應(yīng)重新向尾部方向移動針頭再次穿刺。注射完畢后把尾部向注射側(cè)彎曲以止血。如需反復(fù)注射,盡量從尾的末端開始。一次的注射量為每10g體重0.1-0.2ml。豚鼠的靜脈注射:一般采用前肢皮下頭靜脈。鼠的靜脈管壁較脆,注射時(shí)應(yīng)特別注意。兔的靜脈注射:一般采用外耳緣靜脈,因其表淺易固定。注射部位除毛,用75%的酒精消毒,手指輕彈兔耳,使靜脈充盈,左手食指和中指夾住靜脈的近心端,拇指繃緊靜脈的遠(yuǎn)心端,無名指及小指墊在下面,右手持注射器,盡量從靜脈的遠(yuǎn)端刺入血管,移動拇指于針頭上以固定,放開食、中指,將藥液注入,然后拔出針頭,用手壓迫針眼片刻以止血。狗的靜脈注射:狗的靜脈注射多采用前肢外側(cè)靜脈或后肢外側(cè)的小隱靜脈。注射部位除毛后,在靜脈血管的近心端用橡皮帶扎緊,使血管充盈,從靜脈的遠(yuǎn)心端將注射針頭平行血管刺入,回抽注射器針?biāo)?,如有回血,即可放開像皮帶,將藥液緩緩注入。6.淋巴囊注射蛙類常采用此法,其皮下有數(shù)個(gè)淋巴囊,注入藥物甚易吸收。腹部淋巴囊和頭部淋巴囊常作為蛙類給藥途徑。一般多選用腹部淋巴囊給藥。注射時(shí)將針頭從蛙大腿上端刺入,經(jīng)大腿肌層入腹壁肌層,再進(jìn)入腹壁皮下,即進(jìn)入淋巴囊,然后注入藥液。(二)經(jīng)口給藥法1.口服法:把藥物放入飼料或溶于飲水中讓動物自動攝取。此法優(yōu)點(diǎn)在于簡單方便,缺點(diǎn)是不能保證劑量準(zhǔn)確。一般適用于對動物疾病的防治或某些藥物的毒性實(shí)驗(yàn),制造某些與食物有關(guān)的人類疾病動物模型。2.灌胃法:在急性實(shí)驗(yàn)中,多采用灌胃法。此法劑量準(zhǔn)確。灌胃法是用灌胃器將所應(yīng)投給動物的藥灌到動物胃內(nèi)。灌胃器由注射器和特殊的灌胃針構(gòu)成。小鼠的灌胃針長約4~5cm,直徑為1mm,大鼠的灌胃針長約6~8cm,直徑約1.2mm。灌胃針的尖端焊有一小圓金屬球,金屬球?yàn)橹锌盏?。焊金屬球的目的是防止針頭刺入氣管或損傷消化道。針頭金屬球端彎曲成20°左右的角度,以適應(yīng)口腔、食道的生理彎曲度走向。鼠類的灌胃法:用左手固定鼠,右手持灌胃器,將灌胃針從鼠的口腔插入,壓迫鼠的頭部,使口腔與食道成一直線,將灌胃針沿咽后壁慢慢插入食道,可感到輕微的阻力,此時(shí)可略改變一下灌胃針方向,以刺激引起吞咽動作,順勢將藥液注入。一般灌胃針插入小鼠深度為3~4cm,大鼠或豚鼠為4~6cm。常用灌胃量小鼠為0.2~1ml,大鼠1~4ml,豚鼠1~5ml。狗、兔的灌胃法:先將動物固定,再將開口器的小孔插入動物口中,再慢慢沿上鄂壁插入食道,將灌胃管的外端浸入水中,如有氣泡逸出,則說明灌胃管誤入氣管,需拔出重插。插好后,將注射器連于灌胃管將藥液推入。灌胃結(jié)束后,先拔出灌胃管,再拿出開口器。一次灌胃能耐受的最大容積兔為80~100ml,狗為200~250ml。(三)其它途徑給藥方法1.呼吸道給藥:呈粉塵、氣體及蒸氣或霧等狀態(tài)的藥物或毒氣,均需要通過動物呼吸道給藥。如實(shí)驗(yàn)時(shí)給動物乙醚作吸入麻醉、用鋸末煙霧制作慢性氣管炎動物模型等,特別在毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用更為廣泛。2.皮膚給藥:為了鑒定藥物或毒物經(jīng)皮膚的吸收作用、局部作用、致敏作用和光感作用等,均需采用經(jīng)皮膚給藥方法。如兔和豚鼠常采用背部一定面積的皮膚脫毛后,將一定的藥液涂在皮膚上,藥液經(jīng)皮膚吸收。3.脊髓腔內(nèi)給藥:此法主要用于錐管麻醉或抽取腦脊液。4.腦內(nèi)給藥:此法常用于微生物學(xué)動物實(shí)驗(yàn),將病原體等接種于被檢動物腦內(nèi),然后觀察接種后的各種變化。5.直腸內(nèi)給藥:此種方法常用于動物麻醉。兔直腸內(nèi)給藥時(shí),常采用灌腸的膠皮管或用14號導(dǎo)尿管代替。6.關(guān)節(jié)腔內(nèi)給藥:此法常用于關(guān)節(jié)炎的動物模型復(fù)制。
第五節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的采血法實(shí)驗(yàn)研究中,經(jīng)常要采集實(shí)驗(yàn)動物的血液進(jìn)行常規(guī)質(zhì)量檢測、細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)或進(jìn)行生物化學(xué)分析,故必須掌握正確的采集血液的技術(shù)。采血方法的選擇,主要決定于實(shí)驗(yàn)的目的和所需血量以及動物種類。一、大鼠、小鼠的采血方法(一)剪尾采血:需血量很少時(shí)常用本法,如作紅、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白測定、制作血涂片等可與此法。動物麻醉后,將尾尖剪去約5mm,從尾部向尾尖部按摩,血即從斷端流出。也可用刀割破尾動脈或尾靜脈,讓血液自行流出。如不麻醉,采血量較小。采血結(jié)束后,消毒、止血。用此法每只鼠可采血10余次。小鼠可每次采血約0.1ml,大鼠約0.4ml。(二)眼眶后靜脈叢采血:穿刺采用一根特制的長7~10cm硬的玻璃取血管,其一端內(nèi)徑為1~1.5mm,另一端逐漸擴(kuò)大,細(xì)端長約1cm即可,將取血管浸入1%肝素溶液,干燥后使用。采血時(shí),左手拇指及食指抓住鼠兩耳之間的皮膚使鼠固定,并輕輕壓迫頸部兩側(cè),阻礙靜脈回流,使眼球充分外突,提示眼眶后靜脈叢沖血。右手持取血管,將其尖端插入內(nèi)眼角與眼球之間,輕輕向眼底方向刺入,當(dāng)感到有阻力時(shí)即停止刺入,旋轉(zhuǎn)取血管以切開靜脈叢,血液即流入取血管中。