A. 看见被关在畜牧医院里的实验动物的时候,内心是什么感受
小动物活体成像概述
1.荧光发光成像荧光成像的标记对象较为广泛,可以是动物、细胞、微生物、基因,也可以是抗体、药物、纳米材料等。常用的有绿色荧光蛋白( GFP)、红色荧光蛋白( DsRed)及其它荧光报告基团,标记方法与体外荧光成像相似,荧光成像具有费用低廉和操作简单等优点。同生物发光在动物体内的穿透性相似,红光的穿透性在体内比蓝绿光的穿透性效率高,近红外荧光为成像观察的最佳选择。
虽然荧光信号远远强于生物发光,但非特异性荧光产生的背景噪音使其信噪比远远低于生物发光。虽然许多公司采用不同的技术分离背景光,但是受到荧光特性的限制,很难完全消除背景噪音。这些背景噪音造成荧光成像的灵敏度较低。尽管目前大部分高水平的文章还是应用生物发光的方法来研究活体动物体内成像。但是,荧光成像有其方便,直观,标记靶点多样和易于被大多数研究人员接受的优点,在一些植物分子生物学研究和观察小分子体内代谢方面也得到应用。对于不同的研究,可根据两者的特点以及实验要求,选择合适的方法。例如利用绿色荧光蛋白和荧光素酶对细胞或动物进行双重标记,用成熟的荧光成像技术进行体外检测,进行分子生物学和细胞生物学研究,然后利用生物发光技术进行动物体内检测,进行活体动物体内研究。
荧光发光是通过激发光激发荧光基团到达高能量状态,而后产生发射光。考虑到不同荧光物质的发射光谱EX(excitation spectrum)和激发光谱EM(emission 8pectrum)的不同,要选择对应的激发和发射滤片。常用荧光蛋白和荧光染料的激发和发射波长见表1。
表1常用荧光蛋白和荧光染料的激发和发射波长
2.生物发光成像
活体生物荧光成像技术是指在小的哺乳动物体内利用报告基因-荧光素酶基因表达所产生的荧光素酶蛋白与其小分子底物荧光素在氧、Mg2+离子存在的条件下消耗ATP发生氧化反应,将部分化学能转变为可见光能释放。然后在体外利用敏感的CCD设备形成图像。荧光素酶基因可以被插入多种基因的启动子,成为某种基因的报告基因,通过监测报告基因从而实现对目标基因的监测。
生物荧光实质是一种化学荧光,萤火虫荧光素酶在氧化其特有底物荧光素的过程中可以释放波长广泛的可见光光子,其平均波长为560 nm(460—630 nm),这其中包括重要的波长超过600 nm的红光成分。在哺乳动物体内血红蛋白是吸收可见光的主要成分,能吸收中蓝绿光波段的大部分可见光;水和脂质主要吸收红外线,但其均对波长为590—800 nm的红光至近红外线吸收能力较差,因此波长超过600 nm的红光虽然有部分散射消耗但大部分可以穿透哺乳动物组织被高灵敏的CCD检测到。
生物发光成像的优点可以非侵入性,实时连续动态监测体内的各种生物学过程,从而可以减少实验动物数量,及降低个体间差异的影响;由于背景噪声低,所以具有较高的敏感性;不需要外源性激发光,避免对体内正常细胞造成损伤,有利于长期观察;此外还有无放射性等其他优点。
然而生物发光也有自身的不足之处:例如波长依赖性的组织穿透能力,光在哺乳动物组织内传播时会被散射和吸收,光子遇到细胞膜和细胞质时会发生折射,而且不同类型的细胞和组织吸收光子的特性也不尽相同,其中血红蛋白是吸收光子的主要物质;由于是在体外检测体内发出的信号,因而受到体内发光源位置及深度影响;另外还需要外源性提供各种荧光素酶的底物,且底物在体内的分布与药动力学也会影响信号的产生;由于荧光素酶催化的生化反应需要氧气、镁离子及ATP等物质的参与,受到体内环境状态的影响。
