技術(shù)領(lǐng)域

本公開的實(shí)施例一般涉及可用于例如樣本(例如核酸測(cè)序過(guò)程中檢測(cè)的那些樣本)的光學(xué)檢測(cè)中使用的成像模塊的對(duì)齊和驗(yàn)證的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

需要促進(jìn)準(zhǔn)確地校準(zhǔn)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的對(duì)齊和驗(yàn)證的工具。本文所提出的本發(fā)明的實(shí)施例滿足這種需要，并且也提供其他優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開提供一種檢查設(shè)備，包括：(a)具有底面的半透明或透明板，底面的至少一部分具有其上按照具有至少一個(gè)透明或半透明部分的圖案所印制的不透明材料；以及(b)室，設(shè)置在底面下方，由此從室或者經(jīng)過(guò)室所發(fā)射的光能夠經(jīng)過(guò)至少一個(gè)透明或半透明部分。

該檢查設(shè)備可選地能夠包括：(c)填充溝道的至少一部分的流體，流體包含至少一個(gè)發(fā)光材料。發(fā)光材料能夠包括一個(gè)或多個(gè)熒光或發(fā)光模塊。例如，熒光模塊能夠是若丹明染料或惡嗪染料。

本公開的檢查設(shè)備還能夠包括與半透明或透明板相接觸的第二板，其中溝道開口設(shè)置在半透明或透明板與第二板之間。能夠在半透明或透明板的底面中或者在第二板的頂面中蝕刻溝道。在一些實(shí)施例中，溝道通過(guò)板之間的隔離片來(lái)形成。

在具體實(shí)施例中，處于板表面上的不透明材料的圖案能夠包括形成不透明區(qū)域中的基準(zhǔn)元件的至少一個(gè)半透明或透明特征。

在具體實(shí)施例中，處于板表面上的不透明材料的圖案能夠包括形成半透明區(qū)域中的基準(zhǔn)元件的至少一個(gè)不透明特征。

在具體實(shí)施例中，處于板表面上的不透明材料的圖案能夠包括按照原本不透明區(qū)域上的有序陣列的多個(gè)半透明或透明孔。

在具體實(shí)施例中，處于板表面上的不透明材料的圖案能夠包括按照原本半透明或透明區(qū)域上的有序陣列的多個(gè)不透明貼片。

本公開的檢查設(shè)備能夠配置成位于檢測(cè)儀器的流動(dòng)池盒中。

檢查設(shè)備能夠包括溝道，其形成經(jīng)連接以形成單室的多個(gè)平行通道?？蛇x地，多個(gè)平行通道能夠包括檢測(cè)通道，其與較窄的入口和出口通道相比是較寬的。入口和出口通道能夠配置成將檢測(cè)通道分別連接到入口和出口端口。

在一些實(shí)施例中，檢查設(shè)備中存在的溝道能夠具有：入口端口，其具有第一壓力釋放端口；以及出口端口，其具有第二壓力釋放端口。可選地，第一壓力釋放端口沿按照與入口通道的方向不同的方向延伸的通道來(lái)定位，以及入口端口位于入口通道以及按照與入口通道的方向不同的方向延伸的通道的相交處。例如，第一壓力釋放端口能夠沿與入口通道的方向基本上正交延伸的通道來(lái)定位。

根據(jù)需要，第二壓力釋放端口能夠沿按照與出口通道的方向不同的方向延伸的通道來(lái)定位，以及出口端口能夠位于出口通道以及按照與出口通道的方向不同的方向延伸的通道的相交處。例如，第二壓力釋放端口能夠沿與出口通道的方向基本上正交延伸的通道來(lái)定位。

在一些實(shí)施例中，阻塞材料能夠存在，以防止液體流經(jīng)壓力釋放端口、出口端口和/或入口端口。

檢查設(shè)備的頂板上的底面能夠包括其中包含不透明材料的至少一個(gè)圖案層。作為替代或補(bǔ)充，底面還能夠包括沒(méi)有不透明材料的至少一個(gè)透明層。

可選地，圖案層能夠完全通過(guò)不透明材料來(lái)涂敷。備選地，不透明材料能夠包括多個(gè)透明或半透明孔，其具有小于75平方微米的面積。

在一些實(shí)施例中，層上的不透明材料能夠包括多個(gè)透明或半透明孔，其分隔至少10微米。在一個(gè)示例中，不透明材料能夠包括多個(gè)透明或半透明孔(其具有小于75平方微米的面積)，并且不透明材料還能夠包括透明或半透明窗口(其具有至少30000平方微米的面積)。

可選地，檢查設(shè)備還能夠包括至少一個(gè)基準(zhǔn)層，其具有通過(guò)具有十字形狀(plus shape)的透明基準(zhǔn)所中斷的不透明材料。根據(jù)需要，檢查設(shè)備表面上的層能夠設(shè)置在底面上的單元中，并且該單元能夠重復(fù)六次，以形成底面上的圖案。

本公開還提供一種用于驗(yàn)證成像模塊的方法。該方法能夠包括下列步驟：(a)將成像模塊定位成與本文所述檢查設(shè)備光學(xué)對(duì)齊；以及(b)檢測(cè)經(jīng)過(guò)透明或半透明部分的一個(gè)或多個(gè)所透射的光。

還提供的是一種用于對(duì)齊檢測(cè)設(shè)備中的照相裝置的檢查方法。該方法能夠包括下列步驟：(a)將照相裝置定位成與本文所述檢查設(shè)備光學(xué)對(duì)齊；以及(b)檢測(cè)經(jīng)過(guò)透明或半透明部分的一個(gè)或多個(gè)所透射的光。

在附圖和以下描述中提出一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。通過(guò)描述和附圖以及通過(guò)權(quán)利要求書，其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見的。

附圖說(shuō)明

圖1示出具有正交激發(fā)和發(fā)射束通路的單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)的光學(xué)布局。

圖2示出檢測(cè)設(shè)備的八個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的布置的透視圖。

圖3示出檢測(cè)設(shè)備的Y臺(tái)架的頂部透視圖。

圖4示出檢測(cè)設(shè)備的Y臺(tái)架的底部透視圖。

圖5示出保持八個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的布置的Y臺(tái)架的頂部透視圖。

圖6A示出相對(duì)具有四個(gè)溝道的流動(dòng)池的四個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的布置。

圖6B示出相對(duì)具有八個(gè)溝道的流動(dòng)池的八個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的布置。

圖7A示出Ubertarget設(shè)備的頂視圖。

圖7B示出Ubertarget設(shè)備的溝道的側(cè)視圖。

圖8示出檢查方法中使用的檢查設(shè)備的背照明方案的簡(jiǎn)圖。

圖9示出檢查方法中使用的檢查設(shè)備的落射熒光(epifluorescence)方案的簡(jiǎn)圖。

圖10示出從在Ubertarget設(shè)備的金屬層上方(面板A)、在金屬層處(面板B)以及在金屬層下方(面板C)所聚焦的成像模塊所得到的圖像。

圖11A示出質(zhì)量控制器具中的Ubertarget的圖像。

圖11B示出安裝到測(cè)序器的盒中的Ubertarget的圖像。

圖12A示出具有多個(gè)溝道的檢查設(shè)備(左)和具有帶多個(gè)通道的單個(gè)溝道的檢查設(shè)備。

圖12B示出Ubertarget設(shè)備上的印制圖案的位置連同成像模塊的6個(gè)照相裝置的圖像區(qū)域。

圖12C示出圖12B所示Ubertarget設(shè)備的掩模F和掩模A區(qū)域的其他細(xì)節(jié)。

圖13示出用于控制計(jì)算機(jī)可控成像裝置上的檢查方法的示范圖形用戶界面。

圖14示出使用Ubertarget設(shè)備的測(cè)序器的檢查的自動(dòng)化過(guò)程流程。

圖15示出具有基準(zhǔn)的Ubertarget設(shè)備。

圖16A示出用于確定定位基準(zhǔn)中的滯后(hysteresis)的移動(dòng)方向。

圖16B示出在定位基準(zhǔn)時(shí)得到的圖像中的滯后。

圖17示出Ubertarget設(shè)備的自動(dòng)聚焦層的圖像。

圖18示出Ubertarget設(shè)備的圖像質(zhì)量層的圖像。

具體實(shí)施方式

本公開提供一種用于例如樣本(例如核酸測(cè)序過(guò)程中檢測(cè)的那些樣本)的光學(xué)檢測(cè)中使用的成像模塊的對(duì)齊(例如按照x、y和/或z維的光學(xué)對(duì)齊)和驗(yàn)證(例如光學(xué)性質(zhì)的校準(zhǔn)、量化或表征)的檢查設(shè)備。本文提出的設(shè)備和方法例如在美國(guó)專利申請(qǐng)序號(hào)13/766413(2013年2月13日提交，作為US 2013/0260372 A1公開，以及標(biāo)題為“INTEGRATED OPTOELECTRONIC READ HEAD AND FLUIDIC CARTRIDGE USEFUL FOR NUCLEIC ACID SEQUENCING”，通過(guò)引用將其內(nèi)容完整地結(jié)合)中提出的成像模塊的對(duì)齊和驗(yàn)證中特別有用。

成像模塊和相關(guān)裝置

美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2013/0260372 A1中公開的成像模塊的示范實(shí)施例和特征如下所述。但是，將會(huì)理解，本文所提出的檢查設(shè)備和檢查方法能夠用于任何其他適當(dāng)成像模塊的對(duì)齊和驗(yàn)證。

本公開提供用于平面區(qū)域、例如襯底表面存在的區(qū)域的高分辨率檢測(cè)的方法和設(shè)備。特別有用的應(yīng)用是存在于表面的生物樣本的基于光學(xué)的成像。例如，本文所提出的方法和設(shè)備能夠用來(lái)得到存在于核酸陣列中、例如核酸測(cè)序應(yīng)用中使用的核酸特征的圖像。能夠使用多種核酸測(cè)序技術(shù)，其利用光學(xué)可檢測(cè)樣本和/或試劑。這些技術(shù)尤其完全適合本公開的方法和設(shè)備，并且因此突出本發(fā)明的具體實(shí)施例的各種優(yōu)點(diǎn)。下面為了便于說(shuō)明而提出那些優(yōu)點(diǎn)的一部分，雖然示范核酸測(cè)序應(yīng)用，但是優(yōu)點(diǎn)也能夠擴(kuò)展到其他應(yīng)用。

關(guān)于本文所提出示例的一部分，許多核酸測(cè)序技術(shù)的突出特性是：(1)多色檢測(cè)(例如，常常使用四種不同的熒光團(tuán)，不同核苷酸類型A、C、G和T(或U)的每個(gè)一種)的使用；(2)大量不同片段從核酸樣本(例如片段從基因組樣本、RNA樣本或者其衍生物)分配到陣列的表面；以及(3)陣列的流體處理和成像的重復(fù)循環(huán)。本文所公開的方法和設(shè)備的實(shí)施例對(duì)核酸測(cè)序特別有用，因?yàn)樗鼈兡軌虬凑斩喾N顏色并且按照多次重復(fù)來(lái)提供陣列表面的高分辨率成像的能力。例如，本文所提出的實(shí)施例允許表面的圖像以處于數(shù)百、數(shù)十或者甚至單位數(shù)微米的范圍中的分辨率來(lái)得到。因此，能夠解析具有最接近鄰居、平均中心-中心間距(其低于100微米、50微米、10微米、5微米或以下)的核酸特征。在具體實(shí)施例中，能夠獲取表面的寬場(chǎng)圖像，包括例如覆蓋陣列的1mm²或以上的面積的圖像。圖像能夠同時(shí)或依次地按照多種顏色來(lái)獲取，例如以便識(shí)別與不同核苷酸類型唯一關(guān)聯(lián)的熒光標(biāo)記。此外，能夠?qū)y(cè)序技術(shù)的多個(gè)循環(huán)依次獲取圖像。來(lái)自陣列的給定區(qū)域的圖像能夠從各循環(huán)可靠地比較，以便確定對(duì)陣列上的各核酸特征所檢測(cè)的顏色變化序列。顏色變化序列又能夠用來(lái)推斷各特征中的核酸片段序列。

在具體實(shí)施例中，本公開的設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)。測(cè)微熒光計(jì)的每個(gè)能夠包括激發(fā)輻射源、檢測(cè)器和物鏡，以形成讀取頭的集成子單元。其他光學(xué)組件能夠存在于各測(cè)微熒光計(jì)中。例如，分束器能夠存在，以便提供緊湊落射熒光檢測(cè)配置，由此分束器定位成把來(lái)自激發(fā)輻射源的激發(fā)輻射定向到物鏡，并且把來(lái)自物鏡的發(fā)射輻射定向到檢測(cè)器。

