CN103609528A - 荧光鱼变色展示方法及实现该方法的led控制系统及鱼缸 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种荧光鱼变色展示方法及实现该方法的LED控制系统及基于该LED控制系统的用于观赏荧光鱼的鱼缸。对于荧光鱼变色展示方法，选用含有荧光蛋白的荧光鱼，用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射或用荧光蛋白的诱导光对荧光鱼进行照射诱导荧光蛋白变色后再用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射。用诱导光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼的颜色发生改变，用激发光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼发出荧光。对于LED控制系统，包括LED阵列、与LED阵列连接的驱动芯片、与驱动芯片连接的主控芯片以及与主控芯片连接的电源电路将外部电压转换为工作电压。LED阵列包含可发出激发光的激发光阵列和可发出诱导光的诱导光阵列。

Description

荧光鱼变色展示方法及实现该方法的LED控制系统及鱼缸

技术领域

本发明涉及荧光鱼变色控制技术，更具体涉及一种荧光鱼变色展示方法及实现该方法的LED控制系统及鱼缸。

背景技术

转基因技术经过多年发展，已广泛适用于多种动物模型，包括斑马鱼、小鼠、猴子、猪等。通过基因敲除和加入技术可以获得需求的特定性状。而观赏鱼一直以来受到人们的喜爱，并受益于转基因技术，可以在短时间内获得特定的性状，而不必通过传统的杂交来缓慢地改变。目前已有专利文献详细论述了利用重组DNA技术，将外源荧光蛋白基因植入鱼体的特定组织，从而得到特定颜色的荧光鱼。例如邰港公司的荧光鱼，专利申请号为200410039961.X的“产生新荧光鱼的方法及由该方法所产生的新荧光鱼”，以及美国公司的专利US8232450、US7700825和正在申请的20120210454，都介绍了某些单色荧光鱼的生产方法，这些荧光鱼在接近某些特定波长的光线刺激下，会产生非常引人注目的色彩，具有奇特的装饰和观赏效果。但是此类荧光鱼不能改变自身的颜色，只是随着激发光线的波长和强度变化使得颜色的亮度发生改变，而颜色本身没有变化。

近年来，随着生物技术的迅猛发展，越来越多的新型荧光蛋白被发现和改进，对于可变色荧光蛋白，在特定的诱导波长改变的刺激下，可以更改自身的颜色，达到很好的展示效果。

关于鱼缸的专利，很多设计和改进主要在于用变化的光照效果来对鱼缸进行装饰，并未涉及荧光鱼相关信息。在美国公开号为US2008/0316732A1的“Aquarium with adjustable lighting（具有可调光照的水族箱）”介绍了一种专门用于单色荧光鱼的鱼缸照明系统，能随着外界光强变化改变对于单色荧光鱼的激发光的强度和波长，达到良好的展示效果，但此类荧光鱼鱼缸并未涉及光诱导可变色荧光鱼的展示，控制部分及光照部分都较为简单，无法满足更加成熟的荧光鱼系列的展示。

发明内容

本发明提供了一种荧光鱼变色展示方法及实现该方法的LED控制系统及基于该LED控制系统的用于观赏荧光鱼的鱼缸。

根据本发明的一个方面，提供了一种荧光鱼变色展示方法，选用含有荧光蛋白的荧光鱼，用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射或用荧光蛋白的诱导光对荧光鱼进行照射诱导荧光蛋白变色后再用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射。用诱导光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼的颜色发生改变，用激发光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼发出荧光。

在一些实施方式中，选用含有PFP型单向不可逆变色荧光蛋白的荧光鱼，荧光鱼变色前的发光颜色为第一色，荧光鱼变色后的发光颜色为第二色，采用第一色激发光照射荧光鱼即可使荧光鱼呈现第一色荧光，再用第二色诱导光照射荧光鱼使荧光鱼体内的荧光蛋白变为第二色，后用第二色激发光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼体呈现第二色荧光。虽然PFP型荧光蛋白的变色是不可逆的，但对于生物体而言，新的蛋白会源源不断地产生，当原先的转换过的蛋白被替换过以后，就可以再进行光诱导切换了。

