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实验设计的作用主要是减小误差..
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常用实验设计类型和方法
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实验设计 &三要素&
实验设计三要素实验因素、实验单位、实验效应是实验设计的3个要素。它们在实验中是不可缺少的，在实验设计时必须认真予以考虑。1，所有影响实验结果的条件都称为影响因素，并有客观与主观，主要与次要因素之分。研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、剂量、浓度、作用时间等）；对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。最好通过一些预实验，初步筛选实验因素并确定取哪些水平较合适，以免实验设计过于复杂，实验难以完成。 2，实验因素所作用的对象称为实验单位。如用小鼠做实验，小鼠就是本次实验的实验单位，或称为受试对象；若用小鼠肝细胞做实验，其表现形式叫样品（有时一个样品由若干只鼠的肝细胞混合而成）。此时，一个样品就是一个实验单位。不同性质的实验研究需要选取不同种类的实验单位，一个完整的实验设计中所需实验单位的总数称为样本含量。最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。样本过大或过小都有弊端。3，实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。一般是通过某些观测指标数值的大小来体现。指标应具有特异性强、灵敏度高、准确可靠等特点。 总之，研究者应当对欲研究的问题有较为全面的了解，在实验设计中千万不要遗漏了某些重要的实验因素和观测指标，以免实验研究的结果对事先提出的问题给出错误的回答。转自 鸭绿江论坛！下同！实验设计的三要素和六原则众所周知，科研工作者在进行医药方面的科学研究之前，需要制定完善的统计研究设计方案，那么什么样的设计方案才称得上是完善的呢？ 一般来说，完善的设计方案需具备以下几个条件：实验所需的人力、物力和时间资源；实验设计的“三要素”和“六原则”均符合专业和统计学要求，对实验数据的收集、整理、分析等有一套规范的规定和正确的方法。而其中准确把握统计研究设计的“三要素和六原则”，是科学实验设计的核心。 一、&&实验设计的“三要素”
1） 实验对象。实验所用的材料即为实验对象。如用小鼠做实验，小鼠就是本次实验的实验对象，或称为受试对象。实验对象选择的合适与否直接关系到实验实施的难度，以及别人对实验新颖性和创新性的评价。一个完整的实验设计中所需实验材料的总数称为样本含量。最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。样本过大或过小都有弊端。
2） 实验因素。所有影响实验结果的条件都称为影响因素，实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。影响因素有客观与主观，主要与次要因素之分。研究者希望通过研究设计进行有计划的安排，从而能够科学地考察其作用大小的因素称为实验因素（如药物的种类、剂量、浓度、作用时间等）；对评价实验因素作用大小有一定干扰性且研究者并不想考察的因素称为区组因素或称重要的非实验因素（如动物的窝别、体重等）；其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。最好通过一些预实验，初步筛选实验因素并确定取哪些水平较合适，以免实验设计过于复杂，实验难以完成。
3） 实验效应。实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。实验效应是反映实验因素作用强弱的标志，它必须通过具体的指标来体现。要结合专业知识，尽可能多地选用客观性强的指标，在仪器和试剂允许的条件下，应尽可能多选用特异性强、灵敏度高、准确可靠的客观指标。对一些半客观（比如读pH试纸上的数值）或主观指标（对一些定性指标的判断上），一定要事先规定读取数值的严格标准，只有这样才能准确地分析自己的实验结果，从而也大大提高了自己实验结果的可信度。二、&&实验设计的“六原则”1.随机原则：即运用“随机数字表”实现随机化；运用“随机排列表”实现随机化；运用计算机产生“伪随机数”实现随机化。 尽量运用统计学知识来设计自己的实验，减少外在因素和人为因素的干扰。2.照原则：空白对照组的设立――只有通过对照的设立我们才能清楚地看出实验因素在当中所起的作用。当某些处理本身夹杂着重要的非处理因素时，还需设立仅含该非处理因素的实验组为实验对照组；历史或中外对照组的设立一一这种对照形式应慎用， 其对比的结果仅供参考，不能作为推理的依据；多种对照形式同时并存。 3.重复原则：所谓重复原则，就是在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。一般认为重复5次以上的实验才具有较高的可信度。
