多光谱led光动力反应装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了多光谱LED光动力反应装置，包括底座、设于该底座上的中心转轴、设于该中心转轴上的支撑面板、设于该支撑面板边缘位置处的若干个LED点阵面光源、驱动装置和载物平台，载物平台位于和LED点阵面光源相配合的位置处；驱动装置驱动中心转轴转动，从而驱动LED点阵面光源位移至载物平台的正上方。本实用新型采用以上结构，转动结构灵活方便，结构简单，实现基于光动力疗法（PDT）的白血病HL60肿瘤细胞的体外灭活。作为拓展，对于其余肿瘤细胞的体外PDT灭活实验，本实用新型均可以满足要求。
【专利说明】多光谱LED光动力反应装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光电子【技术领域】，具体涉及多光谱LED光动力反应装置。
【背景技术】
[0002]光动力疗法(PhotodynamicTherapy，PDT)也称光辐射疗法，是利用特定波长的光照射在光敏剂上，继而产生一系列化学、物理、生物等反应以用于恶性肿瘤、良性肿瘤和其他疾病的治疗的一种方法。研究发现，光敏剂、光源以及组织氧浓度是影响光动力疗法的三个主要因素。光动力疗法中，光敏剂只有在受到特定波长的光的持续辐照下，光敏剂吸收光能量后受激发形成激发三线态光敏剂。这些激发态三线态光敏剂通过与组织底物、氢原子或电子相互作用，抑或是通过将能量直接转移给氧，通过以上方式产生一些活性氧分子(Radical OxygenSpecies, R0S),产生的活性氧分子通过氧化作用来攻击细胞结构,这种损伤可能是细胞膜或蛋白的氧化损伤，当氧化损伤达到一定程度时，细胞便开始死亡。
[0003]光辐照时间(辐照时间长短直接影响光剂量大小)与细胞内活性氧分子的生成量存在一定的依赖关系，光辐照时间太短即光剂量太少，会引起灭活率下降，而光剂量太大对正常细胞造成的损伤也不容忽视。故而，光源发出的光波长大小、光功率大小和光照时间乃至光源的种类都最终影响光动力疗法的效果。而发明人在实验中发现，外界环境(光动力反应容易受到外界自然光和实验室照明光的影响)，也是影响光动力疗法效果的因素之一。
[0004]现有的光动力反应装置为一种类似黑箱的结构，且能控制光源的光功率和光照时间，但是现有的光动力反应装置存在如下缺点:1、光照时间的设置，其实现方法较为笨拙，并不能完全满足当下的实验要求；2、装置并未对LED灯珠的光照度是否满足实验要求进行检验(LED灯珠在持续使用一段时间之后，会有老化的问题出现，从而使得其光照度不再能满足实验要求)；3、单个LED灯珠在使用的时候，并不需要考虑散热的问题，但是，当我们制成LED点阵面光源的时候，散热问题不能够忽略，其没有提出散热解决方案。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于公开了多光谱LED光动力反应装置，解决了实现方法较为笨拙，无法检验光照度和检测LED是否老化，且LED点阵面光源的散热的问题。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]多光谱LED光动力反应装置，包括底座、设于该底座上的中心转轴、设于该中心转轴上的支撑面板、设于该支撑面板边缘位置处的若干个LED点阵面光源、驱动装置和载物平台，载物平台位于和LED点阵面光源相配合的位置处；驱动装置驱动中心转轴转动，从而驱动LED点阵面光源位移至载物平台的正上方。
[0008]进一步，还包括由不透光材料制成的箱体，所述底座、所述中心转轴、所述支撑面板、所述LED点阵面光源、所述驱动装置和所述载物平台都设于箱体内。
[0009]进一步，还包括控制面板，所述驱动装置连接控制面板。
[0010]进一步，所述载物平台设有用于检测所述LED点阵面光源光照度的光敏二极管，该光敏二极管连接所述控制面板。
[0011]进一步，所述箱体内设有散热用的风扇和与该风扇连接的直流电机。
[0012]进一步，还包括起提示作用的蜂鸣器和用于获取所述箱体内温度的温度传感器，蜂鸣器和温度传感器分别连接所述控制面板，且所述直流电机连接控制面板。
[0013]进一步，所述驱动装置和所述中心转轴通过齿轮啮合结构连接；该齿轮啮合结构包括套设于中心转轴上的转轴齿轮和与该转轴齿轮啮合的驱动齿轮，驱动装置连接驱动齿轮。
[0014]进一步，所述驱动装置为步进电机，所述驱动齿轮套设在该步进电机的电机转轴上。
[0015]进一步，所述若干个LED点阵面光源的波长各不相同。
[0016]进一步，所述若干个LED点阵面光源包括波长为410nm的第一 LED点阵面光源、波长为450nm的第二 LED点阵面光源、波长为530nm的第三LED点阵面光源和波长为630nm的第四LED点阵面光源。根据不同的光源波长要求，可以选择除了以上四种波长之外的不同波长的LED灯珠制成的LED点阵面光源，进而进行更换以便满足不同的实验要求。
