體外陣列光刺激系統技術方案

一種體外陣列光刺激系統，用于為光敏感細胞實驗研究的培養皿提供光刺激，包括控制系統、與所述控制系統電連接的驅動電路及設于印刷電路板上的與所述驅動電路電連接的LED陣，所述控制系統發送控制電信號到所述驅動電路驅動所述LED陣分組、定時工作；所述LED陣與所述培養皿相對，所述LED陣包括至少兩個有若干個LED燈的LED燈組，所述LED燈均勻分布。通過控制系統發送控制電信號到驅動電路驅動由平均分布LED燈組成的LED陣分組、定時工作，平均分布的LED燈陣列實現光強平均照射。

【技術實現步驟摘要】
體外陣列光刺激系統
本專利技術涉及光電
，特別是涉及一種體外陣列光刺激系統。
技術介紹
“光基因技術體系”技術(Optogenetic Technology)是最近三年在美國和德國首先開展起來的，整合了基因工程學、電生理學、光學和電子工程技術的一種全新的生物技術。該技術基于基因治療的方法，利用病毒載體將一種從綠藻Chlamydomonas reinhardtii克隆出來的可以編碼光敏感型陽離子通道蛋白的基因(ChR2)導入某一特定的細胞亞群中表達，此通道蛋白受到藍光(472nm)刺激時，會使Na+離子進入細胞內引起胞膜去極化而興奮細胞。此外，另有一種從綠藻提取出來的光調控的氯離子泵蛋白基因NpHR，其對黃光(593nm波長)敏感，將其克隆到某一細胞中表達后，在黃光刺激下該氯離子通道蛋白會使Cl—進入細胞而使胞膜復極化，從而使細胞回復靜息，這樣利用交替的藍光或黃光就可以在特定細胞亞群水平上控制細胞活性。這項技術具有空間上的細胞特異性和時間上毫秒水平上的精確性，因此無論在科學研究，還是臨床藥物研發方面都具有很大的應用潛力。目前，沒有現成可用的裝 置進行光照刺激實驗研究，這大大限制了“光基因技術體系”在體外細胞功能研究上的應用。目前市場上有大功率的LED可用于光照刺研究，但存在如下問題:單個的LED光照強度不夠，或者用較低發熱的LED很難達到要求，大功率的LED發熱量很大，很難散熱，光強難以平均照射等問題。
技術實現思路
基于此，有必要提供一種能實現光強平均照射的體外陣列光刺激系統。一種體外陣列光刺激系統，用于為光敏感細胞實驗研究的培養皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系統、與所述控制系統電連接的驅動電路及設于印刷電路板上的與所述驅動電路電連接的LED陣，所述控制系統發送控制電信號到所述驅動電路驅動所述LED陣分組、定時工作；所述LED陣與所述培養皿相對，所述LED陣包括至少兩個有若干個LED燈的LED燈組，所述LED燈均勻分布。優選地，還包括與驅動電路電連接的散熱裝置，所述散熱裝置固定于所述印刷電路板與設有所述LED陣列相對的另一側面上。優選地，所述散熱裝置包括成矩陣排布的散熱片和位于所述散熱片的一側的風扇，所述散熱片成矩陣間隔排布。優選地，所述LED燈組包括第一 LED燈組和第二 LED燈組；所述第二 LED燈組包圍所述第一 LED燈組。優選地，所述第一 LED燈組中的LED燈呈正三角形分布，所述第二 LED燈組中的LED燈呈正六角形分布；所述正六角形與所述正三角形中心重合。優選地，所述第一 LED燈組包括設于正三角形三個頂點的三顆LED燈，所述第二LED燈組包括設于正六邊形六個頂點的六顆LED燈。 優選地，所述LED陣包括發射不同波長光的LED燈，所述波長包括470納米、590納米；發射的光波長相同的所述LED燈串聯。優選地,所述控制系統包括感應單元、下位機單元、上位機單元、顯示單元及供電單元，其中:所述感應單元與所述下位機單元通訊，用于檢測所述培養皿的參數信息，并將所述參數信息發送到所述下位機單元；所述下位機單元與所述上位機單元、感應單元及顯示單元通訊，根據所述參數信息發送控制電信號到所述驅動電路以驅動所述LED陣工作；所述下位機單元還發送所述參數信息到所述上位機單元和顯示單元；所述上位機單元接收并顯示所述參數信息以及改變所述下位機單元的控制參數；所述供電單元與所述下位機單元電連接并為所述下位機單元供電；所述顯示單元接收并顯示所述參數信息。優選地，所述上位機單元和下位機單元均包括無線模塊，所述上位機單元和下位機單元通過所述無線模塊通訊。優選地，所述參數信息包括光強信息、溫度信息、PH值信息及光照時長信息。上述體外陣列光刺激系統通過控制系統發送控制電信號到驅動電路驅動由平均分布LED燈組成的LED陣分組、定時工作，平均分布的LED燈陣列實現光強平均照射。附圖說明圖1為一實施例中的體外陣列光刺激系統的結構示意圖；圖2為一實施例中的LED陣列的結構示意圖；圖3為一實施例中的LED陣的結構示意圖；圖4為一實施例中的散熱裝置示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1所示，一種體外陣列光刺激系統，用于為光敏感細胞實驗研究的培養皿提供光刺激。體外陣列光刺激系統包括控制系統200、驅動電路300、LED陣400、印刷電路板500 (如圖4所示)、散熱裝置600及支撐腳700 (如圖4所示)。控制系統200與驅動電路300電連接，驅動電路300與LED陣400及散熱裝置600電連接，控制系統200發送控制電信號到驅動電路300驅動所述LED陣400分組、定時工作，同時發送控制電信號到驅動電路300驅動散熱裝置600工作。如圖2所示，LED陣列包括個均勻排列的三個LED陣400。在其他實施例中，根據現在情況的需要，LED陣列可以設置多個LED陣400。LED陣400包括發射不同波長光的LED燈，LED燈發射光包括470納米波長的藍光、590納米波長的黃光。發射的光波長相同的LED燈串聯為一組。在本實施例中，每三個發射相同波長的LED燈串聯為一組。LED陣400設置發射不同波長的LED燈可以滿足光敏感細胞實驗研究的不同光波長需求。在控制系統200 的控制下，發射的光波長相同的LED燈串聯為一組，能實現分組、定時控制，LED陣400的多個LED燈通過光斑疊加可以達到要求的光強。在其他實施例中，根據不同的光敏感細胞實驗研究對光刺激的不同光波長需求，體外陣列光刺激系統可以設置發射不同光波長的LED等，并不限定在波長470納米、590納米的兩種。此外，根據不同的光敏感細胞實驗研究，發射的光波長相同的LED燈可以并聯，也可以為發射的光波長不相同的LED燈串聯。如圖3所示，LED陣400包括至少兩個有若干個LED燈的LED燈組420，所述LED燈均勻分布。LED燈均勻分布能為光敏感細胞實驗研究提供光強平均照射。在一實施例中，LED燈組420包括第一 LED燈組422和第二 LED燈組424，第二 LED燈組424包圍第一 LED燈組422。在滿足能提供光強平均照射的情況下，并不限定LED陣400設有的LED燈組420為兩組，在其他實施例中，可以為一組，可以為三組，可以為四組甚至更多的LED燈組420。此處的LED燈組420的排列分組方式并不與上述相同的LED燈串聯為一組相矛盾，上述的LED燈分組是按電連接方式分組，而LED燈組420的分組方式是排列形狀上的分組，也就是說，在不相同的LED燈組420中發射的光波長相同的LED燈可以通過電連接串聯一起。在一實施例中，第一 LED燈組422中的LED燈呈正三角形分布，第二 LED燈組424中的LED燈呈正六角形分布，正六角形與所述正三角形中心重合。第一 LED燈組422包括設于正三角形三個頂點的三顆LED燈，第二 LED燈組424包括設于正六邊形六個頂點的六顆LED燈。參照圖2，LED陣400由九顆LED燈組成，外圍六顆LED燈的中心連線圍成一正六邊形，此外圍六顆LED燈分別 落在正六邊形的六個頂點上；在里面的三顆LDE燈的中心連線圍本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種體外陣列光刺激系統，用于為光敏感細胞實驗研究的培養皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系統、與所述控制系統電連接的驅動電路及設于印刷電路板上的與所述驅動電路電連接的LED陣，所述控制系統發送控制電信號到所述驅動電路驅動所述LED陣分組、定時工作；所述LED陣與所述培養皿相對，所述LED陣包括至少兩個有若干個LED燈的LED燈組，所述LED燈均勻分布。