采血結(jié)束后,拔出取血管,放松左手,出血即停止。用本法在短期內(nèi)可重復(fù)采血。小鼠一次可采血0.2~0.3ml,大鼠一次可采血0.5~1.0ml。(三)頸(股)靜脈或頸(股)動脈采血:將鼠麻醉,剪去一側(cè)頸部外側(cè)被毛,作頸靜脈或頸動脈分離手術(shù),用注射器即可抽出所需血量。大鼠多采用股靜脈或股動脈,方法是:大鼠經(jīng)麻醉后,剪開腹股溝處皮膚,即可看到股靜脈,把此靜脈剪斷或用注射器采血即可,股動脈較深需剝離出,再采血。(四)摘眼球采血:此法常用于鼠類大量采血。采血時(shí),用左手固定動物,壓迫眼球,盡量使眼球突出,右手用鑷子或止血鉗迅速摘除眼球,眼眶內(nèi)很快流出血液。(五)斷頭采血:用剪子迅速剪掉動物頭部,立即將動物頸朝下,提起動物,血液可流入已準(zhǔn)備好的容器中。二、豚鼠采血方法(一)耳緣切口采血:先將豚鼠耳消毒,用刀片沿血管方向割破耳緣,切口約長0.5cm,在切口邊緣涂上20%的檸檬酸鈉溶液,防治血凝,則血可自切口處流出。此法采血每次可采0.5ml。(二)背中足靜脈采血:固定豚鼠,將其右或左后肢膝關(guān)節(jié)伸直,腳背消毒,找出足靜脈,左手拇指和食指拉住豚鼠的趾端,右手將注射針刺入靜脈,拔針后立即出血。(三)心臟采血:用手指觸摸,選擇心跳最明顯的部位,把注射針刺入心臟,血液即流入針管。心臟采血時(shí)所用的針頭應(yīng)細(xì)長些,以免發(fā)生采血后穿刺孔出血。三、兔的采血方法(一)耳緣靜脈采血:將兔固定,拔去耳緣靜脈局部的被毛,消毒,用手指輕彈兔耳,使靜脈擴(kuò)張,用針頭刺耳緣靜脈末端,或用刀片沿血管方向割破一小切口,血液即流出。本法為兔最常用的采血方法,可多次重復(fù)使用。(二)耳中央動脈采血:在兔耳中央有一條較粗的、顏色較鮮紅的中央動脈。用左手固定兔耳,右手持注射器,在中央動脈的末端,沿著與動脈平行的向心方向刺入動脈,即可見血液進(jìn)入針管。由于兔耳中央動脈容易痙攣,故抽血前必須讓兔耳充分充血,采血時(shí)動作要迅速。采血所用針頭不要太細(xì),一般用6號針頭,針刺部位從中央動脈末端開始,不要在近耳根部采血。(三)頸靜脈采血:方法同小鼠、大鼠的頸靜脈采血。(四)心臟采血:使家兔仰臥,穿刺部位在第三肋間胸骨左緣3mm處,針頭刺入心臟后,持針手可感覺到兔心臟有節(jié)律的跳動。此時(shí)如還抽不到血,可以前后進(jìn)退調(diào)節(jié)針頭的位置,注意切不可使針頭在胸腔內(nèi)左右擺動,以防弄傷兔的心、肺。四、狗的采血方法(一)后肢外側(cè)小隱靜脈采血:后肢外側(cè)小隱靜脈位于后肢脛部下三分之一的外側(cè)淺表皮下,由前側(cè)方向后行走。采血時(shí),將動物固定,局部剪毛、消毒,采血者左手緊握剪毛區(qū)上部或扎緊止血帶,使下部靜脈充血,右手用連有6號或7號針頭的注射器刺入靜脈,左手放松,已適當(dāng)速度抽血即可。(二)前肢背側(cè)皮下頭靜脈采血:前肢背側(cè)皮下頭靜脈位于前腳爪的上方背側(cè)的正前位。采血方法同上。(三)頸靜脈采血:前兩種方法需技術(shù)熟練,且不適于連續(xù)采血。大量或連續(xù)采血時(shí),可采用頸靜脈采血,方法同小鼠、大鼠的頸靜脈采血方法。(四)股動脈采血:本法為采取動脈血最常用的方法。操作簡便,稍加訓(xùn)練的狗,在清醒狀態(tài)下將狗臥位固定于狗解剖臺上。伸展后肢向外伸直,暴露腹股溝三角動脈搏動的部位,剪毛、消毒,左手中指、食指探模股動脈跳動部位,并固定好血管,右手取連有5號半針頭的注射器,針頭由動脈跳動處直接刺入血管,若刺入動脈一般可見鮮紅血液流入注射器,有時(shí)還需微微轉(zhuǎn)動一下針頭或上下移動一下針頭,方見鮮紅血液流入。有時(shí)可能刺入靜脈,必須重抽。抽血畢,迅速拔出針頭,用干藥棉壓迫止血2-3分鐘。第六節(jié)實(shí)驗(yàn)動物各種體液、骨髓的采集方法
一、消化液的采集(一)唾液1.直接抽取法在急性實(shí)驗(yàn)中,可用吸管直接插入動物口腔或唾液腺導(dǎo)管抽吸唾液,此法非常簡單,但從口腔抽吸唾液會有雜質(zhì)混入。2.制造腮腺瘺法在慢性實(shí)驗(yàn)中,收集狗的唾液,要用外科手術(shù)方法將腮腺導(dǎo)管開口移向體外,即以腮腺導(dǎo)管為中心,切成一直徑約2~3cm的圓形粘膜片,將此粘膜片,與周圍組織分開,穿過皮膚切口引到頰外,將帶有導(dǎo)管開口的粘膜片與周圍的皮膚縫合,腮腺分泌的唾液就流出頰外。這種方法可以收集到較純凈的唾液。(二)胃液1.直接收集胃液法急性實(shí)驗(yàn)時(shí),先將動物麻醉,將插胃管經(jīng)口插入胃內(nèi),在灌胃管的出口連一注射器,用此注射器可收集到胃液,此法適用于狗等大型動物。如是大鼠,需手術(shù)剖腹,從幽門端向胃內(nèi)插入一塑料管,再由口腔經(jīng)食道將一塑料管插入前胃,用pH7.5、35℃左右的生理鹽水,以12ml/h的流速灌胃,收集流出液,進(jìn)行分析。2.制備胃瘺法在慢性實(shí)驗(yàn)中,收集胃液多用胃瘺法,如全胃瘺法、巴氏小胃瘺法、海氏小胃瘺法等。制備小胃是將動物的胃分離出一小部分,縫合起來形成小胃,主胃與小胃互不相通,主胃進(jìn)行正常消化,從小胃可收集到純凈的胃液。應(yīng)用該法,可以待動物恢復(fù)健康后,在動物清醒狀態(tài)下反復(fù)采集胃液。(三)胰液和膽汁在動物實(shí)驗(yàn)中,主要是通過對胰總管和膽總管的插管而獲得胰液或膽汁。狗的胰總管開口于十二指腸降部,在緊靠腸壁處切開胰管,結(jié)扎固定并與導(dǎo)管相連,即可見無色的胰液流入導(dǎo)管。大鼠的胰管與膽管匯集于一個(gè)總管,在其入腸處插管固定,并在近肝門處結(jié)扎和另行插管,可分別收集到胰液和膽汁。有時(shí)也可通過制備胰瘺和膽囊瘺來獲得胰液和膽汁。四、腦脊液的采集(一)狗、兔腦脊液的采集通常采取脊髓穿刺法:穿刺部位在兩髂連線中點(diǎn)稍下方第七腰椎間隙。