A. 看見被關在畜牧醫院里的實驗動物的時候,內心是什麼感受
小動物活體成像概述
1.熒光發光成像熒光成像的標記對象較為廣泛,可以是動物、細胞、微生物、基因,也可以是抗體、葯物、納米材料等。常用的有綠色熒光蛋白( GFP)、紅色熒光蛋白( DsRed)及其它熒光報告基團,標記方法與體外熒光成像相似,熒光成像具有費用低廉和操作簡單等優點。同生物發光在動物體內的穿透性相似,紅光的穿透性在體內比藍綠光的穿透性效率高,近紅外熒光為成像觀察的最佳選擇。
雖然熒光信號遠遠強於生物發光,但非特異性熒光產生的背景噪音使其信噪比遠遠低於生物發光。雖然許多公司採用不同的技術分離背景光,但是受到熒光特性的限制,很難完全消除背景噪音。這些背景噪音造成熒光成像的靈敏度較低。盡管目前大部分高水平的文章還是應用生物發光的方法來研究活體動物體內成像。但是,熒光成像有其方便,直觀,標記靶點多樣和易於被大多數研究人員接受的優點,在一些植物分子生物學研究和觀察小分子體內代謝方面也得到應用。對於不同的研究,可根據兩者的特點以及實驗要求,選擇合適的方法。例如利用綠色熒光蛋白和熒光素酶對細胞或動物進行雙重標記,用成熟的熒光成像技術進行體外檢測,進行分子生物學和細胞生物學研究,然後利用生物發光技術進行動物體內檢測,進行活體動物體內研究。
熒光發光是通過激發光激發熒光基團到達高能量狀態,而後產生發射光。考慮到不同熒光物質的發射光譜EX(excitation spectrum)和激發光譜EM(emission 8pectrum)的不同,要選擇對應的激發和發射濾片。常用熒光蛋白和熒光染料的激發和發射波長見表1。
表1常用熒光蛋白和熒光染料的激發和發射波長
2.生物發光成像
活體生物熒光成像技術是指在小的哺乳動物體內利用報告基因-熒光素酶基因表達所產生的熒光素酶蛋白與其小分子底物熒光素在氧、Mg2+離子存在的條件下消耗ATP發生氧化反應,將部分化學能轉變為可見光能釋放。然後在體外利用敏感的CCD設備形成圖像。熒光素酶基因可以被插入多種基因的啟動子,成為某種基因的報告基因,通過監測報告基因從而實現對目標基因的監測。
生物熒光實質是一種化學熒光,螢火蟲熒光素酶在氧化其特有底物熒光素的過程中可以釋放波長廣泛的可見光光子,其平均波長為560 nm(460—630 nm),這其中包括重要的波長超過600 nm的紅光成分。在哺乳動物體內血紅蛋白是吸收可見光的主要成分,能吸收中藍綠光波段的大部分可見光;水和脂質主要吸收紅外線,但其均對波長為590—800 nm的紅光至近紅外線吸收能力較差,因此波長超過600 nm的紅光雖然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳動物組織被高靈敏的CCD檢測到。
生物發光成像的優點可以非侵入性,實時連續動態監測體內的各種生物學過程,從而可以減少實驗動物數量,及降低個體間差異的影響;由於背景雜訊低,所以具有較高的敏感性;不需要外源性激發光,避免對體內正常細胞造成損傷,有利於長期觀察;此外還有無放射性等其他優點。
然而生物發光也有自身的不足之處:例如波長依賴性的組織穿透能力,光在哺乳動物組織內傳播時會被散射和吸收,光子遇到細胞膜和細胞質時會發生折射,而且不同類型的細胞和組織吸收光子的特性也不盡相同,其中血紅蛋白是吸收光子的主要物質;由於是在體外檢測體內發出的信號,因而受到體內發光源位置及深度影響;另外還需要外源性提供各種熒光素酶的底物,且底物在體內的分布與葯動力學也會影響信號的產生;由於熒光素酶催化的生化反應需要氧氣、鎂離子及ATP等物質的參與,受到體內環境狀態的影響。