其有益效果为：通过诱导光诱导后再用激发光激发可使荧光鱼从第一色变为第二色而产生变色效果。

在一些实施方式中，选用含有两种颜色不同的单色荧光蛋白的荧光鱼，所述两种单色荧光蛋白分别为第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白，所述第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白的激发光的波长范围不相交，用第一色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第一色，用第二色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第二色。

其有益效果为：由于荧光鱼含有两种不同颜色的荧光蛋白，只要用相应的激发光进行激发即可使荧光鱼呈现出两种不同的颜色。其颜色切换操作方便、变色周期无限制。

在一些实施方式中，选用含有第一色到无色可逆变色特性的RPFE型荧光蛋白A和第二色到无色可逆变色特性的RPFR型荧光蛋白B的荧光鱼，首先照射荧光蛋白A的激发光使荧光鱼呈现第一色荧光，再照射荧光蛋白A的无色诱导光，使荧光蛋白A呈暗色，后照射荧光蛋白B的第二色诱导光，使荧光蛋白B呈第二色，最后照射第二色激发光，使使荧光鱼呈现第二色荧光，所述荧光蛋白A的第一色激发光与荧光蛋白B的第二色诱导光波长范围不相交，所述荧光蛋白B的第二色激发光与荧光蛋白A的第一色诱导光波长范围不相交。

其有益效果为：可以实现短时间内多次变色，颜色变换的动态效果好。

本发明还提供了一种LED控制系统，包括LED阵列，LED阵列包含可发出激发光的激发光LED阵列和可发出诱导光的诱导光LED阵列；与LED阵列连接的驱动芯片，驱动芯片控制LED阵列的发光次序和强弱；与驱动芯片连接的主控芯片和与主控芯片连接的电源电路，电源电路将外部电压转换为工作电压。驱动芯片可控制LED阵列的发光次序和强弱，电源电路可将220V交流电转化成LED阵列所需的工作电压。

其有益效果为：通过LED阵列在不同时段发出不同波长和强弱的光照射观赏荧光鱼，可使观赏荧光鱼在不同的时段能够变化成不同的颜色。控制方式灵活，光照色彩丰富。

在一些实施方式中，LED控制系统还包括光照检测模块，光照检测模块检测外部环境光照，输入到所述主控芯片，主控芯片根据光照检测模块输入的光检测信号控制LED阵列的发光。

其有益效果为：光照检测模块用来检测环境的光照强度，并将光信号转换成电信号传输给主控芯片。

在一些实施方式中，光照检测模块包括光敏电阻、基准电阻和比较器，光敏电阻、基准电阻分别与比较器的输入端连接，比较器将比较结果输出至主控芯片，主控芯片将对比较信号的处理结果输送至驱动芯片以控制LED阵列。

其有益效果为：光敏电阻能够检测出环境的光强信号并将其转换成电信号传送给比较器，该电信号经比较器比较后传输给主控芯片，主控芯片对信号进行处理后输送至驱动芯片，驱动芯片根据主控芯片的输送信号控制LED阵列发出强度适宜的光对观赏荧光鱼进行照射。

本发明还提供了一种鱼缸，包括顶盖、缸体和底座，缸体位于底座上，顶盖覆盖于缸体上，LED阵列设置在顶盖上，主控芯片和驱动芯片设置在顶盖上，电源电路设置在底座中，缸体上还设有显示器和键盘。

其有益效果为：LED阵列位于鱼缸的顶盖，以便能够照射在缸体中的荧光鱼；主控芯片和驱动芯片位于顶盖上防止鱼缸内的水对其造成损坏；光照检测模块设置在顶盖上，以便检测到环境光照情况；显示器和键盘位于缸体外侧，便于操作人员手动操作；电源电路设置在底座中，方便整个控制系统与电源连接。

