光动力疗法（PDT）为癌症治疗提供了几个优点，其疗效取决于光源来激活光敏剂。尽管该领域取得了最新进展，但缺乏用于体外模型的昂贵且可重复的PTD设备。为了满足这一需求，这项工作描述了一种新颖，简单且低成本的设备，用于对细胞培养物进行PDT测定，称为PhotoAct。
要开始施工，锯三毫米厚的中密度纤维板，MDF，以获得具有以下尺寸的碎片。构建两个具有以下尺寸的盒子。钻较大盒子的背面以安装桶形插孔连接器。
还要在大箱子的顶部、小箱子的顶部和底部钻孔，为电缆提供通道。用黑色墨水涂刷所有内表面，以促进均匀的入射光。在较小盒子的上内表面并联连接三个 LED 胶带，每个胶带有 10 个 LED。
此外，在较小盒子的底部内表面的中心安装亮度传感器。使用补充 3D 打印文件打印控制单元的结构。安装所有组件、电源按钮、电位器、时间启动触摸板、LED、亮度传感器、LCD、蜂鸣器和电源，以及安装在控制单元内部的 ESP-32 控制器板的部件。
上传补充文件中提供的编程代码，并运行测试以检查所有连接是否正常工作。组装盒子并将它们固定在一起，以避免间隙，从而避免外部照明干扰和即时光损失。将安装的控制单元连接到原型顶部的钻孔区域。
在以下尺寸上建造相同材料的前门，并用铰链和魔术贴胶带将其固定在外盒上，以确保腔室关闭和不间断分析。还要安装一个把手，以轻松准确地操纵前门。在原型底部安装四个橡胶脚垫，以确保操作过程中更加稳定。
在Dulbecco的改良鹰培养基低葡萄糖中培养HeLa细胞系，含10%胎牛血清和1%庆大霉素。将培养瓶保持在5%的二氧化碳和37摄氏度。管理和检查细胞培养物，直到达到80%至90%的汇合度。
通过接种过程启动细胞活力方案。用融合的HeLa细胞培养物从烧瓶中取出培养基。用磷酸盐缓冲盐水PBS洗涤烧瓶，并按照突出显示的细节用胰蛋白酶分离培养物。
用血细胞计数器计数重悬细胞，并将它们接种到每孔浓度为20， 000个细胞的多孔微孔板中。为深色和浅色处理条件准备两个板，并将它们孵育24小时以附着细胞。为了继续用光敏剂处理，从两个板上去除培养基，并用100微升浓度增加的维替泊芬处理细胞。
将细胞保持在治疗中24小时，以使维替泊芬内化。孵育后，取出处理，用PBS洗涤细胞并加入无药物培养基。用铝箔覆盖一个微板以保护其免受光照，并将其孵育 24 小时。
该微孔板将为PDT结果的进一步分析提供对照数据。另一个微孔板将在PhotoAct的光暴露条件下使用。要操作设备，请将其插入插座并打开，按电源按钮。
将多孔微孔板放在PDT室，并通过用侧面魔术贴胶带固定前门来关闭设备。要设置设备，请使用电位计调整光发射的 RGB 配置。按加/减触摸板调整时间配置并设置检测持续时间。
检查显示屏上是否显示了有关测定的正确信息，并在必要时进行最终调整。按下起始触摸板开始测定。在实验开始时必须听到一声蜂鸣器。
在实验过程中，可以在显示屏上观察到进度信息，例如辐照度和剩余时间。在PDT测定过程中不要打开前门或改变任何配置。在测定结束时，必须听到四声蜂鸣器，电子系统将关闭所有 LED。
在显示屏上可以观察到完成的消息和实验过程中膨胀的最终能量。根据突出显示的公式计算能量最终值。盖上遭受光照的微孔板，然后进行24小时孵育。
孵育期后，从两个平板中取出培养基，用PBS洗涤单层细胞，并加入MTT溶液。将两个板在黑暗和明亮的条件下孵育四个小时，以形成甲臜晶体。小心地取出MTT溶液，并用DMSO和乙醇溶液溶解紫色晶体。
晶体完全溶解后，使用酶标仪在595纳米处进行吸光度测量。最终产品由一个暗室组成，其上内表面配备了一组30个散射发光二极管（LED），编程为发射不同的可见光光谱。由于内表面的低反射率和LED配置的均匀分布，建立了均匀的入射光。
设置界面用户友好，稳定的实验条件可重复。作为概念验证，该装置用于增强维替泊芬在光照后2D HeLa细胞培养中的细胞毒性作用。如图所示，在光照条件下，GI50值为3.1微摩尔。
和 13.8 微摩尔用于黑暗条件 因此，与条件相比，效率提高了四倍以上，证实了维替泊芬作为光敏剂的使用以及 PhotoAct 在 PDT 测定中的适用性。为了验证这项工作中描述的原型的使用，在相同的实验条件下使用了商用PDT设备，包括光敏剂，细胞和通量，并比较了结果。如图所示，两种装置均等地光活化维替泊芬，增强了细胞毒性作用。
最后，使用DCFDA测定法通过流式细胞术证实，使用DCFDA测定法确认了光照暴露后由维替泊芬引发的ROS介导的细胞死亡。总之，该设备很容易用市售的低成本组件制造，总成本不到50。该设备的其他主要优点包括便携性、低维护需求、能够照射多种类型的培养板、每次测定同时使用多达四个单元、准确且可重复的照射、用户友好和简单的设置界面，不需要连接到计算机或其他机器。
此外，还提供了决策流程图，以提供系统的问题解决方法，以查找和纠正操作过程中的问题或错误。这些发现允许将PhotoAct的益处扩展到科学研究，探索光敏剂的作用机制及其临床应用。
