專利名稱：體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)
技術領域：
本發(fā)明涉及光電技術領域，特別是涉及一種體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)。背景技術：
“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(nèi)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(diào)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cr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(fā)方面都具有很大的應用潛力。將“光-基因技術體系”技術應用于細胞生物學功能的研究是該技術未來發(fā)展的方向之一。該技術克服了傳統(tǒng)藥理學工具(pharmacological tools)或電刺激等模式缺乏細胞選擇性的缺點，而且光刺激模式相較其他的刺激更具有高時空分辨率。但是，迄今為止，國內(nèi)外尚缺乏一類針對“光-基因技術體系”用于體外培養(yǎng)細胞的光刺激裝置。目前，針對各類在體動物應用的光纖裝置雖然能夠?qū)崿F(xiàn)光刺激，但是光纖刺激以激光器為光源，另外需通過波形發(fā)生器來調(diào)節(jié)刺激模式，成本高，所占空間龐大，且根本無法結(jié)合目前市面上的各類細胞箱使用。只適用于動物體局部組織的某一群細胞的光刺激，根本無法將它用于體外培養(yǎng)細胞的刺激。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種體積小、適宜各種體外細胞培養(yǎng)的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)。一種體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測在光刺激下的光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，包括控制模塊、驅(qū)動模塊、LED陣列及監(jiān)測模塊；所述驅(qū)動模塊分別與所述控制模塊及所述LED陣列連接，所述驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述LED陣列分組、定時點亮和熄滅；所述LED陣列與培養(yǎng)皿相對，用于照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞；所述監(jiān)測模塊與所述 控制模塊連接，用于監(jiān)測培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，并將培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)反饋給所述控制模塊；所述控制模塊接收所述監(jiān)測模塊反饋的培養(yǎng)狀態(tài)，并根據(jù)反饋的培養(yǎng)狀態(tài)控制所述驅(qū)動模塊驅(qū)動所述LED陣列，使培養(yǎng)皿中的光敏感細胞處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)。在其中一個實施例中，所述LED陣列包括至少兩個LED燈組，所述每個LED燈組包括兩個以上的LED燈。 在其中一個實施例中，所述LED燈組包括第一 LED燈組和第二 LED燈組，所述第一LED燈組包括3個LED燈，所述第二 LED燈組包括6個LED燈，所述第二 LED燈組包圍所述第一 LED燈組，所述第一 LED燈組按正三角形排列，所述第二 LED燈組按正六角形排列，所述正三角形與所述正六角形中心重合。在其中一個實施例中，還包括與驅(qū)動模塊連接用于降低所述LED陣列的溫度的散熱模塊，所述散熱模塊固定于背向所述LED陣列中LED燈的一面。在其中一個實施例中，所述散熱模塊包括呈矩陣排列的散熱片和位于所述散熱片一側(cè)的風扇，所述散熱片成矩陣間隔排列。在其中一個實施例中，所述LED陣列包括發(fā)射多種波長光的LED燈，所述波長包括473納米、588納米；發(fā)射的光波長相同的LED燈串聯(lián)。在其中一個實施例中，所述控制模塊包括下位機單元、上位機單元、顯示單元及供電單元；所述下位機單元用于與所述監(jiān)測模塊通信，用于接收所述監(jiān)測模塊反饋的培養(yǎng)狀態(tài)；

所述下位機單元還用于與所述上位機單元及顯示單元通訊，根據(jù)培養(yǎng)狀態(tài)發(fā)送控制電信號到所述驅(qū)動模塊以驅(qū)動所述LED陣列工作；所述下位機單元還發(fā)送培養(yǎng)狀態(tài)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培養(yǎng)狀態(tài)以及改變所述下位機單元的控制參數(shù)；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培養(yǎng)狀態(tài)。在其中一個實施例中，還包括用于連接所述上位機單元和所述下位機單元的無線模塊。在其中一個實施例中，所述培養(yǎng)狀態(tài)包括光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量、一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)；所述監(jiān)測模塊包括生物傳感器和化學傳感器，所述生物傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量；所述化學傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)。