CN111512981B - 一种小型的动物实验光照箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型的动物实验光照箱，包括长方体形状的框架、多块光源板和LED光源控制器，所述光源板设置为安装在所述长方体形状的框架上，所述光源板设置为截角的长方形，所述光源板的两边设置有向内固定的光源，所述的LED光源控制器为多通道可变电流调节电源。本发明的一种小型的动物实验光照箱提供相对独立、最大限度降低外界干扰的光照环境，同时较少影响光照时的温度、湿度、空气流通等，并通过较少的设备来实现对多种光波长、多种光强度的覆盖，为实验环境提供相对均匀的光照。

Description

一种小型的动物实验光照箱

技术领域

本发明涉及生物医药科学研究领域，尤其涉及一种小型的动物实验光照箱。

背景技术

动物依赖其生存环境的光照条件，获取环境的信息，这影响了动物的昼夜节律、瞳孔反射等多种生理过程。近年来，弱光治疗在临床上已被用于多种神经系统疾病，包括中风、脑损伤、脊髓损伤、神经退行性疾病，特别是慢性疼痛和焦虑/抑郁症的治疗。为了在实验室中向以啮齿类动物为代表的小型实验动物提供环境光照，以达到研究该神经系统疾病神经机制的目的，需要光照环境可以达到光暗周期可控、阻隔外界刺激、可提供特定波长的光照、光照强度均匀等要求。因实验所涉及到的环境光波长、强度较为繁杂，对降低不同实验组动物相互干扰要求较大。若以传统光源为实验环境提供光照，所需光源数量较多、能耗较高、光照均匀性难以保证，不仅会造成实验资源的浪费，还会影响实验设计的灵活性。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是现有技术的实验箱的光源数量多、能耗高、光照不均匀的情况，以实现提供相对独立、最大限度降低外界干扰的光照环境，同时较少影响光照时的温度、湿度、空气流通等，并通过较少的设备来实现对多种光波长、多种光强度的覆盖，为实验环境提供相对均匀的光照。

为实现上述目的，本发明提供了一种小型的动物实验光照箱，包括长方体形状的框架、多块光源板和光源控制器，光源板设置为安装在长方体形状的框架上，光源板设置为截角的长方形，光源板的两长边设置有向内固定的光源，光源板还包括折光部分；光源控制器与多块光源板连接，并控制多块光源板的光源。

进一步地，长方体形状的框架的尺寸包括外部尺寸和内部尺寸，外部尺寸设置为长38-48cm、宽25-35cm、高22-30cm；内部设置为长35-45cm、宽22-32cm、高20-28cm。

进一步地，长方体形状的框架的尺寸优选为：外部尺寸设置为长38cm、宽25cm、高22cm；内部设置为长35cm、宽22cm、高20cm。

进一步地，光源板的两长边设置有向内固定的光源设置为带状LED电路组。

进一步地，光源板设置为5块，5块光源板与长方形的框架构成一个无底面的长方体箱体。

进一步地，带状LED电路组设置为与光源控制器连接，光源控制器包括多通道可变电流调节电源，可以通过电流调节控制光源的光强，同时通过显示屏显示当前通道实时输出电流。

进一步地，带状LED电路组还包括等距排布于带状电路板上的封装LED芯片，封装LED芯片包括设置为不同波长的LED芯片，波长范围设置为260nm-1200nm。

进一步地，封装LED芯片设置为红色光、黄色光、绿色光、蓝色光、紫色光、紫外线和白色光中的一种。

进一步地，不同颜色的封装LED芯片的波长范围分别为：红色光656±1nm、黄色光592±1nm、绿色光523±3nm、蓝色光471±3nm、紫色光415±1nm、紫外线371±1nm，白色光色温5600-6000K。

进一步地，折光部分设置为激光雕刻导光板。

技术效果

1、本发明的一种小型的动物实验光照箱结构简单，能耗低，为动物实验提供相对独立、最大限度的降低外界干扰的光照环境，同时较少影响光照时的温度、湿度、空气流通等；

2、一种小型的动物实验光照箱可以通过较少的设备来实现对多种光波长、多种光强度的覆盖；

3、一种小型的动物实验光照箱为实验环境中提供相对均匀的光照。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的一种小型的动物实验光照箱的示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的光源控制器示意图，1-4为电流调节旋钮，5为显示通道选择旋钮，6为当前所选通道电流，7为开关，8为电源输入接口，9为电源输出接口；

