笼盒是小鼠生活的地方，吃喝拉撒都在笼盒内解决，虽然它们会找一个固定的地点作为排泄区（厕所），但随着时间的推移，这个区域会随着排泄物的增多而扩大。而排泄物的聚集，会导致有害气体积累。

封闭环境中，影响小鼠健康两种主要气体污染物是二氧化碳和氨。在高密度饲养的小鼠笼盒内，即便在垫料更换后的第九天，二氧化碳浓度仍不到3000 ppm，远低于15,000 ppm的限制值。因此，通常情况下，二氧化碳对小鼠的健康和福利危害不是主要考察对象。相比之下，由于粪便中的微生物或垫料中的尿素酶会分解尿液中的尿素而产生氨，因此，气体氨在未更换的小鼠笼盒中会随着尿液和粪便的积累而增加。已有多篇文献证实高浓度的氨气会对小鼠的健康产生不利影响，导致鼻腔和嗅觉黏膜损伤并产生病变。此外，氨气对人类皮肤、眼睛和肺部有刺激性，当你进入不洁净的厕所时，遇到那种让你感觉辣眼睛的味道就是接触到了高浓氨气的结果。由此可见，为了保持笼盒内的环境卫生，尤其是为了控制气体氨的浓度，定期地更换垫料和清洗小鼠笼盒（换笼）是啮齿类实验动物设施中不可或缺的管理活动。

但小鼠作为夜行性的实验动物，白天是其休息时间，而更换垫料和笼盒的操作通常又是在白天实施的，这就不可避免地会导致小鼠被迫中断睡眠，进而导致其焦虑增加。同时，小鼠还需通过气味进行交流，如果换笼过于频繁，也会为其营造了一种频繁进入陌生领地的体验，这同样增加了它们的焦虑。因此，换笼过于频繁会导致小鼠的刻板和攻击性行为增加且体重下降。不仅如此，对繁殖和哺乳中的小鼠而言，频繁的换笼还会增加其弃婴和/或杀婴行为。所以，换笼的频次设定需要在保持环境卫生和动物生理状态稳定之间做出权衡，否则不仅影响动物福利，也会对实验结果产生干扰。那么该如何在保持环境卫生和动物生理指标稳定之间作出权衡，最终建立最佳的换笼频次呢？

显然，笼盒是一定要更换的，但其更换的频次则是一个值得探讨的问题。2011年版的《实验室动物护理和使用指南》中建议应至少每两周消毒和更换笼盒一次。但该指南也明确指出：“垫料更换的频率取决于多个因素，且并没有绝对的垫料更换频率”。该指南同时还建议：“通过验证笼盒内微环境条件，如确保污染物气体氨保持在不会对动物产生刺激的水平以下，从而保护动物的福祉。”

考虑到高浓度氨是笼盒内的主要污染物，依据笼盒内氨气浓度设定一个限定值（阈值），进而确定两次换笼的间隔时间既是合理的也是必要的。然而，由于还缺乏氨气对小鼠健康影响的全面系统性研究，目前尚无针对小鼠氨气暴露阈值的明确指南。美国职业安全与健康管理局为人类设定的氨气最大暴露限值为50ppm，或在8小时工作日内平均暴露限值为25 ppm。在没有明确的啮齿动物暴露限值的情况下，这两个数值也常作为啮齿动物最大氨气暴露阈值而被一些文献所采用。

当动物饲养密度固定时，氨气浓度主要受笼盒通风能力的影响。如果使用的是静态的平板架笼盒，由于空气流通受限，氨气浓度会很快上升。而使用独立通风笼盒（IVC和EVC），因空气不断的流通和交换，其氨气的聚集也较慢。有研究对比了繁殖用CD1小鼠在静态的平板架笼盒和独立通风笼盒内氨气的聚集情况。结果显示，在换笼 3天后，饲养两只和三只小鼠的静态笼盒中平均氨气含量分别为38和74 ppm，而独立通风笼盒在换笼后7天，其氨气浓度仍低于25ppm。在换笼7天后，静态平板架饲养两只和三只小鼠的笼盒内氨气浓度平均值则已经上升到了64和100ppm，并导致饲养密度为3只/笼的CD-1小鼠幼崽出现了视力下降和斜视。而对于独立通风笼盒而言，在两只每笼和三只每笼的饲养密度下，换笼两周后其氨气浓度平均值才缓慢上升到20 ppm和34ppm。

另一个研究中，通过比色法实时监控氨气浓度的变化，在采用单独通风笼具（IVC规格：长31.0cm × 宽19.6cm × 高13.5cm），笼盒内换气频率在65-70次/小时条件下，每笼饲养背景品系为Balb/c、C57Bl/6、129 和NSG的5只不同基因型的遗传工程小鼠时（年龄不限），饲养雄性小鼠的IVC笼中，大约10天时氨气的聚集就可以达到25ppm，而饲养雌性小鼠的IVC笼中，则需要16天左右氨气才会聚集到25ppm的浓度值。

由此可见，笼盒内的氨气浓度累积主要受笼器具通风能力、饲养密度和动物性别的影响，而与小鼠品系和年龄关系不大。上述研究为小鼠设施管理者设置换笼频次提供了参考。笔者的建议是：管理者首先需测试其所在设施氨气浓度的动态变化情况，即氨气积累的速度何时达到限值，如国标约定的20ppm或多数文献已证明对小鼠无伤害的25ppm，并坚持在氨气浓度达到限值前，最大限度地减少换笼的频次，以将因笼盒环境变化而对小鼠产生的影响降至最低。