附图说明

图1是本发明一实施方式的LED控制系统的原理框图；

图2是本发明一实施方式的基于LED控制系统的鱼缸的结构示意图；

图3是本发明实施例一的LED控制系统的主控芯片的电路图；

图4是本发明实施例一的LED控制系统的主控芯片和驱动芯片的电路连接示意图；

图5是本发明实施例一的LED控制系统的电源电路的电路图；

图6是本发明实施例一的LED控制系统的显示器与主控芯片的电路连接示意图；

图7是本发明实施例一的LED控制系统的键盘与主控芯片的电路连接示意图；

图8是本发明实施例一的LED控制系统的键盘的结构示意图。

具体实施方式

图1示意性地显示了本发明一实施方式的LED控制系统的原理框图。

如图1所示，本发明提供一种LED阵列控制系统，包括LED阵列1、主控芯片2，驱动芯片3、电源电路4、光照检测模块5、键盘6和显示器7。主控芯片2和驱动芯片3连接，驱动芯片3和LED阵列1连接，主控芯片2通过驱动芯片3控制LED阵列1的发光次序和强弱。主控芯片2通过电源电路4连接220V的交流电源8。显示器7与主控芯片2连接，键盘6与主控芯片2连接。光照检测模块5与主控芯片2连接。光照检测模块5包括光敏电阻、基准电阻和比较器，光敏电阻、基准电阻分别和比较器连接。光敏电阻能够检测出光信号并将其转换成电信号，该电信号通过比较器与由基准电阻产生的基准电压进行比较得到电压信号，该电压信号传输到主控芯片2中，主控芯片2通过预先输入的程序对电压信号进行处理并将处理结果输送至驱动芯片3，驱动芯片3根据主控芯片2的输送结果控制LED阵列1。

在主控芯片2中输入应用程序，主控芯片2根据输入的程序将时钟控制信号传递给驱动芯片3，驱动芯片3具有多个输出端口，LED阵列1中的不同颜色的LED阵列分别连接到驱动芯片3的不同输出端口，驱动芯片3根据主控芯片2传递时钟控制信号控制各个输出端口的通电时间和通电强弱，以控制LED阵列1的发光次序和强弱。主控芯片2通过电源电路4连接220V交流电源8，电源电路4将220V交流电源8转化成主控芯片2工作所需的5V的电压；操作人员可以通过键盘6对LED控制系统进行手动操作，并在显示器7上显示出工作模式。LED控制系统的主控芯片2里的程序包含了三种工作模式，包括手动调节模式、周期调节模式和外界光强调节模式（后文将详细说明）。在实际应用中，如果有新的工作模式的需求，还可以在主控芯片2里输入新的程序从而生成新的工作模式。操作人员通过键盘6选择确认何种工作模式。光照检测模块5将检测的光信号转换成电信号输送至主控芯片2，以便主控芯片2能够根据外界光强来控制LED阵列1。

图2示意性地显示了本发明一实施方式的基于LED控制系统的鱼缸的结构图。

如图2所示，基于LED阵列控制系统的鱼缸，包括顶盖10、缸体11和底座12。缸体11位于底座12上，顶盖10覆盖于缸体11上。LED阵列1照射荧光鱼，为了达到观赏的效果，在实际操作时，鱼缸的顶盖10上设置有多组LED阵列1，以便能够充分照射缸体11中的荧光鱼。主控芯片2和驱动芯片3焊接在同一块电路板13上，焊接有主控芯片2和驱动芯片3的电路板13设置在顶盖10上。光照检测模块5设置在顶盖10上，防止鱼缸内的水对其造成损坏。显示器7和键盘6设置在缸体11外侧，便于操作人员手动操作和显示。电源电路4设置在底座12中，方便整个控制系统与电源连接。缸体11上设有水处理系统14，水处理系统14保证鱼缸内的水质干净，保证荧光鱼的存活环境。在本实施例中，水处理系统14选用诺摩宠物用品厂的型号为GLV-2的产品。也可采用类似的产品。顶盖10上还设有喂食口15，操作人员通过顶盖10上的喂食口15给缸体11内的荧光鱼喂食。

