BR102018004635B1 - Sistema de imageamento e sistema de sequenciamento de dna - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a sistemas de imageamento que incluem uma lente objetiva e um módulo de geração de linha. A lente objetiva pode focalizar um primeiro feixe de luz emitido pelo módulo de geração de linha e um segundo feixe de luz emitido pelo módulo de geração de linha em um ponto focal fora de uma amostra para ajustar a largura de linha. A largura de linha pode ser aumentada para reduzir a densidade de potência geral de um feixe de luz sobre uma superfície da amostra de modo que a densidade de potência do feixe de luz sobre a superfície da amostra esteja abaixo de um limiar de fotossaturação de um corante na amostra.

Description

[001] O presente pedido reivindica o benefício ao Pedido de Patente Provisório no U.S. 62/468.883 depositado em 8 de março de 2017 e intitulado “Laser Line Illuminator For High Throughput Sequencing,” que se encontra incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência. O presente pedido também reivindica o benefício ao Pedido de Patente Holandês no N2018855 depositado em 5 de maio de 2017, e intitulado “Laser Line Illuminator For High Throughput Sequencing.”

FUNDAMENTOS

[002] Instrumentos de análise óptica biológica, tais como sequenciadores genéticos, tendem a incluir múltiplos componentes configuráveis, cada um com vários graus de liberdade. O aumento da complexidade desses instrumentos de análise óptica biológica levou a uma fabricação aumentada e a gastos operacionais. Em geral, esses tipos de instrumentos se beneficiam do alinhamento preciso de seus muitos componentes ópticos internos. Em alguns instrumentos de sequenciamento genético, por exemplo, os componentes internos são geralmente alinhados dentro de tolerâncias precisas. Muitas técnicas de fabricação desses instrumentos envolvem instalar todos os componentes em uma placa de precisão, e, então, configurar e alinhar cada componente. O alinhamento de componente pode se alterar durante o transporte ou uso. Por exemplo, mudanças de temperatura podem alterar os alinhamentos. Realinhar cada componente leva tempo e exige habilidade. Em alguns exemplos, podem existir mais de 30 graus de liberdade totais disponíveis em todos os componentes e os mesmos interagem entre si. O número grande de graus de liberdade dificulta o alinhamento e configuração e agrega tempo e gastos à operação do sistema. A fabricação e a operação de sequenciadores ópticos podem ser simplificadas reduzindo-se os graus de liberdade disponíveis em todos os componentes de sistema através de uma arquitetura modular.

[003] Os sequenciadores ópticos podem usar iluminação de linha de laser para detectar e sequenciar um espécime biológico. Por exemplo, a iluminação de linha de laser pode permitir uma varredura de alto rendimento usando um sensor de integração de retardo tempo (TDI) para detectar emissões de fluorescência a partir de uma célula de fluxo amostral. As emissões detectadas podem ser usadas para identificar e sequenciar componentes genéticos da amostra biológica. No entanto, em velocidades de varredura alta e/ou potências de saída a laser, a funcionalidade pode ser impactada pela foto-saturação dos fluoróforos e/ou fotobranqueamento dos fluoróforos, e/ou danos fotoinduzidos à amostra. Lasers de alta potência também podem causar danos à lente objetiva, incluindo o adesivo de ligação, revestimentos e vidro.

SUMÁRIO

[004] Várias implementações das tecnologias reveladas no presente documento descrevem sistemas de imageamento incluindo uma lente objetiva e um módulo de geração de linha, onde o sistema de imageamento é configurado para ajustar a largura das linhas emitidas pelo módulo de geração de linha sobre uma superfície de uma amostra biológica.

[005] Em um exemplo, um sistema de imageamento inclui: um módulo de geração de linha e uma lente objetiva. O módulo de geração de linha inclui uma primeira fonte de luz para emitir um primeiro feixe de luz em um primeiro comprimento de onda; uma segunda fonte de luz para emitir um segundo feixe de luz em um segundo comprimento de onda; e uma ou mais ópticas de formação de linha para conformar um feixe de luz emitido pela primeira fonte de luz em uma linha e um feixe de luz emitido pela segunda fonte de luz em uma linha. Nesse exemplo, a objetiva é configurada para focalizar o primeiro feixe de luz e o segundo feixe de luz em um ponto focal externo a uma amostra de uma estrutura de amostragem.

[006] Em um exemplo, a estrutura de amostragem inclui: uma placa de cobertura, um substrato e uma passagem de líquido entre a placa de cobertura e o substrato. Nesse exemplo, a passagem de líquido inclui uma superfície interna superior e uma superfície interna inferior, e a amostra fica localizada na superfície interna superior ou na superfície interna inferior da passagem de líquido. O ponto focal pode estar abaixo da superfície interna inferior da passagem de líquido a fim de aumentar uma largura de linha do primeiro feixe de luz e uma largura de linha do segundo feixe de linha na superfície interna superior da estrutura de amostragem. Alternativamente, o ponto focal pode estar acima da superfície interna inferior da passagem de líquido a fim de aumentar uma largura de linha do primeiro feixe de luz e uma largura de linha do segundo feixe de linha na superfície interna superior da estrutura de amostragem.

[007] Em algumas implementações, a estrutura de amostragem é acoplada de modo separável ao sistema de imageamento. Em uma implementação particular, a estrutura de amostragem é uma célula de fluxo.

[008] Em implementações particulares, o ponto focal está entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm abaixo da superfície interna inferior da estrutura de amostragem. Alternativamente, o ponto focal está entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm acima da superfície interna inferior da estrutura de amostragem.

[009] Em uma implementação, o sistema de imageamento inclui um sensor de integração de retardo de tempo (TDI) para detectar emissões de fluorescência a partir da amostra. Em implementações particulares, o sensor de TDI tem um tamanho de pixel entre cerca de 5 µm e cerca de 15 µm, uma largura de sensor entre cerca de 0,4 mm e cerca de 0,8 mm, e um comprimento de sensor entre cerca de 16 mm e cerca de 48 mm.

[010] Em uma implementação, a largura de linha do primeiro feixe de luz e a largura de linha do segundo feixe de luz está entre cerca de 10 µm e cerca de 30 µm. Em outra implementação, o comprimento de linha do primeiro feixe de luz e o comprimento de linha da segunda luz está entre cerca de 1 mm e cerca de 1,5 mm.

[011] Em uma implementação, a uma ou mais ópticas de ampliação de linha incluem uma lente de desfocalização, um prisma ou um difusor. Em uma implementação particular, a uma ou mais ópticas de ampliação de linha incluem uma lente de Powell posicionada após uma lente de desfocalização em uma trajetória óptica a partir das fontes de luz até a lente objetiva.

[012] Em algumas implementações, a largura de linha do primeiro feixe de luz é aumentada para reduzir a densidade de potência geral do primeiro feixe de luz em uma superfície da amostra de modo que a densidade de potência do primeiro feixe de luz sobre a superfície da amostra fique abaixo de um limiar de fotossaturação de um primeiro corante sobre a amostra, e a largura de linha do segundo feixe de luz é aumentada para reduzir a densidade de potência geral do segundo feixe de luz sobre uma superfície da amostra de modo que a densidade de potência do segundo feixe de luz sobre a superfície da amostra fique abaixo de um limiar de fotossaturação de um segundo corante sobre a amostra.

[013] Em algumas implementações, o sistema de imageamento inclui uma plataforma z para articular a objetiva para ajustar a largura de linha do primeiro feixe de luz e ajustar a largura de linha do segundo feixe de luz. Em implementações adicionais, o sistema de imageamento inclui um processador; e uma mídia legível por computador não transitória com instruções executáveis por computador embutidas na mesma, sendo que as instruções executáveis por computador são configuradas para induzir o sistema a: determinar uma qualidade de um sinal proveniente do sensor de TDI; e articular a objetiva no eixo geométrico z para ajustar o ponto focal e otimizar a qualidade do sinal proveniente do sensor de TDI.

[014] Em outro exemplo, um sistema de sequenciamento de DNA inclui: um módulo de geração de linha e uma lente objetiva. Nesse exemplo, o módulo de geração de linha pode incluir: uma pluralidade de fontes de luz, sendo que cada fonte de luz serve para emitir um feixe de luz; e uma ou mais ópticas de formação de linha para conformar cada feixe de luz em uma linha; e a lente objetiva ou a uma ou mais ópticas de formação de linha servem para aumentar uma largura de cada linha em uma primeira superfície ou uma segunda superfície de uma célula de fluxo.

[015] Em algumas implementações deste exemplo, a lente objetiva serve para focalizar cada feixe de luz em um ponto focal externo a uma superfície interna da célula de fluxo para aumentar a largura de cada linha na primeira superfície ou na segunda superfície da célula de fluxo. O ponto focal pode ser entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm abaixo da superfície interna inferior da célula de fluxo ou entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm acima da superfície interna superior da célula de fluxo.

[016] Em algumas implementações, uma lente objetiva do sistema de imageamento é projetada para ser um conjugado ligeiramente finito para focalizar a luz laser colimada a uma distância entre cerca de 50 e cerca de 150 um abaixo da superfície imageada.

[017] Em algumas implementações, o módulo de geração de linha (LGM) proporciona iluminação de linha uniforme em uma razão de aspecto desejada usando uma lente de Powell, ou outro elementos ópticos de modelagem de feixe. O sistema pode ser configurado para ajustar opticamente o ponto focal limitado difrativo sobre o plano objetivo (por exemplo, as superfícies de célula de fluxo). Com o ajuste do ponto focal acima ou abaixo das superfícies da célula de fluxo, a largura do feixe incidente sobre as superfícies da célula de fluxo pode ser aumentada e a intensidade de potência do laser na amostra e na célula de fluxo pode ser reduzida. A densidade de potência pode ser controlada abaixo ou próxima à fotossaturação de fluoróforos para detecção de amostra genética (por exemplo, DNA, RNA ou outra detecção de amostra), enquanto ainda satisfaz as tolerâncias de integração do sensor de TDI em ruído e velocidade. Em algumas implementações, o agrupamento de componentes de um sistema analítico óptico modular em submontagens modulares e, então, a instalação das submontagens modulares em uma placa de precisão ou outra estrutura pode reduzir os graus de liberdade relativos e simplificar a manutenção de sistema geral.

[018] Por exemplo, em uma implementação, um sistema analítico óptico modular pode incluir conjuntos de componentes agrupados em quatro submontagens modulares. Uma primeira submontagem modular pode incluir uma pluralidade de lasers e elementos ópticos de laser correspondentes em conjunto em um LGM. Uma segunda submontagem modular pode incluir lentes, elementos ópticos de sintonização e filtragem agrupados em um módulo de óptica de emissão (EOM). Uma terceira submontagem modular pode incluir sensores de câmera e elementos optomecânicos correspondentes agrupados em um módulo de câmera (CAM). Uma quarta submontagem modular pode incluir sensores de rastreamento de foco e elementos ópticos agrupados em um módulo de rastreamento de foco (FTM). Em algumas implementações, os componentes do sistema podem se agrupar em submontagens modulares diferentes. Os componentes podem ser agrupados em menos ou mais números de submontagens dependendo da aplicação específica e escolhas de desenho. Cada submontagem modular pode ser pré-fabricada incorporando os componentes individuais em uma placa de fixação ou invólucro e alinhando e configurando precisamente os componentes dentro da submontagem modular a tolerâncias predeterminadas. Cada submontagem modular pode ser fabricada para minimizar os graus de liberdade, de modo que apenas os componentes essenciais possam ser movidos em uma ou mais direções, ou girados, para permitir o alinhamento de precisão.

[019] Em algumas implementações, o LGM pode ser pré-configurado em uma bancada de montagem de LGM projetada com uma interface de precisão e óptica. A bancada de montagem de LGM pode incluir uma montagem de lente objetiva, um perfilador de feixe, alvos de alinhamento, atenuador, placa de precisão e plataformas de translação. A montagem de lente objetiva pode ter um campo de visão, comprimento focal e distância de trabalho maior que aquela do EOM no sistema óptico modular, para permitir o alinhamento inicial dos módulos de laser e da ótica interna do LGM. O perfilador de feixe pode ser um sensor de imageamento 2D configurado para detectar e relatar a intensidade de feixe em vários locais de destino. O alinhamento dos feixes pode incluir a otimização da posição, intensidade, direção de indicação do feixe nesses locais alvo, manipulando vários elementos ópticos internos e/ou espelhos dentro do LGM. A manipulação dos vários componentes ópticos internos e a avaliação do laser usando o perfilador de feixe, pode ser um processo automatizado ou um processo manual.