4.平衡原则：一个实验设计方案的均衡性好坏，关系到实验研究的成败。应充分发挥具有各种知识结构和背景的人的作用， 群策群力，方可有效地提高实验设计方案的均衡性。在实验设计的过程中要注意时间上的分配，只有在时间上分配好了，才不会出现一段时间特别忙而一段时间特别闲的情况。
5. 弹性原则：所谓空格，指的是在时间分配图上留有空缺。适当的空缺是非常必要的，只有这样才能富有弹性的实施实验计划，并不断地调整好自己的实验进度。
6. 最经济原则：不论什么实验，都有它的最优选择方案，这包括在资金的使用上，也包括人力时间的损耗上，必要时可以预测一下自己实验的产出和投入的比值，这个比值越大越好，当然是以你所拥有的实验条件作基础的好的试验习惯实验中的每个环节都很重要忽略任何一个都可能导致实验的失败每个人在实验中都有自己的一些好的细小的习惯例如tip头吸完后马上从移液器上取下来以免忙乱的时候又以同一tip汲取另一种试剂用完量桶或者烧杯后，及时清洗，并放入烘箱。不管大小实验，做完后都要认真做记录。一个枪头如果可以连续吸两次的话，也不能吸，主要是第二次吸时不准，同时也不能完全打出来。 试验之前看资料的时候，最好规类存放，看过后记下重点内容，并将出处标明，以免日后找不到。验前充分思考可能出现的问题和结果，试验过程中则不能被自己预计的结论左右。试验结束后尽快整理试验数据，该统计分析的就分析，该作图的作图。同时，查阅文献，对自己的试验结果能够准确解释实验前多想想，不要着急动手，在脑子里把全部的实验过程过一遍，尽量做到一次成功。尽一切努力做好这一次，不要想着这一次作不出来再做一遍，这样永远都作不好。实验注意他人的安全，注意自己的安全，注意实验室的安全！作实验的时候不要想其他的事情，想其他事情的时候不要作实验！ 大胆尝试，不要怕做不出来。尝试越多，获得原创性发现的可能越大。作好预实验，先动脑后动手，作完以后要思考。实验过程中不要与人海聊，以免污染。用过的仪器等恢复原样，清洁实验台面。 大家说的都是切身体会，相信对newcomer和其他人都有启发。 记得一个NOBEL获得者说过：在实验室工作时什么都不要想，要专心于手头的工作；作完实验，要海阔天空地联想， 特别是实验的新思路和方法。我认为要有风险意思，有些实验你要费很长时间的，或要花很多钱的以及结果对你接下来的实验很重要的，最好做一份详尽的试验流程图贴在试验台前，需要特别加以注意的地方要特别标注，可以随时参照。
你一定要仔细准备，争取一步到位，这样不用又费力又费钱！实验前最好做一个flow chat！ 做实验前,设计好时间安排,可以在有限的时间内做更多事.利用起离心和电泳的空闲时间补上记录和作一些整理工作最好不让干燥箱过夜 取用有盖子的器皿时，不能抓盖子，以免脱落!湿手不可握光滑玻璃器皿，以免滑脱！我觉得做实验要清楚自己所做实验的原理，这样通过仔细记录每步实验的操作，才能找出实验失败的原因。 不用别人的试剂。所有的试剂都自己配，出了问题才好找原因。加入试剂之前,把它混匀一下,以免放置时间长了浓度不均做完实验，清理实验台，以便下次能够更快、更好，更方便的继续工作！实验前认真设计，作实验时不胡思乱想，叽叽喳喳，做完后在海阔天空，认真分析试验数据 做之前认真设计,做时就不要老是想着结果,平心静气,注意细节，认真记录，因为失败时常事，不要回过头不知道该从哪里找原因。每次的实验结束，要及时做好记录，不要等。好记性不如烂笔头，这虽然是俗语，但是不要放弃笔的重要性！做完实验擦干桌子，一切东西归位，有些东西可以回收的就回收，很多实验室的枪头是回收的药品归位，仪器归位！做实验一定要有计划,最好在有部分实验数据出来时,就着手写文章,这个不是为了出文章,而是在写文章的时候,可以清晰自己的思路,知道后面该先做什么,该重点做什么.不然有时候辛苦半死,数据太分散,不能说明问题. 不轻易用别人的东西，用时先打招呼，记录要详细，配液体时要记录试剂的批号等等 所有的东西都要即时标记好，日期，药品名称，浓度，等实验记录要记录这些内容移液枪用完之后要归到最大计量的位置，防止久而久之弹簧失去弹性。不用酶标枪时不要一直拿在手里，不可以倒过来（特别是里面还有液体的时候）不要一直说话、聊天~~笔记要全~要多全有多全~还有一点很关键，笔记要放好，最近我的笔记掉了~哭死最后，做完实验要洗手~ 离开实验室前或进入实验室前注意水，电是否安全，门窗是否关好一定要记着关水浴箱，切记切记。 不要太迷信kit，有时候土办法更有用。首先要靠自己，但也要多交流当天事要当天毕认真记录团结周围的实验同事，因为成也他们，败也他们，这是顺利完成的关键，毕竟良好的人际关系和环境是舒服的 1.&&先写实验步骤再做实验，实验的间隙注意写下实验现象的描述，实验后注意实验数据的整理和分析。2.&&试剂最好自己配，公用的试剂第一次用时要做质检，并注明时间和谁配的，实验室中每个人都应该有个单字母缩写的名字。3.&&认真做好实验前的准备工作，包括试剂、仪器的准备，实验方法的确定，请教一下做过类似实验的人。实验不单单是做出来的，还要有你的思想在里面，否则和一个操作工有什么区别。4.&&EP管上一定要做好标记，写上日期，同时记录本上应该有详细的情况。重要的东西可以再加贴一张标签纸，在冰箱中反复冻融会使字迹模糊，可以再用透明胶带纸贴在字外面。.