体外阵列光刺激系统技术方案

一种体外阵列光刺激系统，用于为光敏感细胞实验研究的培养皿提供光刺激，包括控制系统、与所述控制系统电连接的驱动电路及设于印刷电路板上的与所述驱动电路电连接的LED阵，所述控制系统发送控制电信号到所述驱动电路驱动所述LED阵分组、定时工作；所述LED阵与所述培养皿相对，所述LED阵包括至少两个有若干个LED灯的LED灯组，所述LED灯均匀分布。通过控制系统发送控制电信号到驱动电路驱动由平均分布LED灯组成的LED阵分组、定时工作，平均分布的LED灯阵列实现光强平均照射。

【技术实现步骤摘要】
体外阵列光刺激系统
本专利技术涉及光电
，特别是涉及一种体外阵列光刺激系统。
技术介绍
“光基因技术体系”技术(Optogenetic Technology)是最近三年在美国和德国首先开展起来的，整合了基因工程学、电生理学、光学和电子工程技术的一种全新的生物技术。该技术基于基因治疗的方法，利用病毒载体将一种从绿藻Chlamydomonas reinhardtii克隆出来的可以编码光敏感型阳离子通道蛋白的基因(ChR2)导入某一特定的细胞亚群中表达，此通道蛋白受到蓝光(472nm)刺激时，会使Na+离子进入细胞内引起胞膜去极化而兴奋细胞。此外，另有一种从绿藻提取出来的光调控的氯离子泵蛋白基因NpHR，其对黄光(593nm波长)敏感，将其克隆到某一细胞中表达后，在黄光刺激下该氯离子通道蛋白会使Cl—进入细胞而使胞膜复极化，从而使细胞回复静息，这样利用交替的蓝光或黄光就可以在特定细胞亚群水平上控制细胞活性。这项技术具有空间上的细胞特异性和时间上毫秒水平上的精确性，因此无论在科学研究，还是临床药物研发方面都具有很大的应用潜力。目前，没有现成可用的装 置进行光照刺激实验研究，这大大限制了“光基因技术体系”在体外细胞功能研究上的应用。目前市场上有大功率的LED可用于光照刺研究，但存在如下问题:单个的LED光照强度不够，或者用较低发热的LED很难达到要求，大功率的LED发热量很大，很难散热，光强难以平均照射等问题。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能实现光强平均照射的体外阵列光刺激系统。一种体外阵列光刺激系统，用于为光敏感细胞实验研究的培养皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系统、与所述控制系统电连接的驱动电路及设于印刷电路板上的与所述驱动电路电连接的LED阵，所述控制系统发送控制电信号到所述驱动电路驱动所述LED阵分组、定时工作；所述LED阵与所述培养皿相对，所述LED阵包括至少两个有若干个LED灯的LED灯组，所述LED灯均匀分布。优选地，还包括与驱动电路电连接的散热装置，所述散热装置固定于所述印刷电路板与设有所述LED阵列相对的另一侧面上。优选地，所述散热装置包括成矩阵排布的散热片和位于所述散热片的一侧的风扇，所述散热片成矩阵间隔排布。优选地，所述LED灯组包括第一 LED灯组和第二 LED灯组；所述第二 LED灯组包围所述第一 LED灯组。优选地，所述第一 LED灯组中的LED灯呈正三角形分布，所述第二 LED灯组中的LED灯呈正六角形分布；所述正六角形与所述正三角形中心重合。优选地，所述第一 LED灯组包括设于正三角形三个顶点的三颗LED灯，所述第二LED灯组包括设于正六边形六个顶点的六颗LED灯。 优选地，所述LED阵包括发射不同波长光的LED灯，所述波长包括470纳米、590纳米；发射的光波长相同的所述LED灯串联。优选地,所述控制系统包括感应单元、下位机单元、上位机单元、显示单元及供电单元，其中:所述感应单元与所述下位机单元通讯，用于检测所述培养皿的参数信息，并将所述参数信息发送到所述下位机单元；所述下位机单元与所述上位机单元、感应单元及显示单元通讯，根据所述参数信息发送控制电信号到所述驱动电路以驱动所述LED阵工作；所述下位机单元还发送所述参数信息到所述上位机单元和显示单元；所述上位机单元接收并显示所述参数信息以及改变所述下位机单元的控制参数；所述供电单元与所述下位机单元电连接并为所述下位机单元供电；所述显示单元接收并显示所述参数信息。优选地，所述上位机单元和下位机单元均包括无线模块，所述上位机单元和下位机单元通过所述无线模块通讯。优选地，所述参数信息包括光强信息、温度信息、PH值信息及光照时长信息。上述体外阵列光刺激系统通过控制系统发送控制电信号到驱动电路驱动由平均分布LED灯组成的LED阵分组、定时工作，平均分布的LED灯阵列实现光强平均照射。附图说明图1为一实施例中的体外阵列光刺激系统的结构示意图；图2为一实施例中的LED阵列的结构示意图；图3为一实施例中的LED阵的结构示意图；图4为一实施例中的散热装置示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，一种体外阵列光刺激系统，用于为光敏感细胞实验研究的培养皿提供光刺激。体外阵列光刺激系统包括控制系统200、驱动电路300、LED阵400、印刷电路板500 (如图4所示)、散热装置600及支撑脚700 (如图4所示)。控制系统200与驱动电路300电连接，驱动电路300与LED阵400及散热装置600电连接，控制系统200发送控制电信号到驱动电路300驱动所述LED阵400分组、定时工作，同时发送控制电信号到驱动电路300驱动散热装置600工作。如图2所示，LED阵列包括个均匀排列的三个LED阵400。在其他实施例中，根据现在情况的需要，LED阵列可以设置多个LED阵400。LED阵400包括发射不同波长光的LED灯，LED灯发射光包括470纳米波长的蓝光、590纳米波长的黄光。发射的光波长相同的LED灯串联为一组。在本实施例中，每三个发射相同波长的LED灯串联为一组。LED阵400设置发射不同波长的LED灯可以满足光敏感细胞实验研究的不同光波长需求。在控制系统200 的控制下，发射的光波长相同的LED灯串联为一组，能实现分组、定时控制，LED阵400的多个LED灯通过光斑叠加可以达到要求的光强。在其他实施例中，根据不同的光敏感细胞实验研究对光刺激的不同光波长需求，体外阵列光刺激系统可以设置发射不同光波长的LED等，并不限定在波长470纳米、590纳米的两种。此外，根据不同的光敏感细胞实验研究，发射的光波长相同的LED灯可以并联，也可以为发射的光波长不相同的LED灯串联。如图3所示，LED阵400包括至少两个有若干个LED灯的LED灯组420，所述LED灯均匀分布。LED灯均匀分布能为光敏感细胞实验研究提供光强平均照射。在一实施例中，LED灯组420包括第一 LED灯组422和第二 LED灯组424，第二 LED灯组424包围第一 LED灯组422。在满足能提供光强平均照射的情况下，并不限定LED阵400设有的LED灯组420为两组，在其他实施例中，可以为一组，可以为三组，可以为四组甚至更多的LED灯组420。此处的LED灯组420的排列分组方式并不与上述相同的LED灯串联为一组相矛盾，上述的LED灯分组是按电连接方式分组，而LED灯组420的分组方式是排列形状上的分组，也就是说，在不相同的LED灯组420中发射的光波长相同的LED灯可以通过电连接串联一起。在一实施例中，第一 LED灯组422中的LED灯呈正三角形分布，第二 LED灯组424中的LED灯呈正六角形分布，正六角形与所述正三角形中心重合。第一 LED灯组422包括设于正三角形三个顶点的三颗LED灯，第二 LED灯组424包括设于正六边形六个顶点的六颗LED灯。参照图2，LED阵400由九颗LED灯组成，外围六颗LED灯的中心连线围成一正六边形，此外围六颗LED灯分别 落在正六边形的六个顶点上；在里面的三颗LDE灯的中心连线围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种体外阵列光刺激系统，用于为光敏感细胞实验研究的培养皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系统、与所述控制系统电连接的驱动电路及设于印刷电路板上的与所述驱动电路电连接的LED阵，所述控制系统发送控制电信号到所述驱动电路驱动所述LED阵分组、定时工作；所述LED阵与所述培养皿相对，所述LED阵包括至少两个有若干个LED灯的LED灯组，所述LED灯均匀分布。