[0017]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0018]1、本实用新型采用以上结构，转动结构灵活方便，结构简单，实现基于光动力疗法(PDT)的白血病HL60肿瘤细胞的体外灭活；作为拓展，对于其余肿瘤细胞的体外PDT灭活实验，本实用新型均可以满足要求；且采用控制面板实现光动力治疗过程中的相关参数的设置，可以方便、快捷设定光辐照时间；采用蜂鸣器，在完成光辐照实验之后，系统报警通知实验人员，并且自动切断LED点阵面光源的电源，实现实验的精确、智能控制，减少人为因素对实验产生的影响；
[0019]2、设有温度传感器，用于测定箱体内的实时温度，从而判断系统需要不需要散热；若需要散热，系统驱动直流电机带动风扇扇叶转动，达到散热的目的；若不需要散热，直流电机不运行，从而也达到节能的目的；
[0020]3、设有光敏二极管用于检测LED灯珠是否老化，光照度是否能够满足实验要求；若光照度能够满足实验要求，则无异常举动；若光照度不能够满足实验要求，则系统驱动蜂鸣器播放一段特殊的声音(用于与时间报警的声音区分开)，告知实验人员，应该进行LED灯珠的更换；光敏二极管和控制面板连接实现智能检测。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本实用新型多光谱LED光动力反应装置实施例的结构示意图；
[0023]图2是图1中LED点阵面光源和支撑面板的配合示意图；
[0024]图3是图1中控制面板的模块示意图；
[0025]图4是图1中控制面板的控制电路原理示意图；
[0026]图中，1-底座；2_中心转轴；3_支撑面板；4_LED点阵面光源；41_第一 LED点阵面光源；42-第二 LED点阵面光源；43-第三LED点阵面光源；44_第四LED点阵面光源；45_LED灯珠；5_驱动装置；51_电机转轴；6_载物平台；7_控制面板；71_控制按键；72_显示屏；8-螺栓连接结构；9-箱体；10_风扇；11_直流电机；12_啮合结构；121_转轴齿轮；122_驱动齿轮。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]如图1至图4所示实施例多光谱LED光动力反应装置,包括底座1、设于该底座I上的中心转轴2、设于该中心转轴2上的支撑面板3、设于该支撑面板3边缘位置处的若干个LED点阵面光源4、驱动装置5和载物平台6，载物平台6位于和LED点阵面光源4相配合的位置处；驱动装置5驱动中心转轴2转动，从而驱动LED点阵面光源4位移至载物平台6的正上方。
[0029]LED点阵面光源4通过螺栓连接结构8固定在载物平台6的边缘位置处。驱动装置5可安装在底座I上，底座I能够承受的质量能够满足本实施例的要求。
[0030]本实施例还包括控制面板7，驱动装置5连接控制面板7。载物平台6设有用于检测LED点阵面光源4光照度的光敏二极管，该光敏二极管连接控制面板7。光敏二极管将获得的光照度信息送至控制面板7的控制电路，从而判断LED点阵面光源4上的LED灯珠45是否老化？是否达到实验要求？进而确定是否需要进行更换。
[0031]如图3和图4所示，控制面板7的控制电路包括单片机微处理单元、数码管显示单元、光谱选择单元、晶体振荡电路、硬件复位电路、LED点阵面光源通断控制单元、光辐照时间设置和报警单元、过热报警散热单元、光敏传感器单元。数码管显示单元、光谱选择单元、晶体振荡电路、硬件复位电路、LED点阵面光源通断控制单元、辐照时间设置和报警单元、过热报警散热单元和光敏传感器单元分别连接单片机微处理单元。
[0032]控制面板7还设有控制按键71和显示屏72，控制按键71和显示屏72连接数码管显示单元。通过控制按键71可以设定需要光辐照的时间，在显示屏72上显示出所设定的时间，控制按键71还可以控制本实施例开始工作。
[0033]本实施例还包括由不透光材料制成的箱体9，底座1、中心转轴2、支撑面板3、LED点阵面光源4、驱动装置5和载物平台6都设于箱体9内。
[0034]箱体9内设有散热用的风扇10和与该风扇10连接的直流电机11，直流电机11可为无刷直流电机。本实施例采用螺栓连接结构8将直流电机11固定在箱体9的两侧壁上，直流电机11的转轴上面装有风扇10。
[0035]驱动装置5和中心转轴2通过齿轮啮合结构12连接；该齿轮啮合结构12包括套设于中心转轴2上的转轴齿轮121和与该转轴齿轮121啮合的驱动齿轮122，驱动装置5连接驱动齿轮122从而驱动驱动齿轮122旋转。驱动装置5为步进电机，驱动齿轮122套设在该步进电机的电机转轴51上，通过控制步进电机的转动，既可以实现中心转轴2的转动，从而移动LED点阵面光源4，使不同波长的LED点阵面光源4与载物平台6正对。
[0036]若干个LED点阵面光源4的波长各不相同，且若干个LED点阵面光源4绕中心转轴2环形阵列布置。本实施例中，若干个LED点阵面光源4包括波长为410nm的第一 LED点阵面光源41、波长为450nm的第二 LED点阵面光源42、波长为530nm的第三LED点阵面光源43和波长为630nm的第四LED点阵面光源44。
[0037]本实施例还包括起提示作用的蜂鸣器(未示出)和用于获取箱体9内温度的温度传感器(未示出)，蜂鸣器和温度传感器设于箱体9内，蜂鸣器和温度传感器分别连接控制面板7，且直流电机11连接控制面板7。
[0038]本实施例多光谱LED光动力反应装置的其它结构参见现有技术。