在荧光鱼观赏的实际应用中，根据荧光鱼体内荧光蛋白的种类来具体设计LED阵列的种类和数量。下面对带有LED控制系统的鱼缸应用在观赏荧光鱼方面作进一步的说明。

图3示意性的显示了本发明一实施例的LED控制系统的主控芯片的电路图。

如图3所示，PIC16F877A单片机的SDI串行通信接口与驱动芯片MBI5030通信。MBI5030可以在5V的工作电压下工作。MBI5030具有16个输出电流端口，每个输出电流端口可以提供最大90mA的恒定灌电流。MBI5030使用脉宽调制技术（PWM）调节与每个输入电流端口相连的LED阵列的灰度，最多实现65536级可调。输入电流端口的基准电流可以通过外接电阻调节，也可以通过对其内部寄存器编程实现256级可变增益电流调节。此基准电流为所有电流端口的基准电流。

图4示意性地显示了本发明一实施例的LED控制系统的主控芯片和驱动芯片的电路连接图。

如图4所示，PIC16F877A单片机的SCK、T0CLK和T1CLK端口产生时钟控制信号分别输入到驱动芯片MBI5030的DCLK、LE和GCLK端口以控制驱动芯片的工作状态和调节驱动芯片的工作参数，使各LED阵列工作在不同的模式下。

图5示意性地显示了本发明一实施例的LED控制系统的电源电路的电路图。

如图5所示，电源电路4包括稳压管Q1和三端稳压器Q2，220V的交流电通过电源电路4的稳压管Q1可以获得LED阵列所需的15V的工作电压，再经过三端稳压器Q2后可获得主控芯片2、驱动芯片3和光照检测模块5所需的5V的工作电压，显示器所需的3.3V的工作电压。在本实施例中，三端稳压器Q2选用的型号为IL1117。

图6示意性地显示了本发明一实施例的LED控制系统的显示器与主控芯片的电路连接图。

如图6所示，显示器7除了显示主控芯片2中可供选择的工作模式，还可以显示各LED阵列当前的工作模式，显示器采用LCD点阵液晶。LCD选取2.4寸TFT型240＊320分辨率彩色液晶。液晶的一个像素点色彩为十六位565格式RGB真彩色，数据总线位宽设置为八位，与主控芯片1的八位数据线直线相连。

图7和图8分别示意性地显示了本发明一实施例的LED控制系统的键盘与主控芯片的电路连接图以及LED控制系统的键盘的结构图。

如图7-8所示，键盘6上设有五个按键，构成位于上下左右的导航键61和位于中间位置的确认键62。导航键61和确认键62采用独立键盘方式与主控芯片2连接，即为每个导航键61和确认键62各分配一个输入输出端口用于读取状态。键盘6与主控芯片2采用中断方式连接，四个导航键61和一个确认键62的低电平有效信号经过与门产生中断信号。中断信号产生的条件是：四个导航键61和一个确认键62中只要有一个低电平信号，则产生低电平中断请求信号。

光照检测模块5包括光敏电阻、基准电阻和比较器，光敏电阻、基准电阻分别和比较器连接。在工作模式为外界光强调节模式时，光照检测模块5开始工作，根据环境光照情况调节LED阵列的工作状态。

显示器7和键盘6提供交互界面。显示器7及键盘6通过排线和导线与主控芯片2连接，键盘6与显示器7之间的信号传递是通过主控芯片2完成的。用户在显示器7的界面上通过键盘6选择三种工作模式中的一种。这三种工作模式分别为手动调节模式、周期调节模式与外界光强调节模式。无论哪种荧光鱼的变色方案都可以采用这三种工作模式。下面就以后文中荧光鱼变色方案的实施例二为例，详细说明这三种工作模式的工作过程。

