TWI620894B - 可更換光源模組的生物效應檢驗裝置 - Google Patents

Abstract

一種可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，包含：一光源基座，具有一嵌合槽、一環繞該嵌合槽且設置有電極孔的槽壁，以及一電極組；其中該電極組具有一接地電極與電源電極分別設置於該等電極孔中；以及複數個光源模組，每一個光源模組具有發光件，以及一第一電極與一第二電極分別連接該發光件；各該光源模組以可拆離的方式結合於該光源基座的嵌合槽中，且該第一電極以磁性吸附連接該接地電極，該第二電極以磁性吸附連接該等電源電極之其中一者；其中，不同光源模組的第二電極磁性吸附連接不同的電源電極。並藉由上述結構達到可自由替換不同光源或電磁波之功效，可用以探討或檢驗不同光源或電磁波之生物效應。

Description

可更換光源模組的生物效應檢驗裝置

一種光源照射裝置，特別係指可更換光源模組的生物效應檢驗裝置。

所謂非游離輻射（Non-ionizing radiation）是指波長較長、頻率(能量)較低的電磁波或粒子（主要是光子）。輻射可分為游離輻射和非游離輻射，非游離輻射無法從（絕大多數）原子或分子裡面游離（ionize）出電子。又，某些非游離輻射(例如：紅外線、微波與射頻)對生物組織可同時產生熱效應(使溫度產生變化)及非熱效應(溫度不產生變化但對生物分子產生促進生成或抑制之效應，進而影響細胞或生物體之生長)；該特性可被特定生物體或有機生命型態吸收或影響其生長態樣，故非游離輻射在細胞、微生物或動、植物之生物效應非常值得深入檢測，以便進一步應用於醫療領域的治療技術或在醫材、食品、農業、畜牧及環境等相關領域中。然礙於方便且可更換不同光源模組之設備尚未可見，故相較於化學及生物因子之影響的相關研究仍相對稀少。

因此，具體針對非游離輻射光源的習知應用部分來論述：

(一)例如紅外線（Infrared），係指波長位於0.78~1000 μm 之不可見非游離輻射（non-ionizing radiation），其依波長又可區分為近紅外線、中紅外線及遠紅外線。醫學上常用的區分方式則是，近紅外線波長為0.8-1.5 μm，中紅外線為1.5-5.6 μm，遠紅外線為5.6-1000 μm 之電磁輻射 ，其放射（emission）與吸收（absorption）與分子的振動與轉動有關，分子的各振動能階差約為0.75~15 μm，使轉動能階躍遷所需之能量之波長為大於100 μm 的輻射能，相當於遠紅外線的吸收區域 ；其中4-14 μm 之波長範圍發現可被生物體有效吸收，影響生物的生長、生理機能等，被稱為生育光線。 遠紅外線對人體的穿透力並不強，在表皮層幾乎被吸收殆盡，但可皮膚的組織分子以及水分子吸收後產生振動躍遷，在非輻射緩解的過程釋出熱，透過組織的熱傳導及血液和組織液的熱對流在深部組織產生溫熱效果(Lin et al., 2014)。

因應上述非游離輻射光源所產生的生化效應，目前習知的研究中，了解到可達到下述生物體上的功效，如: 1. 調節血管功能、預防動脈硬化；2. 增加皮膚生長因子活性，促進傷口癒合；3. 促進血液循環，並調節發炎因子的分泌，降低疼痛感；4. 抑制腫瘤細胞增生；5. 降低血糖、糖化血色素；6. 調節睡眠品質；7. 調節免疫因子的分泌，提昇免疫機能；8. 提高體內SOD濃度，降低自由基；9. 調整自律神經活性等，且具體應用於習知研究的光照儀器如圖1與圖2所示。但非游離輻射光源仍有許多未知的生化效應尚待研究，此即為本創作重要的功能與目的。

先請參示圖1，係為一種遠紅外線照射細胞儀器，該遠紅外線照射細胞儀器主要包含：一遠紅外線發射源板A、一散熱板B、一連接該遠紅外線發射源板A與該散熱板B之固定裝置C、一溫度感測器D以及一電性控制裝置E，而一微生物培養裝置X(只供舉例之用，並無限定作用)放置於該遠紅外線發射源板A上，由下方發出輻射激活生物體以達預定之生化功效。

再請參式圖2，係為一種遠紅外線照射動物箱，該遠紅外線照射動物箱主要包含：由複數個散熱板B’以及貼附於其上的遠紅外線發射源板A’所組成的箱體、對應數量的連接該遠紅外線發射源板A’與該散熱板B’之固定裝置C’、一溫度感測器(圖未示)以及一電性控制裝置(圖未示)，將實驗動物活體放置於該遠紅外線照射動物箱中，使輻射360度無死角地照射活體動物，以達預定之生化功效。