分子成像的優點分子成像和傳統的體外成像或細胞培養相比有著顯著優點。首先,分子成像能夠反映細胞或基因表達的空間和時間分布,從而了解活體動物體內的相關生物學過程、特異性基因功能和相互作用。第二,由於可以對同一個研究個體進行長時間反復跟蹤成像,既可以提高數據的可比性,避免個體差異對試驗結果的可影響,又不需要殺死模式動物,節省了大筆科研費用。第三,尤其在葯物開發方面,分子成像更是具有劃時代的意義。根據目前的統計結果,由於進入臨床研究的葯物中大部分因為安全問題而終止,導致了在臨床研究中大量的資金浪費,而分子成像技術的問世,為解決這一難題提供了廣闊的空間,將使葯物在臨床前研究中通過利用分子成像的方法,獲得更詳細的分子或基因述水平的數據,這是用傳統的方法無法了解的領域,所以分子成像將對新葯研究的模式帶來革命性變革。其次,在轉基因動物、動物基因打靶或制葯研究過程中,分子成像能對動物的性狀進行跟蹤檢測,對表型進行直接觀測和(定量)分析;
小動物活體成像
1.製作動物模型可根據實驗需要通過尾靜脈注射、皮下移植、原位移植等方法接種已標記的細胞或組織。在建模時應認真考慮實驗目的和選擇熒游標記,如標記熒光波長短,則穿透效率不高,建模時不宜接種深部臟器和觀察體內轉移,但可以觀察皮下瘤和解剖後臟器直接成像。深部臟器和體內轉移的觀察大多選用熒光素酶標記。
2.活體成像
小鼠經過常規麻醉(氣麻、針麻皆可)後放入成像暗箱平台,軟體控制平台的升降到一個合適的視野,自動開啟照明燈(明場)拍攝第一次背景圖。下一步,自動關閉照明燈,在沒有外界光源的條件下(暗場)拍攝由小鼠體內發出的特異光子。明場與暗場的背景圖疊加後可以直觀的顯示動物體內特異光子的部位和強度,完成成像操作。值得注意的是熒光成像應選擇合適的激發和發射濾片,生物發光則需要成像前體內注射底物激發發光。
3.數據處理小動物活體成像圖像處理軟體除了提供含有光子強度標尺的成像圖片外,還能計算分析發光面積、總光子數、光子強度的相關參數供實驗者參考。
4.實驗影響因素原則上,如預實驗時拍攝出圖片非特異性雜點多,需降低曝光時間;反之,如信號過弱可適當延長曝光時間。但曝光時間的延長,不僅增加了目的信號,對於背景噪音也存在一個放大效應。同一批實驗應保持一致的曝光時間,同時還應保持標本相對位置和形態的一致,從而減少實驗誤差。
進行熒光成像時,實驗者可選擇背景熒光低不容易反光的黑紙放在動物標本身下,減少金屬載物台的反射干擾。動物體內很多物質在受到激發光激發後,會發出熒光,產生的非特異性熒光會影響到檢測靈敏度。背景熒光主要是來源於皮毛和血液的自發熒光,皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自發熒光源,其發光光線波長峰值在500一520 nm左右,在利用綠色熒光作為成像對象時,影響最為嚴重,產生的非特異性熒光會影響到檢測靈敏度和特異性。動物尿液或其他雜質如沒有及時清除,成像中也會出現非特異性信號。
