血液采集一般知识
对动物的终末和非终末采血技术(如麻醉,取血体积)是有区别的,终末采血指的是以动物死亡为实验结束时采血与在清醒动物身上单次或多次采血的情况是迥然不同的。
在实验过程中减少动物的疼痛不安和获得预期实验结果一样重要。这不仅是 出于人道主义,而且也是良好科学实践所要求的内容。因某一特定采血技术给动 物带来的不安可能会使动物产生应激,而伴随应激反应出现的许多生化和生理上 的改变会影响实验结果,如血中儿茶酚胺类、催乳素和糖皮质激素的升高会影响 葡萄糖、红细胞数、白细胞数和细胞压积等一些代谢参数。所以如果不能完全排 除应激,那么也应将应激降至最小程度。这不只是为动物考虑,也是为获得良好 的科学数据。在非终末采血中,不要抽血太多,因为取血过多会减少总血量而导 致错误结果。总血量的减少会使血红蛋白含量、氧转运能力和血压下降,同时使 应激相关激素浓度升高,也可能进一步诱发其他变化,如胃粘膜坏死等。
非终末采血可分为单次和多次采血,单次采血量低于动物总血量的15%对动 物不会有明显影响。然而,若取血量为总血量的15%~20%时,则会出现心排血 量或血压降低。取总血量的30%~40% 会引起缺血性休克。若取血达40%可引 起约50%的猪和大鼠死亡。
单次采血不超过动物总血量的15%时,可在3~4周后重复采血。长期多次采 血每24h不应超过总血量的1%(0.6 ml/kg/d)。采集次数和(或)采血量过多则引 起贫血。
对大、小鼠如采血量不超过0.1 ml 时,常用尾尖采血法。眼眶静脉丛穿刺通 常适用于无尾动物如仓鼠。当尾静脉不能满足较大的采血量时,大、小鼠也可用 此技术。一般要求在麻醉下操作。只有当没有别的方法的特殊情况下,2周后才 能考虑在已恢复正常的动物的眼眶静脉丛再次取血。这项技术应由训练良好的工 作人员来操作,而且只能用动物的一只眼睛。不赞成在无麻醉条件下,用眼球摘 除法取血。
在毒代动力学研究中,大鼠采血可采用:尾静脉、趾脉管系、全麻下心脏穿 刺、全麻下颈外静脉和颈总动脉插管。
兔和豚鼠可用耳缘静脉、颈静脉或隐静脉。较大动物的采血可从浅表静脉进 行(隐静脉、头静脉、颈静脉)
循环血量
血液总量取决于物种、性别、年龄、健康及营养状况。对于同一种物种,较 大动物单位体重的总血量比较小的动物要少,老龄和肥胖动物单位体重含总血量 少于年轻和正常体重的动物。一般情况下,总循环血量为55~77 ml/kg 体重。
采血量的最大限值的计算,主要依赖于关于循环血量的精确数据。文献综 述表明循环血量的数值有很大的差异,或许这可归因于所用的采血方法、动物 品系和性别等方面的差别。
表中给出了安全性评价研究中常用的不同种属动物的循环血量,以及在 毒理学研究中极为常用的狨猴和小型猪的数据。所列数值来源不同,但均为成年、健康和处于适当营养水平的动物。
种属 | 血量(ml/kg) | |
推荐均数 | 数值范围 | |
小鼠 | 72 | 63-80 |
大鼠 | 64 | 58-70 |
家兔 | 56 | 44-70 |
狗(Beagle) | 85 | 79-90 |
猴(恒河猴) | 56 | 44-67 |
猴(短尾猴) | 65 | 55-75 |
狨猴 | 70 | 58-82 |
小型猪 | 65 | 61-68 |
采血量
当采血量接近最大限值时,实验动物的权益问题是首先应考虑的问题,但 动物生理反应对研究结果的影响必须同时加以考虑。因为它可能会影响数据的 分析和数据的正确性。采样前动物的临床症状,也是决定采血量的前提。
Scipioni 等(1997)的工作表明在 24 小时内采血量达到大鼠总血量的 40% 且 2 周后重复,大体上看不出会有不良影响。总之,关于动物采血后健康状况 的关键性指标如心率、呼吸、激素水平及行为学改变的数据不多,而这些指标 或许会在采血时发生变化以适应过度的采血。但要在采血时研究这些指标的变 化将需要付出极大的人力和物力。然而,血液学参数是很容易测定的。
在一个小型的科研项目中,摸拟药动采血过程,对于体重 250g 左右的的雄 性及雌性 Sprague Dawley 大鼠,每次采血 0.3 ml,24 小时内采占循环血量 7.5%, 11%,15%及 20%的血量, 测定了采血前后的红细胞计数(RBC),血红蛋白浓 度(HB),红细胞压积(HCT),红细胞平均容积(MCV)及红细胞分布范围 (RDW)。其后对动物进行了 29 天的观察.