然，圖1與圖2習知裝置中的遠紅外線發射源板無法自由的調整與照射目標的距離，且無法設定照射之溫度及波長，導致實驗中無法進一步對於距離參數做出調控，係為習知設備可進一步改良之處。

再論(二)LED及半導體雷射之具體應用，隨著生物科技的研究逐漸受到重視與發展，Goldberg和Russell等人發現結合藍光和紅光LED對治療中度到嚴重的痤瘡具有很好的潛力(Goldberg and Russell, 2006)。2010年，de Morais 等人發現紅光和近紅外光的低能量雷射可降低zymosan誘發之關節炎、降低血管通透性、水腫及痛覺過敏，而紅光雷射則未見其效應(de Morais et al., 2010)。同年，Cheon和Park人發現綠光LED可促進Sprague Dawley大鼠的傷口癒合(Cheon and Park, 2010)。Serafim等人發現近紅外光LED (4 J/cm ²)可降低發炎、水腫及促進坐骨神經再生(Serafim et al., 2012)。此外，Rochkind等人發現紅光雷射有助於神經管重建後之周邊神經的再生(Rochkind et al., 2007)，而Correa等人則發現近紅外光的低能量雷射可降低LPS誘發之腹膜炎小鼠的細胞發炎(Correa et al., 2007)。2005年，Yeager等人發現紅光雷射可降低顯著雞隻死亡率，增加肝臟重量，並縮短破殼至孵化的時間(Yeager et al., 2005)。

綜上所述，為了改良該習知的紅外光照儀器無法調控距離的缺點，以及因應各種非游離輻射生物效應之檢驗以及上述該些各式螢光染料需要受不同波長的可見光源激發之需求，本發明提供一種研究熱與輻射對細胞及微生物之影響的裝置，具體來說，該裝置具有(1)調控光源模組與受照物距離之功能，以及(2)可自由替換不同波長光源模組之功能。

本發明之目的在於提供一種可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其可自由替換不同波長光源之功能。

為了達到上述目的，本發明可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，包含：一光源基座，具有一嵌合槽、一環繞該嵌合槽且設置有複數個電極孔的槽壁，以及一電極組；其中該電極組具有一接地電極與複數個電源電極分別設置於該等電極孔中；以及複數個光源模組，每一個光源模組具有發光件，以及一第一電極與一第二電極分別連接該發光件；各該光源模組以可拆離的方式結合於該光源基座的嵌合槽中，且該第一電極以磁性吸附連接該接地電極，該第二電極以磁性吸附連接該等電源電極之其中一者；其中，不同光源模組的第二電極磁性吸附連接不同的電源電極。

較佳地，其中該光源模組之光源可包含射頻發射模組、微波發射模組、紅外線光源、LED燈光源、可見光光源、雷射光光源以及紫外光光源。其中，紫外光光源除可作為觀察生物效應所需之刺激光源，亦可作為激發螢光染料所需之激發光源。

較佳地，各該電極孔內更設有一具推擋該接地電極或該些電源電極功能之彈性件。

較佳地，更具有一架體組合，包含一支架組、由該支架組所支持之控制箱以及一連接該控制箱與該光源模組之連結裝置。

較佳地，更包含一可裝置觀察細胞、動物或螢光標記檢測之顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置。

較佳地，該顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置能夠經由有線或無線通訊裝置將所得之影像輸出至行動電話或顯示器。

如是上述結構據以達到電性連結以供該些光源模組之電力傳輸目的，更同時兼具可拆卸替換且固定連接該光源基座與該光源模組之目的，據以達成可自由替換不同波長光源之功效。

先請參閱圖3所示 ，係本發明一較佳實施例所提供的一種可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其主要係由一光源基座20、複數個光源模組30以及一架體組合40所組成，其中：

該光源基座20具有一嵌合槽21、一環繞該嵌合槽21且設置有複數個電極孔221的槽壁22，以及一電極組23；其中該電極組23具有一接地電極231與複數個電源電極232分別設置於該等電極孔221中；

複數個光源模組30，每一個光源模組30具有發光件31，以及一第一電極32與一第二電極33分別電性連接該發光件31；各該光源模組30以可拆離的方式結合於該光源基座20的嵌合槽21中，且該第一電極32以磁性吸附連接該接地電極231，該第二電極33以磁性吸附連接該等相對應的電源電極232之其中一者；其中，在本較佳實施例中，該光源模組30係呈一中空盒型結構，又，構成該發光件31的發光之元件，可為發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、高分子發光二極體(PLED)、雷射二極體、燈管、射頻產生器、微波產生器、紅外線材料等各式發光元件材料，且可成陣列或不規則線性排列，據以達到令輻射光源均勻照射之功效；再者，該些光源模組20之光源可包含紅外線光源、LED燈光源、可見光光源、雷射光光源以及紫外光光源、燈管、射頻產生器、微波產生器等。其中，紫外光光源除可作為觀察生物效應所需之刺激光源，亦可作為激發螢光染料所需之激發光源。

