光基因調(diào)控技術(shù)的光刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、光感基因神經(jīng)調(diào)控技術(shù)整合了光學(xué)和基因工程學(xué)的知識(shí)研究哺乳類或其他動(dòng)物的神經(jīng)環(huán)路?；驹硎抢貌《据d體將光敏感通道或泵蛋白基因?qū)肽骋惶囟ǖ募?xì)胞亞群中表達(dá)，并通過(guò)不同參數(shù)的光刺激，從而特異性地調(diào)控神經(jīng)回路中某些細(xì)胞類型的功能。這項(xiàng)技術(shù)將為今后的臨床應(yīng)用于眾多的神經(jīng)精神系統(tǒng)疾病的徹底治愈帶來(lái)希望。
　　本文對(duì)光感基因神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的光刺激裝置的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了解后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了一套光刺激系統(tǒng)后，測(cè)試系統(tǒng)，并將其用于

2、光刺激表達(dá)了病毒的細(xì)胞群。課題的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，了解光感基因神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的背景和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)了解基于光感基因神經(jīng)調(diào)控技術(shù)的生物實(shí)驗(yàn)的光刺激系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行總結(jié)歸納后根據(jù)實(shí)際情況確定課題的設(shè)計(jì)方案。其次，對(duì)光源部分進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。介紹光輻射學(xué)與光度學(xué)的基本概念，選擇設(shè)計(jì)合理的光源以達(dá)到能有效刺激細(xì)胞的最低輻射照度值。第三，硬件設(shè)計(jì)，主要是下位機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，包括無(wú)線收發(fā)模塊、單片機(jī)、發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路及其它外

3、設(shè)。單片機(jī)利用軟件中斷輸出頻率、占空比可調(diào)的矩形波形。下位機(jī)收發(fā)模塊接收來(lái)自上位機(jī)的信號(hào)，單片機(jī)根據(jù)信號(hào)分析需要執(zhí)行的指令。第四，確定系統(tǒng)方案后，開發(fā)上位機(jī)用戶界面。上位機(jī)硬件由計(jì)算機(jī)及無(wú)線收發(fā)模塊組成，軟件部分包括無(wú)線模塊啟動(dòng)程序、波形顯示程序、倒計(jì)時(shí)程序及指令收發(fā)通信程序。上位機(jī)的界面可操縱下位機(jī)光源的開關(guān)控制，頻率、占空比調(diào)節(jié)，定時(shí)關(guān)，波形顯示功能。第五，對(duì)系統(tǒng)的光源部分進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)其是否滿足要求。再將系統(tǒng)應(yīng)用于生化實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)