分子成像的优点分子成像和传统的体外成像或细胞培养相比有着显着优点。首先,分子成像能够反映细胞或基因表达的空间和时间分布,从而了解活体动物体内的相关生物学过程、特异性基因功能和相互作用。第二,由于可以对同一个研究个体进行长时间反复跟踪成像,既可以提高数据的可比性,避免个体差异对试验结果的可影响,又不需要杀死模式动物,节省了大笔科研费用。第三,尤其在药物开发方面,分子成像更是具有划时代的意义。根据目前的统计结果,由于进入临床研究的药物中大部分因为安全问题而终止,导致了在临床研究中大量的资金浪费,而分子成像技术的问世,为解决这一难题提供了广阔的空间,将使药物在临床前研究中通过利用分子成像的方法,获得更详细的分子或基因述水平的数据,这是用传统的方法无法了解的领域,所以分子成像将对新药研究的模式带来革命性变革。其次,在转基因动物、动物基因打靶或制药研究过程中,分子成像能对动物的性状进行跟踪检测,对表型进行直接观测和(定量)分析;
小动物活体成像
1.制作动物模型可根据实验需要通过尾静脉注射、皮下移植、原位移植等方法接种已标记的细胞或组织。在建模时应认真考虑实验目的和选择荧光标记,如标记荧光波长短,则穿透效率不高,建模时不宜接种深部脏器和观察体内转移,但可以观察皮下瘤和解剖后脏器直接成像。深部脏器和体内转移的观察大多选用荧光素酶标记。
2.活体成像
小鼠经过常规麻醉(气麻、针麻皆可)后放入成像暗箱平台,软件控制平台的升降到一个合适的视野,自动开启照明灯(明场)拍摄第一次背景图。下一步,自动关闭照明灯,在没有外界光源的条件下(暗场)拍摄由小鼠体内发出的特异光子。明场与暗场的背景图叠加后可以直观的显示动物体内特异光子的部位和强度,完成成像操作。值得注意的是荧光成像应选择合适的激发和发射滤片,生物发光则需要成像前体内注射底物激发发光。
3.数据处理小动物活体成像图像处理软件除了提供含有光子强度标尺的成像图片外,还能计算分析发光面积、总光子数、光子强度的相关参数供实验者参考。
4.实验影响因素原则上,如预实验时拍摄出图片非特异性杂点多,需降低曝光时间;反之,如信号过弱可适当延长曝光时间。但曝光时间的延长,不仅增加了目的信号,对于背景噪音也存在一个放大效应。同一批实验应保持一致的曝光时间,同时还应保持标本相对位置和形态的一致,从而减少实验误差。
进行荧光成像时,实验者可选择背景荧光低不容易反光的黑纸放在动物标本身下,减少金属载物台的反射干扰。动物体内很多物质在受到激发光激发后,会发出荧光,产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度。背景荧光主要是来源于皮毛和血液的自发荧光,皮毛中的黑色素是皮毛中主要的自发荧光源,其发光光线波长峰值在500一520 nm左右,在利用绿色荧光作为成像对象时,影响最为严重,产生的非特异性荧光会影响到检测灵敏度和特异性。动物尿液或其他杂质如没有及时清除,成像中也会出现非特异性信号。
由于各厂商的图像分析软件不同,实验数据分析方法也有区别。活体成像系统使用时,实验者考虑到非特异性杂信号,以及成像图片美观等方面,可能会调节信号的阈值,因此在分析信号光子数或信号面积时,应考虑阈值的改变对实验结果的影响。正确选择ROI区域,可提高分析实验数据的准确性。
分类
分子成像技术主要分为光学成像、核素成像、磁共振成像和超声成像、CT成像五大类。
展望
小动物活体成像技术具有灵敏度高、直观、操作简单、能同时观测多个实验标本,相比PET、SPECT无放射损害等优点,但也有其自身的缺陷,例如动物组织对光子吸收、空间分辨率较低等问题,因而仍需不断地完善和改进。小动物活体成像按成像性质属于功能成像,如何能更好地与结构成像技术(microCT、超声等)相结合,使实验结果不但能够定量,而且还能精确定位,这是活体成像技术今后的发展方向之一。
B. 实验室用来做实验的动物淘汰到了哪里怎样处理的
实验室里用来做实验的动物,淘汰之后会被执行安乐死。有些已经死亡的动物会有专门的动物实体公司回收进行焚化,这样做是为了保证,可以将动物尸体里存活的病毒完全消灭。
我国法律明确规定对动物进行实验,必须经过国家允许,而且要承担相应的法律责任,法律也明确规定了实验动物是不允许流入市场的,因为他们的性质和市场上的消费品是不一样的,一旦有人举报在市场上售卖实验品,很有可能要面临大量的罚金和长期的牢狱之灾。
C. 如何看待动物实验