使用集成測(cè)微熒光計(jì)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，測(cè)微熒光計(jì)能夠例如在掃描操作中便利地移動(dòng)，以便允許比測(cè)微熒光計(jì)的視場(chǎng)要大的襯底的成像。在具體實(shí)施例中，若干測(cè)微熒光計(jì)能夠相組合，以形成讀取頭。讀取頭的組合的各種配置在下面提出，并且能夠選擇成適合待成像襯底的特定格式，同時(shí)保持總讀取頭的比較緊湊尺寸。在本公開的若干實(shí)施例中，讀取頭的較小尺寸和低質(zhì)量產(chǎn)生較低慣性，使得讀取頭在被移動(dòng)之后快速停住，由此促進(jìn)核酸陣列或其他襯底的快速掃描。在一些情況下，測(cè)微熒光計(jì)能夠附于托架，使得它們?cè)诜治鰬?yīng)用過(guò)程、例如核酸測(cè)序運(yùn)行期間沿至少一些維不是單獨(dú)可移動(dòng)的。例如，多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)能夠是永久固定的，使得它們相互之間沿x和y維(其中x或y的至少一個(gè)是掃描方向)不是單獨(dú)可移動(dòng)的。但是，測(cè)微熒光計(jì)可沿z維單獨(dú)致動(dòng)，以提供單獨(dú)聚焦控制。降低本公開的設(shè)備的若干不同測(cè)微熒光計(jì)之間的自由度提供針對(duì)設(shè)備的裝運(yùn)、操控和使用期間的對(duì)齊丟失的保護(hù)。

在一些實(shí)施例中，讀取頭或托架中存在的多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)各能夠具有專用自動(dòng)聚焦模塊。相應(yīng)地，各測(cè)微熒光計(jì)能夠單獨(dú)聚焦。在一些實(shí)施例中，讀取頭中的特定自動(dòng)聚焦模塊雖然專用于致動(dòng)特定測(cè)微熒光計(jì)，然而能夠接收來(lái)自讀取頭中的至少一個(gè)另一自動(dòng)聚焦模塊的信息，以及來(lái)自特定自動(dòng)聚焦模塊和來(lái)自至少一個(gè)另一自動(dòng)聚焦模塊的信息能夠用來(lái)確定實(shí)現(xiàn)特定測(cè)微熒光計(jì)的預(yù)期焦點(diǎn)的適當(dāng)致動(dòng)。這樣，任何給定測(cè)微熒光計(jì)的焦點(diǎn)能夠通過(guò)同一讀取頭或托架中存在的兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)之間的一致意見來(lái)確定。

本文所提供的是一種檢測(cè)設(shè)備，其具有：(a)托架，包括多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)，其中每個(gè)測(cè)微熒光計(jì)包括配置用于寬場(chǎng)圖像檢測(cè)的物鏡，多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)定位成同時(shí)獲取公共平面中的多個(gè)寬場(chǎng)圖像，并且每個(gè)寬場(chǎng)圖像來(lái)自公共平面的不同區(qū)域；(b)平移臺(tái)架，配置成沿與公共平面平行的至少一個(gè)方向移動(dòng)托架；以及(c)樣本臺(tái)架，配置成保持公共平面中的襯底。

本公開的檢測(cè)設(shè)備(或者單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì))能夠用來(lái)以足以區(qū)分微米級(jí)的特征的分辨率來(lái)得到一個(gè)或多個(gè)圖像。例如，檢測(cè)設(shè)備中使用的測(cè)微熒光計(jì)能夠具有一種分辨率，其足以區(qū)分通過(guò)最多500μm、100μm、50μm、10μm、5μm、4μm、3μm、2μm或1μm來(lái)分隔的特征。較低分辨率也是可能的，例如區(qū)分通過(guò)超過(guò)500μm來(lái)分隔的特征的分辨率。

本公開的檢測(cè)設(shè)備(或者單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì))完全適合于表面的高分辨率檢測(cè)。相應(yīng)地，具有帶微米范圍中的平均間距的特征的陣列是特別有用的襯底。在具體實(shí)施例中，檢測(cè)設(shè)備或測(cè)微熒光計(jì)能夠用來(lái)得到具有帶平均處于或低于500μm、100μm、50μm、10μm、5μm、4μm、3μm、2μm或1μm的最近鄰居的中心-中心間距的特征的陣列的一個(gè)或多個(gè)圖像。在許多實(shí)施例中，陣列的特征是非毗連的，例如通過(guò)小于100μm、50μm、10μm、5μm、1μm或0.5μm所分隔。但是，特征無(wú)需分隔。陣列的特征的部分或全部而是能夠相互毗連的。

能夠使用本領(lǐng)域中已知的陣列(又稱作“微陣列”)的任一種。典型陣列包含特征，其各具有單獨(dú)探頭或者探頭群體。在后一種情況下，在各地點(diǎn)的探頭群體通常是同質(zhì)的，具有單一探頭種類。例如，在核酸陣列的情況下，各特征能夠具有多個(gè)核酸種類，其各具有共同序列。但是，在一些實(shí)施例中，在陣列的各特征的群體能夠是異質(zhì)的。類似地，蛋白質(zhì)陣列能夠具有帶單個(gè)蛋白質(zhì)或者蛋白質(zhì)群體的特征，其通常但不一定具有相同氨基酸序列。探頭能夠例如經(jīng)由探頭到表面的共價(jià)聯(lián)接或者經(jīng)由探頭與表面的(一個(gè)或多個(gè))非共價(jià)相互作用來(lái)附連到陣列的表面。在一些實(shí)施例中，探頭、例如核酸分子能夠經(jīng)由例如US 2011/0059865 A1(通過(guò)引用將其結(jié)合到本文中)所述的凝膠層來(lái)附連到表面。

無(wú)論是否配置用于陣列或其他樣本的檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備中存在的一個(gè)或多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)能夠配置用于寬場(chǎng)檢測(cè)。單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)的場(chǎng)直徑能夠是例如至少0.5mm、1mm、2mm、3mm、5mm或以上。通過(guò)選擇適當(dāng)光學(xué)組件，場(chǎng)直徑也能夠限制到最大面積，并且因此場(chǎng)直徑能夠是例如不大于5mm、4mm、3mm、2mm或1mm。相應(yīng)地，在一些實(shí)施例中，通過(guò)單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)所得到的圖像能夠具有在0.25mm²至25mm²的范圍中的面積。

除了配置用于寬場(chǎng)檢測(cè)之外，測(cè)微熒光計(jì)能夠配置成具有大于0.2的數(shù)值孔徑(NA)。例如，本公開的測(cè)微熒光計(jì)中使用的物鏡的NA能夠是至少0.2、0.3、0.4或0.5。作為替代或補(bǔ)充，可期望將物鏡的NA限制為不大于0.8、0.7、0.6或0.5。當(dāng)檢測(cè)經(jīng)過(guò)具有0.2與0.5之間的NA的物鏡發(fā)生時(shí)，本文所提出的方法和設(shè)備特別有用。

在陣列檢測(cè)實(shí)施例中，檢測(cè)設(shè)備(或單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì))能夠配置成得到陣列的數(shù)字圖像。通常，數(shù)字檢測(cè)設(shè)備(或單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì))的各像素將在任何給定圖像獲取中從不超過(guò)單個(gè)特征中收集信號(hào)。這個(gè)配置使圖像中的特征之間的不需要‘串?dāng)_’為最小。從各特征中檢測(cè)信號(hào)的像素的數(shù)量能夠基于被成像特征的尺寸和形狀并且基于數(shù)字檢測(cè)設(shè)備(或單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì))的配置來(lái)調(diào)整。例如，各特征能夠通過(guò)不超過(guò)大約16像素、9像素、4像素或1像素在給定圖像中檢測(cè)。在具體實(shí)施例中，各圖像能夠平均利用每特征6.5像素、每特征4.7像素或者每特征1像素。例如能夠通過(guò)降低陣列圖案中的特征的位置的可變性并且緊縮檢測(cè)設(shè)備與陣列對(duì)齊的容差，來(lái)減少每特征所使用的像素的數(shù)量。以配置成使用每特征少于4像素的數(shù)字檢測(cè)器為例，能夠通過(guò)使用有序核酸特征陣列代替隨機(jī)分布核酸聚類陣列，來(lái)改進(jìn)圖像質(zhì)量。

將會(huì)理解，具有多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的檢測(cè)設(shè)備能夠檢測(cè)大致相當(dāng)于測(cè)微熒光計(jì)的數(shù)量乘以各測(cè)微熒光計(jì)所檢測(cè)的寬場(chǎng)面積的公共平面的面積。面積無(wú)需是毗連的。例如，2個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)能夠定位成檢測(cè)通過(guò)未檢測(cè)面積所分隔的公共平面的分立區(qū)域。但是，根據(jù)需要，多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)能夠定位成檢測(cè)毗連但是不重疊的面積。在備選實(shí)施例中，具有多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的檢測(cè)設(shè)備能夠檢測(cè)基本上小于測(cè)微熒光計(jì)的數(shù)量乘以各測(cè)微熒光計(jì)所檢測(cè)的寬場(chǎng)面積的公共平面的面積。例如當(dāng)多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)定位成檢測(cè)具有至少部分重疊的面積時(shí)，這能夠產(chǎn)生。如本文其他部分更詳細(xì)所述，多個(gè)圖像無(wú)需按照這樣的格式來(lái)獲取，其用來(lái)或者甚至支持已經(jīng)檢測(cè)的陣列或其他公共平面的完整圖像的重建。

測(cè)微熒光計(jì)100的示范光學(xué)布局在圖1中示出。將測(cè)微熒光計(jì)100定向到流動(dòng)池170，其具有通過(guò)流體填充溝道175所分隔的上層171和下層173。在所示配置中，上層171是光學(xué)透明的，以及測(cè)微熒光計(jì)聚焦到上層171的內(nèi)表面172上的區(qū)域176。在備選配置中，測(cè)微熒光計(jì)100能夠聚焦在下層173的內(nèi)表面174上。表面之一或兩者能夠包括將要由測(cè)微熒光計(jì)100來(lái)檢測(cè)的陣列特征。檢查設(shè)備能夠用來(lái)代替流動(dòng)池170。

測(cè)微熒光計(jì)100包括物鏡101，其配置成把來(lái)自輻射源102的激發(fā)輻射定向到流動(dòng)池170，并且把來(lái)自流動(dòng)池170的發(fā)射定向到檢測(cè)器108。在示范布局中，來(lái)自輻射源102的激發(fā)輻射在其到流動(dòng)池170的途中通過(guò)透鏡105，然后通過(guò)分束器106，并且然后通過(guò)物鏡。在所示實(shí)施例中，輻射源包括兩個(gè)發(fā)光二極管(LED)103和104，其產(chǎn)生相互不同波長(zhǎng)的輻射。例如，能夠使用綠色LED(LEDG)和紅色LED(LEDR)。來(lái)自流動(dòng)池170的發(fā)射輻射由物鏡101來(lái)捕獲，并且由分束器107經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)光學(xué)器件107來(lái)反射到檢測(cè)器108(例如CMOS傳感器)。分束器106用來(lái)沿與激發(fā)輻射的路徑正交的方向來(lái)定向發(fā)射輻射。物鏡701的位置能夠沿z維移動(dòng)，以改變測(cè)微熒光計(jì)的焦點(diǎn)。測(cè)微熒光計(jì)100能夠沿y方向來(lái)回移動(dòng)，以捕獲流動(dòng)池170的上層171的內(nèi)表面172的若干區(qū)域的圖像。檢查設(shè)備再次能夠用來(lái)代替流動(dòng)池170。

如圖1的示范實(shí)施例所示，每個(gè)測(cè)微熒光計(jì)能夠包括分束器和檢測(cè)器，其中分束器定位成把來(lái)自激發(fā)輻射源的激發(fā)輻射定向到物鏡，并且把來(lái)自物鏡的發(fā)射輻射定向到檢測(cè)器。如附圖所示，各測(cè)微熒光計(jì)可選地能夠包括激發(fā)輻射源、例如LED。在這種情況下，各測(cè)微熒光計(jì)能夠包括專用輻射源，使得讀取頭包括各分離為單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)的若干輻射源。在一些實(shí)施例中，兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)能夠接收來(lái)自公共輻射源的激發(fā)輻射。因此，兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)能夠共享輻射源。在示范配置中，單個(gè)輻射源能夠?qū)⑤椛涠ㄏ虻椒质?，其定位成將激發(fā)輻射分離為兩個(gè)或更多波束，并且將波束定向到兩個(gè)或更多相應(yīng)測(cè)微熒光計(jì)。作為補(bǔ)充或替代，激發(fā)輻射能夠經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)光纖從輻射源定向到一個(gè)、兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)。

