一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用技术方案

本发明专利技术公开的一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用，所述光控制系统包括光照笼、架设于所述光照笼上方的龙门架、固定在所述龙门架上的云台和相机、固定于所述云台上的激光器、控制所述云台运动的云台PID控制器、与所述云台PID控制器电连接的控制芯片，与所述控制芯片电连接的显示器；其中，所述相机用于捕获所述光照笼内的目标物以得到所述目标物的位置信息；所述云台PID控制器用于将所述位置信息发送给所述云台使所述云台上的激光器实时照射在所述目标物上。将所述光控制系统应用于肿瘤疾病模型中时，可以实现激光器对单个目标物进行定点定量的光照控制，能够实现对自由运动的实验动物的特定部位进行实时追踪。追踪。追踪。

【技术实现步骤摘要】
一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用


[0001]本专利技术涉及光遗传学
，尤其涉及一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用。

技术介绍

[0002]光遗传学是一项整合了光学、基因操作技术及软件控制等多学科的交叉的生物工程技术，其中包括以下条件：光敏元件的选择、靶基因的定向导入、光信号的时空调控以及结果的输出。相较于传统的研究方法，光遗传学有着无可比拟的优点。以光作为刺激源，对实验动物的创伤也远小于其他方法，同时还可以通过定位光照来局部刺激细胞或组织，便于实施定位控制。
[0003]但是，相对于光敏元件的快速开发，光照系统的研发则相对滞后，尤其是应用于动物实验的光照系统。在前期的报道中，不少研究中提及的光照方式是将有线或无线的LED光源或光纤直接粘在实验动物的皮肤表面，或者是通过整体的在动物活动区域的上方或者下方实施大功率的光源照射，又或者是通过直接连接到光源的、植入式光纤进行光传输。而这些光照方式均存在一定的缺陷，极大地影响了实验结果的准确性。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用，旨在解决现有光遗传学的光照控制设备在肿瘤免疫治疗领域内研究滞后，缺乏能够便于科研人员操作且能够对实验动物进行智能化实时追踪，以及定点控制光照的基础光控设备的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种光控制系统，包括光照笼、架设于所述光照笼上方的龙门架、固定在所述龙门架上的云台和相机、固定于所述云台上的激光器、控制所述云台运动的云台PID控制器、与所述云台PID控制器电连接的控制芯片，与所述控制芯片电连接的显示器；
[0008]其中，所述相机用于捕获所述光照笼内的目标物以得到所述目标物的位置信息；所述云台PID控制器用于将所述位置信息发送给所述云台使所述云台上的激光器实时照射在所述目标物上。
[0009]所述的光控制系统，其中，所述光照笼由笼底、第一笼壁、第二笼壁、第三笼壁、第四笼壁和笼盖组成；所述第一笼壁和所述第三笼壁对称设置，所述第二笼壁和所述第四笼壁对称设置；所述第一笼壁和所述第三笼壁靠近所述笼盖方向的一端设有凹槽及接线口。
[0010]所述的光控制系统，其中，所述第四笼壁包括固定笼壁和活动笼壁，所述固定笼壁固定于靠近所述笼底方向的一端，所述活动笼壁的一边活动连接于所述固定笼壁远离所述笼底方向的一边形成活动窗口。
[0011]所述的光控制系统，其中，所述笼盖设有透气孔；所述笼底的材质为黑色亚克力
板，所述第一笼壁、第二笼壁、第三笼壁、第四笼壁和笼盖的材质为透明亚克力板。
[0012]所述的光控制系统，其中，所述显示器的界面包括用于实时显示所述光照笼内部的图像窗口、程序日志窗口以及所述光照笼的笼位选择按键窗口。
[0013]所述的光控制系统，其中，所述笼位选择按键窗口包括四个。
[0014]所述的光控制系统，其中，所述光控制系统还包括用于控制所述激光器开关及功率的程控电源。
[0015]一种肿瘤疾病模型动物光控制方法，具体包括步骤：
[0016]提供一种如上所述的光控制系统和含有肿瘤的模型动物；
[0017]利用所述相机获取所述模型动物的位置信息，并将所述位置信息发送到云台PID控制器；
[0018]所述云台PID控制器控制所述云台的移动轨迹，使所述云台搭载的激光器对所述模型动物进行跟踪照射。
