CN117563147B - 一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法，包括金属箱体，所述金属箱体包括金属罩子和光学面包板，所述金属罩子位于光学面包板的上部且两者通过搭扣锁连接，所述光学面包板上设置有金属凹面镜、衰减片、金属平面镜，所述光学面包板上设置有剪式升降架，所述剪式升降架上设置有加热板，所述加热板上可拆式设置托板，所述托板上设置固定装置，所述托板和加热板上设有同心且直径相同的辐射孔。本发明通过的一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法，实验结果稳定，便于携带，填补了缺少能够提供稳定实验环境、并能固定活体实验动物眼部进行太赫兹辐射的实验装置的空缺。

Description

一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，具体涉及一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法。

背景技术

太赫兹波作为一种重要的频段资源，正在成为不同领域关注的热点。 太赫兹辐射以其强吸收、低能性，以及与生物分子振动的匹配性等特性，太赫兹辐射生物效应在国内外受到了广泛关注，近些年太赫兹医疗领域相关研究已经积累了很多人体组织、器官、细胞和生物大分子中的实验成果，包括一些具有潜力的积极作用，但也有一些研究发现某些频率的太赫兹波对生物体具有负面作用，太赫兹的医学应用要求明确其生物效应和生物安全性。眼部是除皮肤以外，另一能直接接受辐射影响的器官，因此研究太赫兹辐射对生物体眼部的生物效应是太赫兹辐射安全性的重要组成部分。在临床研究中，通常使需要建立动物实验模型，以研究辐射对于动物生理以及病理的研究。

太赫兹波包含了频率为0.1到10 THz的电磁波，位于微波和红外光波之前，而实验环境中对THz的吸收衰减效应以水分子的吸收作用最强，因此相较于紫外、可见光和红外等方面的辐照系统，太赫兹辐照实验要减少实验中水蒸气的吸收特性。目前，太赫兹辐射源大多采用脉冲太赫兹源为主，输出频率和功率相对固定，通过对光学器件对太赫兹波进行调整有能够获得较为稳定的辐射参数。另外，目前对太赫兹辐照装置的多是对实验动物皮肤进行研究，而针实验动物眼部辐射的较少。对因此，有必要设计一种能够提供稳定实验环境、并能固定活体实验动物眼部进行太赫兹辐射的实验装置，能够在一定程度上提高太赫兹生物效应的研究效率。

发明内容

本发明提供了一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置及实验方法，目的在于在一定程度上提高太赫兹生物效应的研究效率一种能够提供稳定实验环境、并能固定活体实验动物眼部进行太赫兹辐射的实验装置，能够在一定程度上提高太赫兹生物效应的研究效率。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置，包括金属箱体，所述金属箱体包括金属罩子和光学面包板，所述金属罩子位于光学面包板的上部且两者通过搭扣锁连接，所述光学面包板内设置有金属凹面镜、衰减片、金属平面镜，所述光学面包板底部设置有剪式升降架，所述剪式升降架上设置有加热板，所述加热板上可拆式设置托板，所述托板上设置固定装置，所述托板和加热板上设有同心且直径相同的辐射孔。

具体的，所述固定装置包括设置在托板上的固定头套、颈部固定装置、腰腹固定带和脚爪固定块，所述辐射孔位于固定头套和颈部固定装置之间，所述加热板内设加热片；所述金属凹面镜、衰减片、金属平面镜由可调节高度的伸缩支架固定光学面包板上。

具体的，所述固定头套上连接有柔性固定带，柔性固定带的另一端固定在颈部固定装置外侧的固定孔上，两者共同对实验动物眼部位置的固定，所述托板在腰腹固定带和脚爪固定块安装位置开设限位槽，所述腰腹固定带和脚爪固定块滑动设置在限位槽上，所述脚爪固定块上设置有皮质绳带。

具体的，颈部固定装置包含有两个半圆型的橡胶垫片，下方的橡胶垫片通过螺丝固定在托板上，上方的橡胶垫片连接有一个调节螺栓，该调节螺栓穿过固定在托板上表面的方形直角支架中间位置，旋转调节螺栓可调节上方的橡胶垫片的高度。

具体的，所述金属罩子和光学面包板的前面均设置有箱门，所述金属罩子上设置有输气孔和温湿度传感器，所述输气孔位于金属罩子的底部，温湿度传感器位于托板的上方，所述金属罩子内部设置有换气扇，换气扇位于温湿度传感器上方，所述换气扇旁设有提供亮度的照明灯和灭菌的紫外灯，金属罩子内顶部还设置有摄像机，所述摄像机位于辐射孔的正上方。