將會(huì)理解，附圖所示的具體組件是示范性的，并且能夠采用類似功能的組件來(lái)替代。例如，多種輻射源的任一種能夠用來(lái)代替LED。特別有用的輻射源是燈、激光器、半導(dǎo)體光源(SLS)或激光二極管。LED能夠例如從Luminus(Billerica，Mass)購(gòu)買。類似地，多種檢測(cè)器是有用的，包括但不限于電荷耦合器件(CCD)傳感器、光電倍增管(PMT)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)傳感器。特別有用的檢測(cè)器是從Aptina Imaging(San Jose，CA)可得到的5兆像素CMOS傳感器(MT9P031)。

具有八個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的布置的讀取頭1000的透視圖在圖2中示出。各測(cè)微熒光計(jì)具有緊湊設(shè)計(jì)。為了便于示范，只有測(cè)微熒光計(jì)其中之一的組件在圖2中標(biāo)記并且將在這里描述。但是，如在圖2中可見，每個(gè)測(cè)微熒光計(jì)具有類似組件和配置。兩個(gè)激發(fā)源存在于各測(cè)微熒光計(jì)中，包括綠色LED 1040和紅色LED 1030。來(lái)自LED的激發(fā)光分別通過(guò)綠色LED聚光透鏡1075和紅色LED聚光透鏡1076。LED折疊鏡1074將綠色激發(fā)輻射反射到組合分光鏡1073，其經(jīng)過(guò)激光二極管分束器1072、然后經(jīng)過(guò)激發(fā)投影透鏡1071將綠色激發(fā)輻射反射到激發(fā)/發(fā)射分光鏡1060(其經(jīng)過(guò)物鏡1010反射綠色激發(fā)輻射)。紅色激發(fā)輻射從紅色LED聚光透鏡1076傳遞給組合分光鏡1073，此后紅色激發(fā)輻射跟隨與綠色激發(fā)輻射相同的通路。物鏡1010定位成收集發(fā)射輻射，并且將它經(jīng)過(guò)激發(fā)/發(fā)射分光鏡1060來(lái)定向，激發(fā)/發(fā)射分光鏡1060將發(fā)射輻射傳遞給CMOS圖像傳感器1080。激光二極管1301定位成經(jīng)由激光二極管耦合透鏡組1401將輻射定向到激光二極管分束器1072，其經(jīng)過(guò)激發(fā)投影透鏡1071、激發(fā)/發(fā)射分光鏡1060和物鏡1010來(lái)反射激光二極管輻射。自動(dòng)聚焦模塊1600耦合到物鏡1010的至少部分，并且配置成上下(即，沿z維)平移物鏡1010。自動(dòng)聚焦模塊能夠但不一定包括本文先前所示的自動(dòng)聚焦設(shè)備的組件。將會(huì)理解，附加光學(xué)組件能夠存在于讀取頭1000中，包括但不限于圖1所示的那些光學(xué)組件。此外，某些光學(xué)組件能夠不存在于讀取頭1000中或者在讀取頭1000中經(jīng)過(guò)修改，以適合特定應(yīng)用。印刷電路板1701和1702能夠配置成與檢測(cè)器、自動(dòng)聚焦模塊和/或激發(fā)源進(jìn)行通信。

如以上示范實(shí)施例所示，讀取頭能夠包括多個(gè)物鏡，各物鏡專用于單個(gè)測(cè)微熒光計(jì)。因此，本公開的測(cè)微熒光計(jì)能夠包括多個(gè)光學(xué)組件，例如一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器、激發(fā)輻射源、分束器透鏡、反射鏡等，其形成經(jīng)過(guò)單個(gè)物鏡來(lái)定向激發(fā)輻射和/或經(jīng)過(guò)單個(gè)物鏡來(lái)接收發(fā)射輻射的光學(xué)系。在這類實(shí)施例中，物鏡能夠配置為具有寬視場(chǎng)的宏透鏡。在備選實(shí)施例中，本公開的測(cè)微熒光計(jì)能夠包括多種光學(xué)組件，其經(jīng)過(guò)若干物鏡來(lái)定向激發(fā)輻射和/或經(jīng)過(guò)若干物鏡來(lái)接收發(fā)射輻射。因此，單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)能夠包括若干光學(xué)系，其包括若干物鏡。在每測(cè)微熒光計(jì)包括若干物鏡的實(shí)施例中，物鏡可選地能夠配置為微透鏡陣列。特定測(cè)微熒光計(jì)中若干物鏡的各物鏡(例如微透鏡陣列中的每個(gè)微透鏡)可選地能夠配置用于單獨(dú)聚焦，由此各物鏡能夠沿z維來(lái)移動(dòng)，而與同一測(cè)微熒光計(jì)中的其他物鏡無(wú)關(guān)。作為替代或補(bǔ)充，若干物鏡能夠配置用于全局聚焦，使得它們能夠全部沿z維共同移動(dòng)。

將會(huì)理解，本文所提出的讀取頭的各種組件能夠按照各種方式來(lái)混合和匹配，以便實(shí)現(xiàn)與本文所示相似的功能。例如，如前一章節(jié)所述，讀取頭能夠包括若干物鏡，并且那些物鏡的每個(gè)能夠?qū)Ｓ糜趩蝹€(gè)測(cè)微熒光計(jì)，或者備選地，那些物鏡的若干物鏡能夠由單個(gè)測(cè)微熒光計(jì)來(lái)共享。類似地，并且如先前所述，各測(cè)微熒光計(jì)能夠包括至少一個(gè)專用激發(fā)源，或者備選地，兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)能夠從共享輻射源接收激發(fā)輻射。因此，不需要存在特定讀取頭中的測(cè)微熒光計(jì)的數(shù)量與本文中對(duì)任何測(cè)微熒光計(jì)實(shí)施例所示的組件的數(shù)量的一一對(duì)應(yīng)。本文示為在測(cè)微熒光計(jì)中有用的組件的一個(gè)或多個(gè)能夠由特定讀取頭中的若干測(cè)微熒光計(jì)來(lái)共享。

本公開的讀取頭對(duì)于掃描方法和設(shè)備例如因其比較緊湊尺寸和低質(zhì)量(其提供低慣性)而是特別有用的。降低慣性允許讀取頭在移動(dòng)之后更快地停住，由此與讀取頭的殘余移動(dòng)會(huì)引起分辨率的模糊和損失的較高慣性讀取頭原本的情況相比，允許高分辨率圖像更快地被得到。下面將更詳細(xì)描述用于實(shí)現(xiàn)讀取頭的移動(dòng)的配置。但是，首先應(yīng)當(dāng)注意，低慣性的優(yōu)點(diǎn)并不是意在作為對(duì)本文所提出設(shè)備或方法的限制或要求。本公開的讀取頭而是對(duì)檢測(cè)協(xié)議的全部或部分能夠保持在靜態(tài)位置。例如，測(cè)序方法、例如使用本文所述流體和成像步驟的那些方法能夠使用讀取頭(其在測(cè)序方法的循環(huán)的至少一個(gè)以及也許全部期間是靜態(tài)的)來(lái)執(zhí)行。類似地，讀取頭在本文所述檢查方法的一個(gè)或多個(gè)步驟期間能夠是靜態(tài)的。

作為靜態(tài)讀取頭實(shí)施例的第一示例，讀取頭能夠包括充分?jǐn)?shù)量的測(cè)微熒光計(jì)，以便對(duì)表面或另一對(duì)象的預(yù)期部分進(jìn)行檢測(cè)或成像。因此，讀取頭無(wú)需沿x或y維移動(dòng)。例如，若干測(cè)微熒光計(jì)能夠線性設(shè)置成沿流動(dòng)池溝道或檢查設(shè)備溝道的全長(zhǎng)度(或者至少沿有效靶長(zhǎng)度)來(lái)捕獲圖像幀。類似地，使用諸如本文所所述之類的測(cè)微熒光計(jì)的若干行的適當(dāng)封裝布置，若干流動(dòng)池溝道(存在于一個(gè)或多個(gè)流動(dòng)池中)或者若干檢查設(shè)備溝道能夠沿其全長(zhǎng)度(或者至少沿有效靶長(zhǎng)度)來(lái)成像。如下文所提出，對(duì)單獨(dú)溝道所得到的圖像幀能夠但不一定是毗連的。

作為靜態(tài)讀取頭實(shí)施例的第二示例，讀取頭能夠相對(duì)x和y維保持在固定位置，同時(shí)由讀取頭所檢測(cè)的襯底沿x和/或y維平移。例如，能夠提供一種設(shè)備，其具有配置成向讀取頭展示襯底的平移臺(tái)架。平移臺(tái)架能夠按照分步照射或連續(xù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行移動(dòng)，以允許靜態(tài)讀取頭對(duì)襯底的掃描。在具體實(shí)施例中，襯底是流動(dòng)池，其能夠附于平移臺(tái)架。備選地，襯底能夠是檢查設(shè)備。

按照上述示例，掃描頭(或測(cè)微熒光計(jì))與襯底之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠通過(guò)掃描頭(或測(cè)微熒光計(jì))的物理移動(dòng)、襯底的物理移動(dòng)或者兩者的物理移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。將會(huì)理解，以上第一和第二示范實(shí)施例中所參閱的靜態(tài)讀取頭相對(duì)沿z維的移動(dòng)無(wú)需是靜態(tài)的。靜態(tài)讀取頭而是能夠包括具有自動(dòng)聚焦模塊的一個(gè)或多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)。作為替代或補(bǔ)充，讀取頭能夠沿z維作為整體來(lái)移動(dòng)，例如以便實(shí)現(xiàn)至少大致近似的全局焦點(diǎn)。

現(xiàn)在回到平移讀取頭的實(shí)施例，圖3和圖4分別示出讀取頭的示范y平移臺(tái)架200的頂視圖和底視圖。在這個(gè)示范實(shí)施例中，y臺(tái)架配置用于沿y維但不是沿x維的平移。因此，由y平移臺(tái)架200所攜帶的讀取頭將能夠沿y維移動(dòng)，以及其中的讀取頭或單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)可以能夠沿z維移動(dòng)(例如經(jīng)由自動(dòng)聚焦)，但是讀取頭將不能夠沿x維移動(dòng)。讀取頭能夠附于托架201，其具有定位成支承讀取頭的底側(cè)的基座區(qū)域241以及配置成阻止讀取頭側(cè)向運(yùn)動(dòng)的框架240。托架201還包括法蘭導(dǎo)桿243和套環(huán)導(dǎo)桿242?；鶇^(qū)域241中的開口244提供讀取頭與襯底之間的窗口，以便由讀取頭來(lái)檢測(cè)。托架201的上述組件能夠形成單片結(jié)構(gòu)。

托架配置成經(jīng)由第一軸203(套環(huán)導(dǎo)桿242沿其運(yùn)行)和第二軸204(法蘭導(dǎo)桿243沿其運(yùn)行)沿y臺(tái)架框架207移動(dòng)。軸沿y軸來(lái)定向，使得托架201被引導(dǎo)經(jīng)由導(dǎo)桿沿y維來(lái)回滑動(dòng)。第一軸203通過(guò)插入到第一側(cè)壁250的基準(zhǔn)點(diǎn)(datum)215中并且插入到第二側(cè)壁251的基準(zhǔn)點(diǎn)218中來(lái)保持到y(tǒng)臺(tái)架框架207。第一軸203通過(guò)支承構(gòu)件252夾持到基準(zhǔn)點(diǎn)215中并且通過(guò)支承構(gòu)件253夾持到基準(zhǔn)點(diǎn)218中。第二軸204通過(guò)插入到第一側(cè)壁250的基準(zhǔn)點(diǎn)214中并且插入到第二側(cè)壁251的基準(zhǔn)點(diǎn)217中來(lái)保持到y(tǒng)臺(tái)架框架207。第一軸204通過(guò)軸夾具206夾持到基準(zhǔn)點(diǎn)214中并且通過(guò)軸夾具205夾持到基準(zhǔn)點(diǎn)217中。

托架201的移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)向螺桿202(其穿過(guò)導(dǎo)向螺母260，以及通過(guò)插入到第一側(cè)壁250的基準(zhǔn)點(diǎn)中并且插入第二側(cè)壁251的基準(zhǔn)點(diǎn)219中附于y臺(tái)架框架207)的旋轉(zhuǎn)來(lái)驅(qū)動(dòng)。導(dǎo)向螺桿202由相同支承構(gòu)件252和253(其夾持第一軸203)來(lái)夾持到位。導(dǎo)向螺桿202的旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)212(其安裝到支承構(gòu)件252)來(lái)驅(qū)動(dòng)。編碼器208配置成經(jīng)由皮帶210(其與編碼器上的轉(zhuǎn)子209和電動(dòng)機(jī)212上的轉(zhuǎn)子211進(jìn)行交互)與電動(dòng)機(jī)212進(jìn)行交互。皮帶伸張器220與皮帶210進(jìn)行交互。