1、什么是动物实验 动物实验是指在实验室内,为了获得有关生物学、医学等方面的新知识或解决具体问题而使用动物进行的科学研究。 实验动物科学发展的最终目的,就是要通过对动物本身生命现象的研究,进而类推到人类, 探索 人类的生命奥秘,控制人类的疾病和衰老,延长人类的寿命。据估计,在包括教育、制药和诊断实验室等在内的数十亿美元的研究行业中,每年至少有1亿只动物被使用。除了生物医学研究,动物们也被用于测试化学品、家用产品、个人护理产品和化妆品等。 2、动物实验的发展 自医学诞生以来,人类一直在利用其他脊椎动物物种作为解剖和生理学的模型。由于对人类解剖的禁忌,古希腊的医生解剖动物进行解剖学研究。对大多数古希腊人来说,在实验中使用活体动物并没有引起任何相关的道德问题。中世纪最有影响力的基督教神学家河马奥古斯丁认为,动物是自然世界中为人类服务的一部分,而人类对它们没有任何义务。 对动物进行的生理学实验贯穿17世纪,不过很多人开始反对动物实验。威廉·霍加斯的通俗系列作品《残忍的四个阶段》描绘了对动物的残忍行为如何导致道德沦丧和犯罪。具体描述了从童年对动物的残忍到成年犯罪的暴力行为不断升级。在这个场景中,两个男孩将一支箭射入一只狗的直肠,而另一个男孩,很可能是宠物的主人,请求他们停止;与此同时,一些男孩正在烧鸟的眼睛,而另一些男孩则把骨头绑在狗的尾巴上……关于动物实验,康德认为尽管活体解剖学家的目的是值得称赞的,但手段仍然是残忍的。在生理学家的实验台上进行动物实验的道德性也成为17世纪末反对活体解剖的一个诱因。然而,许多生理学家认为他们的科学事业并不残酷。即使许多人承认动物在实验中遭受了巨大的痛苦,但他们还是为自己辩护,声称动物所遭受的痛苦是为了人类的利益。罗伯特·博伊尔在气泵上对活动物进行了实验,内容包括记录动物对日益稀薄的空气的反应。尽管这个实验更具有 娱乐 性,而不是教育性。19世纪的实验室里正在进行另一种医学革命,为20世纪的现代医学奠定基础。 动物实验正日益受到现有临床问题的推动,并以开发新的治疗方法来解决这些问题为最终目标。伯纳德主张只有控制得当、过程严格的动物实验,才能提供与医学相关的生理和病理学方面的可靠信息,这确立了实验医学的里程碑。伯纳德承认了思想和理论对于提出假设的重要性,这些假设只有在可测试的情况下才有用,只有通过实验证实才可信。他指出:“我负责教授的科学医学还不存在。我们只有通过建立和发展实验生理学才能为后代准备材料,这将成为实验医学的基础”。从19世纪30年代到本世纪后半叶,科学医学的概念也将在其他国家的生理学家中蓬勃发展。这些科学家遵循生物学可以通过化学和物理手段理解的基本原理,通过动物实验和显微镜,为解剖学、组织学、病理学、胚胎学、神经生理学、生理学和物理学的发展作出了巨大贡献。 20世纪将见证医学知识和疾病治疗的惊人进步。发现维生素、激素、抗生素、安全输血、胰岛素、血液透析、癌症的化疗和放疗、根除天花(以及接近根除脊髓灰质炎),先进的诊断手段和新的外 科技 术只是20世纪医学成就的极少数例子。这些成就不仅拯救了数百万人的生命,而且通过减轻疾病引起的痛苦,使无数人和动物过上了“有生命价值的生活”。自上个世纪初以来,生物医学对人类 健康 进步作出了巨大贡献,动物研究在许多重要发现中都发挥了作用。 下面这幅图描述了随着时间的推移为科学献身的动物数量趋势。它描述了古希腊医生第一次活体解剖研究的出现,中世纪大部分医学和科学研究都缺乏动物基础研究,在文艺复兴时期重新兴起,随着以科学为基础的生理学和医学的兴起,以及动物研究的迅猛增加……进入21世纪,随着现代生物医学的迅猛发展,越来越多的动物被用于科学实验。 生物医学是一个广泛的研究领域,包括对疾病的检测、病因和治疗的研究,以及对影响疾病和人类福祉的过程研究。在研究中,动物常被用作人类疾病的模型,旨在了解疾病的潜在机制、病因和治疗方法。 动物可以通过基因操作或植入肿瘤作为癌症模型,这对这些动物的 健康 有着重大影响。这样的治疗会损害动物的移动、呼吸和进食能力,最终这些动物会以科学的名义被杀死。中风研究也利用动物模型。在这里,动物接受手术,以诱导其大脑中的血液流动阻塞,以努力模仿人类中风发生的情况。