由於各廠商的圖像分析軟體不同,實驗數據分析方法也有區別。活體成像系統使用時,實驗者考慮到非特異性雜信號,以及成像圖片美觀等方面,可能會調節信號的閾值,因此在分析信號光子數或信號面積時,應考慮閾值的改變對實驗結果的影響。正確選擇ROI區域,可提高分析實驗數據的准確性。
分類
分子成像技術主要分為光學成像、核素成像、磁共振成像和超聲成像、CT成像五大類。
展望
小動物活體成像技術具有靈敏度高、直觀、操作簡單、能同時觀測多個實驗標本,相比PET、SPECT無放射損害等優點,但也有其自身的缺陷,例如動物組織對光子吸收、空間解析度較低等問題,因而仍需不斷地完善和改進。小動物活體成像按成像性質屬於功能成像,如何能更好地與結構成像技術(microCT、超聲等)相結合,使實驗結果不但能夠定量,而且還能精確定位,這是活體成像技術今後的發展方向之一。
B. 實驗室用來做實驗的動物淘汰到了哪裡怎樣處理的
實驗室里用來做實驗的動物,淘汰之後會被執行安樂死。有些已經死亡的動物會有專門的動物實體公司回收進行焚化,這樣做是為了保證,可以將動物屍體里存活的病毒完全消滅。
我國法律明確規定對動物進行實驗,必須經過國家允許,而且要承擔相應的法律責任,法律也明確規定了實驗動物是不允許流入市場的,因為他們的性質和市場上的消費品是不一樣的,一旦有人舉報在市場上售賣實驗品,很有可能要面臨大量的罰金和長期的牢獄之災。
C. 如何看待動物實驗
1、什麼是動物實驗 動物實驗是指在實驗室內,為了獲得有關生物學、醫學等方面的新知識或解決具體問題而使用動物進行的科學研究。 實驗動物科學發展的最終目的,就是要通過對動物本身生命現象的研究,進而類推到人類, 探索 人類的生命奧秘,控制人類的疾病和衰老,延長人類的壽命。據估計,在包括教育、制葯和診斷實驗室等在內的數十億美元的研究行業中,每年至少有1億只動物被使用。除了生物醫學研究,動物們也被用於測試化學品、家用產品、個人護理產品和化妝品等。 2、動物實驗的發展 自醫學誕生以來,人類一直在利用其他脊椎動物物種作為解剖和生理學的模型。由於對人類解剖的禁忌,古希臘的醫生解剖動物進行解剖學研究。對大多數古希臘人來說,在實驗中使用活體動物並沒有引起任何相關的道德問題。中世紀最有影響力的基督教神學家河馬奧古斯丁認為,動物是自然世界中為人類服務的一部分,而人類對它們沒有任何義務。 對動物進行的生理學實驗貫穿17世紀,不過很多人開始反對動物實驗。威廉·霍加斯的通俗系列作品《殘忍的四個階段》描繪了對動物的殘忍行為如何導致道德淪喪和犯罪。具體描述了從童年對動物的殘忍到成年犯罪的暴力行為不斷升級。在這個場景中,兩個男孩將一支箭射入一隻狗的直腸,而另一個男孩,很可能是寵物的主人,請求他們停止;與此同時,一些男孩正在燒鳥的眼睛,而另一些男孩則把骨頭綁在狗的尾巴上……關於動物實驗,康德認為盡管活體解剖學家的目的是值得稱贊的,但手段仍然是殘忍的。在生理學家的實驗台上進行動物實驗的道德性也成為17世紀末反對活體解剖的一個誘因。然而,許多生理學家認為他們的科學事業並不殘酷。即使許多人承認動物在實驗中遭受了巨大的痛苦,但他們還是為自己辯護,聲稱動物所遭受的痛苦是為了人類的利益。羅伯特·博伊爾在氣泵上對活動物進行了實驗,內容包括記錄動物對日益稀薄的空氣的反應。盡管這個實驗更具有 娛樂 性,而不是教育性。19世紀的實驗室里正在進行另一種醫學革命,為20世紀的現代醫學奠定基礎。 動物實驗正日益受到現有臨床問題的推動,並以開發新的治療方法來解決這些問題為最終目標。