同时多关注别人讨论的经验，这几乎是最快提高的捷径了!正式实验前的预备实验很重要。这样可以把一些你原来根本就没想到的漏洞补上。还有就是动手前尽量完备自己的protocols。 作实验时认真思考，对每一个步骤都提前想想。实验完毕后，收拾好自己的桌面，在用枪时务必注意轻轻吸液，以免吸到枪里面，很容易就会将枪腐蚀了，而且容易污染以后的实验。 一次最好只跟改一个实验条件，不然就搞不清楚到底是哪个条件改变影响了实验结果我觉得做实验最重要的是耐心和细致.还有一点就是要做到不耻下问!1事前充分设计2 事时认真观察，及时记录，无论好坏3 事后及时处理数据。4 遵守实验公约，东西及时归原位。5 及时处理垃圾整理物件等等如何写出规范的研究记录？对于研究者，实验记录是生命的记录。1 实验记录的坐标表尺： 时间！ a. 以六位数字表示日期，如 990819 为 1999 年 8 月 19 日； 此串数字，一百年才会重复一次。 所有记录均得加载时间，并可作为记录的名称。
b. 设计制作 周记录表 或 月记录表，可以鸟瞰实验的整体，并作一清楚的纲要。 2 记录方式：
a. 每一记录单元独立成篇，以日期命名 (见 2.3)； 记录内容分条列举，以 (1), (2), (3) ...
编号标示，每一小条单独叙述一个说明或观察。
b. 记录内容以『日记体』为主，详细叙述每一细节，有结果则需制表或作图；避免使用奇怪的代号，日后可能自己也忘掉代号的意义。
c. 若有胶片、照片、X-ray 底片、记录纸、转印纸、药品卷标等，均需小心装在透明袋，或黏贴在记录本上，加以标示及说明，并在记录中详细描述。
d. 每页均得标示页码，页码自始连贯至终，与下述记录的分类命名无关。 3 记录的分类命名法：
a. 依记录内容，分为 计划 (P) → 操作 (E) → 结果 (R) → 讨论 (D) 四类。 可以 P-E-R-D 代号说明此记录的性质，及各记录单元之间的相互关系，方便追踪。 图解
b. 实验之起点为计划之拟定，如 []，执行此计划则为 [-E1]，此实验之结果整理为 [-E1-R1]，对此结果之讨论为 [-E1-R1-D1]。 但不一定要固守 P→E→R→D 次序，可省略任何一点。
c. 若同一天有两项实验计划，另写为 []，其执行为 [-E1]。
d. 若两个不相关的计划同时在进行着，可在日期后面以字母区分，如 [990819SS-P1] 及 [990819PP-P1]； 每一计划自成系统，亦可分开为两本记录簿。 4 实验计划 [P]：
针对一短程的实验目标，进行纸上作业计划，设计实验流程。
a. 收集所有已知的有关方法，研读之后，选出一或二个最适当方法。
b. 整理出可行的实验步骤，一步一步以流程条举写出，注明实验条件及细节；像在写计算机程序，或电影剧本。 正式操作前，要先在脑中演习一次流程。
c. 整理出所使用的药品单，及其配制方法；并开始找药品或购买。
d. 整理出所使用的主要仪器表，事先检查或洽借；并学会使用方法。 　e. 对可能出问题的步骤，事先与专家讨论其要点，并预想解决方案。 5 实验操作 [E]： 实验成败的关键时刻，也是发现的起点。
a. 依实验计划 [P] 进行，记录下所有进行过程的细节；要小心观察所有细节，宁可多记，勿漏记重要记录。 有点像福尔摩斯在观察犯罪现场的记录。
b. 可事先列表，或制作一执行流程，以便引导实验进行。 通常在正式的记录本之外，可另设一本在实验桌上使用的现场记录簿 (Benchman)。
c. 第一次试作失败，检讨后若计划不改，则进行第二次操作为 [P1-E2]。
d. 若检讨后改变计划，则 [P1] 取销，重新写计划，另立一新日期。 6 实验结果 [R]： 不论成功或失败，仔细察觉事实真相，均能获益。
a. 就所得数据，一一整理出结果，不管成败，都要制成完整形式的图表；数据若不整理成图表，无法对它分析或思考。可把所有的图表结果贴在书桌前，朝暮思考。
b. 对所得图表进行观察、讨论，分条以文字描述所观察及省思的结果。
c. 强迫自己对结果的图表，作最大限度的想象，尽量挤出新的观察结果。
d. 若结果不佳，亦必慎重整理、检讨，勿随手一丢了事；既使失败的实验，也要从中榨出一丝结果，做为改善的起点。 7 实验讨论 [D]： 由各种角度，检讨实验的来龙去脉。
a. 针对所得结果进行讨论，说明其所衍生的问题或结果。
b. 由结果所衍生出的问题，提出可能之说明，并建议解决方式。
c. 对失败的实验，提出改进及注意要点，卷土重来。
d. 实验虽然看似成功，要思考各种可能造成相同结果的 假相。
e. 不要忘记跳出实验现场，以较宽广的角度，再次检讨整个研究的大方向。 8 应用心得： 　
a. 以日记方式记录，是一种自我对谈及省思，经常可在以笔记录的过程中，自动显现出问题的答案；我们大多懒于做这种记录与省思。 　
b. 积极的研究生活，每天可经历一个 P-E-R-D 循环，并由结果规划次日的计画 [P]。 　
c. 若一时无法对问题有所解答，过些时候再重新细读实验记录，可能会有新的心得。 　
d. 随时把实验结果影印给指导老师，共同讨论，或在 Lab meeting 口头报告；把重要结果整理成一页来报告 (One-Page Show) 是一理想的方法。
