動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析和解釋(編輯修改稿)
2024-08-14 13:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 當(dāng)數(shù)量的動(dòng)物分配到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)組別，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。為了得到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的結(jié)果，每一實(shí)驗(yàn)組的動(dòng)物數(shù)量一般是通過(guò)預(yù)期各組間結(jié)果差異的可能程度采用特定統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)而決定的。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籠所能容納動(dòng)物的數(shù)量也是實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物數(shù)量確定的實(shí)際考慮的因素。 4）對(duì)照 過(guò)多的變量（如遺傳、環(huán)境、感染因子）對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響，因此設(shè)置對(duì)照動(dòng)物消除這些外來(lái)變量或可能未知的變量帶來(lái)的影響。總之，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使用對(duì)照組動(dòng)物與實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物有一個(gè)直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系。對(duì)照的種類(lèi)很多，包括，陽(yáng)性對(duì)照、陰性對(duì)照、空白對(duì)照、媒介物對(duì)照、比擬物對(duì)照。 5）隨機(jī)化 動(dòng)物分組時(shí)必須將動(dòng)物隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)各組，以確保研究的變量在各組中不會(huì)導(dǎo)致偏差數(shù)據(jù)。 為達(dá)到隨機(jī)化必須在開(kāi)始時(shí)將動(dòng)物群體限定好。隨機(jī)化的方法常用 1 每一只動(dòng)物有一個(gè)固定的編號(hào)，進(jìn)行“暗箱”抽數(shù)，并隨機(jī)分配它們到不同組中。2 利用隨機(jī)數(shù)字表或計(jì)算機(jī)隨機(jī)程序。 設(shè)計(jì)后階段 1）實(shí)驗(yàn)操作步驟的確認(rèn) 2）人員的確認(rèn) 3）小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn) 4）數(shù)據(jù)的輸入和分析 5）評(píng)價(jià) 1）實(shí)驗(yàn)操作步驟的確認(rèn) IACUC對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的確認(rèn) 其他委員會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的確認(rèn) 2）人員 參加研究項(xiàng)目的所有人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)和資格認(rèn)可。 3）小規(guī)模的預(yù)實(shí)驗(yàn) 是使用數(shù)量少的動(dòng)物得到預(yù)示性的數(shù)據(jù)，目的 1通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)將操作和使用的技術(shù)固定完善， 2 預(yù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)是申請(qǐng)資助項(xiàng)目方案中證明其合理性的重要依據(jù)，增加中標(biāo)的機(jī)會(huì)。 3 估計(jì)變量參數(shù)測(cè)定的誤差，為計(jì)算樣本量提供依據(jù)。 4）數(shù)據(jù)的輸入和分析 研究者對(duì)數(shù)據(jù)的正確收集、輸入和分析負(fù)有完全的責(zé)任。當(dāng)處理的數(shù)據(jù)量很大時(shí)，很容易發(fā)生數(shù)據(jù)輸入的錯(cuò)誤（如組標(biāo)識(shí)調(diào)換、個(gè)體標(biāo)識(shí)調(diào)換），因此數(shù)據(jù)分析前，數(shù)據(jù)質(zhì)量保證程序應(yīng)建立并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中包含，確保數(shù)據(jù)輸入的錯(cuò)誤能及時(shí)辨別。 四、對(duì)照的設(shè)立 在實(shí)驗(yàn)中設(shè)立對(duì)照組動(dòng)物，是為了與實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物有一個(gè)直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系，以消除過(guò)多變量和未知變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。對(duì)照的種類(lèi)有以下幾種： 1）陽(yáng)性對(duì)照 2）陰性對(duì)照 3）空白對(duì)照 4）媒介物對(duì)照 5）比擬物對(duì)照 1）陽(yáng)性對(duì)照 陽(yáng)性對(duì)照的作用是作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量各實(shí)驗(yàn)組間差異的程度，另一個(gè)是用來(lái)證明動(dòng)物反應(yīng)是可探測(cè)的，為實(shí)驗(yàn)方法提供質(zhì)量控制。 