開口230通過(guò)y臺(tái)架框架207的基底216。開口230定位成當(dāng)它穿過(guò)y臺(tái)架框架時(shí)適應(yīng)托架201的基座區(qū)域241中的開口244的軌跡。讀取頭定位在托架中，使得物鏡經(jīng)過(guò)開口244并且經(jīng)過(guò)開口230沿托架所穿過(guò)的軌跡來(lái)定向。相應(yīng)地，開口230經(jīng)由附于托架的讀取頭的移動(dòng)來(lái)適應(yīng)沿y軸的延長(zhǎng)區(qū)域的成像。

y平移臺(tái)架200與讀取頭1000之間的結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系在圖5中示出。例如，如US專利申請(qǐng)公開No.2013/0260372 A1中提出測(cè)微熒光計(jì)的備選布置與本文所述的檢查設(shè)備和檢查方法相組合也能夠是有用的。

測(cè)微熒光計(jì)或者具有若干測(cè)微熒光計(jì)的讀取頭能夠定位在流動(dòng)池或檢查設(shè)備上方(相對(duì)重力箭頭)上方，如對(duì)于本文所述的若干實(shí)施例所示。但是，還有可能將測(cè)微熒光計(jì)或讀取頭定位在流動(dòng)池或檢查設(shè)備下面。相應(yīng)地，流動(dòng)池或檢查設(shè)備在頂側(cè)、底側(cè)或者兩側(cè)相對(duì)所使用的激發(fā)和發(fā)射輻射的波長(zhǎng)能夠是透明的。實(shí)際上，在一些實(shí)施例中，可期望將測(cè)微熒光計(jì)定位在流動(dòng)池或檢查設(shè)備的兩側(cè)，或者備選地將讀取頭定位在流動(dòng)池或檢查設(shè)備的兩側(cè)。相對(duì)重力的其他取向也是可能的，包括例如流動(dòng)池與測(cè)微熒光計(jì)(或讀取頭)之間的側(cè)向取向。

測(cè)微熒光計(jì)或讀取頭能夠配置成從流動(dòng)池(或檢查設(shè)備)的單側(cè)來(lái)檢測(cè)流動(dòng)池(或檢查設(shè)備)的兩個(gè)相對(duì)內(nèi)表面。例如，測(cè)微熒光計(jì)或讀取頭能夠采用光學(xué)補(bǔ)償器，其被插入和移開以檢測(cè)流動(dòng)池或檢查設(shè)備的備選表面。在US 8039817中描述用于檢測(cè)溝道的相對(duì)內(nèi)表面的示范方法和設(shè)備、例如光學(xué)補(bǔ)償器的使用，通過(guò)引用將其完整地結(jié)合到本文中。例如取決于設(shè)備的NA和/或光學(xué)分辨率，補(bǔ)償器是可選的。

本文所述設(shè)備或方法中使用的測(cè)微熒光計(jì)能夠包括自動(dòng)聚焦模塊。相應(yīng)地，讀取頭中存在的多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)各能夠具有專用自動(dòng)聚焦模塊。測(cè)微熒光計(jì)中使用的自動(dòng)聚焦模塊能夠包括檢測(cè)器和致動(dòng)器，其中致動(dòng)器配置成改變測(cè)微熒光計(jì)相對(duì)公共平面的焦點(diǎn)，并且檢測(cè)器配置成引導(dǎo)致動(dòng)器的移動(dòng)。因此，自動(dòng)聚焦模塊能夠包括專用檢測(cè)器，其引導(dǎo)致動(dòng)器的移動(dòng)。專用檢測(cè)器能夠工作在具有致動(dòng)器的閉環(huán)中，而無(wú)需在測(cè)微熒光計(jì)外部或檢測(cè)頭外部傳遞數(shù)據(jù)以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦。作為替代或補(bǔ)充，自動(dòng)聚焦模塊外部的檢測(cè)器、例如用于寬場(chǎng)成像的成像檢測(cè)器能夠引導(dǎo)致動(dòng)器的移動(dòng)。因此，用于寬場(chǎng)成像和用于向測(cè)微熒光計(jì)或讀取頭外部的處理單元輸出圖像數(shù)據(jù)的同一檢測(cè)器也能夠用來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)聚焦。

在具體實(shí)施例中，讀取頭中的兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)的自動(dòng)聚焦模塊能夠配置成相互通信。例如，用于讀取頭的第一測(cè)微熒光計(jì)的自動(dòng)聚焦模塊能夠配置成集合來(lái)自設(shè)備的第二測(cè)微熒光計(jì)的自動(dòng)聚焦模塊的數(shù)據(jù)。這樣，用于第一測(cè)微熒光計(jì)的自動(dòng)聚焦模塊能夠基于第一測(cè)微熒光計(jì)的所感知焦點(diǎn)位置和第二測(cè)微熒光計(jì)的所感知焦點(diǎn)位置來(lái)改變第一測(cè)微熒光計(jì)的焦點(diǎn)。因此，自動(dòng)聚焦模塊的檢測(cè)器能夠按照如下方式來(lái)配置：它專用于一般跨讀取頭進(jìn)行聚焦，而沒(méi)有配置用于分析圖像獲取。來(lái)自兩個(gè)不同自動(dòng)聚焦模塊的信息在確定讀取頭的尖端傾斜(tip tilt)中能夠是有用的。不合需要的尖端傾斜能夠通過(guò)基于尖端傾斜信息的一個(gè)或多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)的補(bǔ)償致動(dòng)來(lái)校正。

讀取頭能夠包括例如附連到托架的兩個(gè)或更多測(cè)微熒光計(jì)。對(duì)于利用多溝道流動(dòng)池(或檢查設(shè)備)的實(shí)施例，讀取頭能夠包括多個(gè)測(cè)微熒光計(jì)，其對(duì)應(yīng)于流動(dòng)池(或檢查設(shè)備)中的溝道的數(shù)量。每溝道一個(gè)以上測(cè)微熒光計(jì)能夠存在。在具體實(shí)施例中，讀取頭能夠提供單個(gè)測(cè)微熒光計(jì)溝道。在圖6A所示的示范布置中，流動(dòng)池具有四個(gè)溝道，并且讀取頭具有四個(gè)測(cè)微熒光計(jì)。該圖示出測(cè)微熒光計(jì)的流動(dòng)池和物鏡的頂部平面圖。為了便于示范，未示出除了物鏡之外的測(cè)微熒光計(jì)的組件；但是，那些組件能夠例如沿本文其他部分所示線條來(lái)實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì)。如圖6A所示，四個(gè)物鏡能夠按照線性關(guān)系設(shè)置，使得物鏡緊密封裝，并且虛直線通過(guò)各物鏡的中心點(diǎn)。虛線能夠相對(duì)y維以某個(gè)角度偏移，y維對(duì)應(yīng)于流動(dòng)池的最長(zhǎng)維(或掃描方向)。該角度在x-y象限中能夠處于0°與90°之間，并且能夠選擇成適應(yīng)流動(dòng)池中的溝道的間距(以及讀取頭中的物鏡的間距)。圖6A示出通過(guò)緊密封裝物鏡(其適應(yīng)較緊密封裝的溝道)線條的較低偏移角。較高偏移角能夠用來(lái)適應(yīng)相互分隔更大距離的溝道或者不太緊密封裝的物鏡。

圖6B示出兩行中的多個(gè)物鏡的布置。在這里，流動(dòng)池包括八個(gè)溝道，以及讀取頭具有八個(gè)測(cè)微熒光計(jì)。兩行中的物鏡的總體封裝大致為直線。該布置適應(yīng)緊密封裝物鏡和兩組緊密封裝溝道(即，第一組四個(gè)緊密封裝溝道和第二組四個(gè)緊密封裝溝道)。在這個(gè)示例中，兩組緊密封裝溝道通過(guò)比分隔每組四個(gè)的單獨(dú)溝道的間距要大的間距來(lái)分隔。將會(huì)理解，兩行中的物鏡的總體封裝能夠偏移直線，以適應(yīng)不同的溝道布置。此外，如針對(duì)單行物鏡所述，能夠改變穿過(guò)兩行物鏡的中心的虛線的偏移角，和/或能夠改變物鏡之間的距離，以適應(yīng)不同溝道布置。

如以上示例所示，讀取頭中的各物鏡能夠定位成對(duì)(流動(dòng)池或檢查設(shè)備的)單獨(dú)溝道的至少一部分進(jìn)行成像。各物鏡能夠定位成對(duì)具有若干溝道的流動(dòng)池或檢查設(shè)備的唯一的一個(gè)溝道進(jìn)行成像。單獨(dú)物鏡能夠定位成例如在位于特定y臺(tái)架位置時(shí)對(duì)唯一的一個(gè)溝道的一部分進(jìn)行成像。沿y維掃描能夠允許溝道的全部或部分經(jīng)過(guò)物鏡來(lái)成像。在一些情況下，例如當(dāng)物鏡(或者測(cè)微熒光計(jì)的其他限制光學(xué)組件)的場(chǎng)直徑小于溝道的寬度時(shí)，物鏡也能夠沿x維來(lái)掃描，以便對(duì)溝道的全部或部分進(jìn)行成像。多個(gè)物鏡及其相應(yīng)測(cè)微熒光計(jì)能夠定位成使得物鏡的若干物鏡定位成各得到一個(gè)并且是唯一的溝道的至少一部分的圖像。當(dāng)然，包含多個(gè)物鏡及其測(cè)微熒光計(jì)的讀取頭的移動(dòng)能夠沿y和/或x方向發(fā)生，以便對(duì)各相應(yīng)溝道的全部或部分進(jìn)行成像。這些特定配置對(duì)多溝道流動(dòng)池或者多溝道檢查設(shè)備是有用的。但是，將會(huì)理解，上述配置和基本原理能夠適用于若干單獨(dú)流動(dòng)池或檢查設(shè)備(其各僅具有單個(gè)溝道)的適當(dāng)布置。此外，正如一般對(duì)于本文所述方法和設(shè)備的情況，布置能夠適用于除了流動(dòng)池和檢查設(shè)備之外的襯底。

如上所示，托架能夠配置成例如在掃描操作中移動(dòng)讀取頭。作為替代或補(bǔ)充，托架能夠配置成防止讀取頭的單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)之間沿x和y維的相對(duì)移動(dòng)。例如，如果讀取頭包括防止單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)之間的相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)的其他結(jié)構(gòu)元件，則托架無(wú)需提供這個(gè)功能。例如，讀取頭可由共模制組合件(例如單片組合件)來(lái)形成。共模制組合件又能夠附于托架。然而，在一些實(shí)施例中，托架可在防止讀取頭的單獨(dú)測(cè)微熒光計(jì)之間的相對(duì)橫向運(yùn)動(dòng)中至少起輔助作用。此外，將會(huì)理解，由共模制組合件所形成的讀取頭能夠用于沒(méi)有采用托架的實(shí)施例。

在本文所述方法或設(shè)備中使用的y臺(tái)架能夠配置成經(jīng)由不連續(xù)或連續(xù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行掃描。常常稱作分步照射掃描的不連續(xù)掃描一般涉及在測(cè)微熒光計(jì)或掃描頭處于暫時(shí)靜態(tài)的同時(shí)的測(cè)微熒光計(jì)或掃描頭沿y(或x)方向的增量移動(dòng)以及移動(dòng)之間的檢測(cè)(例如圖像獲取)。另一方面，連續(xù)掃描一般涉及在測(cè)微熒光計(jì)或掃描頭正移動(dòng)的同時(shí)的檢測(cè)或圖像獲取。在具體實(shí)施例中，連續(xù)掃描能夠按照時(shí)間延遲積分(TDI)模式來(lái)執(zhí)行。相應(yīng)地，由像素元件沿掃描維所得到的信號(hào)能夠在公共接收器(bin)中收集，并且作為單個(gè)值來(lái)讀出。TDI模式能夠提供增加的信號(hào)處理速率和增加的精度的優(yōu)點(diǎn)。例如在US 7329860中描述能夠包含在測(cè)微熒光計(jì)或讀取頭中以適應(yīng)TDI模式檢測(cè)的示范光學(xué)布置，通過(guò)引用結(jié)合到本文中。