e. 当记录数目累积相当多后，可作一 index 表，表列各实验摘要，方便查阅多谢转载，请补充出处，欢迎原创。值得借鉴！非常有教育意义与实用的论述，我将转送给我的朋友。谢谢。非常有教育意义与实用的论述，我将转送给我的朋友。谢谢。谢谢！！讲的很实际呀，通过一段的实验确实发现了自己的不少失误呀，很受用。非常感谢！经验之谈，值得学习！很好,支持一下真的很好！顶 ！给新人的学习好帖，支持我觉得我们中国的学生做实验缺少创新,不够大胆,就像研究生课程吧,学生们做的实验大多都是别人不知做过多少遍的,他们只是在重复人家的老路,去得出那些没有意义的研究结果.而导师则多在忙自己的事情,给学生的启发和指导总是很有限,所谓研究生已经体现不出研究二字.上次在电视中看到李政道教授访谈,他提到他能取得现在的成就很大程度上要感谢他的导师,因为他的导师在教导他时经常和他进行一对一的交流,两个人在完全放松情况下探讨科学,没有什么老师和学生之分,这种交流给了他很大的支持,也对他的科学思维能力有很大的提高,给他后来的研究工作有重要影响.而我国的导师们又是怎样对待自己学生的呢?我国大多研究生就像是被放在草原吃草的羊,特别是我们医学研究生,我称其为"放羊培养模式",小羊只懂得去吃草,主人也只会让你去吃草.李博士还说,我们做为一个研究者,应该要紧跟国际大的研究方向,比如21世纪物理现在的大方向就是暗物质与暗能量的研究,研究者只有抓住大方向才不会落后,才更可能取得辉煌成就.所以,我觉得对于一个实验能取得多大的成功,很大程度上取决于你这个实验设计目的是什么,你想取得的结果是什么,这种结果的价值有多大,你的实验的价值就可能有多大.然而我国的现状对医学的发展实际上是很不利的,绝大多数大医院的临床医师都不能进行真正的医学科学研究,而那些纯研究工作者却往往缺少临床工作经验,也很难设计出对临床有现实意义的实验.实验目的,实验对象,实验方法,这是我认为的实验三要素.而实验的客观与科学的思维是取得实验成功的前提.写的很好，我也是要马上进实验室了，这个对我的帮助很大，我会牢记在心的！好东西,支持一下大胆要钱，前老板不给，我已经贴不起了It is useful and practical, good!很不错，我也来支持一下。支持支持支持
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??????????实验设计：影响小白鼠缺氧耐受性的因素
Experiment design : Studies on the factors which affect tolerance to hypoxia in
【教学对象与学时】
&&& 一、教学对象：五年制本科
&&& 二、学时：4学时
【预习要求】
&&& 缺氧的概念及分类，缺氧对机体的影响，影响缺氧耐受性的因素。
【目的要求】
&&& 1. 复制低张性缺氧的动物模型，观察低张性缺氧的表现。
&&& 2. 设计实验，探讨缺氧耐受性的影响因素。
&&& 3. 通过实验掌握基本科研设计原则。
【重点和难点】
&&& 一、重点
&&&&&&& 通过实验掌握基本科研设计原则
&&& 二、难点
&&&&&&& 设计实验，探讨缺氧耐受性的影响因素。
【教学过程设计】
&&& 1. 课前提问和预习检查。
&&& 2. 讲解缺氧耐受性的影响因素。
&&& 3. 介绍科研设计的基本要素和基本原则。
&&& 4. 介绍实验仪器和药品的使用方法。
&&& 5. 学生分组设计实验，并在老师指导下完成实验。
&&& 6. 实验结束前汇总全班实验结果，讨论不同因素对缺氧耐受性的影响。
【课前预习检查或提问】
&&& 什么是缺氧？分为几种类型？
缺氧是临床多种疾病共有的病理过程，是许多疾病引起死亡的重要原因。大气中的氧通过呼吸进入肺泡，并弥散入血液，与血红蛋白相结合，由血液循环输送到全身，最后被组织、细胞摄取利用。其中任一环节发生障碍都能引起缺氧。缺氧可分为乏氧性缺氧、血液性缺氧、循环性缺氧和组织性缺氧四种类型，其原因和血氧变化的特点各不相同。缺氧时机体发生一系列功能、代谢和组织结构的变化，包括代偿性反应和损伤性改变。缺氧对机体的影响与缺氧的原因、缺氧发生的速度、程度、持续的时间以及机体自身的功能代谢状态有关。
【课前讲解】
本次实验课特点：本次实验和我们以往的实验课不同，以往我们的实验课同学们都有实验指导，同学们按照实验指导上的步骤完成实验。而今天的实验是一个开放性的实验，要求同学们自己开动脑筋，设计实验，并在老师的指导下完成实验。
&&& 实验内容要求同学们自己设计，那我们怎样才能把这个实验设计好呢？我们下面先讲解科研设计的基本要素和原则。
一、科研设计的基本要素：
&&& 1． 受试对象：受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。
受试对象的选择非常重要，它对实验结果有着极为重要的影响，受试对象的选择合适与否，对实验成败是很关键的。动物实验，对实验动物的基本要求是对拟施加的处理因素反应敏感，反应稳定，种类接近人类而廉价的动物，经济可行，容易获得。特殊要求是健康合格，种属一致，品系相同，年龄，性别，体重差别不大。
　　2． 处理因素： 就是为了不同的研究目的，加给研究对象以理、化的或生物的各种条件被称为处理因素。