[020] O sistema também pode incluir uma placa de fixação de precisão. A placa de fixação de precisão pode ser fabricada com superfícies de alinhamento, como pinos de fixação, entalhes, fendas, anéis isolantes, abas, ímãs, nível de referência, esferas de calibração ou outras superfícies projetadas para aceitar e fixar cada submontagem modular pré-fabricada e testada em sua posição desejada. A placa de fixação de precisão pode incluir estruturas planas, estruturas não planas, estruturas sólidas, estruturas ocas, estruturas alveolares ou reticulares, ou outros tipos de estruturas de fixação rígidas conforme conhecido na técnica. Em alguns exemplos, a placa de fixação de precisão é incorporada ou acoplada a uma montagem de movimento de plataforma configurada para manter uma superfície de fixação de nível e amortecer a vibração. A montagem de plataforma pode incluir atuadores para controlar uma ou mais superfícies de controle de um alvo óptico para fornecer um feedback para alinhar as submontagens modulares (por exemplo, o EOM e o CAM), por exemplo, para reposicionar um ou mais componentes ou sensores ópticos dentro de tolerâncias predeterminadas. Esses dispositivos de movimento de precisão podem posicionar com precisão as linhas de iluminação dentro do campo de visão do sistema de imagem óptico, em movimentos passo graduais ou contínuos.

[021] A montagem de um sistema analítico óptico modular pode incluir a fixação de cada submontagem modular na placa de fixação de precisão e a realização de um alinhamento final usando um ou mais ajustes de controle. Em alguns exemplos, um sistema analítico óptico com mais de 30 graus de liberdade em cada um de seus componentes pode ser reduzido a um sistema analítico óptico modular com menos de 10 graus de liberdade em cada um de seus componentes, em que os componentes são agrupados em submontagens modulares pré- configuradas. Esses graus de liberdade restantes podem ser selecionados para otimizar as tolerâncias de alinhamento entre componentes, sem implementar processos de alinhamento ativos ou frequentes. Em algumas implementações, um ou mais ajustes de controle dentro de uma ou mais submontagens modulares podem ser atuados usando um ou mais atuadores correspondentes fixados nas submontagens.

[022] Os sensores e/ou detectores dentro de uma ou mais dos submontagens modulares (por exemplo, o CAM ou o FTM) podem ser configurados para transmitir dados para um computador, sendo que o computador inclui um processador e mídia legível por computador não transitória com instruções legíveis por máquina armazenadas na mesma. O software pode ser configurado para monitorar o desempenho de sistema ideal, por exemplo, detectando e analisando o foco, intensidade e forma de feixe. Em alguns exemplos, o sistema pode incluir um alvo óptico configurado para exibir padrões específicos para o alinhamento e desempenho de cada submontagem modular. O software pode, então, indicar através de uma interface gráfica de usuário quando uma submontagem modular particular está operando subidealmente e recomendar um ajuste de loop aberto ou implementar um curso de ação de loop fechado para corrigir o problema. Por exemplo, o software pode ser configurado para transmitir sinais aos atuadores para reposicionar componentes específicos dentro de tolerâncias predeterminadas, ou pode simplesmente recomendar a troca da submontagem modular com desempenho abaixo do esperado. O software pode ser operado local ou remotamente através de uma interface de rede, permitindo o diagnóstico e ajuste de sistema remotamente.

[023] Outras características e aspectos da tecnologia revelada tornar-se- ão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, tomada em conjunto com os desenhos em anexo, que ilustram, a título de exemplo, as características de acordo com os exemplos da tecnologia revelada. O sumário não pretende limitar o escopo de quaisquer invenções descritas no presente documento, que são definidas pelas reivindicações e equivalentes.

[024] Deve ser avaliado que todas as combinações dos conceitos anteriores (desde que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte do assunto inventivo revelado no presente documento. Em particular, todas as combinações de assunto reivindicado que aparecem no final desta revelação são contempladas como sendo parte do assunto inventivo revelado no presente documento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[025] A tecnologia revelada no presente documento, de acordo com uma ou mais implementações, é descrita em detalhe com referência às seguintes figuras. Essas figuras são fornecidas para facilitar a compreensão do leitor da tecnologia revelada, e não pretendem ser exaustivas ou limitar a revelação às formas precisas reveladas. De fato, os desenhos nas figuras são fornecidos apenas com propósitos d ilustração, e meramente revelam implementações típicas ou exemplificativas da tecnologia revelada. Além disso, deve ser observado que, para maior clareza e facilidade de ilustração, os elementos nas figuras não foram necessariamente representados em escala.

[026] A Figura 1A ilustra um diagrama de blocos generalizado de um sistema de varredura de imagens com o qual os sistemas e métodos revelados no presente documento podem ser implementados.

[027] A Figura 1B é um diagrama de vista em perspectiva que ilustra um sistema analítico óptico modular exemplificativo de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[028] A Figura 1C é um diagrama de vista em perspectiva que ilustra uma placa de fixação de precisão exemplificativa de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[029] A Figura 1D ilustra um diagrama de blocos de um sistema analítico óptico modular exemplificativo compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[030] A Figura 1E ilustra uma vista em perspectiva de um sistema analítico óptico modular exemplificativo compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[031] A Figura 1F ilustra um diagrama de blocos de um sistema de alinhamento de módulo de geração de linha (LGM), compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[032] A Figura 1G ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de alinhamento de LGM, compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[033] A Figura 1H ilustra uma vista de cima para baixo de um sistema analítico óptico modular exemplificativo compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[034] A Figura 1I ilustra uma vista lateral de um sistema analítico óptico modular exemplificativo compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[035] A Figura 1J ilustra um diagrama de blocos de um LGM, uma lente objetiva, e célula de fluxo, compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[036] A Figura 1K ilustra um diagrama de blocos de um sistema de LGM e EOM usado para desfocalizar o padrão de linha a laser em uma célula de fluxo para evitar a fotossaturação e fotobranqueamento, compatível com as implementações reveladas no presente documento.

[037] A Figura 2A é um diagrama em vista lateral que ilustra um módulo óptico de emissão (EOM) de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[038] A Figura 2B é um diagrama de cima para baixo que ilustra um EOM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[039] A Figura 3A é um diagrama em vista posterior que ilustra um módulo de rastreamento de foco (FTM) de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[040] A Figura 3B é um diagrama em vista lateral que ilustra um FTM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[041] A Figura 3C é um diagrama em vista de cima para baixo que ilustra um FTM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[042] A Figura 4A é um diagrama em vista lateral que ilustra um sistema analítico óptico modular exemplificativo de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[043] A Figura 4B é um diagrama de blocos que ilustra uma configuração exemplificativa de uma submontagem de lente de tubo a partir de um EOM, de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[044] A Figura 4C é um diagrama de blocos que ilustra outra configuração exemplificativa de uma submontagem de lente de tubo a partir de um EOM, de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[045] A Figura 5A é um diagrama em vista lateral que ilustra um FTM e um EOM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[046] A Figura 5B é um diagrama em vista de cima para baixo que ilustra um exemplo de FTM e um EOM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[047] A Figura 6 é um diagrama em vista lateral que ilustra um módulo de geração de linha (LGM) e um EOM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[048] A Figura 7 é um diagrama em vista de cima para baixo que ilustra um LGM e um EOM de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[049] A Figura 8 é um diagrama que ilustra um processo exemplificativo de instalação e configuração de um sistema analítico óptico modular de acordo com as implementações reveladas no presente documento.

[050] A Figura 9 ilustra um mecanismo de computação exemplificativo que pode ser usado na implementação de vários recursos de implementações da tecnologia revelada.

[051] Deve ser entendido que a tecnologia revelada pode ser praticada com modificação e alteração, e que a tecnologia revelada é limitada apenas pelas reivindicações e os equivalentes das mesmas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[052] Como usado no presente documento, o termo “plano xy” se destina a significar uma área bidimensional definida por eixos de linha reta x e y (de acordo com o sistema de coordenadas cartesianas). Quando usado em referência a um detector e a um objeto observado pelo detector, a área pode ser especificada como sendo ortogonal à direção de observação entre o detector e objeto que está sendo detectado. Quando usado no presente documento para se referir a um scanner de linha, o termo “direção y” refere-se à direção de varredura.

[053] Como usado no presente documento, o termo “direção z” ou “eixo geométrico z” se destina a especificar uma direção ou eixo geométrico que é ortogonal a uma área de um objeto que é observado por um detector. Por exemplo, a direção de foco de um sistema óptico pode ser especificada ao longo do eixo geométrico z.

[054] Algumas implementações reveladas no presente documento fornecem um sistema óptico modular, como aqueles que podem ser usados para análise de amostras biológicas. Outras implementações reveladas no presente documento fornecem métodos para montagem e instalação de sistemas ópticos modulares para análise de amostras biológicas Tal sistema óptico pode ser, ou pode fazer parte de um instrumento de sequenciamento genômico. O instrumento pode ser usado para sequenciamento de DNA, RNA, ou outras amostras biológicas. Alguns instrumentos de sequenciamento genômico operam focalizando fontes de luz coerentes ou incoerentes operando a comprimentos de onda diferentes através de elementos ópticos internos e sobre a amostra. Os pares de bases presentes na amostra, então, fluorescem e retornam através dos elementos ópticos do sequenciador e em um sensor óptico, que pode, então, detectar os tipos de pares de bases presentes. Esses tipos de instrumentos dependem do alinhamento e ajuste precisos dos elementos ópticos internos e são sensíveis à derivação ou desalinhamento de componentes causados por efeitos térmicos (por exemplo, por calor das fontes de luz e circuito eletrônico), bem como efeitos mecânicos como vibrações ou contato acidental de usuários. As implementações da presente revelação abordam esses problemas, e os custos de instalação e manutenção associados às mesmas, através de uma abordagem modular. Os agrupamentos de componentes ópticos funcionalmente relacionados podem ser pré-embalados, testados e alinhados como submontagens modulares. Cada submontagem modular, então, pode ser tratada como uma unidade substituível em campo (FRU) que pode ser instalada e alinhada às outras submontagens modulares no sistema fixando a submontagem a uma placa de alinhamento de precisão.

[055] Algumas implementações da revelação fornecem um sistema que inclui uma pluralidade de submontagens modulares e uma placa de fixação de precisão ou, em que cada submontagem modular inclui um invólucro e uma pluralidade de componentes ópticos alinhados ao invólucro. O invólucro pode incluir uma pluralidade de estruturas de fixação de precisão, e cada submontagem modular pode ser mecanicamente acoplada à placa de fixação de precisão, de modo que cada estrutura de fixação de precisão de uma submontagem modular se fixe diretamente a uma estrutura de fixação de precisão correspondente localizada sobre a placa de fixação de precisão ou uma submontagem modular adjacente. Em alguns exemplos, o módulo de geração de linha inclui uma primeira fonte de luz que opera a um primeiro comprimento de onda, uma segunda fonte de luz que opera a um segundo comprimento de onda, e uma lente de modelagem de feixe alinhada em um ângulo predeterminado a cada fonte de luz. Por exemplo, o primeiro comprimento de onda pode ser um comprimento de onda verde e o segundo comprimento de onda pode ser um comprimento de onda vermelho. A lente de modelagem de feixe pode ser uma lente de Powell.

[056] Em algumas implementações, o módulo óptico de emissões pode incluir uma lente objetiva que é opticamente acoplada a um módulo de geração de luz, e uma lente de tubo que é opticamente acoplada à lente objetiva. A lente objetiva focaliza a luz sobre uma célula de fluxo posicionada a uma distância predeterminada da célula de fluxo. A objetiva pode se articular ao longo de um eixo geométrico longitudinal, e a lente de tubo pode incluir um componente da lente que também se articula ao longo de um eixo geométrico longitudinal dentro da lente do tubo para garantir um imageamento preciso. Por exemplo, o componente da lente pode se mover para compensar a aberração esférica causada pela articulação da objetiva para imagear uma ou mais superfícies da célula de fluxo.

[057] Em alguns exemplos, a célula de fluxo pode incluir uma placa de cobertura translúcida, um substrato, e um líquido ensanduichado entre os mesmos, e uma amostra biológica pode estar situada em uma superfície interna da placa de cobertura translúcida ou uma superfície interna do substrato. Por exemplo, a amostra biológica pode incluir DNA, RNA, ou outro material genômico que possa ser sequenciado.

