專利名稱：：一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及光電子領(lǐng)域，尤其涉及一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
：光動(dòng)力療法(PhotodynamicTherapy,PDT)原稱光輻射療法、光化學(xué)療法，是利用特定波長(zhǎng)的光照射在一定的光敏物質(zhì)上，然后產(chǎn)生一系列化學(xué)、物理、生物等反應(yīng)以治療惡性腫瘤和各種良性疾病的一種方法。影響PDT的因素主要有光敏劑、光源以及組織氧濃度。在光動(dòng)力療法中，使用的光敏劑只有在受到特定波長(zhǎng)光的輻照下，才能共振激發(fā)形成激發(fā)態(tài)的光敏劑，即用一定劑量的單色光來(lái)激發(fā)誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)的光生化反應(yīng)一一光敏劑吸收光能量受到激發(fā)，形成激發(fā)三線態(tài)光敏劑。這些激發(fā)態(tài)三線態(tài)光敏劑通過(guò)與組織底物或氫原子或電子相互作用或是直接將能量轉(zhuǎn)移給氧，產(chǎn)生一些氧活性分子(RadicalOxygenSpecies,ROS)，ROS通過(guò)氧化作用來(lái)攻擊細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這種損傷可能是細(xì)胞膜或蛋白的氧化損傷，當(dāng)氧化損傷的積累超過(guò)一定的閾值時(shí)，細(xì)胞便開(kāi)始死亡。然而，輻照于細(xì)胞的光劑量對(duì)細(xì)胞內(nèi)生成氧化物和單線態(tài)氧的量存在一定的依賴關(guān)系，輻照光劑量太小會(huì)引起PDT的效率下降，光劑量太大對(duì)正常細(xì)胞的損傷又不容忽視。因此，光源發(fā)出的光波長(zhǎng)，光功率大小以及光照方式等都影響著細(xì)胞或生物組織在光照下的光動(dòng)力效應(yīng)，從而影響光動(dòng)力療法的效果。同時(shí)，為了使同一組實(shí)驗(yàn)保持在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，光斑的各個(gè)位置應(yīng)保持相同的光功率，即光斑的均勻度，所以光源發(fā)出的光斑的面積和光功率均勾度，對(duì)探究光動(dòng)力反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)影響也是不容忽視的。目前，光動(dòng)力療法的細(xì)胞接受光照實(shí)驗(yàn)一般是在96孔培養(yǎng)板進(jìn)行光生化反應(yīng)，廣泛采用的光源是激光光源，光劑量的控制通常為人為控制光源對(duì)細(xì)胞輻照一段時(shí)間，然后不輻照一段時(shí)間，如此反復(fù)。發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有PDT細(xì)胞接受光照實(shí)驗(yàn)中，光動(dòng)力反應(yīng)容易受到外界環(huán)境光照的干擾(如自然光或?qū)嶒?yàn)室照明光)，同時(shí)對(duì)光動(dòng)力反應(yīng)的光劑量、照射面積較難精確控制，從而影響光反應(yīng)的效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置，以提供一個(gè)簡(jiǎn)易、反應(yīng)條件良好且不易受外界環(huán)境干擾的PDT反應(yīng)裝置。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置，包括箱體，該箱體由不透光材料制成；固定于所述箱體頂部下方的光源模組，該光源模組包括由多個(gè)LED燈組成的光源；設(shè)置于所述箱體底部上方的用于放置反應(yīng)物的升降平臺(tái)，該升降平臺(tái)通過(guò)升降調(diào)節(jié)部件與所述箱體底部連接；光源驅(qū)動(dòng)電路，電連接于所迷光源模組，為所述光源模組提供電源驅(qū)動(dòng)，，并通過(guò)調(diào)節(jié)電路電流調(diào)節(jié)所述光源模組的光功率；控制電路，電連接于所述光源驅(qū)動(dòng)電路，用于控制所述光源模組的光照時(shí)間。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光反應(yīng)裝置，由不透光材料制成的箱體，固定于所述箱體頂部下方的光源模組，設(shè)置于所述箱體底部上方的用于放置反應(yīng)物和調(diào)節(jié)反應(yīng)物與光源間距離的升降平臺(tái)，電連接與所述光源模組，為所述光源模組提供電源驅(qū)動(dòng)，并可調(diào)節(jié)所述光源模組的光功率的光源驅(qū)動(dòng)電路，以及電連接于所述光源驅(qū)動(dòng)電路，用于控制所述光源模組的光照時(shí)間的控制電路，構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)易、不受外界光照干擾，便于精確控制光功率大小與光照時(shí)間的光動(dòng)力反應(yīng)裝置。