伯納德主張只有控製得當、過程嚴格的動物實驗,才能提供與醫學相關的生理和病理學方面的可靠信息,這確立了實驗醫學的里程碑。伯納德承認了思想和理論對於提出假設的重要性,這些假設只有在可測試的情況下才有用,只有通過實驗證實才可信。他指出:「我負責教授的科學醫學還不存在。我們只有通過建立和發展實驗生理學才能為後代准備材料,這將成為實驗醫學的基礎」。從19世紀30年代到本世紀後半葉,科學醫學的概念也將在其他國家的生理學家中蓬勃發展。這些科學家遵循生物學可以通過化學和物理手段理解的基本原理,通過動物實驗和顯微鏡,為解剖學、組織學、病理學、胚胎學、神經生理學、生理學和物理學的發展作出了巨大貢獻。 20世紀將見證醫學知識和疾病治療的驚人進步。發現維生素、激素、抗生素、安全輸血、胰島素、血液透析、癌症的化療和放療、根除天花(以及接近根除脊髓灰質炎),先進的診斷手段和新的外 科技 術只是20世紀醫學成就的極少數例子。這些成就不僅拯救了數百萬人的生命,而且通過減輕疾病引起的痛苦,使無數人和動物過上了「有生命價值的生活」。自上個世紀初以來,生物醫學對人類 健康 進步作出了巨大貢獻,動物研究在許多重要發現中都發揮了作用。 下面這幅圖描述了隨著時間的推移為科學獻身的動物數量趨勢。它描述了古希臘醫生第一次活體解剖研究的出現,中世紀大部分醫學和科學研究都缺乏動物基礎研究,在文藝復興時期重新興起,隨著以科學為基礎的生理學和醫學的興起,以及動物研究的迅猛增加……進入21世紀,隨著現代生物醫學的迅猛發展,越來越多的動物被用於科學實驗。 生物醫學是一個廣泛的研究領域,包括對疾病的檢測、病因和治療的研究,以及對影響疾病和人類福祉的過程研究。在研究中,動物常被用作人類疾病的模型,旨在了解疾病的潛在機制、病因和治療方法。 動物可以通過基因操作或植入腫瘤作為癌症模型,這對這些動物的 健康 有著重大影響。這樣的治療會損害動物的移動、呼吸和進食能力,最終這些動物會以科學的名義被殺死。中風研究也利用動物模型。在這里,動物接受手術,以誘導其大腦中的血液流動阻塞,以努力模仿人類中風發生的情況。僅此一項手術就可能導致動物死亡,但如果它們存活下來,它們就會受到嚴重損害,並接受額外的測試,以檢查各種缺陷。動物被用作葯物濫用的模型。它們接觸酒精、尼古丁、鴉片劑和可卡因,以了解吸毒成癮的神經生物學基礎,包括葯物渴求、身體依賴和影響復發可能性的條件。動物也被用作治療不同人類疾病的新葯試驗對象。食品和葯物管理局要求至少在兩種動物身上測試葯物,一種是嚙齒動物,一種是非嚙齒動物。老鼠,豬,狗,猴子和其他動物都是潛在試驗對象。 …… 在動物身上的實驗阻止了他們過上大自然賦予他們的生活,它們是以科學的名義犧牲的。盡管在實驗室動物實驗的實驗結果和在臨床上預期應用之間仍有很大的差距。 3、動物實驗的倫理道德 脊椎動物和人類一樣是有脊樑的動物,很多非脊椎動物如蠕蟲和蒼蠅也被使用。由於擔心動物在實驗室里的情況,世界衛生組織發布了一些原則,讓研究人員進行動物實驗時要遵循這些原則。美國要求所有的動物研究都必須首先得到IACUC的批准。在研究中利用動物取得了許多進展。脊髓灰質炎、腮腺炎、風疹和許多其他疾病的免疫接種最初是在動物身上開發和試驗的。新的醫學技術,如磁共振成像、新的化學治療葯物和外 科技 術,也要首先在動物身上應用測試。此外,在軍事研究中,動物被用來模擬人類將如何受到生物戰、核武器的影響。