動物輕度麻醉后,側(cè)臥位固定,使頭部及尾部向腰部盡量彎曲,剪去第七腰椎周圍的被毛。消毒后操作者在動物背部用左手姆、食指固定穿刺部位的皮膚,右手持腰穿刺針垂直刺入,當(dāng)有落空感及動物的后肢跳動時(shí),表明針已達(dá)椎管內(nèi)(蛛網(wǎng)膜下腔),抽去針芯,即見腦脊液流出。如果無腦脊液流出,可能是沒有刺破蛛網(wǎng)膜。輕輕調(diào)節(jié)進(jìn)針方向及角度,如果腦脊液流的太快,插入針芯稍加阻塞,以免導(dǎo)致顱內(nèi)壓突然下降而形成腦疝。(二)大鼠腦脊液的采集可采用枕大孔直接穿刺法在大鼠麻醉后,頭部固定于定向儀上。頭頸部剪毛、消毒,用手術(shù)刀沿縱軸切一縱行切口(約2cm)用剪刀鈍性分離頸部背側(cè)肌肉。為避免出血,最深層附著在骨上的肌肉用手術(shù)刀背刮開,暴露出枕骨大孔。由枕骨大孔進(jìn)針直接抽取腦脊液。抽取完畢逢好外層肌肉、皮膚。刀口處可撒些磺胺藥粉,防止感染。采完腦脊液后,應(yīng)注入等量的消毒生理鹽水,以保持原來腦脊髓腔的壓力。五、尿液的采集常用的采集方法較多,一般在實(shí)驗(yàn)前需給動物灌服一定量的水。(一)代謝籠法:此法較常用,適用于大、小鼠。將動物放在特制的籠內(nèi)。動物排便時(shí),可以通過籠子底部的大小便分離漏斗將尿液與糞便分開,達(dá)到采集尿液的目的。由于大、小鼠尿量較少,操作中的損失和蒸發(fā),各鼠膀胱排空不一致等原因,都可造成較大的誤差,因此一般需收集5小時(shí)以上的尿液,最后取平均值。(二)導(dǎo)尿法:常用于雄性兔、狗。動物輕度麻醉后,固定于手術(shù)臺上。由尿道插入導(dǎo)尿管(頂端應(yīng)用液體石蠟涂抹),可以采到?jīng)]有受到污染的尿液。(三)壓迫膀胱法:在實(shí)驗(yàn)研究中,有時(shí)為了某種實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,要求間隔一定的時(shí)間,收集一次尿液,以觀察藥物的排泄情況。動物輕度麻醉后,實(shí)驗(yàn)人員用手在動物下腹部加壓,手要輕柔而有力。當(dāng)加的壓力足以使動物膀胱括約肌松馳時(shí),尿液會自動由尿道排出。此法適用于兔、狗等較大動物。(四)輸尿管插管法:動物麻醉后,固定于手術(shù)臺上。剪毛、消毒,于恥骨聯(lián)合上緣之上在正中線做皮膚切口(長約3~4cm),沿腹中線切開腹壁及腹膜,找到膀胱翻出腹外。辨認(rèn)清楚輸尿管進(jìn)入膀胱背側(cè)的部位(膀胱三角)后,細(xì)心地分離出兩側(cè)輸尿管,分別在靠近膀胱處穿線結(jié)扎。在離此結(jié)扎點(diǎn)約2cm處的輸尿管近腎段下方穿一根絲線。用眼科剪在管壁上剪一斜向腎側(cè)的小切口,分別插入充滿生理鹽水的細(xì)塑料管(插入端剪成斜面),用留置的線結(jié)扎固定??梢姷侥虻螐牟骞苤辛鞒?頭幾滴是生理鹽水),塑料管的另一端與帶刻度的容器相連或接在記滴器上,以便記錄尿量。在適用過程中應(yīng)經(jīng)?;顒右幌螺斈蚬懿骞埽苑雷枞?。在切口和膀胱處應(yīng)蓋上溫濕的生理鹽水紗布。(五)膀胱插管法:腹部手術(shù)同輸尿管插管。將膀胱翻出腹外后,用絲線結(jié)扎膀胱頸部,阻斷它同尿道的通路。然后在膀胱頂部避開血管剪一小口,插入膀胱漏斗,用絲線做以荷包縫合固定。漏斗最好正對著輸尿管的入口處。注意不要緊貼膀胱后壁而堵塞輸尿管。下端接橡皮管插入帶刻度的容器內(nèi)以收集尿液。(六)穿刺膀胱法:動物麻醉后固定于手術(shù)臺上,在恥骨聯(lián)合之上腹正中線剪毛,消毒后進(jìn)行穿刺,入皮后針頭應(yīng)稍改變一下角度,以避免穿刺后漏尿。(七)剖腹采尿法:同穿刺法做術(shù)前準(zhǔn)備,皮膚準(zhǔn)備范圍應(yīng)大一點(diǎn)。剖腹暴露膀胱,操作者的左手用無齒小平鑷夾住一小部分膀胱,右手持針在小鑷夾住的膀胱部位直視穿刺抽取尿液。可避免針頭貼在膀胱壁上而抽不出尿液。(八)反射排尿法:適用于小鼠,因小鼠被人抓住尾巴提起時(shí)排便反射比較明顯。故需采取少量尿液時(shí),可提起小鼠,將排出的尿液接到帶刻度的容器內(nèi)。六、精液的采集(一)人工陰道采集精液(semen):體型較大的動物,如狗、豬、羊等,可用一專門的人工陰道套在發(fā)情的雄性動物陰莖上,采集精液。也可將人工陰道置入雌性動物的陰道內(nèi),待動物交配完畢后,取出人工陰道采集精液。還可將人工陰道固定在雌性動物外生殖器附近,雄性動物陰莖開始插入時(shí),立即將其陰莖移入人工陰道內(nèi),待其射精完畢后,采集人工陰道內(nèi)的精液。(二)陰道栓采集精液:大小鼠雌雄交配后,24小時(shí)內(nèi)可在雌性動物陰道口出現(xiàn)白色透明的陰道栓,這是雄鼠的精液和雌鼠陰道分泌液在陰道內(nèi)凝固而成的,取陰道栓涂片染色可觀察到凝固的精液。(三)其它采集精液法:將發(fā)情的雌性動物放在雄性動物一起,當(dāng)雄性動物被刺激發(fā)情后,立即將雄性動物分開,再用人工法刺激其射精。也可按摩雄性動物的生殖器或用電刺激其發(fā)情中樞或性敏感區(qū),使其射精。七、陰道內(nèi)液體的采集(一)棉拭子法:用消毒棉拭子旋轉(zhuǎn)插入動物陰道內(nèi),然后在陰道內(nèi)輕輕轉(zhuǎn)動幾下后取出,即可進(jìn)行涂片鏡檢。有的適用如大、小鼠等,陰道液較少,取其陰道液時(shí),可用先浸濕后又?jǐn)D盡無菌生理鹽水的棉拭子取陰道液,這種棉拭子比干棉拭子容易插入陰道。對體型較大的實(shí)驗(yàn)動物,也可先按摩或刺激其陰部,而后再采集其陰道液。(二)滴管法:用消毒的鈍頭滴管吸取少量的無菌生理鹽水插入動物陰道內(nèi),然后擠出生理鹽水后又吸入,反復(fù)幾次,吸取陰道沖洗液滴于玻片上制片、染色鏡檢。