2）陰性對(duì)照 陰性對(duì)照是期望正常狀態(tài)不產(chǎn)生變化。陰性對(duì)照的目的是保證未知變量對(duì)實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物引起相反的效應(yīng)不存在，即排除假陽(yáng)性結(jié)果。 3）空白對(duì)照 是模擬處理組過(guò)程而實(shí)際上沒(méi)有給予受試物或處理。 4）媒介物對(duì)照 在測(cè)試化合物溶于一種媒介時(shí)，這種研究要使用媒介物對(duì)照，與給測(cè)試物的方法一樣，只給予媒介物。當(dāng)與非處理的對(duì)照比較時(shí)，溶媒對(duì)照將確定溶劑是否會(huì)引起什么效應(yīng)。 5）比擬物對(duì)照 屬于陽(yáng)性對(duì)照，用一個(gè)已知的的處理來(lái)對(duì)比待測(cè)處理。以此來(lái)確定新的藥物或處理是否有改善和提高。 五、樣本大小的確定 小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn) 預(yù)期目標(biāo)成功率低的實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證假說(shuō)的實(shí)驗(yàn) 小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn) 小規(guī)模預(yù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是為了探索一個(gè)新的研究領(lǐng)域，確定是否能在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)研究的變量以足夠的精度測(cè)得變量值，同時(shí)檢查所要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的必備條件。由于前期資料信息的缺乏或?qū)嶒?yàn)成功的可能不能肯定，有些實(shí)驗(yàn)的樣本大小是無(wú)法計(jì)算的；而另一些實(shí)驗(yàn)是將復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化成一個(gè)重要的比較事件，此時(shí)樣本的大小應(yīng)足夠大達(dá)到可以發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的顯著差別。 例子： 假定一個(gè)科研人員想要確定是否 X因子在炎癥模型動(dòng)物中水平升高。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)有了測(cè)定 X因子的技術(shù)方法，現(xiàn)在要確定的是在一群小鼠中 X因子的差異。研究方案中，該科研人員設(shè)計(jì) 10只動(dòng)物在誘發(fā)炎癥前和后測(cè)定 X因子的濃度。這個(gè)預(yù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可估計(jì)誘發(fā)炎癥前和后 X因子濃度的平均值和方差，同時(shí)可估算平均值的區(qū)別。這些估算結(jié)果可以用來(lái)為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)計(jì)算樣本大小。 效應(yīng)大小、標(biāo)準(zhǔn)誤差（ SD）、力度和顯著性水平 一般，要計(jì)算樣本大小，必須提供三或四個(gè)已知因素：（ 1）效應(yīng)大小，一般為兩組之間的差別；（ 2）對(duì)連續(xù)性變量而言的群體標(biāo)準(zhǔn)誤差（ SD）；（ 3）測(cè)定假定效應(yīng)的期望力度；（ 4）顯著性水平。前兩個(gè)因素對(duì)特定實(shí)驗(yàn)是對(duì)應(yīng)的，而后兩個(gè)因素一般為慣例固定的。效應(yīng)大小是研究者希望檢測(cè)效應(yīng)的程度必須以定量的形式陳述表示，研究的目的變量之體標(biāo)準(zhǔn)誤差（ SD）可以由小規(guī)模預(yù)試驗(yàn)的結(jié)果得到，也可以由同一實(shí)驗(yàn)室以前的結(jié)果或科研文獻(xiàn)中得到。 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法如雙樣 t檢驗(yàn)或通過(guò) x2（卡方）比較比率的應(yīng)用是由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類(lèi)型決定的。為避免偏差，假定動(dòng)物被隨機(jī)分配到不同的測(cè)試組，飼養(yǎng)在相同的環(huán)境中，這時(shí)實(shí)驗(yàn)的力度是指實(shí)驗(yàn)效應(yīng)被測(cè)出的概率，一般定為 ，即科研人員在假定效應(yīng)存在的情況下，有 80%或 90%機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的結(jié)果。而此時(shí) 1減去力度的符號(hào)表示為 β是指得到一個(gè)假陰性結(jié)果（ falsenegative）的幾率，即不能拒絕否定一個(gè)不真實(shí)無(wú)效假說(shuō)或不能測(cè)得某特定處理效應(yīng)的幾率。陽(yáng)性結(jié)果的規(guī)定概率即顯著性水平用 α表示，一般選擇在 。換句話說(shuō)，科研工作者錯(cuò)誤表明差別“顯著”（而此時(shí)事實(shí)上不存在差別）的機(jī)會(huì)不會(huì)大
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