图3是本发明的一个较佳实施例的光源板示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的,使用本发明在单关节炎模型实验小鼠上绿色光照和蓝色光照对机械痛敏的镇痛效果；

图5是本发明的一个较佳实施例的,使用本发明在单关节炎模型实验小鼠上绿色光照和蓝色光照对热痛敏的镇痛效果；

图6是本发明的一个较佳实施例的,使用本发明在单关节炎模型实验小鼠上红色光照、黄色光照、紫色光照、紫外光照和白色光照不影响机械痛敏的实验；

图7是本发明的一个较佳实施例的,使用本发明在单关节炎模型实验小鼠上红色光照、黄色光照、紫色光照、紫外光照和白色光照不影响热痛敏的实验。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种小型的动物实验光照箱，包括长方体形状的框架、多块光源板和光源控制器，光源板设置为安装在长方体形状的框架上，框架材质为树脂塑料，通过3D打印的方式一体成型。光源板设置为截角的长方形，其截角大小以为箱体内实验动物提供流通空气为标准，通过插接的方式固定在框架的凹槽上，光源板的两长边设置有向内固定的光源，光源板包括折光部分，其折光部分所采用的工艺为激光雕刻导光板。光源板的导光部分为激光雕刻导光板，其反射材料为激光气化网点，以其中的凹点作为反射单元，其亮度相较于传统的丝网印刷导光板可高30％。材料易于加工尺寸误差较小，使用寿命为7-8年。

长方体形状的框架的尺寸包括外部尺寸和内部尺寸，外部尺寸设置为长38-48cm、宽25-35cm、高22-30cm；内部设置为长35-45cm、宽22-32cm、高20-28cm。本发明的小型的动物实验光照箱不仅可以用于小鼠的光照实验，也可以用于大鼠的光照实验，本实施例为用于小鼠的光照实验时，其长方体形状的框架的尺寸优选为：外部尺寸设置为长38cm、宽25cm、高22cm；内部设置为长35cm、宽22cm、高20cm。当本发明的小型的动物实验光照箱用于大鼠的光照实验，其长方体形状的框架的尺寸优选为：外部尺寸设置为长48cm、宽35cm、高30cm；内部设置为长45cm、宽32cm、高28cm。所有尺寸的加工误差为±1cm。

光源板的两边设置有带状LED电路组，通过聚氯乙烯电气绝缘胶粘带向内固定于导光板上，带状电路板上固定的封装LED芯片单体的平均间距为2mm。如图3所示，条纹面与其所对面为LED电路板固定面。

光源板设置为5块，5块光源板与长方形的框架构成一个无底面的长方体箱体。

带状LED电路组与光源控制器连接，光源控制器包括多通道可变电流调节电源，可以通过电流调节控制光源的光强，同时通过显示屏显示当前通道实时输出电流。

带状LED电路组还包括等距排布于带状电路板上的封装LED芯片，封装LED芯片可以设置为不同颜色，包括红色光、黄色光、绿色光、蓝色光、紫色光、紫外线和白色光中的一种，其波长范围分别为：红色光656±1nm、黄色光592±1nm、绿色光523±3nm、蓝色光471±3nm、紫色光415±1nm、紫外线371±1nm，白色光色温5600-6000K。不同颜色的单色光源，对动物产生的生理病理过程有不同的调节，因此本光照箱可以通过拔插不同颜色的光源板，提供不同的光照条件，研究不同颜色的光照对实验动物的影响。

如图2所示，光源控制器包括电流调节旋钮1-4，显示通道选择旋钮5，当前所选通道电流6，开关7，电源输入接口8，电源输出接口9；光源控制器通过电源输出接口9分别与光源板连接，为LED灯提供电源，电源输出接口设置为一个电源输出接口与一个小型的动物实验光照箱的相连，控制整个动物实验光照箱的光源板的LED灯，因此如图2所示，电源输出接口9有4个，可以同时连接4个动物实验光照箱，而电流调节旋钮1-4分别对应4个光照箱，通过调节电流调节旋钮1-4，来调节4个光照箱的LED光强，以完成不同光强的实验需求，不仅节约能源，还能使实验数据更准确。