[058] O módulo de rastreamento de foco pode incluir uma fonte de luz de rastreamento de foco e um sensor de rastreamento de foco, em que a fonte de luz pode gerar um feixe de luz, transmitir o feixe de luz através da pluralidade de componentes ópticos de modo que o feixe de luz termine no sensor de rastreamento de foco. O sensor de rastreamento de foco pode ser comunicativamente acoplado a um processador e uma mídia legível por computador não transitória com instruções legíveis por máquina armazenadas na mesma. As instruções legíveis por máquina, quando executadas, podem fazer com que o processador receba uma saída do sensor de rastreamento de foco e analise o sinal de saída para determinar um conjunto de características do feixe de luz. Em alguns exemplos, as instruções legíveis por máquina, quando executadas, adicionalmente fazem com que o processador gere um sinal de retorno indicando que um ou mais componentes ópticos deveriam ser reconfigurados para otimizar o conjunto de características do feixe de luz. Uma ou mais submontagens modulares podem ser uma unidade substituível em campo. As estruturas de fixação de precisão podem incluir uma fenda, um nível de referência, uma aba, um pino, ou uma cavidade rebaixada, outras estruturas de fixação mecânica conforme conhecido na técnica, ou qualquer combinação dos mesmos.

[059] Em alguns exemplos, o módulo de câmera inclui uma pluralidade de sensores ópticos, e o módulo de geração de luz inclui uma pluralidade de fontes de luz, em que cada sensor óptico pode ser orientado para receber e detectar um feixe de luz da fonte de luz correspondente.

[060] Antes de descrever várias implementações dos sistemas e métodos revelados no presente documento, é útil descrever um ambiente exemplificativo com o qual os sistemas e métodos podem ser implementados. Tal ambiente exemplificativo é aquele de um sistema óptico, como aquele ilustrado na Figura 1A. O sistema óptico exemplificativo pode incluir um dispositivo para obter ou produzir uma imagem de uma região. O exemplo descrito na Figura 1 mostra uma configuração de imageamento exemplificativa de uma implementação de desenho de luz de fundo.

[061] Conforme pode ser observado no exemplo da Figura 1A, as amostras em questão estão situadas na estrutura ou recipiente para amostras 110 (por exemplo, uma célula de fluxo como revelado no presente documento), que está posicionado em uma plataforma de amostra 170 sob uma lente objetiva 142. A fonte de luz 160 e elementos ópticos associados direcionam um feixe de luz, como uma luz laser, para um local de amostra selecionado no recipiente para amostras 110. A amostra fluoresce e a luz resultante é coletada pela lente objetiva 142 e direcionada para um fotodetector 140 para detectar a fluorescência. A plataforma de amostra 170 é movida em relação à lente objetiva 142 para posicionar o próximo local de amostra sobre o recipiente para amostras 110 no ponto focal da lente objetiva 142. O movimento da plataforma de amostra 170 em relação à lente objetiva 142 pode ser realizado movendo-se a própria plataforma de amostra, a lente objetiva, a plataforma óptica inteira, ou qualquer combinação dos anteriormente mencionados. Implementações adicionais também podem incluir mover o sistema de imageamento inteiro sobre uma amostra estacionária.

[062] O módulo ou dispositivo de liberação do fluido 100 direciona o fluxo de reagentes (por exemplo, nucleotídeos fluorescentes, tampões, enzimas, reagentes de clivagem, etc.) para (e através) o recipiente para amostras 110 e válvula de resíduos 120. Em implementações particulares, o recipiente para amostras 110 pode ser implementado como uma célula de fluxo que inclui aglomerações de sequências de ácidos nucleicos em uma pluralidade de locais de amostra no recipiente para amostras 110. As amostras que serão sequenciadas podem ser fixadas ao substrato da célula de fluxo, juntamente com outros componentes opcionais.

[063] O sistema também compreende um atuador de estação de temperatura 130 e aquecedor/refrigerador 135 que pode opcionalmente regular a temperatura de condições dos fluidos dentro do recipiente para amostras 110. O sistema de câmera 140 pode ser incluído para monitorar e rastrear o sequenciamento de recipiente para amostras 110. O sistema de câmera 140 pode ser implementado, por exemplo, como uma câmera CCD, que pode interagir com vários filtros dentro da montagem de comutação de filtro 145, lente objetiva 142, e montagem de focalização de laser 150. O sistema de câmera 140 não se limita a uma câmera CCD e outras câmeras e tecnologias de sensor de imagem podem ser usadas.

[064] A fonte de luz 160 (por exemplo, um laser de excitação dentro de uma montagem que compreende opcionalmente múltiplos lasers) ou outra fonte de luz pode ser incluída para iluminar reações de sequenciamento fluorescentes dentro das amostras através de iluminação através de interface de fibra óptica (que pode compreender opcionalmente uma ou mais lentes de reimageamento, uma montagem de fibra óptica, etc). A lâmpada de baixo watt 165, o laser de focalização 150 e o dicroico reverso também são apresentados no exemplo mostrado. Em algumas implementações, o laser de focalização 150 pode ser desligado durante o imageamento. Em outras implementações, uma configuração de foco alternativa pode incluir uma segunda câmera de focalização (não mostrada), que pode ser um detector de quadrante, um Detector Sensível à Posição (PSD) ou um detector similar para medir a localização do feixe disperso refletido a partir da superfície concomitante com a coleta de dados.

[065] Embora ilustrado como um dispositivo retroiluminado, outros exemplos podem incluir uma luz de um laser ou outra fonte de luz que é direcionada através da lente objetiva 142 sobre as amostras no recipiente para amostras 110. O recipiente para amostras 110 pode ser fixado a uma plataforma de amostra 170 para fornecer movimento e alinhamento do recipiente para amostras 110 em relação à lente objetiva 142. A plataforma de amostra pode ter um ou mais atuadores para permitir que a mesma se mova em qualquer uma dentre três dimensões. Por exemplo, em termos do sistema de coordenadas cartesianas, os atuadores podem ser fornecidos para permitir que a plataforma se mova nas direções X, Y e Z em relação à lente objetiva. Isso pode permitir que um ou mais locais de amostra no recipiente para amostras 110 sejam posicionados em alinhamento óptico com a lente objetiva 142.

[066] Um componente de foco (eixo geométrico z) 175 é mostrado nesse exemplo como sendo incluído para controlar o posicionamento dos componentes ópticos em relação ao recipiente para amostras 110 na direção de foco (tipicamente referido como o eixo geométrico z, ou direção z). O componente de foco 175 pode incluir um ou mais atuadores fisicamente acoplados à plataforma óptica ou à plataforma para amostras, ou ambas, para mover o recipiente para amostras 110 sobre a plataforma para amostras 170 em relação aos componentes ópticos (por exemplo, a lente objetiva 142) para proporcionar a focalização adequada para a operação de imageamento. Por exemplo, o atuador pode ser fisicamente acoplado à respectiva plataforma como, por exemplo, por fixação mecânica, magnética, fluídica ou outra fixação ou contato direto ou indireto com a plataforma. O um ou mais atuadores podem ser configurados para mover a plataforma na direção z enquanto mantém a plataforma para amostras no mesmo plano (por exemplo, mantendo um nível ou posição horizontal, perpendicular ao eixo geométrico óptico). O um ou mais atuadores também podem ser configurados para inclinar a plataforma. Isso pode ser feito, por exemplo, de modo que o recipiente para amostras 110 possa ser nivelado dinamicamente para explicar qualquer inclinação em suas superfícies.

[067] A focalização do sistema, em geral, se refere ao alinhamento do plano focal da lente objetiva com a amostra que será imageada no local de amostra selecionado. Entretanto, a focalização também pode se referir a ajustes no sistema para obter uma característica desejada para uma representação da amostra, como, por exemplo, um nível desejado de nitidez ou contraste para uma imagem de uma amostra de teste. Devido ao fato de a profundidade de campo útil do plano focal da lente objetiva poder ser pequena (às vezes na ordem de 1 µm ou menos), o componente de foco 175 acompanha de perto a superfície que está sendo imageada. Uma vez que o recipiente para amostras não é perfeitamente plano como fixado no instrumento, o componente de foco 175 pode ser configurado para seguir este perfil enquanto se move ao longo da direção de varredura (referido no presente documento como o eixo geométrico y).

[068] A luz emanada de uma amostra de teste em um local de amostra que está sendo imageado pode ser direcionada para um ou mais detectores 140. Os detectores podem incluir, por exemplo, uma câmera CCD. Uma abertura pode ser incluída e posicionada para permitir que apenas a luz emanada da área de foco passe para o detector. A abertura pode ser incluída para melhorar a qualidade de imagem filtrando os componentes da luz que emanam de áreas que estão fora da área de foco. Os filtros de emissão podem ser incluídos na montagem de comutação de filtro 145, que pode ser selecionada para registrar um determinado comprimento de onda de emissão e para eliminar qualquer luz laser difusa.

[069] Em várias implementações, o recipiente para amostras 110 pode incluir um ou mais substratos sobre os quais as amostras são fornecidas. Por exemplo, no caso de um sistema para analisar um grande número de sequências de ácidos nucleicos diferentes, o recipiente para amostras 110 pode incluir um ou mais substratos aos quais os ácidos nucleicos que serão sequenciados são ligados, fixados ou associados. Em várias implementações, o substrato pode incluir qualquer substrato ou matriz inerte ao qual os ácidos nucleicos podem ser fixados, como, por exemplo, superfícies de vidro, superfícies de plástico, superfícies de látex, dextrano, poliestireno, superfícies de polipropileno, géis de poliacrilamida, superfícies de ouro, e superfícies de silício. Em algumas aplicações, o substrato está dentro de um canal ou outra área em uma pluralidade de locais formados em uma matriz ou arranjo sobre o recipiente para amostras 110.

[070] Embora não ilustrado, um controlador pode ser fornecido para controlar a operação do sistema de varredura. O controlador pode ser implementado para controlar os aspectos de operação de sistema como, por exemplo, focalização, movimento de plataforma, e operações de imageamento. Em várias implementações, o controlador pode ser implementado usando hardware, algoritmos (por exemplo, instruções executáveis por máquina), ou uma combinação dos itens anteriormente mencionados. Por exemplo, em algumas implementações o controlador pode incluir uma ou mais CPUs ou processadores com memória associada. Como outro exemplo, o controlador pode compreender hardware ou outro conjunto de circuitos para controlar a operação, como um processador de computador e uma mídia legível por computador não transitória com instruções legíveis por máquina armazenadas na mesma. Por exemplo, esse conjunto de circuitos pode incluir um ou mais dos seguintes: matriz de portas programáveis em campo (FPGA), circuito integrado para aplicação específica (ASIC), dispositivo lógico programável (PLD), dispositivo lógico programável complexo (CPLD), uma matriz lógica programável (PLA), lógica de arranjo programável (PAL) ou outro dispositivo de processamento ou conjunto de circuitos similar. Como ainda outro exemplo, o controlador pode compreender uma combinação desse conjunto de circuitos com um ou mais processadores.

[071] Embora os sistemas e métodos possam ser descritos no presente documento de tempos em tempos no contexto deste exemplo de sistema, este é apenas um exemplo com o qual esses sistemas e métodos podem ser implementados. Após a leitura desta descrição, um versado na técnica entenderá como os sistemas e métodos descritos no presente documento podem ser implementados com este e outros scanners, microscópios e outros sistemas de imageamento.

[072] As implementações da tecnologia revelada no presente documento fornecem sistemas e métodos analíticos ópticos modulares. A Figura 1B é um diagrama de vista em perspectiva que ilustra um sistema analítico óptico modular 180 exemplificativo. O sistema 180 pode incluir uma pluralidade submontagens modulares. Por exemplo, em algumas implementações, o sistema 180 compreende quatro módulos de submontagem: módulo de geração de linha (LGM) 182, módulo de rastreamento de foco (FTM) 184, módulo de câmera (CAM) 186, e módulo óptico de emissão (EOM) 188. Como usado no presente documento no contexto do LGM, FTM, EOM, ou CAM, um módulo refere-se a uma unidade de hardware (por exemplo, uma submontagem modular).

[073] Em algumas implementações, o LGM 182 pode incluir uma ou mais fontes de luz. Em algumas implementações, a uma ou mais fontes de luz podem incluir fontes de luz coerentes, como diodos laser. Em alguns exemplos, o LGM 182 pode incluir uma primeira fonte de luz configurada para emitir luz em comprimentos de onda vermelhos, e uma segunda fonte de luz configurada para emitir luz em comprimentos de onda verdes. O LGM 182 pode incluir, também, componentes ópticos, como superfícies de focalização, lentes, superfícies reflexivas, ou espelhos. Os componentes ópticos podem ser posicionados dentro de um invólucro de LGM 182 para direcionar e focalizar a luz emitida da uma ou mais fontes de luz para dentro de uma submontagem modular adjacente. Um ou mais componentes ópticos de LGM 182 também podem ser configurados para modelar a luz emitida da uma ou mais fontes de luz em padrões desejados. Por exemplo, em algumas implementações, os componentes ópticos podem modelar a luz em padrões de linha (por exemplo, usando uma ou mais lentes de Powell, ou outras lentes de modelagem de feixe, componentes de difração ou dispersão). Um ou mais componentes ópticos podem estar situados em uma ou mais dentre as outras submontagens modulares. Uma ou mais submontagens modulares também podem incluir um ou mais subcomponentes substituíveis em campo. Por exemplo, o LGM 182 pode incluir um ou mais módulos de laser que podem ser individualmente removidos de LGM 182 e substituídos.