【技術特征摘要】
1.一種體外陣列光刺激系統，用于為光敏感細胞實驗研究的培養皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系統、與所述控制系統電連接的驅動電路及設于印刷電路板上的與所述驅動電路電連接的LED陣，所述控制系統發送控制電信號到所述驅動電路驅動所述LED陣分組、定時工作；所述LED陣與所述培養皿相對，所述LED陣包括至少兩個有若干個LED燈的LED燈組，所述LED燈均勻分布。2.根據權利要求1所述的體外陣列光刺激系統，其特征在于，還包括與驅動電路電連接的散熱裝置，所述 散熱裝置固定于所述印刷電路板與設有所述LED陣列相對的另一側面上。3.根據權利要求2所述的體外陣列光刺激系統，其特征在于，所述散熱裝置包括成矩陣排布的散熱片和位于所述散熱片的一側的風扇，所述散熱片成矩陣間隔排布。4.根據權利要求1所述的體外陣列光刺激系統，其特征在于，所述LED燈組包括第一LED燈組和第二 LED燈組；所述第二 LED燈組包圍所述第一 LED燈組。5.根據權利要求4所述的體外陣列光刺激系統，其特征在于，所述第一LED燈組中的LED燈呈正三角形分布，所述第二 LED燈組中的LED燈呈正六角形分布；所述正六角形與所述正三角形中心重合。6.根據權利要求5所述的體外陣列光刺激系統，其特征在于，所述第一LED燈組包括設于正三角形三個頂點...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔚鵬飛，黃韜，屠潔，王立平，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：