為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖l是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置的組成示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置中光源驅(qū)動(dòng)電路的原理圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置中控制電路的原理圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置中電源電路的原理圖。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置的組成示意圖。該裝置主要包括箱體IO、光源模組ll、散熱片12、聚光部件13、升降平臺(tái)14、升降調(diào)節(jié)部件15、光源驅(qū)動(dòng)電路、控制電路以及電源18，為了使本發(fā)明技術(shù)方案更加清楚完整，下面將對(duì)各部件功能及其之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)描述。箱體IO，所述箱體由不透光材料制成，形成一個(gè)光反應(yīng)的"暗室"，防止外界光線(如自然光或?qū)嶒?yàn)室照明光線)對(duì)光反應(yīng)的干擾，并且可以保護(hù)相應(yīng)的電路。光源模組11,固定于所迷箱體IO頂部下方，該光源模組11包括由多個(gè)LED(LightEmittingDiode，發(fā)光二極管)燈組成的光源，所述LED光源為大功率LED光源，因?yàn)榇蠊β实腖ED光源熱效應(yīng)很小。大功率LED按頂部發(fā)光透鏡分為散光、聚光、酒杯形狀等LED，為了得到光功率比較均勻的光斑，本裝置選用散光的LED。大功率LED按顏色分有紅色、黃色、黃綠色、綠色、藍(lán)色、白色等，具體實(shí)施時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)置不同顏色的LED燈得到不同的光源波長(zhǎng)。另外，將LED排成環(huán)形或圓形可進(jìn)一步提高光斑均勻度。散熱片12，設(shè)置于所述箱體10頂部，所述光源模組中的大功率LED光源粘附在所述散熱片上。長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)亮光源，光源一J&會(huì)有一定的溫升，為了防止溫升對(duì)光源可靠性、穩(wěn)定性的影響，將光源粘附在散熱片上給光源散熱。聚光部件13，設(shè)置于所述光源模組正下方，用于調(diào)節(jié)所述光源模組發(fā)出的散射光的光斑大小。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述聚光部件13可以為可調(diào)長(zhǎng)度的聚光光筒，所述聚光光筒由兩個(gè)直徑不同的圓筒套接組成，通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)圓筒的重合長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)聚光光筒的總長(zhǎng)度，例如，使用直徑為8cm的聚光光筒，調(diào)節(jié)聚光光筒的長(zhǎng)度，可將光源發(fā)出的散射光限定在直徑為8cm的圓形面積范圍內(nèi)，得到一個(gè)各處光功率大小相差不超過(guò)5%的均勻光斑。升降平臺(tái)14,設(shè)置于所述箱體IO底部上方用于放置反應(yīng)物，該升降平臺(tái)通過(guò)升降調(diào)節(jié)部件15與所述箱體底部連接，通過(guò)調(diào)節(jié)所述升降調(diào)節(jié)部件15可調(diào)節(jié)反應(yīng)物與光源模組之間的距離。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，通過(guò)配合調(diào)節(jié)所述聚光光筒的長(zhǎng)度和所述升降調(diào)節(jié)部件改變光源與細(xì)胞之間的距離，從而可調(diào)節(jié)反應(yīng)物接收到的光功率大小，以及調(diào)節(jié)光源散射光照射到細(xì)胞上的光斑大小，使得反應(yīng)物各個(gè)位置的光功率基本保持一致。光源驅(qū)動(dòng)電路(圖中未示出)，電連接于所述光源模組，為所述光源模組11提供電源驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)電路電流可調(diào)節(jié)所述光源模組的光功率。所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括一可調(diào)電阻和與所述可調(diào)電阻相連的LED驅(qū)動(dòng)芯片，所述LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與所述光源模組相連，通過(guò)調(diào)節(jié)所述可調(diào)電阻來(lái)改變電路的電流，從而達(dá)到調(diào)節(jié)光源模組的光功率的目的；所述LED恒流驅(qū)動(dòng)器包括與控制電路的輸出端相連的使能端，通過(guò)所述使能端控制電路根據(jù)預(yù)設(shè)的光照時(shí)間控制所述光源驅(qū)動(dòng)電路工作與否，從而控制所述光源模組的光照時(shí)間。