结果表明,这些参数回到基线水平所用的时间相当不同,在 15%~20%的实验组,一些参数(MCV,RDW)在 29 天后仍旧没有回到基线水平。本文推荐的多次取样后的恢复时间,是所有大鼠采血后血量均恢复至采血前的“正常” 水平加减 10%的时间。单次取样(诸如要求进行常规毒理研究)推荐不超过 15%, 因超过 15%且抽血不是很缓慢的话,可能引起低血容量性休克。而多次少量取样则不会产生这样的急性反应。毒理实验中血液学指标的变化非常重要,多次 采血会对这些指标发生影响,应特别注意多次采血后的恢复时间然而,药动学研究时大量采血(如 20%)会引起血液动力学变化,或许会对半衰期等参数产生影响。如果在24小时内处死动物,可以评价消除半衰期。暂不认同补充血量的方法。
一次采血(如毒性研究) | 多次采血(如毒代动力学研究) | ||||||
采血量占循环血量的百分比 | 大致的恢复时间 | 24小时内采血量占循环血量的百分比 | 大致的恢复时间 | ||||
7.5% | 1 week | 7.5% | 1 week | ||||
10% | 2 week | 10-15% | 2 week | ||||
15% | 4 week | 20% | 3 week | ||||
种属(重量) | 血液体积(ml) | 7.5% (ml) | 10% (ml) | 15% (ml) | 20% (ml) | ||
小鼠(25 g) | 1.8 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | ||
大鼠(250 g) | 16 | 1.2 | 1.6 | 2.4 | 3.2 | ||
兔(4kg) | 224 | 17 | 22 | 34 | 45 | ||
狗(10kg) | 850 | 64 | 85 | 127 | 170 | ||
猴(恒河猴)(5kg) | 280 | 21 | 28 | 42 | 56 | ||
猴(短尾猴)(5kg) | 325 | 24 | 32 | 49 | 65 | ||
狨猴(350 g) | 25 | 2.0 | 2.5 | 3.5 | 5 | ||
小型猪(15 kg) | 975 | 73 | 98 | 146 | 195 |
采血方法
大、小鼠割(剪)尾采血
当取血量较少时采用本法。采血前将鼠尾部浸在50℃左右温水中数分钟或用大功率灯泡照射数分钟,麻醉动物,使尾部血管充盈。用75%酒精擦拭鼠尾,用锋利的刀片在尾部作一横切口,割破尾静脉或动脉,让血液自由滴入盛器或用毛细吸管吸取,采血结束,伤口消毒并压迫止血。若多次取血,最好从鼠尾末端开始。小鼠每次可取血0.1ml左右,大鼠每次可取血0.3~0.5ml。若只需要几微升血量,可用锐器(刀或剪刀)垂直割去尾尖1-2 mm,用毛细吸管吸取血液。使用肝素处理过的毛细吸管,或将小鼠尾部放入肝素处理过的离心管内,可增加取血量。该方法可反复多次使用。安全可行的取血量和取血频率取决于鼠的总血量(50-70ml/kg),一般来说,每2-4周可取10%的循环血量,每24h可取1%的循环血量(参考《Manipulating the Mouse Embryo-A Laboratory manual 4th edition》P230)。