[074] Em alguns exemplos, a submontagem modular adjacente (acoplada a LGM 182) pode ser EOM 188. A luz da uma ou mais fontes de luz de LGM 182 pode ser direcionada para fora de LGM 182 e para dentro de EOM 188 através de um defletor de interface fixado a LGM 182 e/ou EOM 188. Por exemplo, o defletor de interface pode ser uma abertura conformada para permitir que a luz passe através de seu centro, enquanto obscurece a interferência de fontes de luz externas. O EOM 188 também pode incluir uma objetiva, uma lente de tubo, e ou outros componentes ópticos configurados para modelar, direcionar, e/ou focalizar a luz fluorescente excitada pela uma ou mais fontes de luz de LGM 182.

[075] A luz que passa através do EOM 188 pode ser direcionada para dentro de uma das outras submontagens modulares adjacentes, por exemplo, CAM 186, através de uma porta de interface. O CAM 186 pode incluir um ou mais sensores de luz. Em algumas implementações, um primeiro sensor de luz pode ser configurado para detectar a luz da primeira fonte de luz de LGM 182 (por exemplo, em um comprimento de onda vermelho), e um segundo sensor de luz pode ser configurado para detectar luz da segunda fonte de luz de LGM 182 (por exemplo, um comprimento de onda verde). Os sensores de luz de CAM 186 podem ser posicionados dentro de um invólucro em uma configuração como para detectar a luz de dois feixes de luz incidentes em que os feixes de luz incidentes podem ser separados por uma distância predeterminada (por exemplo, entre 1 mm e 10 mm) com base no passo dos dois sensores. Em alguns exemplos, o primeiro sensor de luz e o segundo sensor de luz podem ser separados um do outro entre 3 mm e 8 mm. Os sensores de luz podem ter uma superfície de detecção suficientemente dimensionada para permitir o desvio de feixe, por exemplo, devido a efeitos térmicos ou deformação mecânica. Os dados de saída dos sensores de luz de CAM 186 podem ser comunicados a um processador de computador. O processador de computador pode, então, implementar instruções de programa de software para computador para analisar os dados e relatar ou exibir as características do feixe (por exemplo, foco, formato, intensidade, potência, brilho, posição) a uma interface gráfica de usuário (GUI), e/ou controlar automaticamente os atuadores e a saída de laser para otimizar o feixe de laser. O formato e posição de feixe podem ser otimizados atuando a óptica interna de sistema 180 (por exemplo, inclinando espelhos, articulando lentes, etc.).

[076] O FTM 184 também pode se acoplar a EOM 188 através de uma porta de interface. O FTM 184 pode incluir instrumentos para detectar e analisar o alinhamento e foco de todos os componentes ópticos no sistema 180. Por exemplo, o FTM 184 pode incluir uma fonte de luz (por exemplo, um laser), elementos ópticos e um sensor de luz, como uma câmera digital ou chip CMOS. O laser pode ser configurado para transmiti fonte de luz e os elementos ópticos podem ser configurados para direcionar a luz através de componentes ópticos no sistema 180 e o sensor de luz pode ser configurado para detectar a luz que está sendo transmitida através de componentes ópticos no sistema 180 e emitir dados para um processador de computador. O processador de computador pode, então, implementar instruções de programa de software para computador para analisar os dados e relatar ou exibir as características do feixe de laser (por exemplo, foco, intensidade, potência, brilho, posição) a uma interface gráfica de usuário (GUI), e/ou controlar automaticamente os atuadores e a saída de laser para otimizar o feixe de laser. Em alguns exemplos, o FTM 184 pode incluir um sistema de resfriamento, como um sistema de resfriamento de ar ou líquido conforme conhecido na técnica.

[077] Em algumas implementações, o LGM 182 pode incluir fontes de luz que operam a potência maiores também para acomodar velocidades de varredura mais rápidas (por exemplo, os lasers em LGM 182 podem operar a uma saída de potência cinco vezes maior). De modo similar, a fonte de luz de módulo laser pode operar a uma potência de saída maior e/ou também pode incluir um sensor óptico de alta resolução para obter a precisão de foco em escala nanométrica para acomodar velocidades de varredura mais rápidas. O sistema de resfriamento de FTM 184 pode ser aprimorado para acomodar a saída de calor adicional do laser de maior potência utilizando técnicas de resfriamento conhecidas.

[078] Em um exemplo, cada submontagem modular pode se acoplar mecanicamente a uma ou mais outras submontagens modulares, e/ou a uma placa de fixação de precisão 190. Em algumas implementações, a placa de fixação de precisão 190 pode se acoplar mecanicamente a uma montagem de plataforma 192. A montagem de plataforma 192 pode incluir amortecedores de movimento, atuadores para atuar um ou mais componentes dentro de uma ou mais submontagens modulares, sistemas de resfriamento, e/ou outro circuito eletrônico ou componentes mecânicos conforme conhecido na técnica.

[079] As submontagens modulares podem ser pré-fabricadas, configuradas e internamente alinhadas. Em algumas implementações, uma unidade de controle pode ser eletronicamente acoplada à montagem de plataforma 192 e comunicativamente acoplada a uma interface de usuário para permitir o alinhamento manual automático ou remoto de uma ou mais submontagens modulares após as mesmas terem sido acopladas à placa de fixação de precisão 190. Cada submontagem modular pode ser uma unidade substituível em campo (FRU), de modo que a mesma possa ser removida da placa de fixação de precisão 190 e substituída por outra submontagem modular funcionalmente equivalente prejudicando o alinhamento ou configuração das outras submontagens modulares no sistema.

[080] Cada módulo é pré-alinhado e pré-qualificado antes da integração no sistema 180. Por exemplo, a montagem e configuração de LGM 182 podem incluir o acoplamento mecânico de um ou mais lasers ou diodos laser em um invólucro, e a instalação de componentes eletrônicos de controle para operar os lasers ou diodos laser. Todo o LGM 182 pode, então, ser montado em um leito de teste e operado para alinhar os diodos laser dentro do invólucro, bem como quaisquer elementos ópticos ou outros componentes. O invólucro de LGM pode incluir estruturas de montagem externas, como pinos de fixação, nível de referência, entalhes, abas, fendas, cristas, ou outras protuberâncias ou endentações configuradas para alinhar o LGM 182 ao leito de teste, bem como à placa de fixação de precisão 190 quando instalado no sistema 180. Uma vez que o LGM 182 é configurado e testado, o mesmo pode ser instalado em um sistema 180, ou embalado e armazenado ou transportado como uma unidade substituível em campo (FRU).

[081] Outras submontagens modulares, como FTM 184, CAM 186 ou EOM 188, podem ser similarmente montadas, configuradas e testadas antes da instalação no sistema 180. Cada submontagem modular pode ser montada usando métodos de acoplamento mecânico para limitar a mobilidade de componentes internos dentro da submontagem, conforme desejado. Por exemplo, os componentes podem ser mantidos no lugar com prendedores ou soldas para parar a mobilidade uma vez que o componente está alinhado aos outros componentes ou ao invólucro da submontagem modular. Alguns componentes, conforme desejado, podem ser acoplados com juntas de articulação ou habilitados para mover-se dentro de um invólucro de modo que sua orientação relativa possa ser ajustada após a instalação na placa de fixação de precisão 190. Por exemplo, o posicionamento relativo de cada submontagem modular pode ser precisamente controlado usando tolerâncias mecânicas predeterminadas (por exemplo, alinhando o nível de referência para receber os entalhes em uma submontagem modular de junção ou na placa de fixação de precisão 190) de modo a permitir o alinhamento óptico total do sistema 180 com um número limitado de graus de liberdade ajustáveis (por exemplo, menos de 10 graus de liberdade no total em algumas implementações).

[082] A Figura 1C é um diagrama de vista em perspectiva que ilustra uma placa de fixação de precisão exemplificativa. A placa de fixação de precisão 190 pode ser fabricada de materiais leves, rígidos e tolerantes ao calor. Em algumas implementações, a placa de fixação de precisão 190 pode ser fabricada a partir de um metal (por exemplo, alumínio), cerâmica, ou outros materiais rígidos conforme conhecido na técnica. A placa de fixação de precisão 190 pode incluir estruturas de alinhamento de precisão configuradas para se acoplar mecanicamente a estruturas de alinhamento de precisão correspondentes incorporadas nos invólucros ou alojamentos de uma ou mais submontagens modulares. Por exemplo, as estruturas de alinhamento de precisão podem incluir pinos de fixação, níveis de referência, abas, fendas, entalhes, anéis isolantes, ímãs, cristas, recuos, e/ou outras estruturas de montagem de precisão conformadas para alinhar uma primeira superfície (por exemplo, sobre a placa de fixação de precisão 190) a uma segunda superfície (por exemplo, uma superfície externa do invólucro ou alojamento de uma submontagem modular). Com referência à Figura 1C, a placa de fixação de precisão exemplificativa 190 pode incluir uma pluralidade de estruturas de fixação de precisão de LGM 194 configurada para aceitar e se acoplar mecanicamente a estruturas de fixação de precisão correspondentes localizadas sobre uma superfície externa do invólucro de LGM 182. De modo similar, a placa de fixação de precisão exemplificativa 190 pode incluir uma pluralidade de estruturas de fixação de precisão de EOM 196 configurada para aceitar e se acopla mecanicamente a estruturas de fixação de precisão correspondentes localizadas sobre uma superfície externa do invólucro de EOM 188. Posicionando-se o LGM 182 e EOM 188 sobre a placa de fixação de precisão 190 usando as estruturas de montagem de precisão, o LGM 182 e a EOM 188 serão alinhados um ao outro. As estruturas de alinhamento de precisão localizadas nos invólucros de outras submontagens modulares (por exemplo, FTM 184 e CAM 186) podem então se acoplar mecanicamente às respectivas estruturas de alinhamento de precisão localizadas nos invólucros de LGM 182 ou EOM 188 ou sobre a placa de fixação de precisão 190.

[083] A Figura 1D ilustra um diagrama de blocos de um sistema analítico óptico modular exemplificativo. Em algumas implementações, um sistema analítico óptico modular pode incluir um LGM 1182 com duas fontes de luz, 1650 e 1660, dispostas no mesmo. As fontes de luz 1650 e 1660 podem ser diodos laser, lasers em estado sólido bombeados por diodo ou outras fontes de luz, conforme conhecido na técnica, que emitem feixes de laser em comprimentos de onda diferentes (por exemplo, luz vermelha e verde). Os feixes de luz emitidos de fontes de laser 1650 e 1660 podem ser dirigidos através de uma lente ou lentes de modelagem de feixe 1604. Em algumas implementações, uma única lente de modelagem de luz pode ser usada para modelar os feixes de luz emitidos a partir de ambas as fontes de luz. Em outras implementações, uma lente de modelagem de feixe separada pode ser usada para cada feixe de luz. Em alguns exemplos, a lente de modelagem de feixe é uma lente de Powell, de modo que os feixes de luz sejam modelados em padrões de linha.

[084] O LGM 1182 pode incluir, também, espelhos 1002 e 1004. Um feixe de luz gerado pela fonte de luz 1650 pode refletir para fora 1002 para ser direcionado através de uma abertura ou superfície semirreflexiva de espelho 1004, e para dentro do EOM 1188 através de uma única porta de interface. De modo similar, um feixe de luz gerado pela fonte de luz 1660 pode refletir para fora do espelho 1003 e do espelho 1004 para ser direcionado para dentro do EOM 1188 através de uma única porta de interface. Em alguns exemplos, um conjunto adicional de espelhos de articulação pode ser incorporado adjacente ao espelho 1004 para fornecer superfícies de ajuste adicionais, por exemplo, conforme ilustrado na Figura 1H.