在其中一個實施例中，所述控制模塊還用于設定LED陣列的工作頻率、脈寬及照射時間。上述體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)通過控制模塊控制驅(qū)動模塊驅(qū)動LED陣列分組、定時照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞，并采用監(jiān)測模塊監(jiān)測光敏感細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)，且監(jiān)測模塊將培養(yǎng)狀態(tài)反饋給控制模塊，控制模塊對LED陣列的分組定時照射進行調(diào)整，從而使培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)。由于采用LED陣列照射光敏感細胞，避免了因照射光源過大而導致整個培養(yǎng)系統(tǒng)體積過大。進一步的，采用監(jiān)測模塊監(jiān)測各種體外細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，因而能夠培養(yǎng)多種體外細胞。因此，上述體外陣列光刺激裝置監(jiān)測系統(tǒng)的體積小，適宜于監(jiān)測體外細胞培養(yǎng)。


圖1為體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)的模塊圖；圖2為LED陣列的排布示意圖。
具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。體外陣列光刺激裝置監(jiān)測系統(tǒng)設計小巧，并采用無線傳輸數(shù)據(jù)，能夠用于目前市售各種類型的細胞培養(yǎng)箱。將光敏基因特異性地導入靶細胞，并能夠針對不同細胞類型選擇不同的刺激模式，可研究各類細胞的生理生化功能的變化(如干細胞的增殖分化、腫瘤細胞的增殖凋亡、神經(jīng)元的成熟及突觸可塑性、胰腺細胞分泌胰島素的功能變化等)。結(jié)合藥物學研究，可用于離子通道藥物的篩選和研發(fā)。結(jié)合合成生物學，可用來研究靶細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導通路，進而改善細胞的生理生化功能。結(jié)合各類體外培養(yǎng)細胞的電刺激裝置，可作為靶向性光刺激細胞的刺激器，進而研究某一亞群細胞生理生化功能的改變。如圖1所示，為體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)的模塊圖。 一種體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測在光刺激下的光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，包括控制模塊101、驅(qū)動模塊103、LED陣列105及監(jiān)測模塊107。驅(qū)動模塊103分別與控制模塊101及LED陣列105連接，驅(qū)動模塊103用于驅(qū)動LED陣列105分組、定時點亮和熄滅。LED陣列105與培養(yǎng)皿相對，用于照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞。監(jiān)測模塊107與控制模塊101連接，用于監(jiān)測培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，并將培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)反饋給控制模塊101?？刂颇K101接收監(jiān)測模塊107反饋的培養(yǎng)狀態(tài)，并根據(jù)反饋的培養(yǎng)狀態(tài)控制驅(qū)動模塊103驅(qū)動LED陣列，使培養(yǎng)皿中的光敏感細胞處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)?？刂颇K101還用于設定LED陣列105的工作頻率、脈寬及照射時間?？刂颇K101控制LED陣列105的工作狀態(tài)，從而控制培養(yǎng)皿中的光敏感細胞接收光照的時間、方式即強度，進而達到控制光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)的目的。同時，培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)受到監(jiān)測模塊107的監(jiān)測，而監(jiān)測模塊107將監(jiān)測到的培養(yǎng)狀態(tài)反饋給控制模塊101?？刂颇K101中預設有期望的培養(yǎng)狀態(tài)，當監(jiān)測模塊107反饋的培養(yǎng)狀態(tài)與預設的培養(yǎng)狀態(tài)不一致時，控制模塊101則控制LED陣列105的工作方式改變，從而改變培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，直至監(jiān)測模塊107反饋的培養(yǎng)狀態(tài)與預設的培養(yǎng)狀態(tài)一致。驅(qū)動模塊103用于驅(qū)動LED陣列105點亮或熄滅。監(jiān)測模塊107用于監(jiān)測培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)。在本實施例中，監(jiān)測模塊107采用生物傳感器和化學傳感器。培養(yǎng)狀態(tài)包括光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量、一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)。