在科学研究中，任何实验效应都是多因素作用的结果，我们要抓住主要的，带有关键性的几个因素。
　　3． 实验效应指标 ：处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。
为了具体的，准确的反映出实验效果，就必然需要使用效应指标，指标不仅可以用来揭示实验观察对象的某些特征，也可以用来判断某些特定现象或事实的依据与标准。在医学研究中，不论那种类型的研究，要探索的因素必须通过具体的指标反映出来。&
二、 研究设计的基本原则
　　1． 对照的原则： 就是确定实验中相互比较的实验组和对照组，对各组给予不同的处理，然后观察其效应。
意义：消除和减少实验误差。在医学研究中，除了正常解剖生理数据的调查以外，都要有对照。对照基本要求是除了实验因素作有计划的变化外，实验组与对照组的其他条件应尽量保持一致。
　　2． 重复的原则：
重复是保证科研成果可靠性的重要措施之一。重复有两层含义，一是客观、可靠的实验结果可在同样的实验条件多次重复进行的，要做到这一点与实验的样本大小有关，样本大重复的机会多，样本小重复的机会少。二是设计中提出的方法，别人也能重复进行。
&&& 3． 随机化的原则
：就是被研究的对象样本是从总体中任意抽取的，抽取时每个观察单位都有相等机会被抽取。常用的随机化法有抽签法，抓阄法，扔硬币法，随机数字表等。具体使用那种方法，应根据实际情况来定。
&&& 意义：通过随机化减少抽样误差，还可使各组样本条件尽可能一致，消除或减少组间的人为误差。
&三、影响缺氧耐受性的因素：　　
年龄、机体的机能状态、营养、锻炼、环境温度等许多因素都可影响机体对缺氧的耐受性，这些因素可以归纳为两点，即代谢耗氧率与机能的代偿能力。
（一）、代谢耗氧率：
&&& 基础代谢高、增加机体耗氧率，对缺氧耐受性低。 如：发热、机体过热、或甲状腺机能亢进、环境温度 等。
基础代谢低、降低机体耗氧率，对缺氧耐受性高。如：体温降低、CNS抑制，低温麻醉等可用于心脏外科手术，以延长手术所必需阻断血流的时间。
（二）、机体的代偿能力：
1、机体轻度缺氧、慢性缺氧通过呼吸、循环和血液系统的代偿性反应能增加组织的供氧。通过组织细胞的代偿性反应能提高利用氧的能力。
2、心、肺疾病及血液病者对缺氧耐受性低，老年人因为肺和心脏的功能储备降低、骨髓的造血干细胞减少、外周血液红细胞数减少，以及细胞某些呼吸酶活性降低等原因，均可导致对缺氧的适应能力下降。
3、代偿能力是可以通过锻炼提高的。轻度的缺氧刺激可调动机体的代偿能力。如登高山者采取缓慢的队梯性的上升要比快速上升者能更好地适应。慢性贫血的病人血红蛋白即使很低仍能维持正常活动，而急性失血使血红蛋白减少到同等程度就可能引起严重的代谢机能障碍。
选定影响缺氧耐受性的因素一到两个，根据我们刚才讲的科研设计的基本原则，首先自己设计实验，包括实验的具体操作步骤、实验结果表格设计等等。经老师检查后，再动手完成实验。
四、实验讲解
&（一）、实验目的：
1. 复制低张性缺氧的动物模型，观察低张性缺氧的表现。
2. 设计实验，探讨缺氧耐受性的影响因素。
3. 通过实验掌握基本科研设计原则。
&（二）、实验动物：
周龄鼠、成年鼠 、老年鼠
&（三）、实验器材与药品
小白鼠缺氧瓶、测耗氧量装置、 测缺氧瓶内空气容积装置
&&& 测耗氧量装置
&&& 原理：小白鼠在密闭的缺氧瓶内不断的消耗氧气，而产生CO2。CO2
被钠石灰吸收,瓶内的氧分压逐渐降低而产生负压,当缺氧瓶和测耗氧量装置相连
时,装置内的移液管内的液面因瓶内负压而上升,量筒内液面下降的毫升数即为消耗氧总量（缺氧瓶周 用凡士林密闭）
&&& 测缺氧瓶内空气容积装置
方法与原理：
1、 将测氧瓶内空气容积装置的全部管道充满水，并向量筒加水至刻度，
2、 将缺氧瓶上的两橡皮管全部打开，其中之一与装置相连，
3、 装置内水因虹吸作用吸入缺氧瓶内，待瓶内全部充满水时，立即夹紧装置的弹簧夹，
4、 读出量筒上液面下降的毫升数，即为缺氧瓶内的空气容积。
&&& 药品：钠石灰（NaOH?CaO）
&&& 1%咖啡因
（小剂量能提高大脑皮质的兴奋性，振奋精神，减少疲劳。大剂量则有兴奋延脑呼吸中枢及血管运动中枢的作用，对抗中枢性抑制。小鼠腹腔注射1%咖啡因0.1ml/10g）
&&&& 0.25%氯丙嗪
(有镇静、抗精神病、镇吐、降低体温及基础代谢、阻断α-肾上腺素能受体及M-胆碱能受体、抗组胺及影响内分泌等作用。抑制体温调节中枢，在物理降温及其它药物配合下可使体温降至正常以下，此时器官活动减少，组织代谢及耗氧量降低，病人处于深睡状态，称“人工冬眠”。小鼠腹腔注射0.25%氯丙嗪0.1ml/10g，待动物安静后，全身浸入冰水5-10分钟。)
&&&& 圈钳、热水、冰块、温度计、注射器（5ml）、吸耳球、酒精灯、天平、烧杯（500ml）
（四）、观察指标：
&&& 动物的一般状况、呼吸、存活时间、口唇、耳缘、尾巴的颜色变化、
&&& 总耗氧量（A）、
&&& 瓶内空气剩余氧浓度（C） C = 20.94% － A/B×100% （B为缺氧瓶内空气容积）
&&& 小白鼠耗氧率（R） R (ml/g?min) = A÷体重（g）÷存活时间（t）
（五）、实验设计方法：（提示，可不讲解）
&1、年龄因素对缺氧耐受性的影响