該架體組合40，於本較佳實施例之實施態樣中，具有一支架組41、由該支架組41係由四隻支腳411所組成，並且支持一控制箱42，以及一連接該控制箱42與該光源模組20之連結裝置43。

其中，請參閱圖4及圖5所示，由於該光源基座20具有複數個電源電極232設置，因此，可因應不同電壓需求，如分別於圖4與圖5中所揭示的第一光源模組30與第二光源模組30’，並對應於圖4與圖5中的第二電極33/33’的設置位置不同，如是藉由硬體結構上的設計以調整電勢差，據以達到因應不同規格之電壓需求的光源模組。

再請參閱圖6與圖7所示，係描述本發明之內部電極接合結構，圖6係為該光源基座20與該光源模組30未電性連接之狀態，該接地電極231或該電源電極232之一端面25，係受到一彈性件24推設到該電極孔221之外，此時，該彈性件24係處於一舒張狀態且抵接於該電極組23之內緣壁面233，同時，令該端面25突出於該槽壁22之壁面；而圖7係為該光源基座20與該光源模組30已電性連接之狀態，其中，原本突出於該電極孔221的該接地電極231或該電源電極232，受到該第一電極32或該第二電極33往該彈性件24方向推壓，致使該彈性件24於有限的容置空間中受到該接地電極231或該電源電極232之壓迫，而呈現壓縮狀態，同時，該第一電極32或該第二電極33之電極接面34與該接地電極231或該電源電極232的端面25，受到磁性之吸引力，彼此互相緊密地抵接於該電極孔221中，且此時該槽壁22與該光源模組30之盒體壁面35亦緊密貼合；如此，達到電性連結以供該些光源模組30之電力傳輸目的，更同時兼具可拆卸替換且固定連接該光源基座20與該光源模組30之功效。

值得一提的是，本發明的生物效應檢驗裝置更包含一可裝置觀察細胞、動物或螢光標記檢測之顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置。其中該顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置能夠經由有線或無線通訊裝置將所得之影像輸出至行動電話或顯示器。

習知
A、A’‧‧‧遠紅外線發射源板
B、B’‧‧‧散熱板
C、C’‧‧‧固定裝置
D‧‧‧溫度感測器
E‧‧‧電性控制裝置
X‧‧‧微生物培養裝置
本發明
20‧‧‧光源基座
21‧‧‧嵌合槽
22‧‧‧槽壁
221‧‧‧電極孔
23‧‧‧電極組
231‧‧‧接地電極
232‧‧‧電源電極
24‧‧‧彈性件
25‧‧‧端面
30 、30’‧‧‧光源模組
31 、31’‧‧‧發光件
32 、32’‧‧‧第一電極
33、33’‧‧‧第二電極
34‧‧‧電極接面
35‧‧‧盒體壁面
40‧‧‧架體組合
41‧‧‧支架組
42‧‧‧控制箱
43‧‧‧連結裝置

圖1係應用於習知研究之一種遠紅外線照射細胞儀器。 圖2係應用於習知研究之一種遠紅外線照射動物箱。 圖3係本發明一較佳實施例之立體外觀圖。 圖4係本發明一較佳實施例之第一光源模組立體分解圖 。 圖5係本發明一較佳實施例之第二光源模組立體分解圖 。 圖6係本發明一較佳實施例之未電性連接狀態剖視圖 。 圖7係本發明一較佳實施例之已電性連接狀態剖視圖 。

Claims (6)

1. 一種可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，包含： 一光源基座，具有一嵌合槽、一環繞該嵌合槽且設置有複數個電極孔的槽壁，以及一電極組；其中該電極組具有一接地電極與複數個電源電極分別設置於該等電極孔中；以及 複數個光源模組，每一個光源模組具有一發光件，以及一第一電極與一第二電極分別電性連接該發光件；各該光源模組以可拆離的方式結合於該光源基座的嵌合槽中，且該第一電極以磁性吸附連接該接地電極，該第二電極以磁性吸附連接該等電源電極之其中一者； 其中，不同光源模組的第二電極磁性吸附連接不同的電源電極。
2. 如請求項1所述之可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其中該光源模組之光源可包含紅外線光源、LED燈光源、可見光光源、雷射光光源以及紫外光光源、燈管、射頻產生器、微波產生器。
3. 如請求項1所述之可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其中各該電極孔內更設有一具推擋該接地電極或該些電源電極功能之彈性件。
4. 如請求項1所述之可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，更具有一架體組合，包含一支架組、由該支架組所支持之控制箱以及一連接該控制箱與該光源模組之連結裝置。
5. 如請求項1所述之可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其中更包含一可裝置觀察細胞、動物或螢光標記檢測之顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置。
6. 如請求項5所述之可更換光源模組的生物效應檢驗裝置，其中該顯微鏡、錄像裝置或顯像裝置能夠經由有線或無線通訊裝置將所得之影像輸出至行動電話或顯示器。