手动调节模式：在该模式中，可选择第一色或第二色，选择第一色，则使鱼变为第一色，选择第二色，则使鱼变为第二色。主控芯片2接收到手动工作模式信号后，等待用户进一步输入。以实施例二为例，用户在显示器7的界面上通过键盘6选择绿色激发光LED阵列关闭、红色激发光LED阵列开启。主控芯片2通过与键盘6和显示器7的接口接收到此信号。主控芯片2将此控制信号通过SDI接口（如图4所示）传递给驱动芯片3。驱动芯片3将与绿色激发光LED阵列连接的端子电流设置为0，与红色激发光LED阵列连接的端子电流设为默认值，并且可以由用户继续设置。此时，红色激发光LED阵列发光照射荧光鱼，使荧光鱼的Alexa594荧光蛋白激发得到红色的荧光鱼，鱼缸内的荧光鱼便呈现红色。绿色激发光LED阵列开启、红色激发光LED阵列关闭的情况与之相似，也可以绿色激发光LED阵列、红色激发光LED阵列同时关闭。在手动模式中还可以加入定时功能，主控芯片2接收到信号后在用户指定的时间点上执行相应的操作。

周期调节模式：该模式则是使鱼周期性地从第一色变为第二色再变回第一色。用户选择周期调节模式后，主控芯片2启动内部的定时器，每隔一段时间交替使用第一色激发光LED阵列和第二色激发光LED阵列，两种激发光周期性切换。间隔的周期也可以由用户在显示器7的界面中输入设定。

外界光强调节模式：该模式是根据外界光强情况选择是调成第一色好还是调成第二色好。用户选择此模式后主控芯片2读取光照检测模块5的输出信号。光照检测模块5根据预先设定的阈值判断光照强弱并向主控芯片2输出信号。主控芯片2接收到信号后选择打开适合此光照环境的LED阵列，如第一色激发光LED阵列，同时关闭第二色激发光LED阵列。一般来说，在较暗的环境中选择中心波长较小的LED阵列，在较亮的环境中选择中心波长较长的LED阵列。关闭和打开LED阵列的操作与手动模式类似。

以上三种工作模式都可以调节LED阵列的激发光的光强。激发光调节分为手动调节和外光感调节。手动调节通过键盘6向主控芯片2发送信号，可直接对第一色激发光LED阵列或第二色激发光LED阵列的激发光的光强进行调节，LED阵列的激发光光强的增强会使荧光鱼发光更鲜艳。而外光感调节则是通过光照检测模块5根据外界光线的强度调节背景光，外界光线越强，则使激发光也越强，达到的观赏效果就越好。具体从电路上来说，驱动芯片MBI5030可以调节所有与LED阵列相连端子的输入基电流，这样可以整体提高或者降低LED阵列的激发光的光强。MBI5030也可以单独改变每个与LED阵列相连的端子的输入电流，在基电流的基础上通过PWM技术实现65535级可调，从0到基电流的值。因此也就可以调节每个LED阵列的光强。驱动芯片的所有控制信号都是主控芯片PIC16F877A通过SDI接口输入的。

荧光蛋白说明

对于一个带有荧光蛋白基因的生物，由于自身的细胞在不断地复制，新的荧光蛋白将源源不断地产生，对于Kaede型荧光蛋来说，绿色荧光蛋白到橘黄色荧光蛋白的转化是不可逆的，也就是说，在一定周期内这种变化是一次性的，对于观赏者来说，观赏到荧光鱼从绿变红的机会太少了，必须等到光诱导可变色荧光鱼体内重新合成的绿色荧光蛋白达到一定数量才能够实现，这一般需要数个乃至十几个小时的时间。但对于Kaede而言，它可以进行变化的两种颜色都十分鲜艳，非常适合进行观赏。对于Dronpa，它的变色方式是可持续擦写的，在一个周期中100次以上的转变次数己经足够进行光诱导变色，将非常适合进行变色的动态观赏。