&&& 1) 取小白鼠缺氧瓶3只，各放入钠石灰少许（约20克）
&&& 2) 取周龄鼠、成年鼠、老龄鼠各一只（测体重）放入缺氧瓶内，观察并记录正常指标
塞紧瓶塞后开始计时，持续观察各鼠在瓶内的活动情况，（一般情况，呼吸频率、深度，皮肤和口唇的颜色，大小便情况，每三分钟记录一次。如有特殊情况随时记录，直到动物死亡。
用测耗氧量装置测总耗氧量（A），用测气体容积装置测定瓶内空气的容积（B）。计算瓶内空气剩余氧浓度（C），计算小白鼠耗氧率（R）。
&2. CO2浓度对缺氧耐受性的影响
&&& 取体重相近的成年鼠两只，分别放入缺氧瓶中。（一瓶放入钠石灰，一瓶不放入），重复1中的3）、4）步骤。
&3. 环境温度对缺氧耐受性的影响
&&& 1) 取小白鼠缺氧瓶三只，各放入钠石灰少许（20g）
取500ml烧杯两只，分别放入热水和冰块，使烧杯内水温调节到38-40℃和0-4℃。取体重相近的成年小白鼠三只，称重后放入缺氧瓶内，塞紧瓶塞开始计时，两只缺氧瓶瓶分别放入盛有热水和冰水的烧杯中，另一只只于室温中。
&&& 3) 重复1中的3)、4）步骤。（注意：测耗氧时作高低温实验的两只缺氧瓶必须放在室温内平衡温度15min左右）
&4、机体不同状况对缺氧耐受性的影响
&&& 取体重相近的小白鼠三只，分别作如下处理后放入缺氧瓶中，
&&& 甲鼠：腹腔注射1%咖啡因0.1ml/10g体重
&&& 乙鼠：腹腔注射0.25%氯丙嗪0.1ml/10g体重, 待动物安静后，全身浸入冰水5-10分钟。
&&& 丙鼠：腹腔注射生理盐水0.1ml/10g体重
&&& 重复1中的3)、4）步骤。
&5、缺氧与与预适应对缺氧耐受性的影响
取成年小白鼠2只，分别放入盛有钠石灰的缺氧瓶内。一只小白鼠首先给予（5分钟的缺氧预适应两次（塞上瓶塞5分钟，再打开5分钟，重复两次），两只小白鼠同时关上瓶塞，重复1中的3)、4）步骤。
【典型结果】
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
&&&&&&&&&&&&½ 呼吸 口唇 耳缘 总耗氧量 耗氧率 存活时间
周龄鼠（甲）
&&&&&&&&&&&&
成龄鼠（乙）
&&&&&&&&&&&&
老龄鼠（丙）
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
【分析讨论】（学生自行总结）
1、年龄因素对缺氧耐受性的影响：年龄越小、耗氧率低、对缺氧耐受性持久。成年人耗氧率高，机体对缺氧有一定耐受性。老年人心肺储备功能降低，对
缺氧适应能力及耐受性降低。
&&& 2、CO2浓度对缺氧耐受性的影响：轻度CO2浓度&，耗氧率&、对缺氧的耐受性降低 。CO2
浓度&&&“二氧化碳麻醉”&死亡。
&&& 3、环境温度对缺氧耐受性的影响：环境温度升高，机体代谢率及耗氧率增高，对缺氧耐受性减弱。低温可降低机体的耗氧率及脑的耗氧量，使机体对缺氧
的耐受性增强。
&&& 4、机体不同状况对缺氧耐受性的影响：机体代谢率高时，耗氧率大，对缺氧耐受性差。腹腔注射咖诽因，使中枢CNS兴奋，使机体耗氧率增加，对缺氧
的耐受性减弱。腹腔注射氯丙嗪，降低大脑皮层的兴奋性，降低脑的耗氧量，使
机体对缺氧的耐受性增强。有心、肺疾病及血液病者对缺氧耐受性低。
&&& 5、缺氧与预适应对缺氧耐受性的影响：适当的体育运动提高对缺氧的耐受性，轻度的缺氧刺激可调动机体的代偿能力，对缺氧耐受性强。预缺氧刺激&
显著提高对再次缺氧的耐受性&机体适应性变化。
【参考结论】
年龄、机体的基本状况、体温、环境温度可影响小白鼠的耐受性。
【实验报告要点】
1. 列表记录相关的指标；
2. 讨论分析影响缺氧耐受性的因素；
4. 实验报告24小时内交
【思考题及参考答案】
一、 科研设计的基本要素有哪些？
1． 受试对象：受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。
受试对象的选择非常重要，它对实验结果有着极为重要的影响，受试对象的选择合适与否，对实验成败是很关键的。动物实验，对实验动物的基本要求是对拟施加的处理因素反应敏感，反应稳定，种类接近人类而廉价的动物，经济可行，容易获得。特殊要求是健康合格，种属一致，品系相同，年龄，性别，体重差别不大。
2． 处理因素： 就是为了不同的研究目的，加给研究对象以理、化的或生物的各种条件被称为处理因素。
在科学研究中，任何实验效应都是多因素作用的结果，我们要抓住主要的，带有关键性的几个因素。
3． 实验效应指标 ：处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。
为了具体的，准确的反映出实验效果，就必然需要使用效应指标，指标不仅可以用来揭示实验观察对象的某些特征，也可以用来判断某些特定现象或事实的依据与标准。在医学研究中，不论那种类型的研究，要探索的因素必须通过具体的指标反映出来。
二、 科研设计的基本原则有哪些？
1． 对照的原则： 就是确定实验中相互比较的实验组和对照组，对各组给予不同的处理，然后观察其效应。
意义：消除和减少实验误差。在医学研究中，除了正常解剖生理数据的调查以外，都要有对照。对照基本要求是除了实验因素作有计划的变化外，实验组与对照组的其他条件应尽量保持一致。