[085] Ambos os feixes de luz podem ser combinados usando espelho dicroico 1004. Ambos os feixes de luz podem ser direcionados através de elementos ópticos de formação de linha, como uma lente de Powell. Os espelhos 1002 e 1004 podem ser, cada um, configurados para se articular usando controles manuais ou automáticos para alinhar os feixes de luz de fontes de luz 1650 e 1660. Os feixes de luz podem passar através de um elemento de obturador 1006. O EOM 1188 pode incluir uma objetiva 1404 e uma plataforma z 1024 que move a objetiva 1404 longitudinalmente mais perto ou mais distante de um alvo 1192. Por exemplo, o alvo 1192 pode incluir uma camada líquida 1550 e uma placa de cobertura translúcida 1504, e uma amostra biológica pode estar situada em uma superfície interna da placa de cobertura translúcida bem como uma superfície interna da camada de substrato situada abaixo da camada líquida. A plataforma z pode, então, mover a objetiva para focalizar os feixes de luz sobre cada superfície interna da célula de fluxo (por exemplo, focalizados sobre a amostra biológica). A amostra biológica pode ser DNA, RNA, proteínas, ou outros materiais biológicos responsivos ao sequenciamento óptico conforme conhecido na técnica. Em algumas implementações, a objetiva pode ser configurada para focalizar os feixes de luz em um ponto focal além da célula de fluxo, para aumentar a largura de linha dos feixes de luz nas superfícies da célula de fluxo.

[086] O EOM 1188 também pode incluir um espelho semirreflexivo 1020 para direcionar a luz através da objetiva 1404, enquanto permite a passagem da luz retornada do alvo 1192. Em algumas implementações, o EOM 1188 pode incluir uma lente de tubo 1406 e uma lente corretiva 1450. A lente corretiva 1450 pode ser articulada longitudinalmente mais perto ou mais longe da objetiva 1404 usando uma plataforma z 1022 para garantir o imageamento preciso, por exemplo, para corrigir a aberração esférica causada pelo movimento da objetiva 1404, e/ou a partir de imageamento através de um substrato mais espesso. A luz transmitida através da lente corretiva 1450 e da lente de tubo 1406 pode, então, passar através do elemento do filtro 1012 e dentro do CAM 1186. O CAM 1186 pode incluir um ou mais sensores ópticos 1050 para detectar a luz emitida a partir da amostra biológica em resposta aos feixes de luz incidentes.

[087] Em alguns exemplos, o EOM 1188 pode incluir, também, um espelho semirreflexivo 1018 para refletir um feixe de luz de rastreamento de foco emitido a partir do FTM 1184 sobre o alvo 1192 e, então, para refletir a luz retornada do alvo 1192 de volta para dentro do FTM 1184. O FTM 1184 pode incluir um sensor óptico de rastreamento de foco para detectar as características do feixe de luz de rastreamento de foco retornado e gerar um sinal de retorno para otimizar o foco da objetiva 1404 sobre o alvo 1192.

[088] O LGM 1182 é configurado para gerar uma iluminação de linha uniforme através de uma lente objetiva. Por exemplo, a lente objetiva pode estar situada sobre o EOM 1188, ou sobre um sistema de alinhamento de LGM usado para alinhar os componentes internos do LGM quando o LGM estiver sendo montado ou mantido (por exemplo, e é fisicamente separado do sistema analítico óptico modular). O LGM pode usar uma ou mais lentes de Powell para espalhar e/ou modelar os feixes de laser de fontes de luz laser de modo único ou quase único. Outros elementos ópticos de moldagem do feixe podem ser usados para controlar a uniformidade e aumentar a tolerância como um expansor de feixe ativo, um atenuador, uma lente de retransmissão, lentes cilíndricas, espelhos atuados, elementos difrativos e componentes de dispersão. Os feixes de laser podem se cruzar no ponto focal posterior de lente objetiva para proporcionar uma melhor tolerância sobre as superfícies de célula de fluxo (por exemplo, conforme ilustrado na Figura 1J). Uma lente de Powell pode estar situada perto da lente objetiva, ou perto de uma lente de retransmissão. O ângulo do feixe de laser que entra na óptica de imageamento pode ser ajustado para coincidir com a visão de campo de óptica de imageamento.

[089] A direção, tamanho e/ou polimerização dos feixes de laser podem ser ajustados usando lentes, espelhos e/ou polarizadores. As lentes ópticas (por exemplo, cilíndricas, esféricas ou asféricas) podem ser usadas para ajustar o foco de iluminação sobre as superfícies duplas do alvo de célula de fluxo. Os módulos de luz em LGM 1182 podem ser individualmente substituíveis para serviço de campo. O LGM 1182 pode incluir múltiplas unidades e cada unidade é projetada para comprimentos de onda e polarização específicos/diferentes. O empilhamento de múltiplas unidades pode ser usado para aumentar as opções de potência de laser e comprimento de onda. Dois ou mais comprimentos de onda de laser podem ser combinados com elementos dicroicos e polarizadores.

[090] Para evitar o fotobranqueamento em uma área adjacente ou a fotossaturação de fluoróforos, os perfis de linha de iluminação podem ser ajustados para serem abrangidos pelas tolerâncias de razão de intensidade predeterminadas dentro/fora da região de imageamento. Ampliando-se os padrões de linha laser na célula de fluxo e/ou sensor, velocidades de varredura e potências de laser superiores podem ser empregadas (por exemplo, a potência e o rendimento podem ser aumentados mais de quatro vezes sem experimentar fotossaturação ou fotobranqueamento, ou danificar os módulos de laser). Em alguns exemplos, densidades de potência de laser de mais de 20 kW/cm2 na célula de fluxo podem supersaturar os fluoróforos na célula de fluxo. Quando isso ocorre, o sinal de emissão detectado no sensor não aumentará linearmente com um aumento na potência de excitação dos módulos de laser.

[091] Os métodos de ampliação de linhas de iluminação que usam óptica podem incluir: adicionar uma lente de desfocalização, matriz de prisma, ou difusor após ou antes da lente de Powell. Em algumas implementações, esses métodos também podem incluir a redução do tamanho de feixe de iluminação a laser e/ou a redução de desenho de conjugação infinito de lente objetiva. A Figura 1K ilustra um diagrama de blocos de um sistema de LGM e EOM usado para ampliar o padrão de linha a laser em uma célula de fluxo para evitar a fotossaturação e fotobranqueamento. A largura de linha de feixe de laser incidente sobre a célula de fluxo pode ser aumentada para reduzir a densidade de potência de excitação e evitar a fotossaturação. A largura de linha pode ser aumentada, por exemplo, incorporando uma lente de desfocalização, prisma, matriz ou difusor tanto na frente como atrás da lente de Powell. Em algumas implementações, a largura de linha pode ser aumentada desfocalizando-se a lente objetiva, como ilustrado na Figura 1K (por exemplo, movendo-se a lente objetiva no Eixo geométrico z) para focalizar o padrão de linha além das superfícies da célula de fluxo. Em alguns exemplos, a desfocalização do padrão de linha a uma distância entre cerca de 50 mícrons e cerca de 150 mícrons a partir de uma superfície distal da célula de fluxo pode gerar uma largura de linha maior que 10 mícrons, e reduzir efetivamente os efeitos de fotossaturação e fotobranqueamento.

[092] Quando se usa um sensor de TDI, o perfil de largura de linha- intensidade de feixe pode ser equilibrado com tolerâncias de sinal-ruído do sensor de TDI. Por exemplo, em larguras de linha muito grandes, a razão entre sinal e ruído pode ser muito baixa para ser eficaz.

[093] A Figura 1F ilustra um diagrama de blocos de um sistema de alinhamento de LGM. A Figura 1G ilustra uma vista em perspectiva de um sistema de alinhamento de LGM. Conforme ilustrado, em algumas implementações, um módulo de laser verde pode gerar um primeiro feixe de laser que reflete para fora de dois espelhos PZT. De modo similar, um módulo de laser vermelho pode gerar um segundo feixe de laser que também reflete para fora de dois espelhos PZT e é combinado com o primeiro feixe de laser. Ambos os feixes de laser podem, então, passar através de uma lente de Powell para gerar um padrão de linha e, então, através de um obturador, óptica de EOM e uma lente objetiva. Em algumas implementações, os feixes de laser podem ser desfocalizados usando uma lente de desfocalização antes de passarem através da objetiva de modo a aumentar a largura de linha dos feixes de laser. Alternativamente, os feixes de laser podem ser desfocalizados articulando-se a objetiva no Eixo geométrico z. Focalizando-se os feixes de laser em um ponto focal além das superfícies da célula de fluxo, as linhas de laser podem ser ampliadas para dispersar energia na amostra e evitar a fotossaturação, fotobranqueamento, e danos de laser a altas velocidades de varredura e altas potências de laser. Em algumas implementações, os padrões de linha podem ser aumentados em largura de menos de 5 mícrons para mais de 13 mícrons.

[094] O sistema de alinhamento de LGM pode incluir superfícies de controle para ajustar ou manipular o posicionamento relativo de espelhos 1002 e 1004, bem como as lentes, lasers, ou outros componentes ou elementos ópticos no LGM. Por exemplo, ajustes podem ser feitos usando manipulação manual de botões de controle, parafusos, ou outros componentes. Em outras implementações, um ou mais componentes ópticos podem ser automaticamente ajustados ou manipulados. Os dispositivos de controle automáticos podem incluir uma plataforma de translação motorizada, um dispositivo de atuação, uma ou mais plataformas piezo, e/ou um ou mais interruptores automáticos e espelhos e lentes invertidos. Uma interface de software pode ser usada para controlar todos os dispositivos, sistema de teste, calibração, e procedimento de teste. O sistema de alinhamento inclui um perfilador de feixe (por exemplo, um sensor de imageamento 2D), lente de imageamento (substituindo a lente objetiva EOM), atenuador, e/ou alvos de alinhamento. A interface de software pode ser usada para enviar relatórios de controle de qualidade e avaliação de produto. Por exemplo, os relatórios podem incluir dados gerados pelo perfilador de feixe referente à intensidade de feixe e perfil em relação a cada configuração de alinhamento dos componentes ópticos do LGM.

[095] Em algumas implementações, um método de alinhamento de um LGM usando um sistema de alinhamento de LGM pode incluir identificar posições de alinhamento e tolerância razoáveis para óptica de imageamento, sensores, e mecânica relativas a um sistema de alinhamento de LGM. O sistema de alinhamento de LGM está fora do sistema analítico óptico modular. Com isso, os componentes internos do LGM podem ser montados e alinhados antes da instalação no sistema analítico óptico modular. Os componentes internos do LGM também podem ser alinhados durante uma atividade de manutenção.

[096] Em algumas implementações, o alinhamento dos componentes ópticos de LGM pode ser realizado usando dispositivos atuados para rastreamento e ajuste automático durante o sequenciamento ou entre ciclos/etapas de sequenciamento. Por exemplo, os dispositivos atuados podem ser uma plataforma piezo, um atuador motorizado, ou dispositivos similares conhecidos na técnica. Os dispositivos atuados também podem compensar o desvio causado por mudanças de temperatura, bem como deterioração de componentes ópticos incluindo lasers, lentes e suportes.

[097] Cada componente óptico pode se acoplar mecanicamente a um invólucro ou quadro óptico usando uma interface mecânica com almofadas de contato de precisão, pinos de guia, batentes ou outras superfícies de fixação mecânica de precisão conforme conhecido na técnica.

[098] As Figuras 2A e 2B são diagramas que ilustram estruturas de fixação de precisão em EOM 188. Em várias implementações, o EOM 188 pode incluir um incluem de EOM 210. O EOM 188 pode se acopla mecânica e opticamente a LGM 182, FTM 184, e CAM 186 (por exemplo, o invólucro de EOM 188 pode incluir uma ou mais aberturas correspondentes e alinhadas a uma abertura localizada em um invólucro de cada uma das outras submontagens modulares para permitir que a luz, gerada por uma fonte(s) de luz em LGM 182 e/ou FTM 184 transite através das aberturas e elementos ópticos internos de EOM 188.). Conforme ilustrado na Figura 2B, o invólucro de EOM 210 pode incluir estruturas de fixação de precisão de FTM 212 configuradas para se alinhar e se acoplar mecanicamente (por exemplo, fixar fisicamente) a estruturas de fixação de precisão correspondentes localizadas sobre uma superfície externa de um invólucro de FTM 184. De modo similar, o invólucro de EOM 210 pode incluir estruturas de fixação de precisão de CAM 222 configuradas para se alinhar e se acoplar mecanicamente a estruturas de fixação de precisão correspondentes localizadas sobre uma superfície externa de um invólucro 220 de CAM 186.