【技术特征摘要】
1.一种体外阵列光刺激系统，用于为光敏感细胞实验研究的培养皿提供光刺激，其特征在于，包括控制系统、与所述控制系统电连接的驱动电路及设于印刷电路板上的与所述驱动电路电连接的LED阵，所述控制系统发送控制电信号到所述驱动电路驱动所述LED阵分组、定时工作；所述LED阵与所述培养皿相对，所述LED阵包括至少两个有若干个LED灯的LED灯组，所述LED灯均匀分布。2.根据权利要求1所述的体外阵列光刺激系统，其特征在于，还包括与驱动电路电连接的散热装置，所述 散热装置固定于所述印刷电路板与设有所述LED阵列相对的另一侧面上。3.根据权利要求2所述的体外阵列光刺激系统，其特征在于，所述散热装置包括成矩阵排布的散热片和位于所述散热片的一侧的风扇，所述散热片成矩阵间隔排布。4.根据权利要求1所述的体外阵列光刺激系统，其特征在于，所述LED灯组包括第一LED灯组和第二 LED灯组；所述第二 LED灯组包围所述第一 LED灯组。5.根据权利要求4所述的体外阵列光刺激系统，其特征在于，所述第一LED灯组中的LED灯呈正三角形分布，所述第二 LED灯组中的LED灯呈正六角形分布；所述正六角形与所述正三角形中心重合。6.根据权利要求5所述的体外阵列光刺激系统，其特征在于，所述第一LED灯组包括设于正三角形三个顶点...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔚鹏飞，黄韬，屠洁，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：