2． 重复的原则：
重复是保证科研成果可靠性的重要措施之一。重复有两层含义，一是客观、可靠的实验结果可在同样的实验条件多次重复进行的，要做到这一点与实验的样本大小有关，样本大重复的机会多，样本小重复的机会少。二是设计中提出的方法，别人也能重复进行。
3． 随机化的原则
：就是被研究的对象样本是从总体中任意抽取的，抽取时每个观察单位都有相等机会被抽取。常用的随机化法有抽签法，抓阄法，扔硬币法，随机数字表等。具体使用那种方法，应根据实际情况来定。
意义：通过随机化减少抽样误差，还可使各组样本条件尽可能一致，消除或减少组间的人为误差。
三、 影响缺氧耐受性的因素有哪些？
年龄、机体的机能状态、营养、锻炼、环境温度等许多因素都可影响机体对缺氧的耐受性，这些因素可以归纳为两点，即代谢耗氧率与机能的代偿能力。
（一）、代谢耗氧率：
基础代谢高、增加机体耗氧率，对缺氧耐受性低。 如：发热、机体过热、或甲状腺机能亢进、环境温度 等。
基础代谢低、降低机体耗氧率，对缺氧耐受性高。如：体温降低、CNS抑制，低温麻醉等可用于心脏外科手术，以延长手术所必需阻断血流的时间。
（二）、机体的代偿能力：
1、机体轻度缺氧、慢性缺氧通过呼吸、循环和血液系统的代偿性反应能增加组织的供氧。通过组织细胞的代偿性反应能提高利用氧的能力。
2、心、肺疾病及血液病者对缺氧耐受性低，老年人因为肺和心脏的功能储备降低、骨髓的造血干细胞减少、外周血液红细胞数减少，以及细胞某些呼吸酶活性降低等原因，均可导致对缺氧的适应能力下降。
3、代偿能力是可以通过锻炼提高的。轻度的缺氧刺激可调动机体的代偿能力。如登高山者采取缓慢的队梯性的上升要比快速上升者能更好地适应。慢性贫血的病人血红蛋白即使很低仍能维持正常活动，而急性失血使血红蛋白减少到同等程度就可能引起严重的代谢机能障碍。
【专业英语选读】
Hypoxia, by definition, is the lack of sufficient oxygen in the blood, tissues,
and/or cells to maintain normal physiological function. Many different factors
can cause this state of oxygen deficiency. Breathing air at reduced barometric
pressure, malfunctioning oxygen equipment at altitude, drowning, pneumonia,
extremes of environmental temperatures, and carbon monoxide are just a few of
the causes of oxygen deficiency in the body that results in hypoxia.
Hypoxia is actually divided into four types: hypoxic hypoxia, hypemic hypoxia,
stagnant hypoxia, and histotoxic hypoxia.
HYPOXIC HYPOXIA
This is the most common form of hypoxia encountered in aviation and occurs at
the lung level. This type of hypoxia is commonly called altitude hypoxia. Pilots
may experience hypoxic hypoxia when flying at altitude in an unpressurized
aircraft. With increasing altitude, the molecules of oxygen in ambient air get
farther apart and exert less pressure per square inch. The percentage of oxygen
does not however, the partial pressure of oxygen in ambient
air decreases as we go to altitude. In other words, with increasing altitude,
the partial pressure of oxygen gets lower and the lungs cannot effectively
transfer oxygen from the ambient air to the blood to be carried to all tissues
in the body.
HYPEMIC HYPOXIA
This type of hypoxia is caused by the reduced ability of the blood to carry
oxygen. To the pilot, this means that, even though there is an adequate supply