監(jiān)測模塊107包括生物傳感器和化學傳感器，所述生物傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量；所述化學傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)。如圖2所示，為LED陣列的排布示意圖，在本實施例中，包括3個LED陣列。在其他實施例中，根據(jù)現(xiàn)在情況的需要，可以設置多個LED陣列105。LED陣列105包括發(fā)射不同波長光的LED燈，LED燈發(fā)射光包括473納米波長的藍光、588納米波長的黃光。發(fā)射的光波長相同的LED燈串聯(lián)為一組。在本實施例中，每三個發(fā)射相同波長的LED燈串聯(lián)為一組。LED陣列105設置發(fā)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。在控制模塊101的控制下，發(fā)射的光波長相同的LED燈串聯(lián)為一組，能實現(xiàn)分組、定時控制，LED陣列105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(jù)不同的光敏感細胞實驗研究對光刺激的不同光波長需求，可以設置發(fā)射不同光波長的LED等，并不限定在波長473納米、588納米的兩種。此外，根據(jù)不同的光敏感細胞實驗研究，發(fā)射的光波長相同的LED燈可以并聯(lián)，也可以為發(fā)射的光波長不相同的LED燈串聯(lián)。請結(jié)合圖2。LED陣列105包括至少兩個LED燈組，每個LED燈組包括兩個以上的LED燈。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燈組包括第一 LED燈組和第二 LED燈組，第一 LED燈組包括3個LED燈，第二 LED燈組包括6個LED燈，第二 LED燈組包圍第一 LED燈組，第一 LED燈組按正三角形排列，第二 LED燈組按正六角形排列，正三角形與正六角形中心重合。在滿足能提供光強平均照射的情況下，并不限定LED陣列105設有的LED燈組為兩組，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。此處的LED燈組的排列分組方式并不與上述相同的LED燈串聯(lián)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燈組中發(fā)射的光波長相同的LED燈可以通過電連接串聯(lián)一起。具體的，在一實施例中，第一 LED燈組中的LED燈呈正三角形分布，第二 LED燈組中的LED燈呈正六角形分布，正六角形與正三角形中心重合。第一 LED燈組包括設于正三角形三個頂點的三顆LED燈，第二 LED燈組包括設于正六邊形六個頂點的六顆LED燈。LED陣列105由九顆LED燈組成，外圍六顆L`ED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燈的中心連線圍成一正三角形，此里面的三顆LED燈分別落在正三角形的三個頂點上。在其他實施例中，在滿足能提供光強平均照射的情況下，LED燈組中的LED燈可以呈其他形狀分布，其形狀可以為矩形、圓形、菱形等形狀。進一步地，體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)還包括與驅(qū)動模塊103連接用于降低LED陣列105的溫度的散熱模塊109。散熱模塊109固定于背向LED陣列105中的LED燈的一面。在為光敏感細胞實驗研究提供光刺激時，LED燈成的LED陣列105與培養(yǎng)皿相對，散熱模塊109安裝于LED陣列105 —側(cè)。散熱模塊109使熱量得到高效驅(qū)散，保持散熱性能良好，滿足研究工作的需求。散熱模塊109包括呈矩陣排列的散熱片和位于散熱片一側(cè)的風扇。在一實施例中，LED陣列105的數(shù)量與散熱片和風扇的數(shù)量均為三個，三個風扇和三個散熱片相對設置在LED陣列105的一側(cè)。在其他實施例中，根據(jù)光敏感細胞實驗研究的需求或與LED陣列105數(shù)量及位置對應，設置出所需的散熱片和風扇個數(shù)。在優(yōu)選實施例中，散熱片呈矩陣排布，矩陣排布的行列均留有縫隙，留有縫隙相對較寬定義為列，留有縫隙相對較窄定義為行。散熱片呈矩陣排布能使散熱片增加與流通空氣的接觸面積，熱量散發(fā)得更快。具體地，散熱模塊109包括鋁基PCB板、散熱片、大風量風扇構成。鋁基PCB板直接和LED燈相連，LED燈產(chǎn)生的熱量都傳到了鋁基PCB板上。對于6孔板，散熱片選用35*35*14mm的鋁制散熱片，用于將LED燈產(chǎn)生的熱量通過鋁基PCB板傳到散熱片上，擴大散熱面積，再通過風扇把熱量吹掉。風扇位于側(cè)面，綜合考慮實際材料，風量，體積等問題，散熱片優(yōu)選的尺寸是4*4*lcm,電壓為12v。風扇可以同時吹到招基PCB板的上下兩面,加強了散熱的效果，同時還可以吹到體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)的電路布線部分，為電路布線部分散熱。因而，散熱模塊109能以較低的成本可達到比較理想的效果。散熱風扇的工作有兩種方式設定，第一是在上位機的預設程序中，預先設置其工作的初始狀態(tài)和預訂時間；在使用過程中，上位機也會根據(jù)溫度檢測模塊實時收集的溫度數(shù)據(jù)來自主開啟或關閉散熱，從而實現(xiàn)智能省電?？刂颇K101包括下位機單元201、上位機單元203、顯示單元205及供電單元207。下位機單元201用于與監(jiān)測模塊107通信，用于接收監(jiān)測模塊107反饋的培養(yǎng)狀態(tài)。下位機單元201還用于與上位機單元203及顯示單元205通訊，根據(jù)培養(yǎng)狀態(tài)發(fā)送控制電信號到驅(qū)動模塊103以驅(qū)動LED陣列105工作；下位機單元201還發(fā)送培養(yǎng)狀態(tài)到上位機單元203和顯示單元205。上位機單元203接收并顯示培養(yǎng)狀態(tài)以及改變下位機單元201的控制參數(shù)。供電單元207與下位機單元201電連接并為下位機單元201供電。顯示單元205接收并顯示培養(yǎng)狀態(tài)。

