[发明专利]用于光遗传学细胞高通量研究的无线程控光照系统及应用

摘要

本发明公开了一种用于光遗传学细胞高通量研究的无线程控光照系统，该系统包括上位机与控制软件、无线通讯模块、下位机中央处理器、下位机寄存器芯片组、下位机发光二极管组以及稳压直流电源。本发明的装置用于体外规模培养细胞的光遗传学信号通路研究尤其是与信号通路相关的药物分子筛选的研究，解决了目前相关研究中缺少高通量、多强度、长时间、多因素光照的体外刺激的设备问题，有效提高了光遗传学研究中光刺激系统的精确度和实验效率。另外，基于本系统所获得的培养细胞光激活的条件，如光照强度、光激活时间等对于将来细胞的光遗传学研究也有广泛的应用前景。

主权项

1.一种用于光遗传学高通量研究的无线程控光照系统，包括：上位机PC、蓝牙无线通讯模块、下位机以及稳压直流电源，其特征在于：所述的下位机包括：位于集成印刷电路板一面的中央处理单元、寄存器芯片组、通信接口以及电源接口；位于集成印刷电路板另一面的发光二极管组；所述的发光二极管组包含96个发光二极管，成8×12矩形排列，各发光二极管间中心距离为9mm，与生物细胞实验所用标准96孔细胞培养板各孔位置相对应；所述的上位机PC内的控制软件将控制指令通过蓝牙无线通讯模块输送至中央处理单元；所述的蓝牙无线通讯模块包括：蓝牙无线通讯主机和蓝牙无线通讯从机，蓝牙无线通讯主机通过USB接口与上位机PC相连，蓝牙无线通讯从机与蓝牙无线通讯主机以蓝牙协议配对；所述的中央处理单元接收蓝牙无线通讯从机发送的控制指令，并将控制指令与时钟信号输入寄存器芯片组；所述的寄存器芯片组将控制指令的串行输入转换为并行输出，并控制发光二极管的亮灯时长、闪烁方式、灯光亮度以及光色，单独控制每个发光二极管的发光；所述的发光二极管的出射光波长包含470nm、520nm以及620nm，所使用的发光二极管工作频率为40~100Hz，以PWM方式调节工作亮度，在光遗传学研究中对细胞实施光刺激；所述的稳压直流电源用于给下位机中的元器件提供工作稳压直流电源。