眼眶静脉丛(窦)取血
将动物麻醉后,取侧卧位放在一平面上,用食指和拇指压迫颈部两端使头部静脉血液回流困难,眼球突出。通常用硬质毛细玻璃管或巴斯德玻璃吸管,与鼠面部呈45°夹角,由眼内角刺入眼睑和眼球之间,向眼底部方向移动,稍加旋转以切开静脉丛。一般刺入深度为小鼠约2~3mm、大鼠约4~5mm,刺入出血后,将取血管边推边抽。取到所需的血量后,即除去加于颈部的压力,同时将采血器拔出。为防止术后穿刺孔出血,用消毒纱布压迫眼球30秒。若手法得当,体重20~30g的小鼠每次可采血0.2~0.3ml,体重200~300g的大鼠每次可采血0.4~0.6ml。
摘眼球取血法
本法多用于小鼠,所采血液为眶动脉和眶静脉的混合血,一般可采集小鼠体重4%~5%的血量。操作前应深度麻醉小鼠,将小鼠侧卧位置于平面上,用食指和拇指压迫眼周皮肤,是眼球突出充血,用眼科镊迅速夹去眼球,并将鼠倒置,头向下,可适当从身体后侧向眼部按摩小鼠躯体,使眼眶内血液流入事先准备好的收集管。此法只能一次采血,如需反复多次采血样时,则不能采用这种方法。
心脏采血
大(小)鼠麻醉后,仰卧位固定,剪去胸前区被毛,皮肤消毒后,用左手食指在左侧第3-4 肋间触摸到心搏处,右手持带有4-5 号针头的注射器,选择心搏最强处垂直向下穿刺,当刺中心脏时,血液会自动进入注射器。每次采血量0.5-0.6mL。除此之外,也可侧卧位穿刺或仰卧位沿胸骨水平纵向进针。心脏采血注意要点:①要迅速而直接插入心脏,否则,心脏将从针尖移开;②如第一次没刺准,将枕头抽出重刺,不要在心脏周围乱探,以免损伤心、肺③要缓慢而稳定地抽吸,否则太多的真空反而使心脏塌陷。若血流阻断,可轻轻旋转针头或稍微抽出针头。若不需保留动物存活时,也可麻醉后切开动物胸部,将注射器直接刺入心脏抽吸血液。操作时,先将动物深度麻醉,然后将其固定在鼠板上,剖开胸腔,然后将注射器针头刺入右心室后立即抽血。开胸时,要尽可能减少出血。
大血管采血
大、小鼠可从股动(静)脉、腋下动(静)脉、颈动(静)脉或腹主动脉采血。在这些部位采血需麻醉后固定动物,然后做动(静)脉分离手术,使其暴露清楚后,用注射器沿大血管平行方向刺入,抽取所需血量。
兔、豚鼠耳缘静脉采血
多用于家兔等动物的中量采血,可反复采取。操作时,将兔固定于兔盒内或由助手固定,选静脉较粗、清晰的耳朵,拔去采血部位的被毛,消毒。为使血管扩张,可用手指轻弹或用二甲苯涂擦血管局部(进行血细胞计数则不宜用二甲苯)。用6号针头沿耳缘静脉远心端刺入血管。若所需血液较少,可用锋利刀片在血管上作一切口或用针头刺破血管即可。取血后,用棉球压迫止血。兔用此法一次可采血5~10ml。
耳中央动脉采血
固定兔后,一手固定兔耳,一手持注射器,在中央动脉末端,沿动脉平行的方向刺入动脉,刺入方向应朝向近心端。一般用6号针头采血。取血完毕后注意止血。此法一次可取血10~15ml。注意:兔的习性胆小易惊,其外周血液循环对外界环境刺激极为敏感,耳中央动脉易发生痉挛性收缩。因此,抽血前必须让兔耳充血,并赶在动脉扩张,而未发生痉挛性收缩前立即抽血。若注射针刺入后尚未抽血,血管已发生痉挛性收缩,应将针头放在血管内固定不动,待痉挛消失血管舒张后再抽。若在血管痉挛时强行抽吸,会导致管壁变形,针头易刺破管壁形成血肿。