下位機單元201發(fā)送控制電信號到驅(qū)動模塊103驅(qū)動LED陣列105能實現(xiàn)LED燈的光強、閃爍頻率、占空比、分組控制。在本實施例中，下位機單元201包括單片機、無線發(fā)射模塊及無線接收模塊。上位機單元203和下位機單元201通過無線模塊209連接。上位機單元203和下位機單元201通過無線模塊209通訊。上位機單元203接收并顯示培養(yǎng)狀態(tài)，改變下位機單元201的控制參數(shù)。在本實施例中，上位機單元203為計算機終端，計算機終端接收下位機單元201上傳并顯示及記錄包括光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量、一氧化氮濃度、PH值、溫度參數(shù)及光照時長等參數(shù)信息。由此，可以分析培養(yǎng)皿中的光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)。在其他實施例中，上位機單元203和下位機單元201的可以使用串口通訊。上位機單元203功能包括:I)生成數(shù)字控制信號，控制信號通過無線傳輸?shù)较挛粰C單元201的接收端，用于驅(qū)動下位機201的單片機的輸出端口的輸出狀態(tài)，給予驅(qū)動模塊103高低電平的輸入來控制LED陣列105的點亮和熄滅，從而實現(xiàn)由上位機單元203設定光刺激陣列的工作模式并對刺激器發(fā)出工作指令，包括基本的刺激頻率、占空、刺激時間、是否啟動散熱及高級的復雜刺激序列的時序自定義。由于刺激器中的LED燈每3個為一組，因而可以獨立的接受來自單片機的控制，因此可以定義單片機輸出端口的時序，從而實現(xiàn)對由LED燈組成的陣列的時序控制。
2)同步接收下位機單元201從監(jiān)測模塊107采集到的多個細胞理化參數(shù)的值，從而可以通過對這些數(shù)據(jù)的動態(tài)變化中來分析刺激產(chǎn)生的效果。同時，以對人源培養(yǎng)細胞的研究為例，由于正常細胞生存的適宜溫度為37攝氏度，并且期望在一段長時間的光照過程中、培養(yǎng)皿中的溫度能穩(wěn)定維持在這個溫度。而如果一直讓散熱模塊109處于工作狀態(tài)的話，刺激器的電量消耗較快.因此我們在上位機單元203使用反饋控制的方法來實現(xiàn)對散熱模塊109的動態(tài)調(diào)節(jié)。為了防止常規(guī)過閾值監(jiān)測法可能引起的振蕩，一般采用工業(yè)系統(tǒng)中常用的如PID (比例-積分-微分)控制器來從動態(tài)得到的溫度參數(shù)中計算出開啟散熱模塊109的時間，從而達到動態(tài)反饋調(diào)節(jié)。供電單元207為電池組，與下位機單元201電連接并為下位機單元201供電。可以理解，當上位機單元203和下位機單元201使用串口通訊時，此供電單元207可以除去，下位機單元201所需電源可以由上位機單元203通過串口提供。上述體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)通過控制模塊101控制驅(qū)動模塊103驅(qū)動LED陣列105分組、定時照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞，并采用監(jiān)測模塊107監(jiān)測光敏感細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)，且監(jiān)測模塊107將培養(yǎng)狀態(tài)反饋給控制模塊101，控制模塊101對LED陣列105的分組定時照射進行調(diào)整，從而使培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)。由于采用LED陣列105照射光敏感細胞，避免了因照射光源過大而導致整個培養(yǎng)系統(tǒng)體積過大。進一步的，采用監(jiān)測模塊107監(jiān)測各種體外細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，因而能夠培養(yǎng)多種體外細胞。因此，上述體外陣列光刺激 裝置監(jiān)測系統(tǒng)的體積小，適宜于監(jiān)測體外細胞培養(yǎng)。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測在光刺激下的光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，其特征在于，包括控制模塊、驅(qū)動模塊、LED陣列及監(jiān)測模塊； 所述驅(qū)動模塊分別與所述控制模塊及所述LED陣列連接，所述驅(qū)動模塊用于驅(qū)動所述LED陣列分組、定時點亮和熄滅； 所述LED陣列與培養(yǎng)皿相對，用于照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞； 所述監(jiān)測模塊與所述控制模塊連接，用于監(jiān)測培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，并將培養(yǎng)皿中光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)反饋給所述控制模塊； 所述控制模塊接收所述監(jiān)測模塊反饋的培養(yǎng)狀態(tài)，并根據(jù)反饋的培養(yǎng)狀態(tài)控制所述驅(qū)動模塊驅(qū)動所述LED陣列，使培養(yǎng)皿中的光敏感細胞處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)。