of oxygen to breathe, the blood's capacity to carry the oxygen to the cells has
been impaired. There are a variety of reasons for this to happen. Anemia,
hemorrhage, hemoglobin abnormalities, sulfa drugs, nitrites, and carbon monoxide
interfere with the ability of the blood to carry oxygen, reducing the amount of
oxygen the blood can carry to the cells. The most common cause for hypemic
hypoxia in aviation is when carbon monoxide is inhaled because of aircraft
heater malfunctions, engine manifold leaks, or cockpit contamination with
exhaust from other aircraft. Hemoglobin bonds with carbon monoxide 200 times
more readily than it bonds with oxygen.
STAGNANT HYPOXIA
This type of hypoxia occurs at the circulatory level. If the blood flow is
compromised for any reason, then sufficient oxygen cannot get to the body
tissues. To the pilot, this means, that even though there is an adequate supply
of oxygen to breathe, it is not getting to the cells of the body tissues to
support their metabolism. Decreased blood flow can result from the heart failing
to pump effectively, arterial constriction pooling of the blood such as occurs
during neurologic shock or from enlarged veins in the lower extremities.
Stagnant hypoxia also occurs when the body is exposed to cold temperatures
because the blood flow is decreased to the extremities. This may happen
following a rapid decompression during flight or while operating an aircraft in
cold weather conditions without cabin heating.
HISTOXIC HYPOXIA
This type of hypoxia happens at the cell level. This means that the cell
expecting and needing the oxygen is impaired and cannot use the oxygen to
support metabolism. To the pilot, this means that even though there is an
adequate supply of oxygen to breathe and that oxygen is being circulated by the
blood, the cells are unable to accept or use the oxygen. Alcohol, narcotics, and
cyanide are three primary factors that can cause histoxic hypoxia. Cyanide is
one of the byproducts during the combustion of plastics.
(Selected from “Beware of Hypoxia” by Larry Boshers)
1. 肖献忠主编,病理生理学,全国高等学校医学规划教材,高等教育出版社,2004.
2. 陈主初主编,七年制病理生理学全国规划教材,高教出版社,2003.
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