第一种是以PA-GFP为代表的irreversible photoactivatable fluorescentproteins(IPFP)，此类光诱导可变色荧光蛋白只可以从暗色到某一颜色进行单方向变色，由于变化不可逆且仅有一种鲜艳颜色，所以该蛋白并没有太多观赏价值。第二种是以Kaede为代表的photoshiftable fluorescent proteins(PFP)，此类光诱导可变色荧光蛋白的特点是可以从一种颜色到另一种颜色进行单方向变色，但变化不可逆，由于在蛋白质生成的一个周期中只能进行一次从绿色到橘黄色再回归绿色的变化，所以该蛋白主要适合周期调节的工作模式。第三种是以Dronpa为代表的reversible photoactivatable fluorescentproteins(RPFP)，此类光诱导可变色荧光蛋白可以从暗色到某一颜色进行可逆变换，且变换次数较多，虽然暗色没有观赏价值，但目前的技术可以将两个该类荧光蛋白基因通过转座子嵌入到观赏鱼基因组上，通过一定的光控操作可以实现两种颜色的动态切换。利用两种单色荧光蛋白实现荧光鱼的变色效果，操作简便。

在一一介绍几种荧光鱼变色方案之前，首先说明几个名词的含义。诱导光:只会出现在涉及光诱导可变色荧光蛋白的范畴中，单色荧光蛋白中不存在，是一种使可变色荧光蛋白从一种颜色的性态转化为另一种颜色的性态的特定波长的光线。对于A色诱导光这种表达，实际上是指将荧光蛋白转变为A色的诱导光，而不是指诱导光是A色的。荧光蛋白通过诱导光照射变色的过程通常都是在几秒钟内完成。激发光:对于荧光蛋白，必须要在外界光源剌激下才能发出荧光，当外界光线处于某一特定波长范围时，使某一荧光蛋白发出的颜色最显著，该波长的光则称为激发光。对于A色激发光这种表达，实际上是指使荧光蛋白发出的A色更显著的激发光，而不是指激发光是A色的，激发光波长一般小于A色的波长。

下面介绍荧光鱼变色展示方法：选用含有荧光蛋白的荧光鱼，用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射或用荧光蛋白的诱导光对荧光鱼进行照射诱导荧光蛋白变色后再用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射。

方案一：选用含有PFP型单向不可逆变色荧光蛋白的荧光鱼，荧光鱼变色前的发光颜色为第一色，荧光鱼变色后的发光颜色为第二色，采用第一色激发光照射荧光鱼即可使荧光鱼呈现第一色荧光，再用第二色诱导光照射荧光鱼使荧光鱼体内的荧光蛋白变为第二色，后用第二色激发光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼体呈现第二色荧光。

方案二：选用含有两种颜色不同的单色荧光蛋白的荧光鱼，所述两种单色荧光蛋白分别为第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白，所述第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白的激发光的波长范围不相交，用第一色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第一色，用第二色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第二色。

方案三：选用含有第一色到无色可逆变色特性的RPFE型荧光蛋白A和第二色到无色可逆变色特性的RPFR型荧光蛋白B的荧光鱼，首先照射荧光蛋白A的激发光使荧光鱼呈现第一色荧光，再照射荧光蛋白A的无色诱导光，使荧光蛋白A呈暗色，后照射荧光蛋白B的第二色诱导光，使荧光蛋白B呈第二色，最后照射第二色激发光，使荧光鱼呈现第二色荧光，所述荧光蛋白A的第一色激发光与荧光蛋白B的第二色诱导光波长范围不相交，所述荧光蛋白B的第二色激发光与荧光蛋白A的第一色诱导光波长范围不相交。

实施例一

鱼缸顶盖10上设置有40组由LED发光二极管构成的LED阵列1，保证LED阵列1覆盖整个鱼缸顶盖区域。在本实施例中，LED阵列1中包括波长为500-520nm的绿色激发光LED阵列和波长为560-580nm的橘黄色激发光LED阵列以及波长为350-400nm的橘黄色诱导光LED阵列，主控芯片2采用MICROCHIP公司生产的型号为PIC16F877A单片机，驱动芯片3采用聚信光电（深圳）有限公司生产的MBI5030。