具体的，所述剪式升降架通过螺母滑套与丝杆连接，所述丝杆上设置调节旋柄。

具体的，金属罩子上部设有把手，所述把手通过与搭扣锁配合，方便辐射装置运输和携带。

具体的，所述金属罩子侧面与设有与金属凹面镜等高的通光孔，所述通光孔处设置有太赫兹辐射源装置。

一种小型活体动物眼部太赫兹辐射实验方法，包括如下步骤：

S1, 首先打开紫外灯对动物箱实验环境进行消毒灭菌，结束后在计算机设置实验温度，然后开启照明灯、加热板内的加热片和摄像机;

S2, 调节金属凹面镜和金属反光镜位置，更换辐照实验所需衰减片，调整剪式升降架高度，得到实验所需辐照实验动物眼部的辐照条件;

S3, 关闭箱门，然后通过输气孔输入干燥空气;

S4, 将托板拆卸下来，给实验动物戴上固定头套，以合适的松紧度固定在颈部固定装置底座上的孔上，向上调节颈部固定装置调节螺栓，将实验动物以侧躺的方式从腰腹固定带方向穿过颈部固定装置，向下调节颈部固定装置调节螺栓，保证实验动物颈部能牢固固定在颈部固定装置内，然后将颈部固定装置固定在下方滑槽内的合适位置上，使实验动物眼部正好处于辐射孔中心位置，随后将实验动物的腹部及脚爪固定；

S5，待辐射箱内温度适宜时，将托板放入并固定在的加热板上，然后关闭箱门，待箱内温度达到设定温度后，打开太赫兹辐射源装置，开始辐照实验。

基于上述技术方案，可产生如下技术效果：

1.本发明设有可拆卸实验动物固定托板，托板上设有用于实验动物头部、颈部、躯体和四肢固定的装置，各固定装置下方设有滑槽，使实验动物固定位置可小范围进行移动，提高实验动物辐射过程中的舒适度，减少因长时间辐照位置偏移导致的实验不稳定；

2.通过在箱体内充入干燥空气，减少实验环境湿度对太赫兹波传输过程中的影响，并结合剪式升降架、金属镜片和衰减片的配合，实现辐照光斑位置和功率参数的调节，有利于保证辐射参数的一致性；

3.辐射孔上方的摄像监控装置，有助于操作人员观测活体动物眼部位置情况，实时调整小鼠因长时间固定辐射导致的眼部位置偏移情况，使实验动物能够在侧躺的情况下眼部能够更好的接受太赫兹波辐射。

附图说明

图1是本发明太赫兹辐射装置正视图；

图2是本发明太赫兹辐射装置俯视图；

图3是本发明太赫兹辐射装置外部结构示意图。

图中：1-金属罩子，2-光学面包板，3-搭扣锁，4-金属凹面镜，5-衰减片，6-金属反光镜，7-剪式升降架，8-加热板，9-托板，10-辐射孔，11-固定头套，12-颈部固定装置，13-腰腹固定带，14-脚爪固定块，15-箱门，16-输气孔，17-温湿度传感器，18-换气扇，19-照明灯，20-紫外灯，21-摄像机，22-调节旋柄，23-手把，24-通光孔，25-太赫兹辐射源装置。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图3示，一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置，包括金属箱体，所述金属箱体包括金属罩子1和光学面包板2，所述金属罩子1位于光学面包板2的上部且两者通过搭扣锁3连接，所述光学面包板2内设置有金属凹面镜4、衰减片5、金属平面镜6，所述光学面包板2底部设置有剪式升降架7，所述剪式升降架7上设置有加热板8，所述加热板8上可拆式设置托板9，所述托板9上设置固定装置，所述托板9和加热板8上设有同心且直径相同的辐射孔10。

根据本发明的一个实施例，所述固定装置包括设置在托板9上的固定头套11、颈部固定装置12、腰腹固定带13和脚爪固定块14，所述辐射孔10位于固定头套11和颈部固定装置12之间，所述加热板8内设加热片；所述金属凹面镜4、衰减片5、金属平面镜6由可调节高度的伸缩支架固定光学面包板2上。太赫兹光波金属凹面镜4进行汇聚，并输出平行光中间位置的衰减片5，经过衰减的平行太赫兹光波通过辐射孔10下面的金属平面镜6，将横向的太赫兹光波改变成垂直方向，通过托板9上的辐射孔10辐照活体实验动物的眼部，金属凹面镜4、衰减片5和金属平面镜6由可调节高度的伸缩支架固定在光学面包板2上，调节伸缩支架的高度能够调节太赫兹光辐射波的位置和强度。