化妝品公司也在動物身上測試他們的產品,以確保人類的使用是安全的。 然而研究不是看似這么簡單,其中的大多數都會給動物帶來巨大痛苦。 據統計,在2010年至2014年間,有近50萬只動物(不包括老鼠、老鼠、鳥類和冷血動物)接受了疼痛實驗,但沒有得到任何止痛措施。紐卡斯爾大學研究人員在2009年的一項調查發現,接受過顱骨手術、燒傷實驗和脊柱手術等痛苦的侵入性手術的老鼠,只有大約20%獲得術後的疼痛緩解。看到這,是否也覺得人類有時候是如此「殘忍」。除了實驗的實際痛苦之外,還應考慮到對動物造成的全部痛苦:包括捕獲、運輸和搬運的壓力;極端的禁閉和非自然的生活條件;用於繁殖的動物所經歷的生理和心理壓力,這些動物忍受著反復懷孕,但卻使它們的幼崽離開它們,有時在出生後立即離開。 實驗室里的動物甚至在加入任何一種治療方案之前就 忍受著被剝奪、隔離、壓力、創傷和抑鬱的生活。 當考慮到每個物種的特殊需要時,這一事實尤其明顯。在自然界中,許多靈長類動物,包括恆河猴和狒狒,都會與家人和族群一起生活多年或一輩子。它們每天花幾個小時在一起,互相梳洗,覓食,玩耍,每晚築巢睡覺。但在實驗室里,靈長類動物常常被單獨關在籠子里。事實上,在許多實驗室里,動物經常被粗暴地對待,這只會增加它們的恐懼和壓力。來自實驗室內部的視頻顯示,每當有人走過籠子時,許多動物都會因恐懼而畏縮。哲學家湯姆里根認為,動物有道德價值,就像人類一樣。在他的著作《動物權利案例》中提到,由於大多數動物在一歲以後能夠感知和理解周圍的世界,因此它們有權在沒有人為干擾的情況下生活。因此,人類不應該做動物研究,因為剝奪動物的這一權利是錯誤的。 4、動物實驗的未來與思考 圍繞動物研究的爭議一直存在。盡管自19世紀英國興起反活體解剖主義以來,這場辯論中的關鍵論點沒有明顯的不同,但在保護研究中使用的動物以及在這方面的透明度上,我們已經向前邁進了很長的一步。雖然動物實驗在科學和生物醫學發展中發揮了重要作用,而且在可預見的未來可能繼續發揮作用,但仍然必須繼續注重不斷改善實驗動物的福祉,並進一步開發替代動物實驗的替代品。 一些公司投入大量資源尋找替代品。這些「替代品」不僅包括完全替代動物,還包括減少使用動物的數量和改進研究,使其減少痛苦。其中就包括一些簡單的辦法,如成對而不是單獨飼養 社會 動物。不過開發和使用替代品,是一個復雜的過程,涉及許多障礙。首先,必須有足夠的資金和興趣來開發替代品。此外,在某些情況下,現有的替代品必須耗費大量成本來進行嚴格的驗證,才能被監管機構接受。 縱觀現狀和未來,即使是最有希望人工器官系統的發展,仍然有很長的距離需要 探索 。我們現在擁有的演算法可以借鑒數十年的動物研究成果,但也不可以完全代替動物試驗。我們仍然需要一些低水平的動物測試,以產生必要的數據。除了動物試驗之外,雖然我們有很多選擇,但目前來說還不夠成熟。但是值得肯定的是,我們已經正在且持續地努力減少我們在研究中使用的動物數量。 作為支撐科研的重要條件資源,實驗動物的建設和利用隨著創新需求的發展也需要不斷創新和發展完善。在 科技 的推動下,實驗動物替代技術取得了重要進步,進一步促進其成為實驗動物學科的重要發展方向之一。現代 科技 的發展推動了生命學科的變革,替代技術呈現多學科間相互交叉的態勢。這一切,都深刻地影響著我們的日常生活以及我們對待動物的方式。