(三)刮取法:用光滑的玻璃小勺或牛角制的小刮片慢慢插入陰道內(nèi),在陰道壁輕輕刮取一點(diǎn)陰道內(nèi)含物,進(jìn)行涂片鏡檢。八、胸水的采集收集胸水常采用穿刺法。如果實(shí)驗(yàn)不要求動物繼續(xù)存活,也可用處死動物剖胸取胸水。穿刺部位在動物脊側(cè)腋后線胸壁第11~12肋間隙穿刺較安全。此部位是肺最下界之外側(cè),既可避免損傷肺組織造成氣胸,又易采集在隔肋竇的胸水。此外,也可在腹側(cè)胸壁近胸骨左側(cè)緣第4~5肋間隙穿刺。動物穿刺部位剪毛、消毒,操作者左手拇、食指繃緊肋間穿刺部位的皮膚,用帶夾的橡皮管套上12~14號針頭,沿肋骨前緣小心地垂直刺入。當(dāng)有阻力消失或落空感時(shí),表示已穿入胸腔。再接上針管,除去夾子,緩緩抽取胸水。如果有條件在穿刺針頭與注射器之間連一個(gè)三通管,但應(yīng)注意正確運(yùn)用三通管。穿刺結(jié)束迅速拔出針頭,輕揉穿刺部位,促進(jìn)針孔閉合并注意消毒。操作中嚴(yán)防空氣進(jìn)入胸腔,始終保持胸腔負(fù)壓。穿刺應(yīng)用手控制針頭的深度,以防穿刺過深刺傷肺臟。九、腹水的采集抽取狗等大動物腹水,讓狗按自然站立位固定,穿刺部位在恥骨前緣與臍之間,腹中線兩側(cè)。剪毛消毒,局部浸潤麻醉。操作者左手姆、食指緊繃穿刺部位的皮膚,右手控制穿刺深度做垂直穿刺。注意不可刺的太深,以免刺傷內(nèi)臟。穿刺針進(jìn)入腹腔后,腹水多時(shí)可見因腹壓高而自動流出。腹水太少可輕輕回抽,并同時(shí)稍稍轉(zhuǎn)動一下針頭,一旦有腹水流出,立即固定好針頭及注射器的位置連續(xù)抽取。抽取大鼠、小鼠的腹水方法簡單,用左手拇指及食指捏住動物頸部皮膚,無名指、小手指及手掌夾住其尾巴固定好動物,使其腹部略朝上,在腹股溝和腹中線之間,消毒皮膚,用8號針頭刺入腹腔,如腹壓高腹水自然流出,如腹水太少,可借助注射器抽取。抽腹水時(shí)注意不可速度太快,腹水多時(shí)不要一次大量抽出,以免因腹壓突然下降導(dǎo)致動物出現(xiàn)循環(huán)功能障礙等問題。十、骨髓的采集1.大鼠、小鼠骨髓的采集:用頸椎脫臼法處死動物,剝離出胸骨或股骨,用注射器吸取少量的Hank平衡鹽溶液,沖洗出胸骨或股骨中全部骨髓液。如果是取少量的骨髓作檢查,可將胸骨或股骨剪斷,將其斷面的骨髓擠在有稀釋液的玻片上,混勻后涂片涼干即可染色檢查。2.大動物骨髓的采集:狗等大動物骨髓的采集可采取活體穿刺方法。先將動物麻醉、固定、局部除毛、消毒皮膚,然后估計(jì)好皮膚到骨髓的距離,把骨髓穿刺針的長度固定好。操作人員用左手把穿刺點(diǎn)周圍的皮膚繃緊,右手將穿刺針在穿刺點(diǎn)垂直刺入,穿入固定后,輕輕左右旋轉(zhuǎn)將穿刺針鉆入,當(dāng)穿刺針進(jìn)入骨髓腔時(shí)常有落空感。狗骨髓的采集,一般采用髂骨穿刺。狗等大動物常用的骨髓穿刺點(diǎn):胸骨:穿刺部位是胸骨體與胸骨柄連接處。肋骨:穿刺部位是第5~7肋骨各點(diǎn)的中點(diǎn)。脛骨:穿刺部位是股骨內(nèi)側(cè)、靠下端的凹面處。如果穿刺采用的是肋骨,穿刺結(jié)束后要用膠布封貼穿刺孔,防止發(fā)生氣胸。
第七節(jié)實(shí)驗(yàn)動物的處死
當(dāng)實(shí)驗(yàn)中途停止或結(jié)束時(shí),實(shí)驗(yàn)者應(yīng)站在實(shí)驗(yàn)動物的立場上以人道的原則去處置動物,原則上不給實(shí)驗(yàn)動物任何恐怖和痛苦,也就是要施行安樂死。安樂死是指實(shí)驗(yàn)動物在沒有痛苦感覺的情況下死去。實(shí)驗(yàn)動物安樂死方法的選擇取決于動物的種類與研究的課題。一、蛙類常用金屬探針插入枕骨大孔,破壞腦脊髓的方法處死。將蛙用濕布包住,露出頭部,左手執(zhí)蛙,并用食指按壓其頭部前端,拇指按壓背部,使頭前俯;右手持探針由凹陷處垂直刺入,刺破皮膚即入枕骨大孔。這時(shí)將探針尖端轉(zhuǎn)向頭方,向前深入顱腔,然后向各方攪動,以搗毀腦組織。再把探針由枕骨大孔刺入并轉(zhuǎn)向尾方,刺入椎管,以破壞脊髓。腦和脊髓是否完全破壞,可檢查動物四肢肌肉的緊張性是否完全消失。拔出探針后,用一小干棉球?qū)⑨樋锥伦?以防止出血。操作過程中要防止毒腺分泌物射入實(shí)驗(yàn)者眼內(nèi)。如被射入時(shí),則需立即用生理鹽水沖洗眼睛。二、大鼠和小鼠1.頸椎脫臼法:右手抓住鼠尾用力向后拉,同時(shí)左手拇指與食指用力向下按住鼠頭。將脊髓與腦髓拉斷,鼠便立即死亡。2.斷頭法:用剪刀在鼠頸部將鼠頭剪掉,鼠立即死亡。3.擊打法:右手抓住鼠尾,提起,用力摔擊其頭部,鼠痙攣后立即死去?;蛴媚惧N用力擊打鼠頭部也可致死。4.急性大出血法:可采用鼠眼眶動脈和靜脈急性大量失血方法使鼠立即死亡。5.藥物致死法:吸入一定量的一氧化碳、乙醚、氯仿等均可使動物致死。三、狗、兔、豚鼠1.空氣栓塞法:向動物靜脈內(nèi)注入一定量的空氣,使之發(fā)生栓塞而死。當(dāng)空氣注入靜脈后,可在右心隨著心臟的跳動使空氣與血液成泡沫狀,隨血液循環(huán)到全身。如進(jìn)到肺動脈,可阻塞其分支,進(jìn)入心臟冠狀動脈,造成冠狀動脈阻塞,發(fā)生嚴(yán)重的血液循環(huán)障礙,動物很快致死。一般兔、貓等靜脈內(nèi)注入20~40ml空氣即可致死。每條狗由前肢或后肢皮下靜脈注入80~150ml空氣,可很快致死。2.急性失血法:先使動物輕度麻醉,如狗可按每公斤體重靜脈注射硫噴妥鈉20~30mg,動物即很快入睡。暴露股三角區(qū),用鋒利的殺狗刀在股三角區(qū)作一個(gè)約10厘米的橫切口,把股動、靜脈全切斷,立即噴出血液。用一塊濕紗布不斷擦去股動脈切口周圍處的血液和血凝塊,同時(shí)不斷的用自來水沖洗流血,使股動脈切口保持暢通,動物在3~5分鐘內(nèi)即可致死。采用此種方法,動物十分安靜,對臟器無損傷,對活殺采集病理切片標(biāo)本是一種較好的方法。如果處死狗的同時(shí)要采集其血液時(shí),則在用硫噴妥鈉輕度麻醉后,將狗固定在狗手術(shù)臺上。分離頸動脈,插一根較粗的塑料管,放低狗頭,打開動脈夾,使動脈血流入裝有抗凝血的容器內(nèi),并不斷搖晃,以防血液凝固。