根据本发明的一个实施例，所述固定头套11上连接有柔性固定带，柔性固定带的另一端固定在颈部固定装置12外侧的固定孔上，两者共同对实验动物眼部位置的固定，所述托板9在腰腹固定带13和脚爪固定块14安装位置开设限位槽，所述腰腹固定带13和脚爪固定块14滑动设置在限位槽上，所述脚爪固定块14上设置有皮质绳带；腰腹固定带13可以稳定舒适的固定好接受实验的实验动物，腰腹固定带13的一侧设有两个实验动物的脚爪固定块14，两个方形直角支架上部设有两个椭圆孔，柔性固定带穿过两个孔将实验动物脚爪固定在脚爪固定块14上。腰腹固定带13和脚爪固定块14下方均设有限位槽，固定位置可小范围内进行活动。

根据本发明的一个实施例，颈部固定装置12包含有两个半圆型的橡胶垫片，下方的橡胶垫片通过螺丝固定在托板9上，上方的橡胶垫片连接有一个调节螺栓，该调节螺栓穿过固定在托板9上表面的方形直角支架中间位置，旋转调节螺栓可调节上方的橡胶垫片的高度。

根据本发明的一个实施例，所述金属罩子1和光学面包板2的前面均设置有箱门15，所述金属罩子1上设置有输气孔16和温湿度传感器17，所述输气孔16位于金属罩子1的底部，温湿度传感器17位于托板9的上方，所述金属罩子1内部设置有换气扇18，换气扇18位于温湿度传感器17上方，所述换气扇18旁设有提供亮度的照明灯19和灭菌的紫外灯20，金属罩子1内顶部还设置有摄像机21，所述摄像机21位于辐射孔10的正上方。在辐射孔10上方的金属罩子1顶部安装有摄像机21，通过数据线将实验动物眼部位置固定情况实时显示在外部计算机上。侧面安装的紫外灯20，用于实验前后灭菌消毒，保证实验动物的卫生条件。紫外灯20另一侧安装有照明灯19，保证实验动物与正常饲养环境一致。实验动物头部位置设有温湿度传感器17，将辐照过程温湿度数据实时测量传输至外部计算机，计算机根据测量温度数据与设置温度值的差值，控制上方安装的换气扇18和加热板8内加热片温度，随时通过计算机控制对实验动物的温度进行控制。

根据本发明的一个实施例，所述剪式升降架7通过螺母滑套与丝杆连接，所述丝杆上设置调节旋柄22。通过旋转升降台的调节调节旋柄22，能够调节太赫兹光源与实验动物眼部的距离.

根据本发明的一个实施例，金属罩子1上部设有把手23，所述把手23通过与搭扣锁3配合，方便辐射装置运输和携带。

根据本发明的一个实施例，所述金属罩子1侧面与设有与金属凹面镜4等高的通光孔24，所述通光孔24处设置有太赫兹辐射源装置25，太赫兹辐射源装置发出的太赫兹辐射波可穿过通光孔24进入金属箱体内部。

一种小型活体动物眼部太赫兹辐射实验方法，包括如下步骤：

S1, 首先打开紫外灯20对动物箱实验环境进行消毒灭菌，结束后在计算机设置实验温度，然后开启照明灯19、加热板8内的加热片和摄像机21;

S2, 调节金属凹面镜4和金属反光镜6位置，更换辐照实验所需衰减片5，调整剪式升降架7高度，得到实验所需辐照实验动物眼部的辐照条件;

S3, 关闭箱门15，然后通过输气孔16输入干燥空气;

S4, 将托板9拆卸下来，给实验动物戴上固定头套11，以合适的松紧度固定在颈部固定装置12底座上的孔上，向上调节颈部固定装置12调节螺栓，将实验动物以侧躺的方式从腰腹固定带13方向穿过颈部固定装置12，向下调节颈部固定装置12调节螺栓，保证实验动物颈部能牢固固定在颈部固定装置12内，然后将颈部固定装置12固定在下方滑槽内的合适位置上，使实验动物眼部正好处于辐射孔10中心位置，随后将实验动物的腹部及脚爪固定；