本发明的一种小型的动物实验光照箱包括5块光源板，没有装光源板的另一边朝下放置，将小型的动物实验光照箱扣在小动物饲养箱的外面，为饲养箱中的动物提供均匀光照。由于本发明的一种小型的动物实验光照箱具有截角，其截角的大小正好可以为箱体内实验动物提供流通空气，而LED光源本身产热效果较低，动物活动导致的实验箱体内温度升高主要通过所放置环境内的通风系统来进行平衡。

本发明的一种小型的动物实验光照箱理论上可用于多种基于啮齿类动物的神经精神疾病模型的研究，凡是涉及光照有调节作用的疾病机理研究(如焦虑、抑郁、慢性痛等)均可使用。本发明实施例仅以LED光照改善病理性疼痛为例，介绍该小型光照箱的使用方法。其实验动物为小鼠，给予小鼠左侧踝关节完全弗氏佐剂(CFA)10μl，制备小鼠单关节炎慢性痛模型，随后我们给予该单关节炎慢性痛模型小鼠不同波长的LED光照，观察对关节炎小鼠机械痛敏和热痛敏的影响。研究结果表明：每天给予小鼠8小时绿色(波长523±3nm)或蓝色(波长471±3nm)LED光疗，明显缓解关节炎所导致的机械痛敏(图4)和热痛觉过敏(图5)。其他色光(红色光656±1nm、黄色光592±1nm、紫色光415±1nm、紫外线371±1nm、白色光色温5600-6000K)光照对小鼠的机械痛阈(图6)和热痛阈(图7)均无明显影响。以上研究结果表明，绿色和蓝色LED光照对于关节炎小鼠炎性痛反应有明显的镇痛作用，且绿色LED的镇痛作用比蓝色LED起效快。该实验设备提供了实验所需的多种波长的光照，且光照稳定、均匀，尽可能的降低了环境差异可能对实验结果产生的误差。其他涉及光照有调节作用的疾病机理研究(如焦虑、抑郁等)的使用方法类似，选择不同波长的LED光照和时间(除了上述实施例中提及的LED灯的颜色外，其他颜色的LED光源也可以用，根据不同的要求和目的可以任意选择)，对比得出相应的结果，其实现过程此处将不再赘述。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种小型的动物实验光照箱，其特征在于，用于啮齿类动物涉及光照调节作用的神经精神疾病研究，包括长方体形状的框架、多块光源板和光源控制器，所述光源板设置为安装在所述长方体形状的框架上，框架材质为树脂塑料，通过3D打印的方式一体成型；所述光源板设置为截角的长方形，所述光源板的两长边设置有向内固定的光源，所述光源板还包括折光部分；所述折光部分设置为激光雕刻导光板；光源板的导光部分为激光雕刻导光板，其反射材料为激光气化网点，以其中的凹点作为反射单元；所述光源控制器与所述多块光源板连接，并控制多块光源板的光源；所述光源板设置为5块，5块光源板与所述长方体形状的框架构成一个无底面的长方体箱体；所述光源板的两长边设置有向内固定的光源设置为带状LED电路组；所述带状LED电路组还包括等距排布于带状电路板上的封装LED芯片，所述封装LED芯片包括设置为不同波长的LED芯片，波长范围设置为260 nm - 1200nm；所述封装LED芯片设置为红色光、黄色光、绿色光、蓝色光、紫色光和紫外线中的一种。

2. 如权利要求1所述的一种小型的动物实验光照箱，其特征在于，长方体形状的框架的尺寸包括外部尺寸和内部尺寸，所述外部尺寸设置为长38-48 cm、宽25-35 cm、高22-30cm；所述内部尺寸设置为长35 -45cm、宽22-32cm、高20 -28cm。

3. 如权利要求2所述的一种小型的动物实验光照箱，其特征在于，所述长方体形状的框架的尺寸为：所述外部尺寸设置为长38 cm、宽25 cm、高22 cm；所述内部尺寸设置为长35cm、宽22cm、高20cm。

4.如权利要求1所述的一种小型的动物实验光照箱，其特征在于，所述带状LED电路组设置为与光源控制器连接，所述光源控制器包括多通道可变电流调节电源，通过电流调节控制光源的光强，同时通过显示屏显示当前通道实时输出电流。

5.如权利要求1所述的一种小型的动物实验光照箱，其特征在于，不同颜色的封装LED芯片的波长范围分别为：红色光656±1nm、黄色光592±1nm、绿色光523±3nm、蓝色光471±3nm、紫色光415±1nm、紫外线371±1nm。

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