选用含有Kaede型荧光蛋白的荧光鱼。由于荧光鱼体内的蛋白质的生成周期一般为48小时，新生的Kaede荧光蛋白呈绿色，可用波长为500-520nm的绿色激发光进行照射使荧光鱼呈现鲜艳的绿色。用橘黄色荧光蛋白变色诱导光波长为350-400nm进行照射，使之全部转化为橘黄色荧光蛋白，此时采用波长为560-580nm的橘黄色激发光对荧光蛋白进行激发使之呈现出鲜艳的橘黄色。随着时间推移，细胞内新的Kaede荧光蛋白不断生成，这些Kaede荧光蛋白为绿色，经过24小时后，细胞内的绿色荧光蛋白数量己经超过橘黄色荧光蛋白，此时采用波长为500-520nm的绿色激发光进行激发，荧光鱼便会呈现出鲜艳的绿色，再经过24小时，细胞内的橘黄色荧光蛋白几乎完全被绿色荧光蛋白取代，此时可再次使用波长为350-400nm的橘黄色荧光蛋白变色诱导光进行诱导并采用波长为560-580nm的橘黄色激发光进行激发，使之呈现出鲜艳的橘黄色。由于变色一次刚好是一天时间，适合周期调节的工作模式。该变色方案操作起来较为简单，从绿色转化为橘黄色的动态过程效果较好，但从橘黄色到绿色的转换由于是激发光直接切换，所以动态效果稍差。

实施例二

在实施例一的基础上，更换鱼缸的缸体11内的荧光鱼的种类以及鱼缸的顶盖10上的LED阵列。

鱼缸顶盖10上设置有40组由LED发光二极管构成的LED阵列1，保证LED阵列1覆盖整个鱼缸顶盖区域。在本实施例中，LED阵列1中包括波长为460-480nm的绿色激发光LED阵列和波长为535-580nm的红色激发光LED阵列，其它部件与实施例一相同。

选用含有GFP和Alexa594这两种不同颜色的单色荧光蛋白的荧光鱼。由于GFP荧光蛋白和Alexa594荧光蛋白的激发频谱相隔很远，用波长为460-480nm的绿色激发光LED阵列的激发光来激发荧光鱼的GFP荧光蛋白得到绿色的荧光鱼，用波长为535-580nm的红色激发光LED阵列的激发光来激发荧光鱼的Alexa594荧光蛋白得到红色的荧光鱼。将上述两种荧光鱼放入基于上述LED控制系统的荧光鱼鱼缸内。

实施例三

在实施例一的基础上，更换鱼缸的缸体11内的荧光鱼的种类以及鱼缸的顶盖10上的LED阵列。

顶盖10上设置有50组由LED发光二极管构成的LED阵列，保证LED阵列覆盖整个鱼缸区域。将顶盖10上的LED阵列更换为波长为380-430nm的绿色诱导光、波长为440-500nm波段的无色诱导光、波长为520-570nm的红色诱导光和红色激发光、波长为500-530nm的绿色激发光四组LED阵列。

选用含有有Dronpa荧光蛋白和FP595荧光蛋白的荧光鱼。对于Dronpa荧光蛋白，采用波长为380-430nm的绿色诱导光照射可使其转变成绿色，采用波长为500-530nm的绿色激发光照射则可使荧光鱼呈现鲜亮的绿色。采用波长为440-500nm波段的无色诱导光照射则可使其转变成无色。

对于FP595荧光蛋白，采用波长为520-570nm的红色诱导光和激发光照射可使其转变并呈现红色荧光，采用波长为440-500nm波段的无色诱导光则可使其转变成无色。