[099] As Figuras 3A, 3B e 3C são diagramas que ilustram estruturas de fixação de precisão em FTM 184. Com referência à Figura 3A, o FTM 184 pode incluir uma fonte de luz e sensores ópticos posicionados dentro do invólucro de FTM 300. O invólucro de FTM 300 pode incluir portas de interface para interfaces eletrônicas 302, 304 e 306 para controlar a fonte de luz e sensores ópticos. O invólucro de FTM 300 também pode incluir estruturas de fixação de precisão 312 (por exemplo, pés de fixação de precisão para se acoplar mecanicamente a reentrâncias ou locais predeterminados sobre a placa de fixação de precisão 190). O invólucro de FTM 300 pode incluir adicionalmente estruturas de fixação de precisão 314 configuradas para se alinhar e se acoplar mecanicamente a estruturas de fixação de precisão correspondentes 212 localizadas sobre uma superfície externa de invólucro de FOM 210.

[0100] A pré-montagem, configuração, alinhamento e teste de cada submontagem modular e, então, a montagem de cada na placa de fixação de precisão 190 para auxiliar no alinhamento do sistema, pode reduzir a quantidade de alinhamento pós-instalação necessária para satisfazer as tolerâncias desejadas. Em um exemplo, o alinhamento pós-instalação entre o EOM 188 e cada um dos outros módulos de submontagem pode ser realizado através da interface das portas de módulo correspondentes (por exemplo, uma porta de EOM/FTM, uma porta de EOM/CAM e uma porta de EOM/LGM) e alinhamento das submontagens modulares entre si, articulando manual ou automaticamente a posição (no eixo geométrico X, Y ou Z), ângulo (na direção X ou Y) e a rotação de cada submontagem modular. Alguns graus de liberdade podem ser limitados por estruturas de alinhamento de precisão que predeterminam a posição e a orientação da submontagem modular em relação à placa de fixação de precisão 190 e às submontagens modulares adjacentes. O ajuste e alinhamento dos elementos ópticos internos do sistema 180 pode então ser realizado articulando componentes internos às submontagens modulares (por exemplo, inclinando ou movendo nos espelhos e lentes X, Y ou Z).

[0101] A Figura 4A é um diagrama em vista lateral que ilustra um sistema analítico óptico modular exemplificativo. Conforme ilustrado na Figura 4A, o LGM 182 e o EOM 188 podem ser alinhados e mecanicamente acoplados à placa de fixação de precisão 190, bem como um ao outro. O EOM 188 pode incluir uma objetiva 404 alinhada, através de espelho 408 com a lente de tubo 406, que, por sua vez, é opticamente acoplada ao LGM 182, de modo que os feixes de luz gerados por LGM 182 transmitidos através de um defletor de interface entre LGM 182 e EOM 188, passem através da objetiva 404, e atinjam um alvo óptico. A radiação de luz responsiva do alvo pode, então, passar novamente através da objetiva 404 e dentro da lente de tubo 406. A lente de tubo 406 pode incluir um elemento de lente 450 configurado para articular ao longo do eixo geométrico z para corrigir artefatos de aberração esférica introduzidos pela objetiva 404 que realiza o imageamento através de uma espessura variada de substrato de célula de fluxo ou vidro de proteção. Por exemplo, as Figuras 4B e 4C são diagramas de blocos que ilustram configurações diferentes de lente de tubo 406. Conforme ilustrado, o elemento de lente 450 pode ser articulado mais perto ou mais longe da objetiva 404 para ajustar o formato e a trajetória do feixe.

[0102] Em algumas implementações, o EOM 188 pode ser mecanicamente acoplado a uma plataforma z, por exemplo, controlada por atuadores na plataforma de alinhamento 192. Em alguns exemplos, a plataforma z pode ser articulada por uma bobina de precisão e atuada por um mecanismo de focalização que pode ajustar e mover a objetiva 404 para manter o foco em uma célula de fluxo. Por exemplo, o sinal para controlar e ajustar o foco pode ser emitido a partir de FTM 184. Essa plataforma z pode alinhar os elementos ópticos de EOM, por exemplo, articulando a objetiva 404, lente de tubo 406, e/ou elemento de lente 450.

[0103] As Figuras 5A e 5B são diagramas que ilustram o FTM 184. O FTM 184 pode fazer interface com EOM 188 através de porta de interface de FTM/EOM 502. Conforme ilustrado na Figura 5A, os feixes de luz que se originam no FTM 184 e passam através dos elementos ópticos de EOM 188 podem refletir fora da célula de fluxo 504. Conforme revelado no presente documento, o FTM 184 pode ser configurado para fornecer feedback a um processador de computador para controlar o alinhamento e o posicionamento de componentes ópticos em todo o sistema 180. Por exemplo, o FTM 184 pode empregar um mecanismo de foco que usa dois ou mais feixes de luz paralelos que passam através da objetiva 404 e refletem fora da célula de fluxo 504. O movimento da célula de fluxo distante de uma posição de foco ideal pode fazer com que os feixes refletidos mudem de ângulo quando saem da objetiva 404. Esse ângulo pode ser medido por um sensor óptico localizado em FTM 184. Em alguns exemplos, a distância da trajetória de luz entre a superfície de sensor óptico e a objetiva 404 pode ser entre 300 mm e 700 mm. O FTM 184 pode iniciar um loop de feedback usando um sinal de saída do sensor óptico para manter uma separação lateral predeterminada entre padrões de ponto de feixe dos dois ou mais feixes de luz paralelos ajustando a posição da objetiva 404 usando a plataforma z no EOM.

[0104] Algumas implementações do sistema 180 fornecem um método de compensação para imageamento de superfícies superior e inferior de célula de fluxo 504. Em alguns exemplos, a célula de fluxo 504 pode incluir um vidro de proteção sobreposto a uma camada de líquido e um substrato. Por exemplo, o vidro de proteção pode ter entre cerca de 100 um e cerca de 500 um de espessura, a camada líquida pode ter entre cerca de 50 um e cerca de 150 um de espessura, e o substrato pode ter entre cerca de 0,5 e cerca de 1,5 mm de espessura. Em um exemplo, uma amostra de DNA pode ser introduzida na parte superior e inferior do canal líquido (por exemplo, na parte superior do substrato, e fundo do vidro de proteção). Para analisar a amostra, o ponto focal dos feixes de luz incidentes em várias profundidades de célula de fluxo 504 pode ser ajustado movendo a plataforma z (por exemplo, para focalização na parte superior do substrato ou na parte inferior do vidro de proteção). O movimento da objetiva 404 para mudar os pontos focais de feixes incidentes dentro da célula de fluxo 504 pode introduzir artefatos ou defeitos de imageamento, como aberração esférica. Para corrigir esses artefatos ou defeitos, o elemento de lente 450 dentro da lente de tubo 406 pode ser movido mais perto ou mais longe da objetiva 404.

[0105] Em alguns exemplos, o FTM 184 pode ser configurado como uma única FRU sem componentes internos substituíveis. Para aumentar a longevidade e a confiabilidade dos componentes internos de FTM, como o laser, a saída de laser pode ser reduzida (por exemplo, abaixo de 5 mW).

[0106] As Figuras 6 e 7 são diagramas que ilustram o LGM 182 e o EOM 188. Conforme ilustrado, o LGM 182 pode fazer interface com EOM 188 através de defletor de interface de LGM/EOM 602. O LGM 182 é uma fonte de fótons do sistema 180. Uma ou mais fontes de luz (por exemplo, fontes de luz 650 e 660) podem ser posicionadas dentro de um invólucro de LGM 182. A luz gerada de fontes de luz 650 e 660 pode ser direcionada através de uma lente de modelagem de feixe 604 e para a trajetória óptica de EOM 188 através do defletor de interface de LGM/EOM 602. Por exemplo, a fonte de luz 650 pode ser um laser verde e a fonte de luz 660 pode ser um laser vermelho. Os lasers podem operar a altas potências (por exemplo, mais de 3 Watts). Uma ou mais lentes de modelagem de feixe 604 podem ser implementadas para modelar os feixes de luz gerados a partir das fontes de luz nos formatos desejados (por exemplo, uma linha).

[0107] Os fótons gerados por fontes de luz 650 e 660 (por exemplo, fótons de comprimento de onda verde e fótons de comprimento de onda vermelho) podem excitar fluoróforos no DNA localizado na célula de fluxo 504 para permitir a análise dos pares de bases presentes dentro do DNA. O sequenciamento de alta velocidade emprega varredura de alta velocidade para fornecer uma dose de fóton suficiente para os fluoróforos de DNA, para estimular a emissão suficiente de fótons reativos da amostra de DNA que serão detectados pelos sensores de luz em CAM 186.

[0108] A lente de modelagem de feixe 604 pode ser uma lente de Powell que espalha a luz Gaussiana emitida por lasers 650 e 660 em um perfil uniforme (na direção longitudinal), que se assemelha a uma linha. Em algumas implementações exemplificativas, uma única lente de modelagem de feixe 604 pode ser usada para múltiplos feixes de luz (por exemplo, um feixe de luz vermelho e um verde) que podem ser incidentes na frente da lente de modelagem do feixe 604 em ângulos predeterminados diferentes (por exemplo, mais ou menos uma fração de um grau) para gerar uma linha separada de luz laser para cada feixe de laser incidente. As linhas de luz podem ser separadas por uma distância pré-determinada para permitir a detecção clara de sinais separados, correspondentes a cada feixe de luz, pelos múltiplos sensores ópticos no CAM 186. Por exemplo, um feixe de luz verde pode ser, por fim, incidente sobre um primeiro sensor óptico no CAM 186 e um segundo feixe de luz pode ser, por fim, incidente sobre um segundo sensor óptico no CAM 186.

[0109] Em alguns exemplos, os feixes de luz vermelho e verde podem ser coincidentes/sobrepostos visto que os mesmos entram na lente de modelagem de feixe 604 e, então, começam a divergir em respectivos formatos de linha à medida que os mesmos atingem a objetiva 404. A posição da lente de modelagem de feixe pode ser controlada com tolerância rigorosa próxima ou em estreita proximidade com as fontes de luz 650 e 660 para controlar a divergência do feixe e otimizar a modelagem dos feixes de luz, ou seja, fornecendo um formato de feixe suficiente (por exemplo, comprimento da linha projetada pelo feixe de luz) enquanto ainda permite que todo o perfil de feixe passe através da objetiva 404 sem cortar qualquer luz. Em alguns exemplos, a distância entre a lente de modelagem de feixe 604 e a objetiva 404 é menos que cerca de 150 mm.

[0110] Em algumas implementações, o sistema 180 pode compreender adicionalmente uma submontagem modular que tem um bolso para receber o alvo óptico. O corpo pode compreender alumínio que inclui um pigmento que tem uma refletividade de mais que cerca de 6,0%. O corpo pode incluir uma região interna localizada na superfície superior e circundando o bolso. A submontagem modular pode compreender adicionalmente uma camada de estrado transparente montada na região interna e pode ser posicionada acima do alvo óptico e separada do alvo óptico por uma lacuna na margem. O corpo pode incluir um bolso para receber o alvo óptico. O corpo pode incluir uma cavidade de difusão localizada abaixo do alvo óptico. A cavidade de difusão pode receber luz de excitação que passa através do alvo óptico. A cavidade de difusão pode incluir uma parte inferior de cavidade que tem um acabamento à base de pigmento que exibe uma refletividade de não mais que cerca de 6,0%.

[0111] Uma das submontagens modulares do sistema 180 pode incluir adicionalmente um dispositivo de detecção óptica. A objetiva 404 pode emitir luz de excitação em direção ao alvo óptico e receber emissão de fluorescência do alvo óptico. Um atuador pode ser configurado para posicionar a objetiva 404 em uma região de interesse próxima do alvo óptico. O processador pode, então, executar instruções de programa para detectar a emissão de fluorescência a partir do alvo óptico em conjunto com pelo menos um dentre o alinhamento óptico e a calibração de um instrumento.

[0112] Em alguns exemplos, a objetiva 404 pode direcionar a luz de excitação sobre o alvo óptico. O processador pode derivar informações de referência da emissão de fluorescência. O processador pode utilizar as informações de referência em conjunto com o pelo menos um alinhamento óptico e a calibração do instrumento. O alvo óptico pode ser permanentemente fixado em um local de calibração próximo da objetiva 404. O local de calibração pode ser separado da célula de fluxo 504. O corpo sólido pode representar um substrato que compreende um material hospedeiro sólido com o material fluorescente embutido no material hospedeiro. O corpo sólido pode representar pelo menos um dentre um epóxi ou polímero que envolve pontos quânticos que emitem fluorescência em uma ou mais faixas de emissão predeterminadas de interesse quando irradiadas pela luz de excitação.