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，參考圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置中光源驅(qū)動(dòng)電路的原理圖。LED驅(qū)動(dòng)芯片為DD311芯片，內(nèi)建電流鏡與電流開(kāi)關(guān)機(jī)制，DD311可驅(qū)動(dòng)高達(dá)1安培的輸出電流，并可透過(guò)調(diào)整參考輸入電流(IREF)來(lái)任意設(shè)定輸出電流的大小。輸出電流值約為100倍的IREF,IREF可由調(diào)節(jié)外桂可調(diào)電阻或偏壓電壓來(lái)設(shè)定。微調(diào)可調(diào)電阻或改變偏壓電壓大小可以實(shí)現(xiàn)單顆LED亮度校正或多顆LED間整體亮度同時(shí)調(diào)整。芯片的輸出端可承受的電壓高達(dá)33V，支持多顆大功率LED的串接應(yīng)用，并具有輸出使能端(Enable)可實(shí)現(xiàn)控制LED的點(diǎn)亮與熄滅。調(diào)節(jié)電路中的可調(diào)電阻R，可調(diào)節(jié)輸入電流，從而可調(diào)節(jié)光源的功率。在電源電路提供12V的偏壓時(shí)，可調(diào)電阻的最大阻值為5K或10K,輸出電流最大為1A,大功率LED的工作電流大約為330mA,因此足夠驅(qū)動(dòng)LED,若需要幾個(gè)LED時(shí)，只需要將LED串聯(lián)即可。控制電路(圖中未示出)，電連接于所述光源驅(qū)動(dòng)電路，用于控制所述光源驅(qū)動(dòng)電路工作與否，從而控制所述光源模組的光照時(shí)間。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，參考圖3，圖3是本發(fā)明實(shí)施例一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置中控制電路的原理圖。所述控制電路由燒寫(xiě)了程序的單片機(jī)89S52和相應(yīng)的外圍電路組成，單片機(jī)共有32個(gè)I/O口，PI,P2,P3，P4,本"i殳計(jì)選用P2口接成一個(gè)4x4的4定盤(pán)，P1.0口輸出高、j氐電平。4x4的鍵盤(pán)有16個(gè)4定，這16個(gè)鍵代表的意義如表一所示表一:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>控制電路輸出高低電平的端口P1.0與上述LED驅(qū)動(dòng)芯片DD311的使能端第5腳接在一起，第5腳的電壓大于等于3.3伏時(shí)，芯片工作，小于3.3伏時(shí)，芯片不工作。單片機(jī)輸出的高電壓大約為4.9伏，低電壓大約為零伏。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，接通電源，按電路板上的按鍵ON，控制電路輸出高電平，光源驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)始工作，光源LED點(diǎn)亮；此外，按電路板上的復(fù)位鍵OFF鍵，控制電路輸出低電平，光源驅(qū)動(dòng)電路停止工作，LED熄滅。若要輸入控制時(shí)間，先按下清零這個(gè)鍵，確保程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，要輸入高電平時(shí)間時(shí)，先按一下輸入高電平時(shí)間這個(gè)鍵，然后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值，比如輸入21分鐘，則先后按下20和1這兩個(gè)鍵；同理，要輸入低電平時(shí)間時(shí)，先按一下輸入低電平時(shí)間這個(gè)鍵，然后再輸入對(duì)應(yīng)的數(shù)值，比如15分鐘，則先后按下10和5這兩個(gè)鍵，則電路會(huì)按照輸入的高低電平的時(shí)間來(lái)重復(fù)地輸出相同時(shí)間的高低電平。若要修改高低電平時(shí)間，則先按清零4定，然后再鍵入高低電平值，操作如前面所述。通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制光動(dòng)力反應(yīng)的光照時(shí)間，不需要人為計(jì)時(shí)，操作方便且時(shí)間控制精確。電源18，用于為所述光源驅(qū)動(dòng)電路、控制電蹈凝供穩(wěn)定的直流工作電壓。圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置的電源電路原理圖，所述電源電路由變壓器、橋堆整流、電容和穩(wěn)壓芯片連接而成，將高壓交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，為所述光源驅(qū)動(dòng)電路和控制電路提供穩(wěn)定的直流工作電壓。