[0019]所述的肿瘤疾病模型动物光控制方法，其中，利用所述相机获取所述模型动物的位置信息，并将所述位置信息发送到云台PID控制器前还包括步骤：
[0020]使用模型动物专用的动物标记笔在所述模型动物背部圈出肿瘤位置；
[0021]利用所述相机捕获图像后，通过颜色蒙版识别所述模型动物背部标记笔的标记，然后进行形体学腐蚀处理剔除杂噪、形态学膨胀后生成模型动物标记掩模。
[0022]一种光控制系统在肿瘤疾病模型中的应用，将所述的光控制系统应用于肿瘤疾病模型中。
[0023]有益效果：本专利技术提供一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用，所述光控制系统包括光照笼、架设于所述光照笼上方的龙门架、固定在所述龙门架上的云台和相机、固定于所述云台上的激光器、控制所述云台运动的云台PID控制器、与所述云台PID控制器电连接的控制芯片，与所述控制芯片电连接的显示器；其中，所述相机用于捕获所述光照笼内的目标物以得到所述目标物的位置信息；所述云台PID控制器用于将所述位置信息发送给所述云台使所述云台上的激光器实时照射在所述目标物上。将所述光控制系统应用于肿瘤疾病模型中时，可以实现激光器对单个目标物进行定点定量的光照控制，能够实现对自由运动的实验动物的特定部位进行实时追踪，保证对动物特定部位持续恒定地施加光照，在不需要对实验动物外加创伤和避免近距离光产生的热对实验结果的影响下，可专一的应用于观察光控表达的基因对实验动物的影响。
附图说明
[0024]图1为本专利技术光控制系统的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术显示器的界面示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例1的光控细胞因子表达质粒的构建和体外验证数据图；
[0027]图4为本专利技术实施例1的光控制系统在正常小鼠肿瘤模型中的应用数据图；
[0028]图5为本专利技术实施例1的光控制系统在光控小鼠肿瘤模型中的应用数据图；
[0029]图6为本专利技术实施例1光照组和非光照组的分析比较图。
[0030]附图标记说明：光照笼10、龙门架20、云台30、相机40、激光器50、显示器60、笼底11、第一笼壁12、第二笼壁13、第三笼壁14、第四笼壁15、笼盖16、凹槽17、接线口18、卡扣19、
固定笼壁151、活动笼壁152、透气孔161、通孔162。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供一种光控制系统与肿瘤疾病模型动物光控制方法和应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、”第二”的特征可以明示或隐约地包括一个或者更多个所述特征。
[0033]本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光控制系统，其特征在于，包括光照笼、架设于所述光照笼上方的龙门架、固定在所述龙门架上的云台和相机、固定于所述云台上的激光器、控制所述云台运动的云台PID控制器、与所述云台PID控制器电连接的控制芯片，与所述控制芯片电连接的显示器；其中，所述相机用于捕获所述光照笼内的目标物以得到所述目标物的位置信息；所述云台PID控制器用于将所述位置信息发送给所述云台使所述云台上的激光器实时照射在所述目标物上。2.根据权利要求1所述的光控制系统，其特征在于，所述光照笼由笼底、第一笼壁、第二笼壁、第三笼壁、第四笼壁和笼盖组成；所述第一笼壁和所述第三笼壁对称设置，所述第二笼壁和所述第四笼壁对称设置；所述第一笼壁和所述第三笼壁靠近所述笼盖方向的一端设有凹槽及接线口。3.根据权利要求2所述的光控制系统，其特征在于，所述第四笼壁包括固定笼壁和活动笼壁，所述固定笼壁固定于靠近所述笼底方向的一端，所述活动笼壁的一边活动连接于所述固定笼壁远离所述笼底方向的一边形成活动窗口。4.根据权利要求3所述的光控制系统，其特征在于，所述笼盖设有透气孔；所述笼底的材质为黑色亚克力板，所述第一笼壁、第二笼壁、第三笼壁、第四笼壁和笼盖的材质为透明亚克力板。5.根据权利要求1所述的光控制系统，其特征在于，所述显示器的界面包括用于实...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄巍，汪会荣，张翊，莫悦剑，张展，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：