[0113] A Figura 8 é um diagrama que ilustra um processo exemplificativo de instalação e configuração de um sistema analítico óptico modular 800. O processo 800 pode incluir o posicionamento de uma pluralidade de fontes de luz e uma lente de modelagem de feixe dentro de uma primeira submontagem na etapa 805. Por exemplo, a pluralidade de fontes de luz pode incluir a fonte de luz 650 e a fonte de luz 660. A primeira submontagem pode ser um LGM, que pode incluir um invólucro de LGM no qual as fontes de luz são montadas e alinhadas. A lente de modelagem de feixe pode ser uma lente de Powell, também montada dentro do invólucro de LGM, e configurada para modelar os feixes de luz gerados pelas fontes de luz 650 e 660 em padrões de linha separados.

[0114] O processo 800 também pode incluir o posicionamento de uma lente de tubo e da objetiva dentro de uma segunda submontagem na etapa 815. Por exemplo, a segunda submontagem pode ser um EOM e pode incluir um invólucro de EOM ao qual a objetiva e a lente de tubo são montadas e alinhadas.

[0115] O processo 800 também pode incluir o posicionamento de uma pluralidade de sensores ópticos dentro de uma terceira submontagem na etapa 825. Por exemplo, a terceira submontagem pode ser um CAM e pode incluir um invólucro de CAM ao qual os sensores ópticos são alinhados e montados. Pode haver um sensor óptico correspondente a cada fonte de luz da etapa 805.

[0116] O processo 800 também pode incluir o posicionamento de uma fonte de luz de rastreamento de foco e do sensor óptico dentro de uma quarta submontagem na etapa 835. Por exemplo, a quarta submontagem pode ser um FTM e pode incluir um invólucro de FTM no qual a fonte de luz de rastreamento de foco e o sensor óptico são montados.

[0117] Em algumas implementações, o processo 800 podem incluir, também, testar individualmente cada submontagem na etapa 845. Por exemplo, o teste pode incluir ajustar e/ou alinhar precisamente os componentes internos de cada submontagem ao invólucro da submontagem. Cada submontagem pode, então, ser mecanicamente acoplada a uma placa de fixação de precisão na etapa 855. Por exemplo, a placa de fixação de precisão pode ser a placa de fixação de precisão 190. Todo o sistema pode, então, ser alinhado e ajustado alimentando a fonte de luz de rastreamento de foco na quarta submontagem e capturando um sinal de saída do sensor óptico de rastreamento de foco da quarta submontagem para encontrar um foco ideal do alvo óptico. O sinal de saída do alvo pode ser inserido em um processador de computador configurado para analisar as características de feixes de luz gerados pela fonte de luz de rastreamento de foco e, então, fornecer um feedback aos atuadores em um ou mais das submontagens, ou a uma interface gráfica de usuário para permitir o ajuste dos componentes ópticos para otimizar o formato, a potência e o foco do feixe.

[0118] Conforme mencionado acima, em várias implementações, um atuador pode ser usado para posicionar a plataforma de amostra em relação à plataforma óptica, reposicionando a plataforma de amostra ou a plataforma óptica (ou partes da mesma), ou ambos para obter o ajuste de foco desejado. Em algumas implementações, atuadores piezoelétricos podem ser usados para mover a plataforma desejada. Em outras implementações, um atuador de bobina de voz pode ser usado para mover a plataforma desejada. Em algumas aplicações, o uso de um atuador de bobina de voz pode proporcionar latência de focalização reduzida em comparação com suas contrapartes piezoelétricas. Para implementações que usam um atuador de bobina de voz, o tamanho da bobina pode ser selecionado como um tamanho de bobina mínimo necessário para fornecer o movimento desejado de modo que a indutância na bobina também possa ser minimizada. A limitação do tamanho da bobina e, portanto, a limitação de sua indutância, fornece tempos de reação mais rápidos e exige menor tensão para acionar o atuador.

[0119] Conforme descrito acima, independentemente do atuador usado, as informações de foco de pontos exceto uma localização de amostra atual podem ser usadas para determinar a inclinação ou a magnitude da mudança no ajuste de foco para operações de varredura. Estas informações podem ser usadas para determinar se deve alimentar o sinal de acionamento para o atuador anteriormente e como definir os parâmetros do sinal de acionamento. Além disso, em algumas implementações, o sistema pode ser pré-calibrado para permitir que os limiares de acionamento sejam determinados para o atuador. Por exemplo, o sistema pode ser configurado para fornecer aos sinais de acionamento do atuador em níveis de saída de controle diferentes para determinar a maior quantidade de saída de controle (por exemplo, a quantidade máxima de corrente de transmissão) que o atuador pode suportar sem se tornar instável. Isso pode permitir que o sistema determine uma quantidade máxima de saída de controle que será aplicada ao atuador.

[0120] Como usado no presente documento, o termo mecanismo pode descrever uma determinada unidade de funcionalidade que pode ser realizada de acordo com uma ou mais implementações da tecnologia revelada no presente documento. Como usado no presente documento, um mecanismo pode ser implementado usando qualquer forma de hardware, software, ou uma combinação dos mesmos. Por exemplo, um ou mais processadores, controladores, ASICs, PLAs, PALs, CPLDs, FPGAs, componentes lógicos, software rotinas ou outros mecanismos podem ser implementados para constituir um mecanismo. Na implementação, os vários mecanismos descritos no presente documento podem ser implementados como mecanismo distintos ou as funções e características descritas podem ser compartilhadas em parte ou no total entre um ou mais mecanismos. Em outras palavras, como poderia ser evidente para um versado na técnica após a leitura esta descrição, as várias características e funcionalidades descritas no presente documento podem ser implementadas em qualquer dada aplicação e podem ser implementadas em um ou mais mecanismos separados ou compartilhados em várias combinações e permutações. Embora vários recursos ou elementos de funcionalidade possam ser individualmente descritos ou reivindicados como mecanismos separados, um versado na técnica entenderá que esses recursos e funcionalidades podem ser compartilhados entre um ou mais elementos comuns de software e hardware, e tal descrição não deve exigir ou implicar que os componentes de hardware ou software separados sejam usados para implementar esses recursos ou funcionalidades.

[0121] Quando os componentes ou mecanismos da tecnologia forem implementados no todo ou em parte usando software, em uma implementação, esses elementos de software podem ser implementados para operar com um mecanismo de computação ou processamento capaz de realizar a funcionalidade descrita em relação a isso. Tal mecanismo de computação exemplificativo é mostrado na Figura 9. Várias implementações são descritas em termos deste mecanismo de computação exemplificativo 900. Após a leitura dessa descrição, se tornará evidente para um versado na técnica relativa como implementar a tecnologia usando outros mecanismos ou arquiteturas de computação.

[0122] Referindo-se agora à Figura 9, o mecanismo de computação 900 pode representar, por exemplo, capacidades de computação ou processamento encontrados em computadores desktop, laptop e notebook; dispositivos de computação portáteis (PDA’s, smartphones, telefones celulares, palmtops, etc.); mainframes, supercomputadores, estações de trabalho ou servidores; ou qualquer outro tipo de dispositivos de computação de uso especial ou de uso geral, conforme pode ser desejado ou apropriado para uma determinada aplicação ou ambiente. O mecanismo de computação 900 também podem representar as capacidades de computação embutidas ou de outro modo disponíveis para um determinado dispositivo. Por exemplo, um mecanismo de computação pode ser encontrado em outros dispositivos eletrônicos como, por exemplo, câmeras digitais, sistemas de navegação, telefones celulares, dispositivos de computação portáteis, modems, roteadores, WAP, terminais e outros dispositivos eletrônicos que podem incluir alguma forma de capacidade de processamento.

[0123] O mecanismo de computação 900 pode incluir, por exemplo, um ou mais processadores, controladores, mecanismos de controle ou outros dispositivos de processamento, como um processador 904. O processador 904 pode ser implementado usando um mecanismo de processador de uso geral ou uso especial como, por exemplo, um microprocessador, controlador, ou outra lógica de controle. No exemplo ilustrado, o processador 904 está conectado a um barramento 902, embora qualquer meio de comunicação possa ser usado para facilitar a interação com outros componentes do mecanismo de computação 900 ou para se comunicar externamente.

[0124] O mecanismo de computação 900 também pode incluir um ou mais mecanismos de memória, simplesmente referidos no presente documento como memória principal 908. Por exemplo, de preferência, a memória de acesso aleatório (RAM) ou outra memória dinâmica, pode ser usada para armazenar informações e instruções que serão executadas pelo processador 904. A memória principal 908 também pode ser usada para armazenar variáveis temporárias ou outras informações intermediárias durante a execução de instruções que serão executadas pelo processador 904. O mecanismo de computação 900 também pode incluir uma memória de leitura (”ROM”) ou outro dispositivo de armazenamento estático acoplado ao barramento 902 para armazenar informações estáticas e instruções de processador 904.

[0125] O mecanismo de computação 900 também pode incluir uma ou mais várias formas de mecanismo de armazenamento de informações 910, que podem incluir, por exemplo, uma unidade de mídia 912 e uma interface de unidade de armazenamento 920. A unidade de mídia 912 pode incluir uma unidade ou outro mecanismo para suportar mídia de armazenamento fixa ou removível 914. Por exemplo, uma unidade de disco rígido, uma unidade de disquete, uma unidade de fita magnética, uma unidade de disco óptico, uma unidade de CD ou DVD (R ou RW) ou outra unidade de mídia removível ou fixa pode ser fornecida. Consequentemente, a mídia de armazenamento 914 pode incluir, por exemplo, um disco rígido, um disquete, fita magnética, cartucho, disco óptico, um CD ou DVD ou outro meio fixo ou removível que é lido por, gravado ou acessado pela unidade de mídia 912. Como esses exemplos ilustram, a mídia de armazenamento 914 pode incluir um meio de armazenamento utilizável por computador que tem software de computador ou dados armazenados no mesmo.

[0126] Em implementações alternativas, o mecanismo de armazenamento de informações 910 pode incluir outras instrumentalidades similares para permitir que os programas de computador ou outras instruções ou dados sejam carregados no mecanismo de computação 900. Tais instrumentalidades podem incluir, por exemplo, uma unidade de armazenamento fixa ou removível 922 e uma interface 920. Exemplos de tais unidades de armazenamento 922 e interfaces 920 podem incluir um cartucho de programa e uma interface de cartucho, uma memória removível (por exemplo, uma memória flash ou outro mecanismo de memória removível) e slot de memória, um slot e cartão PCMCIA e outras unidades de armazenamento fixas ou removíveis 922 e as interfaces 920 que permitem que o software e os dados sejam transferidos da unidade de armazenamento 922 para o mecanismo de computação 900.

[0127] O mecanismo de computação 900 também pode incluir uma interface de comunicação 924. A interface de comunicação 924 pode ser usada para permitir que o software e dados sejam transferidos entre o mecanismo de computação 900 e dispositivos externos. Exemplos de interface de comunicação 924 podem incluir um modem ou softmodem, uma interface de rede (como uma Ethernet, placa de interface de rede, WiMedia, IEEE 802.XX ou outra interface), uma porta de comunicação (como por exemplo, uma porta USB, porta IR, porta RS232, interface Bluetooth® ou outra porta), ou outra interface de comunicação. O software e os dados transferidos através da interface de comunicação 924 podem ser conduzidos em sinais, que podem ser eletrônicos, eletromagnéticos (que incluem ópticos) ou outros sinais capazes de serem trocados por uma dada interface de comunicação 924. Esses sinais podem ser fornecidos à interface de comunicação 924 através de um canal 928. Esse canal 928 pode transportar sinais e pode ser implementado usando um meio de comunicação com fio ou sem fio. Alguns exemplos de um canal podem incluir uma linha telefônica, uma ligação de celular, uma ligação RF, uma ligação óptica, uma interface de rede, uma rede de área local ou de longa distância e outros canais de comunicação com fio ou sem fio.

[0128] Neste documento, os termos “meio de programa de computador” e “meio utilizável por computador” são usados para se referir, em geral, à mídia como, por exemplo, memória 908, unidade de armazenamento 922, mídia 914 e canal 928. Essas e outras várias formas de mídia de programa de computador ou mídia utilizável por computador podem estar envolvidas no transporte de uma ou mais sequências de uma ou mais instruções para um dispositivo de processamento para execução. Tais instruções incorporadas no meio, são geralmente referidas como “código de programa de computador” ou um “produto de programa de computador” (que pode ser agrupado sob a forma de programas de computador ou outros agrupamentos). Quando executadas, tais instruções podem permitir que o mecanismo de computação 900 realize recursos ou funções da tecnologia reveladas como discutido no presente documento.