仅此一项手术就可能导致动物死亡,但如果它们存活下来,它们就会受到严重损害,并接受额外的测试,以检查各种缺陷。动物被用作药物滥用的模型。它们接触酒精、尼古丁、鸦片剂和可卡因,以了解吸毒成瘾的神经生物学基础,包括药物渴求、身体依赖和影响复发可能性的条件。动物也被用作治疗不同人类疾病的新药试验对象。食品和药物管理局要求至少在两种动物身上测试药物,一种是啮齿动物,一种是非啮齿动物。老鼠,猪,狗,猴子和其他动物都是潜在试验对象。 …… 在动物身上的实验阻止了他们过上大自然赋予他们的生活,它们是以科学的名义牺牲的。尽管在实验室动物实验的实验结果和在临床上预期应用之间仍有很大的差距。 3、动物实验的伦理道德 脊椎动物和人类一样是有脊梁的动物,很多非脊椎动物如蠕虫和苍蝇也被使用。由于担心动物在实验室里的情况,世界卫生组织发布了一些原则,让研究人员进行动物实验时要遵循这些原则。美国要求所有的动物研究都必须首先得到IACUC的批准。在研究中利用动物取得了许多进展。脊髓灰质炎、腮腺炎、风疹和许多其他疾病的免疫接种最初是在动物身上开发和试验的。新的医学技术,如磁共振成像、新的化学治疗药物和外 科技 术,也要首先在动物身上应用测试。此外,在军事研究中,动物被用来模拟人类将如何受到生物战、核武器的影响。化妆品公司也在动物身上测试他们的产品,以确保人类的使用是安全的。 然而研究不是看似这么简单,其中的大多数都会给动物带来巨大痛苦。 据统计,在2010年至2014年间,有近50万只动物(不包括老鼠、老鼠、鸟类和冷血动物)接受了疼痛实验,但没有得到任何止痛措施。纽卡斯尔大学研究人员在2009年的一项调查发现,接受过颅骨手术、烧伤实验和脊柱手术等痛苦的侵入性手术的老鼠,只有大约20%获得术后的疼痛缓解。看到这,是否也觉得人类有时候是如此“残忍”。除了实验的实际痛苦之外,还应考虑到对动物造成的全部痛苦:包括捕获、运输和搬运的压力;极端的禁闭和非自然的生活条件;用于繁殖的动物所经历的生理和心理压力,这些动物忍受着反复怀孕,但却使它们的幼崽离开它们,有时在出生后立即离开。 实验室里的动物甚至在加入任何一种治疗方案之前就 忍受着被剥夺、隔离、压力、创伤和抑郁的生活。 当考虑到每个物种的特殊需要时,这一事实尤其明显。在自然界中,许多灵长类动物,包括恒河猴和狒狒,都会与家人和族群一起生活多年或一辈子。它们每天花几个小时在一起,互相梳洗,觅食,玩耍,每晚筑巢睡觉。但在实验室里,灵长类动物常常被单独关在笼子里。事实上,在许多实验室里,动物经常被粗暴地对待,这只会增加它们的恐惧和压力。来自实验室内部的视频显示,每当有人走过笼子时,许多动物都会因恐惧而畏缩。哲学家汤姆里根认为,动物有道德价值,就像人类一样。在他的着作《动物权利案例》中提到,由于大多数动物在一岁以后能够感知和理解周围的世界,因此它们有权在没有人为干扰的情况下生活。因此,人类不应该做动物研究,因为剥夺动物的这一权利是错误的。 4、动物实验的未来与思考 围绕动物研究的争议一直存在。尽管自19世纪英国兴起反活体解剖主义以来,这场辩论中的关键论点没有明显的不同,但在保护研究中使用的动物以及在这方面的透明度上,我们已经向前迈进了很长的一步。虽然动物实验在科学和生物医学发展中发挥了重要作用,而且在可预见的未来可能继续发挥作用,但仍然必须继续注重不断改善实验动物的福祉,并进一步开发替代动物实验的替代品。 一些公司投入大量资源寻找替代品。这些“替代品”不仅包括完全替代动物,还包括减少使用动物的数量和改进研究,使其减少痛苦。其中就包括一些简单的办法,如成对而不是单独饲养 社会 动物。不过开发和使用替代品,是一个复杂的过程,涉及许多障碍。首先,必须有足够的资金和兴趣来开发替代品。此外,在某些情况下,现有的替代品必须耗费大量成本来进行严格的验证,才能被监管机构接受。 纵观现状和未来,即使是最有希望人工器官系统的发展,仍然有很长的距离需要 探索 。我们现在拥有的算法可以借鉴数十年的动物研究成果,但也不可以完全代替动物试验。