第八節(jié)轉(zhuǎn)基因動物
1980年底Gordon等人首次將克隆的基因注入小鼠受精卵原核,然后移植于假孕的母鼠輸卵管,培育出第1個(gè)轉(zhuǎn)基因動物。這種將外源性基因用實(shí)驗(yàn)方法插入動物生殖細(xì)胞的基因組而獲得具有插入基因特性,并能正常繁衍的動物稱為轉(zhuǎn)基因動物(transgenicanimals)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是生物學(xué)領(lǐng)域最新重大進(jìn)展之一,已能滲透到生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、畜牧學(xué)等學(xué)科的廣泛領(lǐng)域。轉(zhuǎn)基因動物已成為探討基因調(diào)控機(jī)理、致癌基因作用和免疫系統(tǒng)反應(yīng)的有力工具。同時(shí)人類遺傳病的轉(zhuǎn)基因動物模型的建立,為遺傳病的基因治療打下堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)涉及外源基因的組建、載體、受體、基因?qū)爰夹g(shù)、供轉(zhuǎn)基因胚胎發(fā)育的體外培養(yǎng)系統(tǒng)和宿主動物等方面的內(nèi)容。一、轉(zhuǎn)移基因(一)轉(zhuǎn)移基因的原理:轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論基礎(chǔ)在于各種生物的遺傳密碼都是統(tǒng)一的。都是以3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸這樣的密碼形式貯存在DNA鏈上,各物種間形狀的不同僅僅是由于DNA上的四種核苷酸排列次序的不同,同時(shí)各種生物從DNA到蛋白質(zhì)合成都服從“中心法則”,當(dāng)一個(gè)物種的細(xì)胞內(nèi)加入另一物種或人工合成的DNA(即基因)后就可能產(chǎn)生新的性狀。(二)基因的獲得:取自現(xiàn)有的生物體如病毒、細(xì)菌、體細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞的DNA,用限制內(nèi)切酶或外切酶把DNA切割成若干小段,然后再把這些小段利用連接酶分別放入載體中,并建成載體克隆。載體通常是一種獨(dú)立的,能自我復(fù)制的遺傳物質(zhì),如質(zhì)粒、某些噬菌體和病毒均可作為載體?;虻钠瑪嗫呻S載體復(fù)制,有時(shí)亦可表達(dá),用DNA或抗體探針做分子雜交試驗(yàn)或ELISA試驗(yàn)篩選出帶有理想基因的克隆,再把理想基因載體放入大腸桿菌等宿主細(xì)胞中擴(kuò)大、增殖,或采用PCR的方法擴(kuò)增。再對擴(kuò)增的DNA片斷進(jìn)行適當(dāng)修飾,例如將一個(gè)單一的基因與經(jīng)選擇的啟動子重組合,然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移,或?qū)⑻囟ǖ目刂菩蛄羞B接到目的基因的結(jié)構(gòu)序列上,從而創(chuàng)造1個(gè)新的重組基因,然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)移。理想基因也可用人工合成的辦法獲得,要合成一特定的基因,就是要合成具有一定排列順序的DNA,DNA上四種堿基的配對是非常嚴(yán)格的,腺嘌呤(A)必定和胸腺嘧啶(T)配對,鳥嘌呤(G)必定和胞嘧啶(C)配對,由于蛋白質(zhì)合成不是直接以DNA作為模板,而是以DNA的副本mRNA作為模板,在RNA中,用尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶(T)。二、基因轉(zhuǎn)移的受體細(xì)胞研究轉(zhuǎn)基因動物的制備,首先要考慮用何種轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞。選擇合適的受體細(xì)胞和可行的基因?qū)胪緩?,是該技術(shù)成功的前提。基因轉(zhuǎn)移的受體細(xì)胞必須是全能細(xì)胞,全能細(xì)胞隨著細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育,可以把其中的基因組貯存的全部遺傳信息擴(kuò)大到生物體所有的細(xì)胞中。除此以外至少是多能細(xì)胞。滿足轉(zhuǎn)基因動物需要的受體細(xì)胞有以下幾種。(一)原生殖細(xì)胞:禽類的原生殖細(xì)胞容易分離、培養(yǎng)和冷凍,所以,這種受體細(xì)胞在禽類動物較易實(shí)現(xiàn)。(二)配子:配子能把自身攜帶的基因組全部信息和外源插入基因序列,完整地貢獻(xiàn)給合子。由于精子可用作有效的轉(zhuǎn)移載體,所以,可以精子作為目的基因的受體。較多的是用重組病毒直接感染精子,精子即可把外源基因傳到合子。(三)受精卵或胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán):精卵結(jié)合形成的單細(xì)胞受精卵,是最常用的外源基因轉(zhuǎn)移的受體;受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的內(nèi)細(xì)胞團(tuán),該細(xì)胞團(tuán)內(nèi)含有未分化的胚胎干細(xì)胞,也可認(rèn)為是全能的,或至少是多能性的,所以,用該時(shí)期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或囊胚期的細(xì)胞作為外源基因的受體細(xì)胞,也可望達(dá)到基因轉(zhuǎn)移的目的。