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置，在由不透光材料制成的箱體內(nèi)，通過(guò)配合調(diào)節(jié)升降平臺(tái)的高度和聚光部件，調(diào)節(jié)光反應(yīng)物與光源之間的距離，從而可調(diào)節(jié)反應(yīng)物接收到的光功率大小和光斑面積大小，同時(shí)通需求設(shè)置不同顏色的大功率LED燈得到不同的光源波長(zhǎng)，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一個(gè)不受外界光照干擾，便于選擇光源波長(zhǎng)，且便于精確控制光照時(shí)間、光照功率以及在光照范圍內(nèi)各處光劑量均勻的光動(dòng)力反應(yīng)裝置。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。權(quán)利要求1、一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置，其特征在于，包括箱體，該箱體由不透光材料制成；固定于所述箱體頂部下方的光源模組，該光源模組包括由多個(gè)LED燈組成的光源；設(shè)置于所述箱體底部上方的用于放置反應(yīng)物的升降平臺(tái)，該升降平臺(tái)通過(guò)升降調(diào)節(jié)部件與所述箱體底部連接；光源驅(qū)動(dòng)電路，電連接于所述光源模組，為所述光源模組提供電源驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)電路電流調(diào)節(jié)所述光源模組的光功率；控制電路，電連接于所述光源驅(qū)動(dòng)電路，用于控制所述光源模組的光照時(shí)間。2、如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括設(shè)置于所述光源模組正下方的聚光部件，用于調(diào)節(jié)所述光源模組發(fā)出的散射光的光斑大小。3、如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述聚光部件為可調(diào)長(zhǎng)度的聚光光筒。4、如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述光源驅(qū)動(dòng)電路包括一可調(diào)電阻和與所述可調(diào)電阻相連的LED驅(qū)動(dòng)芯片，所述LED驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與所述光源模組相連，通過(guò)調(diào)節(jié)所述可調(diào)電阻調(diào)節(jié)光源模組的光功率；所述LED驅(qū)動(dòng)芯片包括與控制電路的輸出端相連的使能端，通過(guò)所述使能端，控制電路根據(jù)預(yù)設(shè)的光照時(shí)間控制所述光源驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述光源模組。5、如纟又利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光源模組中的LED光源為大功率LED光源。6、如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述箱體頂部設(shè)置有至少一塊散熱片，所述光源模組中的LED光源粘附在所迷散熱片上。7、如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括電源，用于為所述光源驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、提供工作電源。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種光動(dòng)力反應(yīng)裝置，包括箱體，該箱體由不透光材料制成；固定于所述箱體頂部下方的光源模組，該光源模組包括由多個(gè)LED燈組成的光源；設(shè)置于所述箱體底部上方的用于放置反應(yīng)物的升降平臺(tái)，該升降平臺(tái)通過(guò)升降調(diào)節(jié)部件與所述箱體底部連接；光源驅(qū)動(dòng)電路，電連接于所述光源模組，用于為所述光源模組提供電源驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)調(diào)節(jié)電路電流調(diào)節(jié)所述光源模組的光功率；控制電路，電連接于所述光源驅(qū)動(dòng)電路，用于控制所述光源模組的光照時(shí)間。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為光動(dòng)力反應(yīng)提供了一個(gè)不受外界光照干擾，便于精確控制光功率大小與光照時(shí)間，且光照范圍內(nèi)各處光劑量均勻的光動(dòng)力反應(yīng)裝置。文檔編號(hào)A61N5/06GK101518673SQ200910106200公開(kāi)日2009年9月2日申請(qǐng)日期2009年3月27日優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日發(fā)明者何惠玲,菁左,廖美香,李志為,熊建文申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)