光熱療的光路系統的制作方法
【專利摘要】一種光熱療的光路系統，包含：一光源，用以提供一光束；一第一透鏡群，用以導引該光束；一數字微鏡裝置，包含多個微型反射鏡組件，并由一控制裝置控制該多個微型反射鏡組件的光開關狀態，以形成一圖案化光束；一光柵裝置，用以使部分的該圖案化光束通過，以控制進光量；一第二透鏡，用以導引該圖案化光束；一反射鏡，用以改變該圖案化光束的路徑；以及一第三透鏡，用以導引該圖案化光束至一樣品平臺，以進行光熱療。
【專利說明】光熱療的光路系統
【技術領域】
[0001] 本實用新型系關于一種光路系統，尤指一種光熱療的光路系統。
【背景技術】
[0002] 光熱療法是近年來被發展用來治療癌癥的方法，主要是利用納米粒子或有機分子 在吸收特定波長范圍的光能量后所產生的熱效應，來針對具有辨識性的腫瘤細胞產生局部 升溫的現象，因而破壞或抑制腫瘤細胞的生長。
[0003] 目前最為廣泛利用且細胞毒性較小的納米材料即為金納米粒子（gold nanoparticles)，其在特殊波長照射下，會產生表面電楽共振（surface plasmon resonance)的現象，可在極短的時間（ns)內讓金納米粒子升溫至攝氏數十度的高溫，并使 周圍細胞因為溫度升高或因高熱產生氣泡導致壓力的改變而造成損傷或死亡。因此，若能 讓金納米粒子結合特殊抗體，以專一性地吸附至腫瘤（欲治療的部位），再透過照射特殊波 長的光束，即可產生光熱治療的效果，破壞或抑制腫瘤細胞的生長。
[0004] 前述結合特殊抗體的金納米粒子與腫瘤細胞的專一'丨生反應可透過微流體芯片來 達成，以使復雜的生化反應，包括取樣、樣品前處理、樣品分離、試劑反應、偵測等復雜功能， 整合于一小面積的微流體芯片上，故微流體芯片具有低成本、快速檢測、及試劑與樣品消耗 少的優點。當然，前述反應也可以直接在細胞培養皿中進行。
[0005] 而為了提供特殊波長的光束并準確地照射至微流體芯片上或細胞培養皿中的反 應區，以進行光熱治療，實有必要發展一種光熱療的光路系統。 實用新型內容
[0006] 本實用新型的主要目的在于提供一種光熱療的光路系統，以提供特殊波長的光束 并準確地照射至微流體芯片上或細胞培養皿中的反應區，藉此達成光熱治療。
[0007] 為達上述目的，本實用新型的一較廣義實施態樣為提供一種光熱療的光路系統， 包含：一光源，用以提供一光束；一第一透鏡群，設置于該光源的光路徑下游，用以導引該 光束；一數字微鏡裝置，設置于該第一透鏡群的光路徑下游，包含多個微型反射鏡組件，并 由一控制裝置控制該多個微型反射鏡組件的光開關狀態，以形成一圖案化光束；一光柵裝 置，設置于該數字微鏡裝置的光路徑下游，用以使部分的該圖案化光束通過，以控制進光 量；一第二透鏡，設置于該光柵裝置的光路徑下游，用以導引該圖案化光束；一反射鏡，設 置于該第二透鏡的光路徑下游，用以改變該圖案化光束的路徑；以及一第三透鏡，設置于該 反射鏡的光路徑下游，用以導引該圖案化光束至一樣品平臺，以進行光熱療。
[0008] 根據本實用新型的構想，該光熱療的光路系統由一無光罩微影系統所構成。
[0009] 根據本實用新型的構想，該光源提供可見光及近紅外光光束，例如波長為 400-1400nm波段范圍的光束。
[0010] 根據本實用新型的構想，該第一透鏡群包含至少兩透鏡，較佳為包含三透鏡。
[0011] 根據本實用新型的構想，該控制裝置為一計算機，具有經設計的影像圖案，以控制 該樣品平臺上發生光熱療的位置。
[0012] 根據本實用新型的構想，該光柵裝置更包含一可調式光柵窗。
[0013] 根據本實用新型的構想，該第三透鏡為一聚焦透鏡。
[0014] 根據本實用新型的構想，該樣品平臺為一顯微鏡平臺，且包含一微流體芯片或細 胞培養皿。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型較佳實施例的光熱療的光路系統的示意圖。
[0016] 圖2為本實用新型較佳實施例的數字微鏡裝置的示意圖。
[0017] 其中，附圖標記說明如下：
[0018] 10:光熱療的光路系統
[0019] 11 :光源
[0020] 12 :第一透鏡群
[0021] 121、122、123 :透鏡
[0022] 13 :數字微鏡裝置
[0023] 131 :微型反射鏡組件
[0024] 14 :光柵裝置
[0025] 15 :第二透鏡
[0026] 16 :反射鏡
[0027] 17 :第三透鏡
[0028] 18 :樣品平臺
[0029] 19 :控制裝置
【具體實施方式】
[0030] 體現本實用新型特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。應理 解的是本實用新型能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本實用新型的范圍， 且其中的說明及附圖在本質上系當作說明之用，而非用以限制本實用新型。
[0031] 請參閱圖1，其系為本實用新型較佳實施例的光熱療的光路系統的示意圖。如圖 1所示，本實用新型的光熱療的光路系統10系由一無光罩微影系統所構成，主要包含一光 源 11、一第一透鏡群 12、一數字微鏡裝置（DigitalMicromirror Device，DMD)13、一光柵裝 置14、一第二透鏡15、一反射鏡16以及一第三透鏡17,上述裝置系由光路徑的上游往下游 依序排列。本實用新型所提供的光熱療的光路系統10系可根據數字微鏡裝置13的默認圖 案，將光束導向一樣品平臺18,以對樣品平臺18上待治療的細胞組織或檢體進行光熱療。