但這種情況下制備的轉(zhuǎn)基因動物多為嵌合體。三、實(shí)驗(yàn)動物的準(zhǔn)備本文主要敘述制備轉(zhuǎn)基因鼠的實(shí)驗(yàn)程序。(一)不育雄性公鼠:結(jié)扎公鼠與母鼠交配以后產(chǎn)生假孕母鼠。受結(jié)扎的公鼠需8周以上,對種系無特殊要求。在正式實(shí)驗(yàn)前,結(jié)扎公鼠需與性成熟的雌性小鼠交配,反復(fù)交配兩次或三次,經(jīng)檢查雌體有陰道栓,但均不懷孕產(chǎn)仔,則證明結(jié)扎成功。結(jié)扎公鼠使母鼠產(chǎn)生陰道栓的能力可維持2年。值得注意的是,如結(jié)扎公鼠與母鼠交配4~6次均不能產(chǎn)生陰道栓,則該公鼠必須更換。(二)假孕雌性母鼠:作為獲得外源基因即轉(zhuǎn)基因胚胎的養(yǎng)母,要求6周齡至5個(gè)月較合適,對種系無特殊要求。其生殖系統(tǒng)的生理狀態(tài)應(yīng)與移進(jìn)胚胎的發(fā)育階段同步化,從而為移植胚胎提供著床和繼續(xù)發(fā)育的生理?xiàng)l件。將選好的成年健康雌性個(gè)體與不育雄性個(gè)體進(jìn)行交配,時(shí)間應(yīng)與供體(取受精卵的雌體)同時(shí)進(jìn)行。一般為下午4點(diǎn)鐘合籠,次日晨選有陰道栓的待用。(三)取受精卵的雌性母鼠:如果無特殊遺傳背景的要求,一般用雜交F1受精卵較為理想。因雜交F1代胚胎的發(fā)育能力和對外環(huán)境的耐受能力都較強(qiáng),有益于提高移植胚胎的出生率。在對遺傳背景有特殊要求的情況下,供卵母鼠需選擇種系,例如把一種鼠的等位基因轉(zhuǎn)移到另一種不同等位基因的種系,這種卵供體母鼠必須有特定的遺傳背景,因此需用純系鼠。在實(shí)際操作中,一般用4~6周母鼠作為超排卵供體,3~4周母鼠產(chǎn)卵更多但卵細(xì)胞膜脆性較大,在處理過程中易破裂,而6周以后母鼠產(chǎn)卵逐漸減少。(四)與卵供體母鼠交配的正常公鼠:公鼠性成熟約在6~8周,不同種系有些區(qū)別。每個(gè)作超排卵的母鼠與一只公鼠交配,次日上午檢查是否有陰道栓并作記錄。如兩次以上都不能使母鼠有陰道栓,或總的陰道栓產(chǎn)生率低于60~80%,則需更換公鼠。四、基因?qū)氲姆椒?一)顯微注射法:在顯微鏡下,可借助顯微操作儀,將毛細(xì)玻璃管直接插入受精卵的雄原核中(較大的原核),注入特定的外源基因,即為基因顯微注射法。下面把利用顯微注射法制備轉(zhuǎn)基因鼠的方法和步驟簡述如下。1.超數(shù)排卵(超排)與取卵(1)超數(shù)排卵:在雌性動物發(fā)情周期的某一階段,用促性腺激素促使卵巢里大量卵泡成熟并排出,稱超數(shù)排卵。影響母鼠超排因素有母鼠的性成熟程度、營養(yǎng)、體重及母鼠種系。超排的最佳時(shí)間隨種系不同而異,一般在3~5周,超過6周超排卵數(shù)明顯減少。在實(shí)際操作中常取4~6周齡的母鼠作超排卵供體,腹腔注射孕馬血清(PMS)和人絨毛膜促性腺激素(hCG)誘導(dǎo)母鼠排卵。PMS模擬卵泡刺激素(FSH)作用,hCG模擬黃體生成素(LH)的作用。二者注射時(shí)間間隔為42~48h,排卵發(fā)生在注射hCG后10~13h,注射劑量為每鼠5~10u。為了實(shí)驗(yàn)方便,常在下午注射PMS,隔日同一時(shí)間注射hCG,注射hCG后每只母鼠置于一個(gè)單獨(dú)飼養(yǎng)的正常公鼠籠內(nèi),次日晨檢查陰道栓。(2)取卵:用頸椎脫臼法處死有陰道栓的雌鼠,把完整的輸卵管帶一小段子宮剪下,置于PBS平衡鹽溶液中,在解剖鏡下找出輸卵管傘部,用帶4號針頭的注射器將受精卵沖出,立即將卵子換至新鮮培養(yǎng)液內(nèi)洗滌3~4次即可用于顯微注射。2.注射外源DNA:顯微注射需用顯微操作儀,用來控制顯微持卵針和顯微注射針。持卵針是顯微注射時(shí)固定受精卵的細(xì)玻璃管,管口平滑,通過一注射器控制持卵針,使其吸住要進(jìn)行注射的受精卵。用來注射外源DNA的細(xì)注射針管表面平滑,尖端鋒利,便于注射時(shí)穿過透明帶、細(xì)胞膜等。取已制備好的受精卵細(xì)胞和外源DNA懸液,在倒置顯微鏡下做顯微注射。注射時(shí)先用持卵針吸住受精卵,再用注射針吸取外源DNA懸液,然后推動注射針,使其刺入受精卵的雄原核,將DNA注入。注射完畢,慢慢抽出注射針,將受精卵放入新的培養(yǎng)液中,使其恢復(fù)。一般50~80%的受精卵在顯微注射后仍保持健康。3.注射后受精卵(或胚胎)的移植:注射后單細(xì)胞至桑椹胚的卵(受精后0.5天到3.5天)移植至受孕后的0.5天的假孕鼠的輸卵管,輸卵管移植需用被透明帶包裹的卵。也可將注射有外源DNA的受精卵或桑椹胚體外培養(yǎng)至囊胚,再行移植。顯微注射后3.5天的囊胚移植至受孕后2.5天的假孕鼠子宮,子宮移植不需要有透明帶。此法的優(yōu)點(diǎn)是,在一定設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)條件下,實(shí)驗(yàn)過程大為簡化;任何DNA順序都可直接導(dǎo)入原核內(nèi),導(dǎo)入的外源DNA在卵裂前與受體基因組整合,其缺點(diǎn)在于導(dǎo)入的外源DNA通常以多拷貝串聯(lián)的形式隨機(jī)地整合于受體基因組中,妨礙其表達(dá)的正常調(diào)節(jié)。