讀出印刷電路板(PCB)能夠存在于讀取頭中(參見例如圖2的PCB 1701和1702)，并且能夠連接到通常包含在檢測(cè)設(shè)備殼體中的主PCB。在備選實(shí)施例中，主PCB能夠位于儀器外部。數(shù)據(jù)能夠向/從讀出PCB和/或主PCB來(lái)傳遞，如美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2013/0260372A1中所述。在具體實(shí)施例中，主PCB還能夠連接到外部主分析個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)。在一些實(shí)施例中，主分析計(jì)算機(jī)能夠位于檢測(cè)設(shè)備的殼體中。但是，儀器外放置主分析計(jì)算機(jī)允許多種計(jì)算機(jī)的可互換使用，以便在無(wú)需中斷檢測(cè)設(shè)備的活動(dòng)的情況下通過(guò)更換來(lái)用于不同應(yīng)用、主分析計(jì)算機(jī)的便利維護(hù)以及檢測(cè)設(shè)備的小占用面積。能夠使用多種計(jì)算機(jī)的任一種，包括例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，其中包含與可訪問(wèn)存儲(chǔ)器進(jìn)行操作通信的處理器以及用于實(shí)現(xiàn)本文所述的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法的指令。主PCB還能夠連接到用戶接口。

能夠使用本公開的檢查設(shè)備來(lái)評(píng)估的其他成像模塊包括但不限于平臺(tái)、平臺(tái)、平臺(tái)中的那些模塊或者在PCT公開No.WO07/123744、美國(guó)專利申請(qǐng)公開No.2012/0270305 A1、No.2013/0023422 A1和No.2013/0260372 A1以及美國(guó)專利No.5528050、No.5719391、No.8158926和No.8241573中所述的那些模塊，通過(guò)引用將其每個(gè)結(jié)合到本文中。

用于成像模塊的對(duì)齊和驗(yàn)證的設(shè)備

以下描述及相關(guān)附圖提出檢查設(shè)備和方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，檢查設(shè)備能夠用于以上所示成像模塊的對(duì)齊和驗(yàn)證。此外，能夠執(zhí)行檢查方法，以用于所示成像模塊或者其光學(xué)組件的驗(yàn)證和對(duì)齊。將會(huì)理解，可對(duì)檢查設(shè)備、檢查方法和/或它們配合使用的成像模塊進(jìn)行各種修改。包括但不限于以上所述的成像設(shè)備的光學(xué)特性的一個(gè)或多個(gè)能夠使用本文所述檢查設(shè)備或方法來(lái)評(píng)估。此外，檢查設(shè)備能夠與分析襯底(例如流動(dòng)池)結(jié)合使用。在一些實(shí)施例中，能夠執(zhí)行包括檢查方法的步驟和分析方法(例如核酸測(cè)序方法)的步驟的方法。

示范性的檢查設(shè)備在本文中稱作“Ubertarget設(shè)備”。Ubertarget設(shè)備是光學(xué)對(duì)齊工具，其能夠用于測(cè)序器成像模塊測(cè)試。以下所示的Ubertarget設(shè)備的組成、制造和使用也能夠擴(kuò)展到其他檢查裝置。

在一些實(shí)施例中，Ubertarget設(shè)備能夠：(1)用于全集成核酸測(cè)序器系統(tǒng)(例如測(cè)序器系統(tǒng)(Illumina Inc.，San Diego))中；(2)用在安裝成像模塊(IM)之后的測(cè)序器的制造過(guò)程中的任何點(diǎn)；(3)用作用于測(cè)序器系統(tǒng)的安裝或服務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工具；(4)用于評(píng)估測(cè)序器的各種組件的制造的質(zhì)量控制器具中；或者(5)用于獨(dú)立照相裝置模塊測(cè)試臺(tái)中。

Ubertarget設(shè)備例如在用來(lái)對(duì)齊或驗(yàn)證測(cè)序器時(shí)能夠采用作為測(cè)序器的一部分的光源(例如測(cè)序器系統(tǒng)(Illumina Inc.，San Diego)的照相裝置模塊(又稱作“測(cè)微熒光計(jì)”)中的綠色和/或紅色LED)來(lái)照射。在這個(gè)示例中，LED照射將激發(fā)Ubertarget設(shè)備中的熒光染料。還有可能使用測(cè)序器外在的光源，例如定位成當(dāng)Ubertarget設(shè)備位于測(cè)序器儀器中時(shí)經(jīng)過(guò)Ubertarget設(shè)備發(fā)光的背光。

Ubertarget設(shè)備70的簡(jiǎn)圖在圖7A和圖7B中示出。如圖7A的頂視圖所示，設(shè)計(jì)成供測(cè)序器中使用的Ubertarget設(shè)備70具有與測(cè)序器中使用的流動(dòng)池相似的尺寸(100mm×40mm)。因此，Ubertarget設(shè)備70能夠易于定位在測(cè)序器的臺(tái)架上以用于對(duì)齊和驗(yàn)證過(guò)程。Ubertarget設(shè)備70的流體溝道73具有與流動(dòng)池中的溝道相似的總尺寸。如這個(gè)示例所示，有益的是使檢查設(shè)備(例如Ubertarget設(shè)備)具有位于與分析設(shè)備的使用期間由成像模塊(例如測(cè)序器)以光學(xué)方式尋址的分析設(shè)備(例如流動(dòng)池)的溝道相同的相對(duì)位置的通道。當(dāng)然，溝道尺寸和形狀的小差別能夠適應(yīng)，而無(wú)需引起檢查設(shè)備的診斷能力的顯著降低。例如，如下面更詳細(xì)提出，具有流體入口和出口端口的Ubertarget溝道75的部分與具有入口和出口端口的流動(dòng)池的部分有所不同。但是，這些差別沒(méi)有直接影響Ubertarget設(shè)備被用于沿流動(dòng)池的所檢測(cè)部分的整體的測(cè)序器光學(xué)組件的對(duì)齊和驗(yàn)證的能力，因?yàn)槿肟诤统隹趨^(qū)域不是由測(cè)序器的成像模塊來(lái)尋址的。Ubertarget設(shè)備還能夠包括識(shí)別標(biāo)記，例如序列號(hào)、部件號(hào)或條形碼。

如從圖7B的Ubertarget設(shè)備70的側(cè)視圖顯而易見，頂部玻璃71的厚度(700μm+/-10μm)和底部玻璃72的厚度(800μm+/-15μm))與流動(dòng)池的這些側(cè)面的相應(yīng)厚度相似。溝道開口73沿z維的厚度(100μm+/-10 μm)也與流動(dòng)池中存在的相似。一般來(lái)說(shuō)，有益的是使檢查設(shè)備(光學(xué)檢查經(jīng)過(guò)其發(fā)生)的尺寸與分析設(shè)備(分析檢測(cè)經(jīng)過(guò)其發(fā)生)的那些尺寸相似。但是，如果預(yù)期或需要，則這些組件的一個(gè)或多個(gè)的尺寸在檢查設(shè)備與相干分析設(shè)備之間能夠有所不同。在這種情況下，理論或先驗(yàn)參數(shù)能夠用來(lái)相互關(guān)連從檢查設(shè)備和分析設(shè)備所得到的量度(measure)。Ubertarget設(shè)備還能夠包括具有頂部玻璃的底側(cè)上的金屬墊片(例如50nm厚的鉻墊片)的圖案的至少一層。金屬墊片能夠用于光學(xué)分析，如下面更詳細(xì)所述。

檢查設(shè)備的內(nèi)表面的整體能夠包含金屬墊片。但是，整個(gè)表面無(wú)需包含墊片。待成像的表面上的一個(gè)或多個(gè)層(或者其他部分)而是能夠沒(méi)有金屬墊片。沒(méi)有金屬墊片的層跨視場(chǎng)提供均勻光，其例如使用下文對(duì)Ubertarget設(shè)備和測(cè)序器所示的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)固定模式噪聲校準(zhǔn)或平坦場(chǎng)校正。這類校正能夠單獨(dú)對(duì)若干激發(fā)源來(lái)確定。作為替代或補(bǔ)充，檢查設(shè)備的內(nèi)表面的一個(gè)或多個(gè)部分能夠包含基準(zhǔn)。

檢查方法能夠使用如圖8圖解表示的檢查設(shè)備的背照射。在本例中，Ubertarget設(shè)備放置在成像模塊的流動(dòng)池支架上，以及外部背光照射Ubertarget設(shè)備的下側(cè)。能夠使用來(lái)自燈的白光。光通過(guò)下玻璃、通過(guò)溝道開口并且傳遞到上玻璃的下表面。在這個(gè)表面，光將被金屬墊片阻擋，或者它將經(jīng)過(guò)上玻璃透射到被分析儀器的照相裝置模塊。金屬墊片表現(xiàn)為照相裝置所檢測(cè)的光場(chǎng)中的暗陰影。光學(xué)組件能夠聚焦在金屬墊片上，以及焦點(diǎn)的精度能夠從墊片所產(chǎn)生的陰影的銳度來(lái)確定。

備選檢查方法在圖9中圖解表示，其中成像模塊的LED用來(lái)代替外部背光。在這種情況下，Ubertarget設(shè)備的溝道開口填充有熒光染料，其由LED來(lái)激發(fā)以產(chǎn)生熒光發(fā)射。溝道開口能夠填充有一種以上熒光染料的混合物。例如，Ubertarget設(shè)備能夠填充有由紅色LED所激發(fā)的第一染料以及由綠色LED所激發(fā)的第二染料。這將允許成像模塊的紅色和綠色溝道均被評(píng)估。如圖9的簡(jiǎn)圖所示，能夠放置Ubertarget以用于落射熒光檢測(cè)，使得激發(fā)光照射在頂部玻璃的頂側(cè)并且透射到頂部玻璃的下表面。LED光能夠傳遞到溝道開口中，以激發(fā)熒光染料，但是阻止照射金屬墊片的LED光激發(fā)染料。來(lái)自染料的發(fā)射又通過(guò)上玻璃，并且傳遞到檢測(cè)它的照相裝置。所產(chǎn)生圖像再次將表現(xiàn)為由金屬墊片在熒光發(fā)射光場(chǎng)中投射的陰影圖案。光學(xué)組件能夠聚焦在金屬墊片上，以及焦點(diǎn)能夠從墊片所產(chǎn)生的陰影的銳度來(lái)確定。

在具體實(shí)施例中，Ubertarget設(shè)備能夠填充有若丹明590染料和惡嗪750染料。若丹明590染料能夠由綠色LED在532nm來(lái)激發(fā)，以及發(fā)射能夠經(jīng)過(guò)550-610nm帶通濾波器來(lái)收集。惡嗪750染料能夠由紅色LED在660 nm來(lái)激發(fā)，以及發(fā)射能夠經(jīng)過(guò)695-730nm帶通濾波器來(lái)收集。查找這些條件，以便在沒(méi)有明顯串?dāng)_的情況下分隔紅色和綠色發(fā)射信號(hào)。

染料材料能夠如下所述來(lái)引入U(xiǎn)bertarget溝道。甘醇涌過(guò)Ubertarget設(shè)備的溝道，以清除溝道。涌過(guò)的甘醇的容積為25mL，其是溝道容積的100倍。甘醇以150μL/min的速率來(lái)泵送。染料溶液然后泵入通道中。染料溶液包含每mL甘醇1.46μg激子若丹明590(綠色染料)以及每mL甘醇13μg激子惡嗪(紅色染料)。1.25mL容積的染料混合以150μL/min的速率來(lái)泵送。然后密封溝道開口，并且Ubertarget設(shè)備在密封劑固化24小時(shí)之后準(zhǔn)備好使用。有用密封劑是來(lái)自DAP(Baltimore，MD)的白硅酮(廚房和浴室)。

發(fā)現(xiàn)若丹明590和惡嗪750的混合物是極為光穩(wěn)定的。光漂白實(shí)驗(yàn)表明，用來(lái)證明成像模塊的Ubertarget設(shè)備在紅色和綠色染料的熒光中僅遭受3％下降。各成像模塊資格包括：(1)對(duì)于平坦場(chǎng)校正和固定模式噪聲按照各顏色獲取開放通道的300個(gè)圖像，(2)獲取用于確定沿通道的最佳焦點(diǎn)的基準(zhǔn)的900個(gè)圖像，(3)獲取XY臺(tái)架的XY位置的基準(zhǔn)的120個(gè)圖像，以及(4)獲取光學(xué)對(duì)齊測(cè)量的圖像質(zhì)量層的30個(gè)圖像。染料能夠在整個(gè)溝道擴(kuò)散，使得不存在定域漂白。因此，當(dāng)使用多個(gè)照相裝置時(shí)，預(yù)計(jì)每個(gè)照相裝置查看染料的相同視在強(qiáng)度。相應(yīng)地，Ubertarget設(shè)備中的染料溶液提供有用工具在與發(fā)射透射效率相組合的檢測(cè)場(chǎng)的各區(qū)域來(lái)測(cè)量相對(duì)LED功率。染料的較高光穩(wěn)定性還能夠允許使用Ubertarget設(shè)備的LED校準(zhǔn)。