2.根據(jù)權利要求1所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述LED陣列包括至少兩個LED燈組， 所述每個LED燈組包括兩個以上的LED燈。
3.根據(jù)權利要求2所述的體外細胞陣列光刺激裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述LED燈組包括第一 LED燈組和第二 LED燈組，所述第一 LED燈組包括3個LED燈，所述第二 LED燈組包括6個LED燈，所述第二 LED燈組包圍所述第一 LED燈組，所述第一 LED燈組按正三角形排列，所述第二 LED燈組按正六角形排列，所述正三角形與所述正六角形中心重合。
4.根據(jù)權利要求2所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括與驅(qū)動模塊連接用于降低所述LED陣列的溫度的散熱模塊，所述散熱模塊固定于背向所述LED陣列中LED燈的一面。
5.根據(jù)權利要求4所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述散熱模塊包括呈矩陣排列的散熱片和位于所述散熱片一側(cè)的風扇，所述散熱片成矩陣間隔排列。
6.根據(jù)權利要求1所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述LED陣列包括發(fā)射多種波長光的LED燈，所述波長包括473納米、588納米；發(fā)射的光波長相同的LED燈串聯(lián)。
7.根據(jù)權利要求1所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括下位機單元、上位機單元、顯示單元及供電單元； 所述下位機單元用于與所述監(jiān)測模塊通信，用于接收所述監(jiān)測模塊反饋的培養(yǎng)狀態(tài)；所述下位機單元還用于與所述上位機單元及顯示單元通訊，根據(jù)培養(yǎng)狀態(tài)發(fā)送控制電信號到所述驅(qū)動模塊以驅(qū)動所述LED陣列工作；所述下位機單元還發(fā)送培養(yǎng)狀態(tài)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培養(yǎng)狀態(tài)以及改變所述下位機單元的控制參數(shù)； 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培養(yǎng)狀態(tài)。
8.根據(jù)權利要求7所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于連接所述上位機單元和所述下位機單元的無線模塊。
9.根據(jù)權利要求1所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述培養(yǎng)狀態(tài)包括光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量、一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)；所述監(jiān)測模塊包括生物傳感器和化學傳感器，所述生物傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的細胞離子通道特性、內(nèi)外神經(jīng)電活動、神經(jīng)網(wǎng)絡功能連接、神經(jīng)遞質(zhì)濃度、含氧量；所述化學傳感器用于監(jiān)測光敏感細胞的一氧化氮濃度、PH值及溫度參數(shù)。
10.根據(jù)權利要求1所述的體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還用于設定LED陣列 的工作頻率、脈寬及照射時間。
全文摘要
一種體外細胞光刺激陣列裝置監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測在光刺激下的光敏感細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，包括控制模塊、驅(qū)動模塊、LED陣列及監(jiān)測模塊。通過控制模塊控制驅(qū)動模塊驅(qū)動LED陣列分組、定時照射培養(yǎng)皿中的光敏感細胞，并采用監(jiān)測模塊監(jiān)測光敏感細胞在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)，且監(jiān)測模塊將培養(yǎng)狀態(tài)反饋給控制模塊，控制模塊對LED陣列的分組定時照射進行調(diào)整，從而使培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)狀態(tài)處于設定的培養(yǎng)狀態(tài)。由于采用LED陣列照射光敏感細胞，避免了因照射光源過大而導致整個培養(yǎng)系統(tǒng)體積過大。進一步地，采用監(jiān)測模塊監(jiān)測各種體外細胞的培養(yǎng)狀態(tài)，因而能夠培養(yǎng)多種體外細胞。因此，上述體外陣列光刺激裝置監(jiān)測系統(tǒng)的體積小，適宜于監(jiān)測體外細胞培養(yǎng)。
文檔編號C12M1/36GK103074210SQ20131003012
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權日2013年1月25日 公開號201310030126.9
發(fā)明者蔚鵬飛, 屠潔, 魯藝, 劉楠, 張志華, 蘭志強, 張琪潔, 周意, 王立平 申請人:深圳先進技術研究院