心脏采血
将兔麻醉后,仰卧固定。在左侧胸部心脏部位去毛,消毒。用左手触摸左侧第3~4肋间,选择心搏处穿刺(胸骨左缘外3mm处),进针后针头偏向胸骨,与水平面呈45°夹角,或沿剑突尾端缘和腹面平面呈30°角向头端刺入。抽出所需血量后,应迅速拔针,用手指紧压术部并消毒。一次取血不超过20~25ml。注意:采血动作宜迅速,以缩短在心脏内的留针时间和防止血液凝固或溶血,采血一般可选择8号针头,采血中回血不好或动物躁动时应拔出注射器,重新确认后再次穿刺采血。一般经6~7天,可重复进行心脏采血。
背跖静脉采血
背跖静脉采血主要用于豚鼠。背跖静脉有两根:外侧跖静脉和内侧跖静脉,均可用于采血。操作时,由助手固定动物,并将其后肢膝关节伸直到操作者面前,操作者将动物脚面用酒精消毒,并找出外侧或内侧跖静脉后,以左手的拇指和食指拉住豚鼠的趾端,右手拿注射器刺入静脉采血。拔针后立即出血,并可见刺入部位呈半球隆起,应用纱布或脱脂棉压迫止血。反复取血时,两后肢交替使用。
犬前、后肢皮下浅层静脉采血
此法在犬使用最广泛。前后肢皮下千层静脉主要包括:前肢内侧皮下头静脉、后肢外侧小隐静脉。将动物侧卧固定,减去采血部位的被毛,用碘酒、酒精消毒皮肤,用胶皮带扎紧或用手抓紧静脉近心端,使血管扩张,使用6号或7号针头的注射器从静脉远心端水平刺入血管,抽取时速度要稍慢,以防抽瘪血管。当针头插入血管后,应解除静脉上端加压的手或胶皮管。取血完毕后,应注意止血。如只需较少血量,可直接用针尖穿刺,再用玻片接住或用滴管吸取。
颈静脉采血
从外周静脉小的犬采大量血时最好选择颈静脉。通常一人固定犬,另一人采集血样。将动物侧卧固定,使颈伸直并稍向一侧歪。减去颈部被毛,消毒。对颈基部施加压力可阻止静脉回流,即可看见血管。用连有7号针头的注射器,针头平行血管向头部刺入血管。由于此静脉在皮下易于滑动,针刺时除用左手固定好血管外,刺入要准确。取血后注意压迫止血。本法一次可采集较多血。
心脏采血
将动物麻醉后,仰卧固定,前肢向背侧方向固定,暴露胸部,剪去左侧第3~5肋间的被毛,消毒。用左手探摸,确定搏动最强处。右手持连有7号针头的注射器。一般选择胸骨左外缘1cm处,于第3~4肋间穿刺。穿刺时,可随针头接触到心脏跳动的感觉,调整刺入方向和深度,但不能让针头在胸腔内乱晃。当穿刺正确时,血液自动流入注射器。本法可抽取大量血液。
猪耳大静脉
当需中量或少量血时采用。将动物固定后,用酒精、碘酒消毒。用力擦拭猪耳,可清晰见到耳缘静脉,用连有6号针头的注射器直接抽取。注意抽吸速度不要太快,因猪耳皮肤较厚,应选择锐利的针头。另外,可用刀片切开静脉,用滴管等物吸取。取血后注意压迫止血。
心脏采血
基本方法同啮齿类动物的心脏采血。因猪的胸部肌肉较厚,应使用心脏穿刺针。仰卧固定,剃毛,消毒。左手探摸,在左3~4肋间处,右手持连有心脏穿刺针的注射器。如第一次没有成功,则拔出后重新穿刺。完毕后压迫止血。本法可采集大量血液。