發(fā)現(xiàn)若丹明590和惡嗪750的混合物是極為熱穩(wěn)定的。在65℃下烘焙5天之后觀察到染料強(qiáng)度的零降級(jí)。染料的熱穩(wěn)定性指示Ubertarget設(shè)備經(jīng)過(guò)在測(cè)序器的正常操作溫度條件下的成像模塊光學(xué)對(duì)齊測(cè)量(在流動(dòng)池支架的60度)的過(guò)程是健壯的。

雖然若丹明590和惡嗪720提供特定優(yōu)點(diǎn)，但是能夠使用其他熒光種類。有用熒光種類的示例包括具有下列半族的種類：傘形酮、熒光素、熒光素異硫氰酸鹽、若丹明、四甲基若丹明、曙紅、綠色熒光蛋白質(zhì)、藻紅、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀綠、芪、螢光黃、Cascade Blue^TM、Texas Red^TM、dichlorotriazinylamine熒光素、丹磺酰氯、藻紅蛋白、熒光鑭系配合物(例如包括銪和鋱、Cy3、Cy5、納米晶體以及本領(lǐng)域已知的其他)，例如Richard P.Hoagland在“Principles of Fluorescence Spectroscopy”(Joseph R.Lakowicz(編者)，Plenum Pub Corp，第2版(1999年7月)和the Molecular Probes Handbook第6版)中所述。發(fā)光材料、例如魯米那也能夠是有用的。

圖10示出從在Ubertarget設(shè)備的金屬層上方(面板A)、在金屬層處(面板B)以及在金屬層下方(面板C)所聚焦的成像模塊所得到的基準(zhǔn)圖像。如圖像所示，金屬區(qū)域看起來(lái)較暗，以及沒(méi)有金屬的基準(zhǔn)區(qū)域看起來(lái)較白(例如在圖像中形狀像“+”)。與照相裝置離焦的面板A和C中的金屬的模糊邊緣相反，金屬的邊緣因照相裝置與墊片對(duì)焦而在面板B中看起來(lái)尖銳?！?”形對(duì)象較大，其提供允許它甚至在遠(yuǎn)離焦點(diǎn)時(shí)也是可見的優(yōu)點(diǎn)。

圖11示出質(zhì)量控制器具1102中(面板A)以及對(duì)測(cè)序器安裝的盒1103中(面板B)的Ubertarget 1101的照片。盒1103具有與用于流動(dòng)池的盒相同的尺寸。盒1103包括測(cè)序器的xy臺(tái)架下側(cè)上的z參考基準(zhǔn)點(diǎn)銷的接觸點(diǎn)1104a、1104b和1104c。這提供z、θ-x和θ-y坐標(biāo)的機(jī)械參考。Ubertarget 1101在盒1103中浮動(dòng)，但是一旦盒1103放置在測(cè)序器的加熱器板上，3個(gè)合銷通過(guò)開口1105a、1105b和1105c，并且接觸Ubertarget 1101以密封成像模塊上的Ubertarget 1101。這提供x、y和θ-z的機(jī)械參考。

本公開提供一種檢查設(shè)備，其避免溝道變干和氣泡形成的問(wèn)題。如上所示，Ubertarget設(shè)備使用甘醇，其不易產(chǎn)生氣泡。其他高粘度溶劑也能夠產(chǎn)生這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除了高粘度之外，還能夠有益的是使用具有高沸點(diǎn)的溶劑。例如，甘醇除了高粘性之外還具有高沸點(diǎn)(190℃)，其使在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用Ubertarget設(shè)備的溫度下的蒸發(fā)為最小。此外，溝道密封能夠使用注入溝道的入口和出口端口中的高順應(yīng)硅酮RTV(室溫硫化)來(lái)實(shí)現(xiàn)。硅酮是特別有用的，因?yàn)樗cUbertarget設(shè)備兼容：(1)在固化時(shí)產(chǎn)生小于250nm的玻璃變形，(2)當(dāng)浸入甘醇中時(shí)耐受降級(jí)(例如對(duì)于保存期中超過(guò)1個(gè)月)，(3)能夠在與甘醇接觸時(shí)進(jìn)行固化以形成密封，(4)對(duì)染料分子是惰性的，以及(5)廉價(jià)、易于分發(fā)并且提供密封質(zhì)量的可視指示。

在具體實(shí)施例中，檢查設(shè)備能夠包括結(jié)構(gòu)元件，其最小化或者防止溝道變干和氣泡形成。例如，Ubertarget設(shè)備70包含如圖12A的簡(jiǎn)圖所示的犧牲溝道區(qū)。左邊是在與流動(dòng)池相同的占用面積中具有四個(gè)獨(dú)立溝道122a-122d的檢查設(shè)備121。以溝道122d為例，入口123比較接近第一組檢測(cè)層124。在入口123開始增長(zhǎng)的氣泡將在僅增長(zhǎng)幾毫米直徑之后占用層124。相比之下，Ubertarget設(shè)備70包含擴(kuò)展?fàn)奚ǖ?2，其形成入口端口80與溝道73的第一檢測(cè)通道之間的入口通道。第一檢測(cè)通道是較寬區(qū)域，其具有與檢查設(shè)備121的溝道122c相互關(guān)連的占用面積和位置。在所示示例中，犧牲區(qū)域?yàn)榇蠹s100mm長(zhǎng)，使得在入口80形成的氣泡需要在對(duì)使用Ubertarget設(shè)備70的過(guò)程具有不利影響之前擴(kuò)大到大容積。類似犧牲區(qū)域形成出口85與溝道73的第四檢測(cè)通道之間的出口通道(即，與設(shè)備121的溝道122b對(duì)應(yīng)的通道)。這防止來(lái)自溝道73的另一側(cè)的氣泡占用。如簡(jiǎn)圖所示，Ubertarget設(shè)備70包含一個(gè)溝道，其中與流動(dòng)池121的溝道122a-122d的成像窗口相互關(guān)連的寬段(section)按照蛇形方式連接。單個(gè)溝道配置提供填充Ubertarget設(shè)備70的簡(jiǎn)易性以及跨與流動(dòng)池121的溝道122a-122d相互關(guān)連的全部四個(gè)區(qū)域的染料溶液的均勻性。

最小化或者防止溝道變干和氣泡形成的Ubertarget設(shè)備70的附加結(jié)構(gòu)元件是入口端口80附近的壓力釋放端口81的存在。壓力釋放端口81防止當(dāng)密封出口端口85時(shí)對(duì)入口端口80的密封密封的損壞(即，損壞因密封流體引入因在溝道的相對(duì)端的密封而產(chǎn)生的封閉系統(tǒng)而能夠發(fā)生)。對(duì)密封的損壞在Ubertarget設(shè)備70中能夠通過(guò)使用下列技術(shù)來(lái)防止。在采用染料溶液填充溝道73之后，可拆卸膠帶或其他密封放置在出口端口85和出口壓力釋放端口84之上。然后，密封劑注入入口端口80中，并且被允許流動(dòng)，直到流出入口壓力釋放端口81。然后，膠帶或其他可拆卸密封放置在入口端口80和入口壓力釋放端口81之上。一旦入口按照這種方式來(lái)密封，密封劑能夠注入出口端口85并且被允許流動(dòng)，直到流出出口壓力釋放端口84。這樣，壓力釋放端口提供通風(fēng)孔，以便避免對(duì)端口80與81之間的密封，由此防止以后使用期間的不需要的氣泡形成和干燥。

檢查設(shè)備無(wú)需包括壓力釋放端口。此外，溝道無(wú)需使用密封流體(例如硅酮)來(lái)密封。例如，在一些實(shí)施例中，存在單個(gè)入口端口和單個(gè)出口端口。端口能夠使用柔性膠帶、例如Kapton膠帶來(lái)密封。膠帶具有與隔膜相似地起作用的有利性質(zhì)，其中它保持密封，但是能夠根據(jù)內(nèi)通道壓力(例如，通常因溫度變化引起的壓力變化)膨脹遠(yuǎn)離端口或者收縮到端口中。膠帶還具有例如在通道中隨時(shí)間形成氣泡時(shí)允許Ubertarget設(shè)備的再填充或手動(dòng)通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)。

不需要的氣泡形成還能夠通過(guò)對(duì)加載到Ubertarget設(shè)備中的流體進(jìn)行除氣來(lái)避免。例如，溫度變化可使氣泡在通道中間形成。這通過(guò)來(lái)自溶液并且產(chǎn)生永久氣泡的流體中的溶解氣體來(lái)引起。通過(guò)就在將溶液泵入U(xiǎn)bertarget設(shè)備之前將甘醇-染料溶液放入真空室并且從溶液中拉取空氣，來(lái)避免氣泡形成。

在具體實(shí)施例中，檢查設(shè)備將具有高度平坦性。特別有利的是對(duì)于待成像的表面、例如面向溝道內(nèi)部的Ubertarget設(shè)備的頂部玻璃和底部玻璃的表面具有高程度的平坦性。跨檢測(cè)區(qū)域的長(zhǎng)度的具有小于12μm的平坦性方差的Mbertarget設(shè)備是特別有用的。發(fā)現(xiàn)具有+/-3μm的Ubertarget設(shè)備是特別有用的。

圖12B示出Ubertarget設(shè)備上的印制圖案的位置連同成像模塊的6個(gè)照相裝置的圖像區(qū)域。對(duì)6個(gè)照相裝置的每個(gè)印制相同圖案。在圖中指示各圖像區(qū)域的各種區(qū)域。例如，采用交替實(shí)線和虛線加陰影的區(qū)域是透明的，沒(méi)有任何金屬涂層(例如沒(méi)有鉻)；示為掩模F的區(qū)域是圖像質(zhì)量層；以及示為掩模A的區(qū)域包括金屬圖案(例如鉻)。圖12C提供關(guān)于掩模F和掩模A的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，掩模A和掩模F具有鉻層(在上玻璃的內(nèi)表面上)，其中具有如下所述的可選透明特征。又稱作圖像質(zhì)量層的掩模F具有在鉻層中間隔開15μm的1.0μm光斑網(wǎng)格。掩模A包括：圖案1，其包括在5場(chǎng)點(diǎn)的MTF靶；圖案2，其是自動(dòng)聚焦層，具有在覆蓋有中心的500微米正方形開口的15微米間距的5微米孔的鉻層；圖案3，其是全鉻層；圖案4，其是鉻層，具有透明“+”形基準(zhǔn)；圖案5，其是鉻層，具有在15微米間距的0.5微米孔。

成像設(shè)備能夠包括用于運(yùn)行各種檢查方法的軟件。測(cè)試能夠由個(gè)體經(jīng)由與圖形用戶界面(GUI)的交互來(lái)排序。GUI例如能夠包括測(cè)試菜單，用戶能夠從其中選擇部分或全部測(cè)試。示范GUI在圖13中示出。在GUI中，用戶點(diǎn)擊復(fù)選框圖標(biāo)，以選擇四個(gè)臺(tái)架測(cè)試(“照相裝置XY位置”、“XY可重復(fù)性”、“Z行程極限”和“Z臺(tái)架步長(zhǎng)和置位”)。用戶尚未選擇運(yùn)行“沿通道的Z偏移”測(cè)試。通過(guò)點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鈕，用戶能夠發(fā)起四個(gè)測(cè)試。測(cè)試能夠由成像設(shè)備運(yùn)行，以及結(jié)果能夠例如按照XML文件格式返回給用戶。測(cè)試報(bào)告的結(jié)果能夠?qū)С龅诫娮颖砉┻M(jìn)一步評(píng)估和分析。

能夠執(zhí)行本文所述檢查方法的系統(tǒng)(無(wú)論是否與檢測(cè)能力相集成)能夠包括系統(tǒng)控制器，其能夠運(yùn)行指令集以執(zhí)行本文所述方法、技術(shù)或過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)步驟。例如，指令能夠指導(dǎo)用于對(duì)齊或驗(yàn)證光學(xué)成像設(shè)備的步驟的執(zhí)行。有用系統(tǒng)控制器可包括任何基于處理器或者基于微處理器的系統(tǒng)，其中包括使用微控制器、簡(jiǎn)化指令集計(jì)算機(jī)(RISC)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)在可編程門陣列(FPGA)、邏輯電路以及能夠運(yùn)行本文所述功能的任何其它電路或處理器的系統(tǒng)。系統(tǒng)控制器的指令集可采取軟件程序的形式。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“軟件”和“固件”能夠包括存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)供計(jì)算機(jī)執(zhí)行的任何計(jì)算機(jī)程序，其中存儲(chǔ)器包括RAM存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器和非易失性RAM(NVRAM)存儲(chǔ)器。軟件可采取諸如系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件之類的各種形式。此外，軟件可采取獨(dú)立程序的集合或者較大程序中的程序模塊或者程序模塊的一部分的形式。軟件還可包括采取面向?qū)ο缶幊痰男问降哪K編程。向Illumina(San Diego)購(gòu)買的、特別是用于操作測(cè)序器的軟件是特別有用的。

