動物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、結(jié)果分析和解釋(編輯修改稿)
2025-08-14 13:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng)數(shù)量的動物分配到每一個實(shí)驗(yàn)組別，是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個重要環(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)組的動物數(shù)量一般是通過預(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。一個標(biāo)準(zhǔn)籠所能容納動物的數(shù)量也是實(shí)驗(yàn)組動物數(shù)量確定的實(shí)際考慮的因素。 4）對照 過多的變量（如遺傳、環(huán)境、感染因子）對動物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響，因此設(shè)置對照動物消除這些外來變量或可能未知的變量帶來的影響。總之，每一個實(shí)驗(yàn)都應(yīng)使用對照組動物與實(shí)驗(yàn)組動物有一個直接對應(yīng)的關(guān)系。對照的種類很多，包括，陽性對照、陰性對照、空白對照、媒介物對照、比擬物對照。 5）隨機(jī)化 動物分組時必須將動物隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)各組，以確保研究的變量在各組中不會導(dǎo)致偏差數(shù)據(jù)。 為達(dá)到隨機(jī)化必須在開始時將動物群體限定好。隨機(jī)化的方法常用 1 每一只動物有一個固定的編號，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）評價 1）實(shí)驗(yàn)操作步驟的確認(rèn) IACUC對實(shí)驗(yàn)操作的確認(rèn) 其他委員會對實(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)量少的動物得到預(yù)示性的數(shù)據(jù)，目的 1通過預(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。 3 估計(jì)變量參數(shù)測定的誤差，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，很容易發(fā)生數(shù)據(jù)輸入的錯誤（如組標(biāo)識調(diào)換、個體標(biāo)識調(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)輸入的錯誤能及時辨別。 四、對照的設(shè)立 在實(shí)驗(yàn)中設(shè)立對照組動物，是為了與實(shí)驗(yàn)組動物有一個直接對應(yīng)的關(guān)系，以消除過多變量和未知變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。對照的種類有以下幾種： 1）陽性對照 2）陰性對照 3）空白對照 4）媒介物對照 5）比擬物對照 1）陽性對照 陽性對照的作用是作為一個標(biāo)準(zhǔn)測量各實(shí)驗(yàn)組間差異的程度，另一個是用來證明動物反應(yīng)是可探測的，為實(shí)驗(yàn)方法提供質(zhì)量控制。 2）陰性對照 陰性對照是期望正常狀態(tài)不產(chǎn)生變化。陰性對照的目的是保證未知變量對實(shí)驗(yàn)組動物引起相反的效應(yīng)不存在，即排除假陽性結(jié)果。 3）空白對照 是模擬處理組過程而實(shí)際上沒有給予受試物或處理。 4）媒介物對照 在測試化合物溶于一種媒介時，這種研究要使用媒介物對照，與給測試物的方法一樣，只給予媒介物。當(dāng)與非處理的對照比較時，溶媒對照將確定溶劑是否會引起什么效應(yīng)。 5）比擬物對照 屬于陽性對照，用一個已知的的處理來對比待測處理。以此來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)是為了探索一個新的研究領(lǐng)域，確定是否能在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對研究的變量以足夠的精度測得變量值，同時檢查所要進(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)簡化成一個重要的比較事件，此時樣本的大小應(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： 假定一個科研人員想要確定是否 X因子在炎癥模型動物中水平升高。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)有了測定 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只動物在誘發(fā)炎癥前和后測定 X因子的濃度。這個預(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，同時可估算平均值的區(qū)別。這些估算結(jié)果可以用來為進(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，必須提供三或四個已知因素：（ 1）效應(yīng)大小，一般為兩組之間的差別；（ 2）對連續(xù)性變量而言的群體標(biāo)準(zhǔn)誤差（ SD）；（ 3）測定假定效應(yīng)的期望力度；（ 4）顯著性水平。前兩個因素對特定實(shí)驗(yàn)是對應(yīng)的，而后兩個因素一般為慣例固定的。效應(yīng)大小是研究者希望檢測效應(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 x2（卡方）比較比率的應(yīng)用是由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型決定的。為避免偏差，假定動物被隨機(jī)分配到不同的測試組，飼養(yǎng)在相同的環(huán)境中，這時實(shí)驗(yàn)的力度是指實(shí)驗(yàn)效應(yīng)被測出的概率，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)會發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的結(jié)果。而此時 1減去力度的符號表示為 β是指得到一個假陰性結(jié)果（ falsenegative）的幾率，即不能拒絕否定一個不真實(shí)無效假說或不能測得某特定處理效應(yīng)的幾率。陽性結(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，科研工作者錯誤表明差別“顯著”（而此時事實(shí)上不存在差別）的機(jī)會不會大
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