我们仍然需要一些低水平的动物测试,以产生必要的数据。除了动物试验之外,虽然我们有很多选择,但目前来说还不够成熟。但是值得肯定的是,我们已经正在且持续地努力减少我们在研究中使用的动物数量。 作为支撑科研的重要条件资源,实验动物的建设和利用随着创新需求的发展也需要不断创新和发展完善。在 科技 的推动下,实验动物替代技术取得了重要进步,进一步促进其成为实验动物学科的重要发展方向之一。现代 科技 的发展推动了生命学科的变革,替代技术呈现多学科间相互交叉的态势。这一切,都深刻地影响着我们的日常生活以及我们对待动物的方式。现代 科技 赋予了动物福利新的内涵,为动物实验替代找到了得以实践的途径。这些方法的使用不仅可以减少实验动物的使用,也极大地促进了体外科学技术的迅猛发展。 【如何看待用动物做实验】 这事儿怎么说呢? 如果非得要动物实验才能完成的,那不用动物用什么呢?总不能用人来做吧? 只是这种科学实验必须是严肃的,有益于人类的,而不是那些披着科学实验外衣的邪恶学术实验。所谓严肃的问题,就是在实验过程中尽量用人性化思维考虑动物的感受,比如尽量减少疼痛感。 动物实验帮助人类解决了很多的问题。无论是新药的研究还是疾病病理的研究,都离不开动物实验的。但是由于动物实验,却给动物们带来了极大的痛苦。这种情况,在短时间内是无法取代的。只能是在做动物实验时,在达到实验目的同时,尽可能的减少动物的痛苦。 巴甫洛夫通过对狗的实验,提出了着名的“条件反射” 斯金纳通过老鼠翘杠杆获得食物,发现了强化理论, 科勒通过黑猩猩实验,认为学习是通过顿悟的过程来实现的。 上面的几个实验都是给予动物食物来做研究用以发现定律,当然也不乏一些以虐待动物来做实验的人,对于动物来说当然是残忍的,而一些实验对于人类来说,是非常有用的,比如这次的疫情,在研发疫苗时,肯定是要在动物身上做实验,多次实验后发现没问题了或者副作用比较小了,才敢于用于人体。 所以,看待动物实验,要用发现的,辩证的眼光来看待问题,不可片面。 减少与减轻人风险和痛苦! 我的看法有点矛盾,因为一方面觉得医学和药物的研发需要用到动物实验,有助于人类医学发展,那动物实验是很必要的。一方面又觉得心疼被做实验的动物,毕竟可能会给它们带来痛苦甚至死亡。 只能希望给动物做实验的科研人员尽量减少实验动物的痛苦吧! /D. 生物做完实验后怎么处理的呢
1、无害化生物实验(比如实验蝙蝠是否依靠眼睛识别飞行方位):人类做生物实验是为了更好的保护自然,包括动物和植物,做完实验,就应该将动物放回大自然。放归方式应该放生到抓捕地点方生。
2、有害化生物实验(比如实验某种细菌对于动物的毒性):为了防止实验动物逃逸造成微生物外泄、破坏自然环境等不利情况。做完实验的动物一般要人道毁灭,不会放生的。
各级生物安全实验室防护的实验对象和防护措施简单介绍如下:(一)一级生物安全防护(bsl-1)适用实验对象和防护措施已知对健康成年人无致病作用,对实验室工作人员和环境的潜在危害很小。防护措施:工作人员进入实验室应穿工作服,实验操作时应戴手套,必要时佩戴防护眼镜。离开实验室时工作服必须脱下并留在实验区内。不得穿着进入公区等清洁区域。用过的工作服应定期消毒。
E. 实验室解剖后的无污染动物如何处理
实验室解剖后的无污染动物处理:进行焚烧或深埋的无害化处理。
无害化生物实验(比如实验蝙蝠是否依靠眼睛识别飞行方位):人类做生物实验是为了更好的保护自然,包括动物和植物,做完实验,就应该将动物放回大自然。放归方式应该放生到抓捕地点方生。
无害化处理制度
为了畜产品质量安全,保护人民身体健康,尽快彻底扑灭动物疫病,消灭疫源,规范规模场无害化处理工作,保障养殖业生产安全,根据《中华人民共和国动物防疫法》、《重大动物疫情应急条例》,制定本制度,请认真遵照执行。
一、当养殖场的畜禽发生疫病死亡时,必须坚持“五不一处理”原则:即不宰杀、不贩运、不买卖、不丢弃、不食用,进行彻底的无害化处理。
二、每个养殖场必须根据养殖规模在场内下风口修一个无害化处理化尸池。