(二)逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法:以逆轉(zhuǎn)錄病毒作載體,把重組的逆轉(zhuǎn)錄病毒載體DNA包裝成高滴度病毒顆粒,感染發(fā)育早期的胚胎,將外源基因?qū)胨拗鞯娜旧w內(nèi)的方法稱為逆轉(zhuǎn)錄病毒感染法。此法操作簡單,可通過注射將重組病毒轉(zhuǎn)移到囊胚腔內(nèi),也可將去透明帶的胚胎與分泌重組病毒顆粒的細(xì)胞共培養(yǎng),以達(dá)到將外源DNA轉(zhuǎn)移到胚胎中去的目的。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是,重組逆轉(zhuǎn)錄病毒可同時(shí)感染大量胚胎。感染后的整合率高;外源DNA在受體細(xì)胞基因組中的整合通常是單拷貝的;不需要昂貴的顯微注射設(shè)備。本法的缺點(diǎn)是,由于選用的受體是早期胚胎,不是受精卵,致使外源DNA在動物各種組織中的分布不均,不易整合到生殖細(xì)胞中;由于病毒衣殼大小有限,限制了被導(dǎo)入的外源DNA的大小,一般不超過15Kb。(三)胚胎干細(xì)胞介導(dǎo)法:囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)含有未分化的胚胎干細(xì)胞。體外建株的胚胎干細(xì)胞稱為EK細(xì)胞(embryonickaryotypecell)或(embryonicstemcell)。如果將EK細(xì)胞移植到正常發(fā)育的囊胚腔中,它們能很快地與受體的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)聚集在一起,參與正常的胚胎發(fā)育。用重組的逆轉(zhuǎn)錄病毒作為載體感染EK細(xì)胞,再將此EK細(xì)胞移植入受體囊胚腔,可發(fā)育成攜帶著特定外源DNA的個(gè)體。采用這一方法的優(yōu)點(diǎn)是,外源DNA的整合率高;整合在生殖細(xì)胞中的比例也很高。缺點(diǎn)是,EK細(xì)胞株不易建立,長期培養(yǎng)后出現(xiàn)細(xì)胞分化現(xiàn)象;生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因動物都是嵌合體。(四)精子載體法將外源DNA與精子一起孵育,精子可捕獲外源DNA,并通過受精過程將外源DNA導(dǎo)入受精卵。此法不僅可免去復(fù)雜而昂貴的設(shè)備,且可省去不少繁雜的操作和條件準(zhǔn)備。但該法有些結(jié)果不能重復(fù)。此外,還有一些其它的方法,都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。五、轉(zhuǎn)基因鼠的檢測待假孕母鼠產(chǎn)出幼仔后,可用幼鼠尾巴提取DNA;對于一些基因調(diào)控研究,需要盡快獲得信息而暫不需保留轉(zhuǎn)基因鼠,從胎鼠組織或幼鼠尾巴提取的DNA,可用PCR、Dotblot(斑點(diǎn)雜交)、Southernblot(Southern轉(zhuǎn)移)等多種方法分析以確定是否轉(zhuǎn)基因鼠。六、基因轉(zhuǎn)移后的存在方式及表達(dá)(一)外源基因?qū)牒蟮拇嬖诜绞剑和庠椿虮粚?dǎo)入受體細(xì)胞后,在受體細(xì)胞內(nèi)的存在方式有三種:1.非同源重組。大多數(shù)外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,與受體細(xì)胞染色體的某一位點(diǎn)隨機(jī)整合,這樣可帶來正?;虻牟迦?、缺失、易位等突變。2.同源重組。導(dǎo)入的外源DNA與受體細(xì)胞染色體的DNA通過順序取代或順序插入實(shí)現(xiàn)同源重組。通過同源重組有可能導(dǎo)致受體細(xì)胞正常的基因發(fā)生突變,當(dāng)然,也有可能代替原來的有遺傳缺陷的遺傳基因,從而糾正遺傳缺陷。3.游離存在。外源基因沒有整合到受體細(xì)胞中,而是以附加體的形式游離在受體細(xì)胞內(nèi),能自我復(fù)制,并能100%的傳給下一代。(二)外源基因?qū)牒蟮谋磉_(dá):外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞后能否表達(dá),是受許多因素影響的。1.外源基因本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。2.附帶的原核載體順序。研究發(fā)現(xiàn),原核載體的存在對α-甲胎蛋白、β-珠蛋白等基因的表達(dá)具有明顯的抑制作用,而對免疫球蛋白和膠原蛋白基因的抑制不明顯。3.染色體位置。外源基因在受體動物細(xì)胞染色體上整合部位的基因環(huán)境對外源基因表達(dá)的影響很大。4.甲基化。被轉(zhuǎn)移的基因容易甲基化而失活。外源基因在受體細(xì)胞中的表達(dá)方式表現(xiàn)為組織特異性和發(fā)育階段特異性。組織特異性表達(dá)是由于某些調(diào)節(jié)元件如啟動子和增強(qiáng)子的作用造成的。比如,免疫球蛋白基因只在B細(xì)胞中表達(dá),原因是免疫球蛋白基因的啟動子只存在于B淋巴細(xì)胞內(nèi),這是一類只在專一細(xì)胞中表達(dá)的啟動子;另有一類可在多種組織細(xì)胞中表達(dá)的啟動子,比如,人生長激素基因分別在肝與腎、淋巴器官和肌肉中表達(dá)。發(fā)育階段特異性表達(dá)是指轉(zhuǎn)基因在個(gè)體發(fā)育中的表達(dá)具有嚴(yán)格的時(shí)空特性,受到精細(xì)的調(diào)控。(宋淑霞)