現代 科技 賦予了動物福利新的內涵,為動物實驗替代找到了得以實踐的途徑。這些方法的使用不僅可以減少實驗動物的使用,也極大地促進了體外科學技術的迅猛發展。 【如何看待用動物做實驗】 這事兒怎麼說呢? 如果非得要動物實驗才能完成的,那不用動物用什麼呢?總不能用人來做吧? 只是這種科學實驗必須是嚴肅的,有益於人類的,而不是那些披著科學實驗外衣的邪惡學術實驗。所謂嚴肅的問題,就是在實驗過程中盡量用人性化思維考慮動物的感受,比如盡量減少疼痛感。 動物實驗幫助人類解決了很多的問題。無論是新葯的研究還是疾病病理的研究,都離不開動物實驗的。但是由於動物實驗,卻給動物們帶來了極大的痛苦。這種情況,在短時間內是無法取代的。只能是在做動物實驗時,在達到實驗目的同時,盡可能的減少動物的痛苦。 巴甫洛夫通過對狗的實驗,提出了著名的「條件反射」 斯金納通過老鼠翹杠桿獲得食物,發現了強化理論, 科勒通過黑猩猩實驗,認為學習是通過頓悟的過程來實現的。 上面的幾個實驗都是給予動物食物來做研究用以發現定律,當然也不乏一些以虐待動物來做實驗的人,對於動物來說當然是殘忍的,而一些實驗對於人類來說,是非常有用的,比如這次的疫情,在研發疫苗時,肯定是要在動物身上做實驗,多次實驗後發現沒問題了或者副作用比較小了,才敢於用於人體。 所以,看待動物實驗,要用發現的,辯證的眼光來看待問題,不可片面。 減少與減輕人風險和痛苦! 我的看法有點矛盾,因為一方面覺得醫學和葯物的研發需要用到動物實驗,有助於人類醫學發展,那動物實驗是很必要的。一方面又覺得心疼被做實驗的動物,畢竟可能會給它們帶來痛苦甚至死亡。 只能希望給動物做實驗的科研人員盡量減少實驗動物的痛苦吧! /D. 生物做完實驗後怎麼處理的呢
1、無害化生物實驗(比如實驗蝙蝠是否依靠眼睛識別飛行方位):人類做生物實驗是為了更好的保護自然,包括動物和植物,做完實驗,就應該將動物放回大自然。放歸方式應該放生到抓捕地點方生。
2、有害化生物實驗(比如實驗某種細菌對於動物的毒性):為了防止實驗動物逃逸造成微生物外泄、破壞自然環境等不利情況。做完實驗的動物一般要人道毀滅,不會放生的。
各級生物安全實驗室防護的實驗對象和防護措施簡單介紹如下:(一)一級生物安全防護(bsl-1)適用實驗對象和防護措施已知對健康成年人無致病作用,對實驗室工作人員和環境的潛在危害很小。防護措施:工作人員進入實驗室應穿工作服,實驗操作時應戴手套,必要時佩戴防護眼鏡。離開實驗室時工作服必須脫下並留在實驗區內。不得穿著進入公區等清潔區域。用過的工作服應定期消毒。
E. 實驗室解剖後的無污染動物如何處理
實驗室解剖後的無污染動物處理:進行焚燒或深埋的無害化處理。
無害化生物實驗(比如實驗蝙蝠是否依靠眼睛識別飛行方位):人類做生物實驗是為了更好的保護自然,包括動物和植物,做完實驗,就應該將動物放回大自然。放歸方式應該放生到抓捕地點方生。
無害化處理制度
為了畜產品質量安全,保護人民身體健康,盡快徹底撲滅動物疫病,消滅疫源,規范規模場無害化處理工作,保障養殖業生產安全,根據《中華人民共和國動物防疫法》、《重大動物疫情應急條例》,制定本制度,請認真遵照執行。
一、當養殖場的畜禽發生疫病死亡時,必須堅持「五不一處理」原則:即不宰殺、不販運、不買賣、不丟棄、不食用,進行徹底的無害化處理。
二、每個養殖場必須根據養殖規模在場內下風口修一個無害化處理化屍池。