某生物研究小组的同学，通过网络收集到有关三聚氰胺的资料如下：
科学家通过动物毒理学试验表明：以三聚氰胺给小鼠灌胃的方式进行急性毒性试验，灌胃后死亡的小鼠输尿管中均有大量晶体蓄积，部分小鼠肾脏被晶体覆盖。晶体成分是三聚氰胺和尿酸。肾中晶体可以用红外微光谱仪进行分析。若用连续加有三聚氰胺的饲料喂养动物，进行亚慢性毒性试验，试验动物肾小管管腔中出现晶体。通过为期13周的大白鼠结石试验，最低无明显作用剂量为63毫克/公斤/每日。
该小组同学为了验证三聚氰胺污染的食品可导致动物肾结石的发生，结合上述实验资料设计了如下实验方案，据此回答下列问题。
（1）材料用具：鼠龄一致、发育正常、体重、健康状况相近、各项指标符合要求的雌雄小鼠各40只，普通饲料，三聚氰胺（用量：63毫克/公斤/每日），红外微光谱仪。
（2）实验原理：                                                     。
（3）观察指标：___________________________________________________________。
（4）请帮助该研究小组完成以下实验方案的设计：
①                                                                 ；
②                                                                 ；
③                                                                 ；
④3周后，                                                         。
（5）该生物兴趣小组严格按照上述实验方案操作，结果两组都未产生结石。
①可能原因是：                                                。
②相应改进措施：                                              。