第八節(jié)轉(zhuǎn)基因動物1980年底Gordon等人首次將克隆的基因注入小鼠受精卵原核,然后移植于假孕的母鼠輸卵管,培育出第1個(gè)轉(zhuǎn)基因動物。這種將外源性基因用實(shí)驗(yàn)方法插入動物生殖細(xì)胞的基因組而獲得具有插入基因特性,并能正常繁衍的動物稱轉(zhuǎn)基因動物(transgenicanimals)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)是生物學(xué)領(lǐng)域最新重大進(jìn)展之一,已能滲透到生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、畜牧學(xué)等學(xué)科的廣泛領(lǐng)域。轉(zhuǎn)基因動物已成為探討基因調(diào)控機(jī)理、致癌基因作用和免疫系統(tǒng)反應(yīng)的有力工具。同時(shí)人類遺傳病的轉(zhuǎn)基因動物模型的建立,為遺傳病的基因治療打下堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)涉及外源基因的組建、載體、受體、基因?qū)爰夹g(shù)、供轉(zhuǎn)基因胚胎發(fā)育的體外培養(yǎng)系統(tǒng)和宿主動物等方面的內(nèi)容。一、轉(zhuǎn)移基因(一)轉(zhuǎn)移基因的原理:轉(zhuǎn)基因技術(shù)的理論基礎(chǔ)在于各種生物的遺傳密碼都是統(tǒng)一的。都是以3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸這樣的密碼形式貯存在DNA鏈上,各物種間形狀的不同僅僅是由于DNA上的四種核苷酸排列次序的不同,同時(shí)各種生物從DNA到蛋白質(zhì)合成都服從“中心法則”,當(dāng)一個(gè)物種的細(xì)胞內(nèi)加入另一物種或人工合成的DNA(即基因)后就可能產(chǎn)生新的性狀。(二)基因的獲得:取自現(xiàn)有的生物體如病毒、細(xì)菌、體細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞的DNA,用限制內(nèi)切酶或外切酶把DNA切割成若干小段,然后再把這些小段利用連接酶分別放入載體中,并建成載體克隆。載體通常是一種獨(dú)立的,能自我復(fù)制的遺傳物質(zhì),如質(zhì)粒、某些噬菌體和病毒均可作為載體?;虻钠瑪嗫呻S載體復(fù)制,有時(shí)亦可表達(dá),用DNA或抗體探針做分子雜交試驗(yàn)或ELISA試驗(yàn)篩選出帶有理想基因的克隆,再把理想基因載體放入大腸桿菌等宿主細(xì)胞中擴(kuò)大、增殖,或采用PCR的方法擴(kuò)增。再對擴(kuò)增的DNA片斷進(jìn)行適當(dāng)修飾,例如將一個(gè)單一的基因與經(jīng)選擇的啟動子重組合,然后進(jìn)行轉(zhuǎn)移,或?qū)⑻囟ǖ目刂菩蛄羞B接到目的基因的結(jié)構(gòu)序列上,從而創(chuàng)造1個(gè)新的重組基因,然后再進(jìn)行轉(zhuǎn)移。理想基因也可用人工合成的辦法獲得,要合成一特定的基因,就是要合成具有一定排列順序的DNA,DNA上四種堿基的配對是非常嚴(yán)格的,腺嘌呤(A)必定和胸腺嘧啶(T)配對,鳥嘌呤(G)必定和胞嘧啶(C)配對,由于蛋白質(zhì)合成不是直接以DNA作為模板,而是以DNA的副本mRNA作為模板,在RNA中,用尿嘧啶(U)代替了胸腺嘧啶(T)。二、基因轉(zhuǎn)移的受體細(xì)胞研究轉(zhuǎn)基因動物的制備,首先要考慮用何種轉(zhuǎn)基因受體細(xì)胞。選擇合適的受體細(xì)胞和可行的基因?qū)胪緩?,是該技術(shù)成功的前提?;蜣D(zhuǎn)移的受體細(xì)胞必須是全能細(xì)胞,全能細(xì)胞隨著細(xì)胞分化、胚胎發(fā)育,可以把其中的基因組貯存的全部遺傳信息擴(kuò)大到生物體所有的細(xì)胞中。除此以外至少是多能細(xì)胞。滿足轉(zhuǎn)基因動物需要的受體細(xì)胞有以下幾種。(一)原生殖細(xì)胞:禽類的原生殖細(xì)胞容易分離、培養(yǎng)和冷凍,所以,這種受體細(xì)胞在禽類動物較易實(shí)現(xiàn)。(二)配子:配子能把自身攜帶的基因組全部信息和外源插入基因序列,完整地貢獻(xiàn)給合子。由于精子可用作有效的轉(zhuǎn)移載體,所以,可以精子作為目的基因的受體。較多的是用重組病毒直接感染精子,精子即可把外源基因傳到合子。(三)受精卵或胚胎內(nèi)細(xì)胞團(tuán):精卵結(jié)合形成的單細(xì)胞受精卵,是最常用的外源基因轉(zhuǎn)移的受體;受精后的早期胚胎及囊胚期稍后的胚胎含有的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,也可認(rèn)為是全能的,或至少是多能性的,所以,用該時(shí)期的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)或囊胚期的細(xì)胞作為外源基因的受體細(xì)胞,也可望達(dá)到基因轉(zhuǎn)移的目的。但這種情況下制備的轉(zhuǎn)基因動物多為嵌合體。三、實(shí)驗(yàn)動物的準(zhǔn)備(一)不育雄性動物:選擇8周齡以上性成熟的健壯雄性小鼠,結(jié)扎其輸精管,2~3周后待其恢復(fù)健康,再與性成熟的雌性小鼠交配,反復(fù)交配兩次或三次,經(jīng)檢查雌體有陰道栓,但均不懷孕產(chǎn)仔,則證明結(jié)扎成功。(二)假孕雌性動物:作為獲得外源基因即轉(zhuǎn)基因胚胎的養(yǎng)母,要求6周齡至5個(gè)月較合適。其生殖系統(tǒng)的生理狀態(tài)應(yīng)與移進(jìn)胚胎的發(fā)育階段同步化,從
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