能夠運(yùn)行于測(cè)序器并且使用Ubertarget設(shè)備的示范自動(dòng)化過(guò)程流程在圖14中示出。當(dāng)用戶點(diǎn)擊GUI上的運(yùn)行按鈕時(shí)，通過(guò)軟件發(fā)起該過(guò)程。成像模塊查找基準(zhǔn)的xy位置，并且向固件發(fā)送xy位置偏移。這個(gè)步驟對(duì)圖像亮度或焦點(diǎn)不敏感。xy偏移信息允許計(jì)算機(jī)確定Ubertarget設(shè)備上的所有特征的xy位置。檢測(cè)區(qū)域然后移動(dòng)到Ubertarget設(shè)備的開放區(qū)域(即，沒(méi)有金屬墊片的區(qū)域)，并且校準(zhǔn)正確照射的LED電流。這個(gè)步驟對(duì)z位置不敏感。在下一個(gè)步驟，得到開放區(qū)域的圖像，以確定圖像均勻性、固定模式噪聲和平坦場(chǎng)校正。這些確定對(duì)z位置不敏感。該過(guò)程然后轉(zhuǎn)移到圖像質(zhì)量層，并且運(yùn)行圖像質(zhì)量測(cè)試。在這個(gè)步驟，最佳z位置使用過(guò)程離焦棧(course through-focus stack)來(lái)查找。然后，成像窗口移動(dòng)到自動(dòng)聚焦層，其中運(yùn)行自動(dòng)聚焦測(cè)試。此后，獲取具有金屬墊片的Ubertarget設(shè)備的區(qū)域的圖像，并且運(yùn)行濾波穿透測(cè)試。然后運(yùn)行xy臺(tái)架測(cè)試。在已經(jīng)運(yùn)行測(cè)試之后，將結(jié)果輸出到XML文件。

圖像模塊的多種特性的任一種能夠使用本公開的檢查設(shè)備來(lái)評(píng)估。下面在采用Ubertarget設(shè)備來(lái)測(cè)試測(cè)序器的上下文中提出若干示例。將會(huì)理解，類似測(cè)試能夠使用不同檢查設(shè)備對(duì)其他分析系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行。此外，在對(duì)備選分析系統(tǒng)和檢查設(shè)備應(yīng)用以下所示原理時(shí)，各測(cè)試的細(xì)節(jié)在所有應(yīng)用中不一定是必要的，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)清楚地知道。

在一些實(shí)施例中，能夠確定光學(xué)對(duì)齊。能夠評(píng)估的光學(xué)對(duì)齊的示范方面包括如D50/FWHM所判斷的圖像質(zhì)量、可用場(chǎng)深度、可用視場(chǎng)、傾斜、場(chǎng)曲率、均勻性、色差(即，軸向顏色)、光學(xué)失真、相對(duì)照相裝置位置和最佳焦點(diǎn)z位置。D50/FWHM由成像特征(例如Ubertarget設(shè)備的圖像質(zhì)量層上的1.0微米孔)來(lái)得到，以及測(cè)量像素的數(shù)量占用圖像中的各特征的直徑。例如，1微米孔在采用較高質(zhì)量照相裝置來(lái)成像時(shí)將表現(xiàn)為圖像中的直徑(FWHM)的1.70像素。如果照相裝置的圖像質(zhì)量較差，則較大數(shù)量的像素(例如2.00或更多像素)將出現(xiàn)在圖像中的1微米孔的直徑中。能夠評(píng)估的光學(xué)對(duì)齊的另一方面是活動(dòng)臺(tái)架中(例如測(cè)序器中)的編碼器誤差。

在一些實(shí)施例中，能夠評(píng)估校準(zhǔn)，例如以便確定固定模式噪聲、平坦場(chǎng)校正或溝道居中。在一些實(shí)施例中，能夠例如通過(guò)確定激光光斑z位置、自動(dòng)聚焦增益、激光光斑xy位置、激光光斑xy分隔(在使用具有分隔激發(fā)光斑的兩個(gè)激光器時(shí))、激光光斑亮度、激光光斑識(shí)別碼和自動(dòng)聚焦誤差，來(lái)評(píng)估自動(dòng)聚焦。能夠評(píng)估的其他檢驗(yàn)步驟包括例如圖像背景、有效視場(chǎng)、放大率、失真、沿溝道的z偏移、xy偏斜、圖像強(qiáng)度穩(wěn)定性、缺陷照相裝置像素的識(shí)別、MTF衰變時(shí)間、xy移動(dòng)的可重復(fù)性和xy移動(dòng)的精度。

本公開的檢查方法能夠包括用于確定誤碼率的例程。測(cè)試經(jīng)過(guò)成像模塊的整個(gè)電數(shù)據(jù)通路從傳感器向主板RAM發(fā)送已知數(shù)字模式，并且確認(rèn)從RAM讀回的模式是正確的。

例如基準(zhǔn)查找也能夠如下所述來(lái)執(zhí)行。離焦測(cè)試采用xy位置上的25微米步長(zhǎng)進(jìn)行，其中軟件預(yù)計(jì)看到在通道1/3、刈幅(swath)2、層1的基準(zhǔn)。從圖像得到過(guò)程最佳焦點(diǎn)Z。然后，基準(zhǔn)的xy位置被確定，并且用來(lái)偏移Ubertarget層圖，使得每層覆蓋被測(cè)Ubertarget上的正確XY坐標(biāo)。

本公開的檢查方法能夠包括用于設(shè)置正確圖像強(qiáng)度的激發(fā)源電流的例程。例程能夠包括下列依次步驟：將Ubertarget設(shè)備定位在成像模塊中，使得檢測(cè)溝道的開放區(qū)域(即，沒(méi)有金屬墊片)；將照相裝置曝光設(shè)置成1ms并且將LED電流設(shè)置成30％；以1ms曝光并且沒(méi)有接通LED來(lái)捕獲暗圖像；以1ms曝光來(lái)捕獲紅色和綠色光學(xué)溝道中的圖像；計(jì)算圖像的平均強(qiáng)度；以及調(diào)整LED電流，以便以1ms曝光命中2500計(jì)數(shù)的預(yù)期強(qiáng)度。LED電流對(duì)測(cè)試的其余部分保持在這些值。所有后續(xù)測(cè)試能夠基于金屬墊片圖案的幾何結(jié)構(gòu)來(lái)使用不同曝光時(shí)間。例如，基準(zhǔn)層和均勻性層(沒(méi)有金屬墊片)能夠以1ms曝光來(lái)檢測(cè)，自動(dòng)聚焦層能夠以4ms曝光來(lái)檢測(cè)，圖像質(zhì)量層能夠以150ms曝光來(lái)檢測(cè)，以及濾波穿透層(在上玻璃的內(nèi)表面上完全涂敷有金屬)能夠以500ms曝光來(lái)檢測(cè)。

本公開的檢查方法能夠包括用于激發(fā)源校準(zhǔn)的例程。例程能夠執(zhí)行如下。測(cè)序器的xy臺(tái)架移動(dòng)到在Ubertarget的通道1/3、刈幅3、層10的自動(dòng)聚焦層。離焦棧在紅色中生成，以及計(jì)算最佳焦點(diǎn)Z高度(步長(zhǎng)為6微米，曝光時(shí)間為4ms，以及掃描范圍為108微米)。然后，xy臺(tái)架移動(dòng)到在通道1/3、刈幅3、層9的相鄰層，以收集所有激光圖像。進(jìn)行這個(gè)操作，以便緩解Ubertarget設(shè)備中的制造缺陷的風(fēng)險(xiǎn)，其中并非所有鉻都從自動(dòng)聚焦層的500微米正方形開口內(nèi)部被去除。這個(gè)缺陷使激光光斑強(qiáng)度在自動(dòng)聚焦層過(guò)亮。該過(guò)程然后收集激光離焦圖像(使用焦點(diǎn)模型生成的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定)，并且檢查激光光斑強(qiáng)度。這些測(cè)量期間的步長(zhǎng)為2微米，其中具有+/-18微米的Z范圍。然后，調(diào)整激光曝光時(shí)間，直到AF光斑對(duì)“最亮光斑”為2000+/-200計(jì)數(shù)(在紅色最佳焦點(diǎn)的+/-18微米之內(nèi))。如果在用戶界面上選擇“保存校準(zhǔn)”，則存儲(chǔ)用于測(cè)序的激光曝光時(shí)間。

能夠包含在檢查方法中的另一例程是檢測(cè)器校準(zhǔn)測(cè)試。該測(cè)試能夠執(zhí)行如下。Ubertarget設(shè)備的圖像在測(cè)序器上以4個(gè)不同的LED強(qiáng)度來(lái)得到：(1)暗(LED關(guān)斷)，(2)中間低強(qiáng)度，(3)中間高強(qiáng)度，以及(4)亮強(qiáng)度(大約3000計(jì)數(shù))。在獲取這些圖像時(shí)，xy臺(tái)架在各圖像之間移動(dòng)。通道2/4中的所有層、所有刈幅和層4-11用來(lái)平均任何非均勻熒光(因Ubertarget之上的碎屑或指紋引起)。照相裝置校正在GUI中被選擇時(shí)被保存。照相裝置校正無(wú)需應(yīng)用于所選擇的任何后續(xù)測(cè)試。

本公開的檢查方法能夠包括用于圖像均勻性校正和平坦場(chǎng)校正的例程。在測(cè)序器上對(duì)沒(méi)有金屬墊片的Ubertarget層所獲取的圖像示出跨視場(chǎng)的光學(xué)器件的相對(duì)強(qiáng)度。例如，綠色LED的照射中的細(xì)微結(jié)構(gòu)能夠作為水平帶來(lái)觀察，以及對(duì)于紅色LED作為外亮環(huán)來(lái)觀察。例如通過(guò)校準(zhǔn)各顏色的每一個(gè)像素的增益和偏移以使得圖像跨視場(chǎng)是相等強(qiáng)度，這類圖像能夠用于基于LED定位來(lái)確定均勻性，確定檢測(cè)裝置中的固定模式噪聲，并且確定平坦場(chǎng)校正。

檢查設(shè)備能夠包括待檢測(cè)的區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)。例如，圖15中的Ubertarget設(shè)備70具有表現(xiàn)為“+”形狀的若干基準(zhǔn)。基準(zhǔn)150a位于在第一層152的第二刈幅151中的位置。基準(zhǔn)150b也位于第二刈幅151中，但是位于第十層153中?；鶞?zhǔn)相對(duì)成像模塊的讀取頭中的測(cè)微熒光計(jì)來(lái)設(shè)置，使得各照相裝置將在溝道的各通道中的層1和10的第二刈幅觀察到基準(zhǔn)(即，其中通道對(duì)應(yīng)于流動(dòng)池中的溝道的可檢測(cè)區(qū)域)?；鶞?zhǔn)位置容差相對(duì)于Ubertarget設(shè)備的參考邊緣為+/-20μm。

檢查設(shè)備中的基準(zhǔn)層能夠用于多種評(píng)估，包括例如確定沿x和y維的相對(duì)照相裝置位置、沿x和y的偏斜以及沿正x方向、負(fù)x方向、正y方向和負(fù)y方向的再定位的可重復(fù)性。

成像模塊表明用于查找Ubertarget設(shè)備的基準(zhǔn)的高精度和可重復(fù)性。基準(zhǔn)沿所需的xy臺(tái)架運(yùn)動(dòng)沒(méi)有變化地定位10次。成像模塊產(chǎn)生具有高對(duì)比度的銳圖像。背景(即，由金屬區(qū)域所產(chǎn)生的陰影)產(chǎn)生190計(jì)數(shù)的平均數(shù)，同時(shí)基準(zhǔn)的開放“+”形部分產(chǎn)生3000計(jì)數(shù)。