由于Dronpa荧光蛋白和FP595荧光蛋白的色彩转变是可逆的，因此，本方案可以实现短时间内多次变色，同时也有很好的颜色变换的动态效果。

上述针对本发明的一些实施方式并非穷举，只要是在本发明基础上作出的可预见性的改进和变化，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.荧光鱼变色展示方法，其特征在于：选用含有荧光蛋白的荧光鱼，用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射或用荧光蛋白的诱导光对荧光鱼进行照射诱导荧光蛋白变色后再用荧光蛋白的激发光对荧光鱼进行照射。

2.根据权利要求1所述的荧光鱼变色展示方法，其特征在于：选用含有PFP型单向不可逆变色荧光蛋白的荧光鱼，荧光鱼变色前的发光颜色为第一色，荧光鱼变色后的发光颜色为第二色，采用第一色激发光照射荧光鱼即可使荧光鱼呈现第一色荧光，再用第二色诱导光照射荧光鱼使荧光鱼体内的荧光蛋白变为第二色，后用第二色激发光对荧光鱼进行照射可使荧光鱼体呈现第二色荧光。

3.根据权利要求1所述的荧光鱼变色展示方法，其特征在于：选用含有两种颜色不同的单色荧光蛋白的荧光鱼，所述两种单色荧光蛋白分别为第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白，所述第一色荧光蛋白和第二色荧光蛋白的激发光的波长范围不相交，用第一色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第一色，用第二色荧光蛋白的激发光照射荧光鱼可使荧光鱼呈现第二色。

4.根据权利要求1所述的荧光鱼变色展示方法，其特征在于：选用含有第一色到无色可逆变色特性的RPFE型荧光蛋白A和第二色到无色可逆变色特性的RPFR型荧光蛋白B的荧光鱼，首先照射荧光蛋白A的激发光使荧光鱼呈现第一色荧光，再照射荧光蛋白A的无色诱导光，使荧光蛋白A呈暗色，后照射荧光蛋白B的第二色诱导光，使荧光蛋白B呈第二色，最后照射第二色激发光，使荧光鱼呈现第二色荧光，所述荧光蛋白A的第一色激发光与荧光蛋白B的第二色诱导光波长范围不相交，所述荧光蛋白B的第二色激发光与荧光蛋白A的第一色诱导光波长范围不相交。

5.用于实现权利要求1～4所述的方法的LED控制系统，包括

LED阵列（1），所述LED阵列（1）包含可发出激发光的激发光LED阵列和可发出诱导光的诱导光LED阵列；

与LED阵列（1）连接的驱动芯片（3），所述驱动芯片（3）控制LED阵列（1）的发光次序和强弱；

与驱动芯片（3）连接的主控芯片（2）；

和与主控芯片（2）连接的电源电路（4），所述电源电路（4）将外部电压转换为工作电压。

6.根据权利要求5所述的LED控制系统，其特征在于，还包括光照检测模块（5），所述光照检测模块（5）检测外部环境光照，输入到所述主控芯片（2），所述主控芯片（2）根据光照检测模块（5）输入的光检测信号控制LED阵列的发光。

7.根据权利要求6所述的LED控制系统，其特征在于，所述光照检测模块（5）包括光敏电阻、基准电阻和比较器，所述光敏电阻、基准电阻分别与比较器的输入端连接，所述比较器将比较结果输出至主控芯片（2），所述主控芯片（2）将对比较信号的处理结果输送至驱动芯片（3）以控制LED阵列（1）。

8.鱼缸，其特征在于，包括顶盖（10）、缸体（11）和底座（12），所述缸体（11）位于所述底座（12）上，所述顶盖（10）置于所述缸体（11）上，所述鱼缸还包括基于权利要求5～7任一项所述的LED控制系统。

9.根据权利要求8所述的鱼缸，其特征在于，所述LED阵列（1）设置在所述顶盖（10）上，所述主控芯片（2）和驱动芯片（3）设置在顶盖（10）上，所述电源电路（4）设置在底座（12）中，所述缸体（11）上还设有显示器（7）和键盘（6）。

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