[0039]作为对本实施例的进一步说明，现说明本实施例多光谱LED光动力反应装置的工作原理:本实施例上电之后，根据需要选择某一种波长的LED点阵面光源4 (例如第一阵面光源41)，此操作通过控制面板中的控制按键71来控制；按动设定好的按键，将置放于底座I上面的步进电机运行设定好的角度，使得第一 LED点阵面光源41正对载物平台6 ;按动控制按键71后，步进电机运行，从而驱动中心转轴2转动，中心转轴2带动支撑面板3转动，从而使得固定在支撑面板3上面的LED点阵面光源4转动，直至第二 LED点阵面光源42正对载物平台6，步进电机停止运行；再按动一次控制按键71之后，第三LED点阵面光源5正对载物平台14，步进电机停止运行；再按动一次按键，第四LED点阵面光源5正对载物平台14，步进电机停止运行；如此循环下去。
[0040]当选择好波长之后，再通过控制按键71设定需要光辐照的时间，在显示屏72上显示出来，设定完成之后，通过控制按键71按动开始按键，系统开始运行，即进入实验。当实验完成之后，系统自动切断LED点阵面光源4的电源，停止光辐照，并通过蜂鸣器报警通知实验人员，从而达到智能控制的目的。相比人为计时，这样的控制方式可以使得光辐照时间更为精确，又可以使实验人员不必耗费时间等待光辐照实验，利用光辐照实验的时间完成其他相应的工作。
[0041]在光辐照实验过程中，温度传感器DS18B20始终处于工作状态，并将箱体9里面的温度实时送到控制面板7的单片机处理单元处理，当箱体9内的实时温度高于我们设定的阈值温度时，单片机处理单元驱动直流电机运行，带动风扇10转动，从而达到散热的目的。
[0042]在光辐照实验中，置于载物平台6上面的光敏二极管一直处于工作状态，将LED点阵面光源4的光照度值实时送给单片机处理单元，当光照度小于我们设定的阈值(光动力疗法中的光功率必须满足一定的要求，在白血病HL60肿瘤细胞的体外灭活实验中，我们一般选取的光功率为5Mw/cm2)的时候，单片机驱动蜂鸣器用一段特定的声音报警，从而告知实验人员，应该更换LED灯珠。
[0043]本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。
【权利要求】
1.多光谱LED光动力反应装置，其特征是:包括底座、设于该底座上的中心转轴、设于该中心转轴上的支撑面板、设于该支撑面板边缘位置处的若干个LED点阵面光源、驱动装置和载物平台，载物平台位于和LED点阵面光源相配合的位置处；驱动装置驱动中心转轴转动，从而驱动LED点阵面光源位移至载物平台的正上方。
2.根据权利要求1所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:还包括由不透光材料制成的箱体，所述底座、所述中心转轴、所述支撑面板、所述LED点阵面光源、所述驱动装置和所述载物平台都设于箱体内。
3.根据权利要求2所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:还包括控制面板，所述驱动装置连接控制面板。
4.根据权利要求3所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述载物平台设有用于检测所述LED点阵面光源光照度的光敏二极管，该光敏二极管连接所述控制面板。
5.根据权利要求3所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述箱体内设有散热用的风扇和与该风扇连接的直流电机。
6.根据权利要求5所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:还包括起提示作用的蜂鸣器和用于获取所述箱体内温度的温度传感器，蜂鸣器和温度传感器分别连接所述控制面板，且所述直流电机连接控制面板。
7.根据权利要求1所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述驱动装置和所述中心转轴通过齿轮啮合结构连接；该齿轮啮合结构包括套设于中心转轴上的转轴齿轮和与该转轴齿轮啮合的驱动齿轮，驱动装置连接驱动齿轮。
8.根据权利要求7所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述驱动装置为步进电机，所述驱动齿轮套设在该步进电机的电机转轴上。
9.根据权利要求1所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述若干个LED点阵面光源的波长各不相同。
10.根据权利要求1或9所述多光谱LED光动力反应装置，其特征是:所述若干个LED点阵面光源包括波长为410nm的第一 LED点阵面光源、波长为450nm的第二 LED点阵面光源、波长为530nm的第三LED点阵面光源、和波长为630nm的第四LED点阵面光源。
【文档编号】A61N5/06GK203620090SQ201320686909
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】熊建文, 洪旭亮, 陈丽, 解庭红 申请人:华南师范大学