檢查方法能夠包括圖像質(zhì)量測(cè)試。該測(cè)試能夠執(zhí)行如下。測(cè)序器的臺(tái)架移動(dòng)到在Ubertarget設(shè)備的圖像質(zhì)量層(通道1/3、刈幅2、層4)。過(guò)程焦點(diǎn)(course-focus)使用紅色激發(fā)來(lái)執(zhí)行，以查找數(shù)微米之內(nèi)的最佳焦點(diǎn)(步長(zhǎng)設(shè)置為6微米，曝光時(shí)間設(shè)置為150ms，以及LED電流設(shè)置為在LED校準(zhǔn)期間所計(jì)算的值)。細(xì)穿透焦點(diǎn)棧在紅色和綠色中來(lái)收集(步長(zhǎng)設(shè)置為1微米，曝光時(shí)間設(shè)置為150ms，以及LED電流設(shè)置為在LED校準(zhǔn)期間所計(jì)算的值)。圖像處理對(duì)細(xì)穿透焦點(diǎn)圖像來(lái)執(zhí)行，以確定紅色溝道中的FWHM最佳焦點(diǎn)平均數(shù)、綠色溝道中的FWHM最佳焦點(diǎn)平均數(shù)、色差以及綠色溝道中的最佳焦點(diǎn)z頂部。

激光z偏置測(cè)試也能夠例如執(zhí)行如下。測(cè)序器的xy臺(tái)架移動(dòng)到在Ubertarget設(shè)備的通道1/3、刈幅3、層10的自動(dòng)聚焦層。過(guò)程穿透焦點(diǎn)在紅色通道中進(jìn)行，以確定紅色的適當(dāng)最佳焦點(diǎn)。細(xì)穿透焦點(diǎn)在紅色中進(jìn)行，以確定紅色的最佳焦點(diǎn)Z高度(步長(zhǎng)為2微米，曝光時(shí)間為4ms，LED電流設(shè)置為在LED校準(zhǔn)期間所確定的值)。激光穿透焦點(diǎn)作為5微米的步長(zhǎng)來(lái)執(zhí)行，其中曝光時(shí)間設(shè)置為在激光器校準(zhǔn)期間所確定的值。分析激光圖像，以確定z坐標(biāo)，其中來(lái)自頂面的激光光斑處于最佳焦點(diǎn)。如果得到不合需要的結(jié)果，則激光穿透焦點(diǎn)棧在相鄰層、在Ubertarget的通道1/3、刈幅3、層9重復(fù)進(jìn)行。

本公開的檢查方法能夠包括用于測(cè)試照相裝置-照相裝置XY偏移的例程。成像模塊包含單片讀取頭中的6個(gè)測(cè)微熒光計(jì)，各測(cè)微熒光計(jì)具有專用照相裝置。這個(gè)例程的結(jié)果將指示在樣本臺(tái)架的照相裝置檢測(cè)區(qū)域的相對(duì)xy位置。例程能夠執(zhí)行如下。xy臺(tái)架定位成使得所有照相裝置正查看Ubertarget設(shè)備中的其第一通道、第一層基準(zhǔn)。對(duì)所有照相裝置來(lái)捕獲基準(zhǔn)圖像。對(duì)各照相裝置計(jì)算基準(zhǔn)xy位置。照相裝置2用作參考，以及所有其他照相裝置的xy偏移相對(duì)于照相裝置2來(lái)計(jì)算。查找這個(gè)例程的可重復(fù)性，以便沿x和y維產(chǎn)生小于1μm的方差。

能夠包含在檢查方法中的另一例程是xy臺(tái)架位置可重復(fù)性和滯后的確定。測(cè)試結(jié)果將指示在從不同方向接近位置時(shí)能夠如何重復(fù)地正確定位xy臺(tái)架。這將指示滯后(溢液(slop))處于臺(tái)架的移動(dòng)中的程度。例程能夠參照?qǐng)D16A執(zhí)行如下。測(cè)試使用照相裝置2、通道1進(jìn)行，開始于刈幅2、層10，其具有如圖16A中通過(guò)“+”符號(hào)所示的基準(zhǔn)。xy臺(tái)架從靶層10移動(dòng)一個(gè)層，然后移回到靶層，以及記錄基準(zhǔn)的xy位置。這個(gè)測(cè)試重復(fù)進(jìn)行30次，如圖16A中的箭頭所示從全部4個(gè)方向接近靶層。各臺(tái)架位置的xy位置可重復(fù)性是移動(dòng)之后的基準(zhǔn)位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差。滯后是在從正和負(fù)方向接近時(shí)的基準(zhǔn)平均位置之間的差。圖16B示出沿y維的滯后，其從因沿y維的xy臺(tái)架的正和負(fù)方向的移動(dòng)引起的圖像的基準(zhǔn)位置變化來(lái)識(shí)別。查找這個(gè)例程的可重復(fù)性，以便沿x和y維產(chǎn)生小于1μm的方差。

還能夠執(zhí)行沿通道以及通道之間的z楔的xy臺(tái)架測(cè)試。測(cè)試結(jié)果指示沿通道長(zhǎng)度進(jìn)行的以及從通道1到通道2(即，從與流動(dòng)池的第一通道對(duì)應(yīng)的Ubertarget設(shè)備的區(qū)域到與流動(dòng)池的第二通道對(duì)應(yīng)的區(qū)域)進(jìn)行的最佳焦點(diǎn)z位置的變化。測(cè)試過(guò)程使用照相裝置2。穿透焦點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行，以及最佳焦點(diǎn)z在下列層計(jì)算：通道1、刈幅2、層1和10，以及通道2、刈幅2、層1。沿通道的z楔是層1與層10之間的最佳焦點(diǎn)z的變化。從通道到通道的z楔是通道1與通道2之間的最佳焦點(diǎn)z的變化。發(fā)現(xiàn)使用成像模塊上的Ubertarget設(shè)備的測(cè)量可重復(fù)性對(duì)于在各位置的最佳焦點(diǎn)z位置為16nm(1σ)。

能夠執(zhí)行自動(dòng)聚焦誤差的測(cè)試。例如，測(cè)試能夠通過(guò)將測(cè)序器的xy臺(tái)架移動(dòng)到在Ubertarget設(shè)備的通道1/3、刈幅3、層1的自動(dòng)聚焦層進(jìn)行。過(guò)程穿透焦點(diǎn)在紅色溝道中進(jìn)行，以確定近似最佳z。焦點(diǎn)模型使用缺省設(shè)定(步長(zhǎng)為2微米，以及z范圍為+/-18微米)來(lái)生成。沿z維的200隨機(jī)移動(dòng)在從最佳焦點(diǎn)的+/-20微米的范圍中執(zhí)行。在各移動(dòng)之后，捕獲激光圖像，以及從最佳焦點(diǎn)的距離使用焦點(diǎn)模型來(lái)計(jì)算。要移動(dòng)的所計(jì)算距離與執(zhí)行的已知隨機(jī)移動(dòng)進(jìn)行比較。z臺(tái)架從最佳焦點(diǎn)移動(dòng)所計(jì)算距離。得到另一個(gè)激光圖像，以及從最佳焦點(diǎn)的距離使用焦點(diǎn)模型來(lái)計(jì)算。從最佳焦點(diǎn)的所計(jì)算距離與實(shí)際最佳焦點(diǎn)位置進(jìn)行比較。

焦點(diǎn)模型可重復(fù)性能夠例如在例程中如下所述來(lái)測(cè)試。測(cè)序器的xy臺(tái)架移動(dòng)到在Ubertarget設(shè)備的通道1/3、刈幅3、層1的自動(dòng)聚焦層。過(guò)程穿透焦點(diǎn)在紅色溝道中進(jìn)行，以確定近似最佳z。焦點(diǎn)模型使用缺省設(shè)定(步長(zhǎng)為2微米，以及z范圍為+/-18微米)來(lái)生成。xy臺(tái)架沿兩個(gè)維移動(dòng)到行程極端，并且然后回到在通道1/3、刈幅3、層1的自動(dòng)聚焦層。這意在模擬相同領(lǐng)地中的光學(xué)器件的振動(dòng)，其在分析過(guò)程(例如核酸測(cè)序)期間可發(fā)生。生成焦點(diǎn)模型并且將xy臺(tái)架移動(dòng)到行程極端的步驟重復(fù)進(jìn)行20次。在最佳焦點(diǎn)的y光斑位置和焦點(diǎn)模型增益與生成的每個(gè)焦點(diǎn)模型進(jìn)行比較。

圖17示出Ubertarget設(shè)備的自動(dòng)聚焦層的圖像。層包括鉻覆蓋區(qū)域，其中具有在15微米間距的5微米孔。所產(chǎn)生圖案能夠用來(lái)確定最佳焦點(diǎn)。圖像的中間示出鉻圖案的較大開口。開口允許成像模塊中的各測(cè)微熒光計(jì)的自動(dòng)聚焦激光器通過(guò)，并且生成通道頂部和通道底部反射。所產(chǎn)生圖像的形狀和銳度用來(lái)確定焦點(diǎn)。

圖像質(zhì)量層的照片在圖18中示出。較大視場(chǎng)在左圖像中連同在右邊的較高放大率圖像一起示出。圖像從具有鉻涂層的層來(lái)產(chǎn)生，其中具有間隔開15微米的1微米孔。在具體實(shí)施例中，孔尺寸變化的容差為+/-50nm，其允許校準(zhǔn)測(cè)量中的預(yù)期精度等級(jí)。所產(chǎn)生的對(duì)象的正方形網(wǎng)格對(duì)于揭示成像系統(tǒng)中的桶形失真是有用的?？桩a(chǎn)生圖像中的光斑，其在成像系統(tǒng)上產(chǎn)生大約3300計(jì)數(shù)，而背景(空隙)區(qū)域產(chǎn)生400計(jì)數(shù)。

簡(jiǎn)單對(duì)象檢測(cè)和分析使用Ubertarget圖像質(zhì)量穿透焦點(diǎn)測(cè)試是成功的。Ubertarget圖像質(zhì)量層中的對(duì)象間距和對(duì)象尺寸的一致性實(shí)現(xiàn)以更精細(xì)細(xì)節(jié)來(lái)分析圖像。圖像在18×24網(wǎng)格上分析。這引起每個(gè)子層大約30個(gè)對(duì)象的檢測(cè)。

Ubertarget設(shè)備上的鉻層的光學(xué)密度使用聚焦到濾波穿透層上的成像模塊的綠色激光器來(lái)測(cè)量。經(jīng)過(guò)沒(méi)有鉻的層所測(cè)量的功率為4.10mW。經(jīng)過(guò)濾波穿透層(全鉻)所測(cè)量的功率在0.020mW低許多。從這個(gè)測(cè)試，確定500中的1部分的輻射密度使它經(jīng)過(guò)鉻(即，2.3的光學(xué)密度)。

本公開的檢查方法能夠包括用于確定自動(dòng)熒光和濾波穿透的例程。測(cè)試能夠用來(lái)確定激發(fā)光(例如來(lái)自成像模塊的LED)使它到檢測(cè)器(例如成像模塊的照相裝置)的程度。測(cè)試還能夠指示Ubertarget 設(shè)備玻璃自動(dòng)發(fā)熒光的程度。測(cè)試能夠在成像模塊上按如下所述來(lái)執(zhí)行。采用LED在50％電流和999ms的曝光時(shí)間來(lái)獲取測(cè)量。得到圖像，其中LED關(guān)斷，以提供暗讀取。然后，對(duì)于在濾波穿透層(固體鉻層)所提供的鏡像表面之上得到圖像。這個(gè)測(cè)量指示LED光到達(dá)傳感器的程度。然后，在沒(méi)有鉻的通道的開放區(qū)域之上得到圖像。這個(gè)測(cè)量指示Ubertarget設(shè)備玻璃自動(dòng)發(fā)熒光的程度。然后，能夠得到圖像，其中Ubertarget設(shè)備被移開。這個(gè)測(cè)量指示所檢測(cè)信號(hào)的多少歸因于圖像模塊的器具。所產(chǎn)生測(cè)量在表I中示出。

表I：自動(dòng)熒光和濾波穿透實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表I的結(jié)果指示Ubertarget設(shè)備玻璃的自動(dòng)熒光為400計(jì)數(shù)(綠色溝道)和200計(jì)數(shù)(紅色溝道)。從鉻反射并且照射傳感器的LED光的量為700計(jì)數(shù)(綠色溝道)和700計(jì)數(shù)(紅色溝道)。

使用Ubertarget設(shè)備在成像模塊上進(jìn)行的幾乎所有測(cè)量是極大地可重復(fù)的，指示用于調(diào)查圖像系統(tǒng)性能的健壯工具。

在本申請(qǐng)中，通篇引用各種公開物、專利和專利申請(qǐng)。在本申請(qǐng)中，通過(guò)引用將其公開完整地結(jié)合于此，以便更全面描述本發(fā)明所涉及的現(xiàn)有技術(shù)。

術(shù)語(yǔ)“包括”在本文中預(yù)計(jì)是開端的，不僅包括所述元件，而且還包含任何附加元件。

雖然參照以上提供的示例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，能夠進(jìn)行各種修改，而沒(méi)有背離本發(fā)明。相應(yīng)地，本發(fā)明僅由權(quán)利要求書來(lái)限制。