[0032] 光源11系架構以提供一光束。在一實施例中，光源11系提供穿透性好的可見光 及近紅外光，例如波長為400-1400nm波段范圍的光束，以被具專一性抗體的納米粒子或有 機分子所吸收并產生熱效應，藉此破壞腫瘤細胞而不傷害正常組織。
[0033] 第一透鏡群12系架設于光源11及數字微鏡裝置13之間，且包含至少兩透鏡，用 以將光源11所發散出的光束導引至數字微鏡裝置13。在一實施例中，第一透鏡群12包含 三透鏡121、122、123，但不以此為限，且可根據成像需求，計算透鏡曲率作搭配，以達成最佳 的光束導引效果。此外，透鏡121、122、123皆為平凸透鏡，但不以此為限，例如亦可為雙凸 透鏡，或是平凸透鏡與雙凸透鏡的組合。
[0034] 數字微鏡裝置13系包含復數個微型反射鏡組件131 (如圖2所示），且可排列成所 需的數組大小。復數個微型反射鏡組件131系由一控制裝置19控制其光開關狀態，以形成 一圖案化光束。在一實施例中，控制裝置19系為一計算機，其具有經設計的影像圖案，并可 轉成控制訊號，調整微型反射鏡組件131的鏡面方向，以控制其光開關狀態，亦即個別控制 每一個微型反射鏡組件131切換于導引光束朝向光柵裝置14,或者是切換于將光束導離光 柵裝置14。藉此，控制裝置19便可依據所需的影像圖案來控制復數個微型反射鏡組件131 的作動，以將光源11所提供的光束轉換產生圖案化光束并朝向光柵裝置14。
[0035] 光柵裝置14系包含一可調式光柵窗141，用以使部分的圖案化光束通過，且光柵 窗141的大小可調整，以控制進光量，藉此增加光對比度及影像圖案的分辨率。當然，光柵 裝置14的光柵窗141的的孔洞大小可依不同需求進行調整而不受限。
[0036] 圖案化光束通過光柵裝置14的光柵窗141后會投射到第二透鏡15,并接著由第二 透鏡15將圖案化光束導引至反射鏡16,反射鏡16系用以改變圖案化光束的路徑以朝向樣 品平臺18的方向，并經由第三透鏡17將圖案化光束導引至樣品平臺18。在一實施例中，第 三透鏡17系為一聚焦透鏡。
[0037] 樣品平臺18包含承載于其上的微流體芯片或細胞培養皿，且在一實施例中，樣品 平臺18為一顯微鏡平臺，以方便觀測微流體芯片上或細胞培養皿中的反應，但不以此為 限。
[0038] 綜上所述，本實用新型的光熱療的光路系統主要包含由光源、第一透鏡群、數字微 鏡裝置、光柵裝置、第二透鏡、反射鏡以及第三透鏡所形成的光路，并可根據數字微鏡裝置 的默認圖案進行光學成像，將光束導向樣品平臺上的微流體芯片或細胞培養皿。因此，在結 合特殊抗體的金納米粒子于微流體芯片上或細胞培養皿中與腫瘤細胞發生專一性反應后， 即可利用本實用新型的光熱療的光路系統提供特殊波長的光束并準確地照射至微流體芯 片上的反應區，以進行光熱治療，達成破壞或抑制腫瘤細胞生長的目的，故本實用新型極具 產業價值，爰依法提出申請。
[0039] 本實用新型已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸 般修飾，然皆不脫如附申請專利范圍所欲保護者。
【權利要求】
1. 一種光熱療的光路系統，其特征在于，包含： 一光源，用以提供一光束； 一第一透鏡群，設置于該光源的光路徑下游，用以導引該光束； 一數字微鏡裝置，設置于該第一透鏡群的光路徑下游，包含多個微型反射鏡組件，并由 一控制裝置控制該多個微型反射鏡組件的光開關狀態，以形成一圖案化光束； 一光柵裝置，設置于該數字微鏡裝置的光路徑下游，用以使部分的該圖案化光束通過， 以控制進光量； 一第二透鏡，設置于該光柵裝置的光路徑下游，用以導引該圖案化光束； 一反射鏡，設置于該第二透鏡的光路徑下游，用以改變該圖案化光束的路徑；以及 一第三透鏡，設置于該反射鏡的光路徑下游，用以導引該圖案化光束至一樣品平臺，以 進行光熱療。
2. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該光熱療的光路系統由一無光罩微 影系統所構成。
3. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該光源提供可見光及近紅外光光 束。
4. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該光源提供波長為400-1400 nm波 段范圍的光束。
5. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該第一透鏡群包含至少兩透鏡。
6. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該控制裝置為一計算機，具有經設 計的影像圖案，以控制該樣品平臺上發生光熱療的位置。
7. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該光柵裝置還包含一可調式光柵 窗。
8. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該第三透鏡為一聚焦透鏡。
9. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該樣品平臺為一顯微鏡平臺。
10. 根據權利要求1所述的光熱療的光路系統，其中該樣品平臺包含一微流體芯片或 細胞培養皿。
【文檔編號】G02B27/00GK203909397SQ201420237055
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2013年5月15日
【發明者】萬金鳳, 陳志洪, 羅章耘 申請人:萬金鳳