[0129] Embora várias implementações da tecnologia revelada tenham sido descritas acima, deve ser entendido que as mesmas foram apresentadas apenas a título de exemplo e não de limitação. Da mesma forma, os vários diagramas podem representar um exemplo de arquitetura ou outra configuração para a tecnologia revelada, que é feita para auxiliar na compreensão dos recursos e funcionalidades que podem ser incluídos na tecnologia revelada. A tecnologia revelada não se restringe às arquiteturas ou configurações exemplificativas ilustradas, porém os recursos desejados podem ser implementados usando uma variedade de arquiteturas e configurações alternativas. De fato, se tornará evidente para um versado na técnica como o particionamento funcional, lógico ou físico alternativo e configurações podem ser implementados para implementar as características desejadas da tecnologia revelada no presente documento. Além disso, uma grande variedade de nomes de mecanismos constituintes exceto aqueles descritos no presente documento pode ser aplicada às várias partições. Além disso, em relação aos diagramas de fluxo, descrições operacionais e reivindicações do método, a ordem em que as etapas são apresentadas no presente documento não deve exigir que várias implementações sejam implementadas para realizar a funcionalidade citada na mesma ordem, exceto onde o contexto ditar em contrário.

[0130] Deve ser avaliado que todas as combinações dos conceitos anteriores (desde que tais conceitos não sejam mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte do assunto inventivo revelado no presente documento. Em particular, todas as combinações de assunto reivindicado que aparecem no final desta revelação são contempladas como sendo parte do assunto inventivo revelado no presente documento. Por exemplo, embora a tecnologia revelada seja descrita acima em termos de várias implementações exemplificativas, deve ser entendido que os vários recursos, aspectos e funcionalidades descritos em uma ou mais das implementações individuais não estão limitados em sua aplicabilidade à implementação particular com a qual são descritos porém podem ser aplicadas, individualmente ou em várias combinações, a uma ou mais das outras implementações da tecnologia revelada, independentemente de tais implementações serem ou não descritas e independentemente de tais características serem ou não apresentadas como sendo parte de uma implementação descrita. Assim, a abrangência e o escopo da tecnologia revelada no presente documento não deveriam ser limitados por nenhuma das implementações exemplificativas acima descritas.

[0131] Os termos e frases usados neste documento, e as variações dos mesmos, exceto onde especificado em contrário, devem ser interpretados como não limitados abertos em vez de limitados. Como exemplos do supracitado: o termo “incluindo” deve ser lido como significando “incluindo, sem limitação” ou similares; o termo “exemplo” é usado para fornecer exemplos de instâncias do item em discussão, não uma lista exaustiva ou limitativa do mesmo; os termos “um” ou “uma” devem ser lidos como significando “pelo menos um”, “um ou mais” ou similares; e os adjetivos como “convencional”, “tradicional”, “normal”, “padrão”, “conhecido” e termos de significado similar não devem ser interpretados como limitando o item descrito a um determinado período de tempo ou a um item disponível de um determinado momento, porém, em vez disso, deveria ser lido para abranger tecnologias convencionais, tradicionais, normais ou padrão que possam estar disponíveis ou conhecidas agora ou a qualquer momento no futuro. De modo semelhante, quando este documento se refere a tecnologias que poderiam ser evidentes ou conhecidas por um versado na técnica, essas tecnologias abrangem aquelas evidentes ou conhecidas pelo versado na técnica agora ou a qualquer momento no futuro.

[0132] Os termos “substancialmente” e “cerca de” usados ao longo desta revelação, incluindo as reivindicações, são usados para descrever e explicar pequenas flutuações, como devido a variações no processamento. Por exemplo, os mesmos podem se referir a menor ou igual a ± 5%, como menor ou igual a ± 2%, como menor ou igual a ± 1%, como menor ou igual a ± 0,5%, como menor que ou igual a ± 0,2%, como inferior ou igual a ± 0,1%, como menor ou igual a ± 0,05%.

[0133] Na medida do necessário, os termos “primeiro”, “segundo”, “terceiro”, etc. no presente documento são meramente empregados para mostrar os respectivos objetos descritos por esses termos como entidades separadas e não devem significar um sentido de ordem cronológica, exceto onde explicitamente indicado em contrário no presente documento.

[0134] O termo “acoplado” refere-se a uma junção, conexão, fixação, contato ou ligação direta ou indireta, e pode se referir a várias formas de acoplamento como acoplamento físico, óptico, elétrico, fluídico, mecânico, químico, magnético, eletromagnético, comunicativo ou outros, ou uma combinação dos anteriores. Quando uma forma de acoplamento for especificada, isso não implica que outras formas de acoplamento sejam excluídas. Por exemplo, um componente fisicamente acoplado a outro componente pode se referir à fixação física ou contato entre os dois componentes (direta ou indiretamente), porém não exclui outras formas de acoplamento entre os componentes, como, por exemplo, um link de comunicação (por exemplo, por exemplo, um link RF ou óptico) que também acoplam comunicativamente os dois componentes. De modo semelhante, os vários termos não se destinam a ser mutuamente exclusivos. Por exemplo, um acoplamento fluídico, acoplamento magnético ou um acoplamento mecânico, entre outros, pode ser uma forma de acoplamento físico.

[0135] A presença de palavras e frases de abrangência como “um ou mais”, “pelo menos”, porém, sem limitação” ou outras frases similares, em alguns casos, não devem ser lidas para significar que o caso mais estreito é destinado ou exigido nos casos em que tais frases de abrangência podem estar ausentes. O uso do termo “mecanismo” não implica que os componentes ou a funcionalidade descritos ou reivindicados como parte do mecanismo são todos configurados em um pacote comum. De fato, quaisquer ou todos os vários componentes de um mecanismo, seja a lógica de controle ou outros componentes, podem ser combinados em uma única embalagem ou mantidos separadamente e podem ser adicionalmente distribuídos em vários agrupamentos ou embalagens ou em vários locais.

[0136] Além disso, as várias implementações apresentadas no presente documento são descritas em termos de diagramas de blocos, fluxogramas e outras ilustrações exemplificativas. Como se tornará evidente para um versado na técnica após a leitura deste documento, as implementações ilustradas e suas várias alternativas podem ser implementadas sem restrição aos exemplos ilustrados. Por exemplo, os diagramas de blocos e sua descrição em anexo deveriam ser interpretados como autorizando uma arquitetura ou configuração específica.

Claims (19)

1. Sistema de imageamento que compreende: um módulo de geração de linha (182), pelo menos um sensor óptico (1050), uma lente objetiva (404) e uma célula de fluxo (504); o módulo de geração de linha compreendendo: uma primeira fonte de luz para emitir um primeiro feixe de luz em um primeiro comprimento de onda; uma segunda fonte de luz para emitir um segundo feixe de luz em um segundo comprimento de onda; e uma ou mais ópticas de formação de linha para modelar um feixe de luz emitido pela primeira fonte de luz em uma linha e um feixe de luz emitido pela segunda fonte de luz em uma linha; e CARACTERIZADO pelo fato de que a lente objetiva focaliza o primeiro feixe de luz e o segundo feixe de luz em um ponto focal a uma distância predeterminada de uma superfície da célula de fluxo na qual uma amostra deve ser localizada; e em que a lente objetiva focaliza um ponto focal para pelo menos um sensor óptico na superfície da célula de fluxo na qual a amostra deve ser localizada.

2. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a célula de fluxo compreende uma placa de cobertura (1504), um substrato, e uma passagem de líquido entre a placa de cobertura e o substrato, em que a passagem de líquido compreende uma superfície interna superior e uma superfície interna inferior, e em que a superfície é uma entre a superfície interna superior ou na superfície interna inferior.

3. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto focal do primeiro feixe de luz e do segundo feixe de luz está abaixo da superfície interna inferior da passagem de líquido para gerar uma largura de linha do primeiro feixe de luz e uma largura de linha do segundo feixe de luz na superfície interna superior da passagem de líquido.

4. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto focal do primeiro feixe de luz e do segundo feixe de luz está acima da superfície interna inferior da passagem de líquido de modo a gerar uma largura de linha do primeiro feixe de luz e uma largura de linha do segundo feixe de luz na superfície interna superior da passagem de líquido.

5. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto focal está entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm abaixo da superfície interna interior da passagem de líquido.

6. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto focal está entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm acima da superfície interna inferior da passagem de líquido.

7. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o pelo menos um sensor óptico é um sensor de integração de retardo de tempo (TDI) para detectar emissões de fluorescência da amostra, dentro da célula de fluxo, em que o sensor de TDI tem um tamanho de pixel entre cerca de 5 µm e cerca de 15 µm, uma largura de sensor entre cerca de 0,4 mm e cerca de 0,8 mm, e um comprimento de sensor entre cerca de 16 mm e cerca de 48 mm.

8. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura de linha do primeiro feixe de luz e a largura de linha do segundo feixe de luz está entre cerca de 10 µm a cerca de 30 µm.

9. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o comprimento de linha do primeiro feixe de luz e um comprimento de linha do segundo feixe de luz está entre cerca de 1 mm e cerca de 1,5 mm.

10. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que um comprimento de linha do primeiro feixe de luz e um comprimento de linha do segundo feixe de luz está entre cerca de 1 mm e cerca de 1,5 mm.

11. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma ou mais ópticas de ampliação de linha para aumentar, através da passagem do primeiro feixe de luz e do segundo feixe de luz entre elas, a largura de linha do primeiro feixe de luz e a largura de linha do segundo feixe de luz antes da lente objetiva.

12. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a uma ou mais ópticas de ampliação de linha compreendem uma lente de desfocalização, um prisma, ou um difusor.

13. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a uma ou mais ópticas de ampliação de linha compreendem uma lente de Powell posicionada após uma lente de desfocalização em uma trajetória óptica a partir da primeira fonte de luz e da segunda fonte de luz até a lente objetiva.

14. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a largura de linha do primeiro feixe de luz é aumentada para reduzir a densidade de potência geral do primeiro feixe de luz sobre a superfície na qual a amostra deve estar localizada de modo que a densidade de potência do primeiro feixe de luz sobre a superfície na qual a amostra deve estar localizada esteja abaixo de um limiar de fotossaturação de um primeiro corante na amostra, e em que a largura de linha do segundo feixe de luz é aumentada para reduzir a densidade de potência geral do segundo feixe de luz sobre uma superfície na qual a amostra deve estar localizada de modo que a densidade de potência do segundo feixe de luz sobre a superfície na qual a amostra deve estar localizada esteja abaixo de um limiar de fotossaturação de um segundo corante na amostra.

15. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: uma plataforma z (1024) para articular a objetiva de modo a ajustar a largura de linha do primeiro feixe de luz e ajustar a largura de linha do segundo feixe de luz.

16. Sistema de imageamento, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende adicionalmente: um processador (904); e uma mídia legível por computador não transitória com instruções executáveis por computador embutidas na mesma, sendo que as instruções executáveis por computador são configuradas para fazer com que o sistema de imageamento: determine uma qualidade de um sinal proveniente do sensor de TDI; e articule a objetiva no eixo geométrico z para ajustar o ponto focal e otimizar a qualidade do sinal proveniente do sensor de TDI.

17. Sistema de sequenciamento de DNA que compreende: um módulo de geração de linha (182), pelo menos um sensor óptico (1050), uma lente objetiva (404) e uma célula de fluxo (504); o módulo de geração de linha compreendendo: uma pluralidade de fontes de luz, cada fonte de luz emite um feixe de luz; e uma ou mais ópticas de formação de linha para modelar cada feixe de luz em uma linha; e CARACTERIZADO pelo fato de que a lente objetiva focaliza a pluralidade de fontes de luz em um ponto focal em uma distância predeterminada a partir de uma primeira ou uma segunda superfície da célula de fluxo na qual uma amostra deva estar localizada para gerar uma largura de linha de cada linha na primeira superfície ou na segunda superfície da célula de fluxo e em que a lente objetiva focaliza um ponto focal para o pelo menos um sensor óptico em uma da primeira e da segunda superfícies na qual a amostra deva estar localizada.

18. Sistema de sequenciamento de DNA, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira superfície é uma superfície interna superior e a segunda superfície é uma superfície interna inferior, e em que o ponto focal da pluralidade de fontes de luz está acima da superfície interna superior da célula de fluxo ou abaixo da superfície interna inferior da célula de fluxo.

19. Sistema de sequenciamento de DNA, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que o ponto focal da pluralidade de fontes de luz está entre cerca de 50 µm a cerca de 150 µm abaixo da superfície interna inferior da célula de fluxo ou entre cerca de 50 µm e cerca de 150 µm acima da superfície interna superior da célula de fluxo.