S5，待辐射箱内温度适宜时，将托板9放入并固定在的加热板8上，然后关闭箱门15，待箱内温度达到设定温度后，打开太赫兹辐射源装置25，开始辐照实验。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的只是范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置，包括金属箱体，其特征在于，所述金属箱体包括金属罩子（1）和光学面包板（2），所述金属罩子（1）位于光学面包板（2）的上部且两者通过搭扣锁（3）连接，所述光学面包板（2）上设置有金属凹面镜（4）、衰减片（5）、金属平面镜（6），所述光学面包板（2）上设置有剪式升降架（7），所述剪式升降架（7）上设置有加热板（8），所述加热板（8）上可拆式设置托板（9），所述托板（9）上设置固定装置，所述托板（9）和加热板（8）上设有同心且直径相同的辐射孔（10）；所述固定装置包括设置在托板（9）上的固定头套（11）、颈部固定装置（12）、腰腹固定带（13）和脚爪固定块（14），所述辐射孔（10）位于固定头套（11）和颈部固定装置（12）之间，所述加热板（8）内设加热片；所述金属凹面镜（4）、衰减片（5）、金属平面镜（6）由可调节高度的伸缩支架固定光学面包板（2）上；所述固定头套（11）上连接有柔性固定带，柔性固定带的另一端固定在颈部固定装置（12）外侧的固定孔上，两者共同对实验动物眼部位置的固定，所述托板（9）在腰腹固定带（13）和脚爪固定块（14）安装位置开设限位槽，所述腰腹固定带（13）和脚爪固定块（14）滑动设置在限位槽上，所述脚爪固定块（14）上设置有皮质绳带；颈部固定装置（12）包含有两个半圆型的橡胶垫片，下方的橡胶垫片通过螺丝固定在托板（9）上，上方的橡胶垫片连接有一个调节螺栓，该调节螺栓穿过固定在托板（9）上表面的方形直角支架中间位置，旋转调节螺栓可调节上方的橡胶垫片的高度；所述金属罩子（1）和光学面包板（2）的前面均设置有箱门（15），所述金属罩子（1）上设置有输气孔（16）和温湿度传感器（17），所述输气孔（16）位于金属罩子（1）的底部，温湿度传感器（17）位于托板（9）的上方，所述金属罩子（1）内部设置有换气扇（18），换气扇（18）位于温湿度传感器（17）上方，所述换气扇（18）旁设有提供亮度的照明灯（19）和灭菌的紫外灯（20），金属罩子（1）内顶部还设置有摄像机（21），所述摄像机（21）位于辐射孔（10）的正上方；所述金属罩子（1）侧面与设有与金属凹面镜（4）等高的通光孔（24），所述通光孔（24）处设置有太赫兹辐射源装置（25）。

2.根据权利要求1所述的一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置，其特征在于，所述剪式升降架（7）通过螺母滑套与丝杆连接，所述丝杆上设置调节旋柄（22）。

3.根据权利要求1所述的一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置，其特征在于，金属罩子（1）上部设有把手（23），所述把手（23）通过与搭扣锁（3）配合，方便辐射装置运输和携带。

4.一种小型活体动物眼部太赫兹辐射实验方法，基于权利要求1-3任意一项所述的一种便携式小型活体动物眼部太赫兹辐射装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

S1, 首先打开紫外灯（20）对动物箱实验环境进行消毒灭菌，结束后在计算机设置实验温度，然后开启照明灯（19）、加热板（8）内的加热片和摄像机（21）;

S2, 调节金属凹面镜（4）和金属反光镜（6）位置，更换辐照实验所需衰减片（5），调整剪式升降架（7）高度，得到实验所需辐照实验动物眼部的辐照条件;

S3, 关闭箱门（15），然后通过输气孔（16）输入干燥空气;

S4, 将托板（9）拆卸下来，给实验动物戴上固定头套（11），以合适的松紧度固定在颈部固定装置（12）底座上的孔上，向上调节颈部固定装置（12）调节螺栓，将实验动物以侧躺的方式从腰腹固定带（13）方向穿过颈部固定装置（12），向下调节颈部固定装置（12）调节螺栓，保证实验动物颈部能牢固固定在颈部固定装置（12）内，然后将颈部固定装置（12）固定在下方滑槽内的合适位置上，使实验动物眼部正好处于辐射孔（10）中心位置，随后将实验动物的腹部及脚爪固定；

S5，待辐射箱内温度适宜时，将托板（9）放入并固定在的加热板（8）上，然后关闭箱门（15），待箱内温度达到设定温度后，打开太赫兹辐射源装置（25），开始辐照实验。