BR112019026808B1 - Excitação de fluorescência de energia de luz - Google Patents

Abstract

É definido aqui um excitador de energia de luz que pode incluir uma ou mais fontes de luz. Um excitador de energia de luz pode emitir luz de excitação direcionada para uma superfície de detector que pode suportar amostras químicas ou biológicas.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade ao Pedido de Patente dos EUA No. 62/611.448, depositado em 28 de dezembro de 2017, intitulado, “Light Energy Fluorescence Excitation,” que é incorporado aqui por referência na sua totalidade. Este pedido também reivindica prioridade ao Pedido de Patente dos EUA No. 62/644.805, depositado em 19 de março de 2018, intitulado, “Light Energy Fluorescence Excitation,” que é incorporado aqui por referência na sua totalidade. Este pedido também reivindica prioridade ao Pedido de Patente Holandês No. 2020636, depositado em 20 de março de 2018, intitulado, “Light Energy Fluorescence Excitation,” que é incorporado aqui por referência na sua totalidade.

FUNDAMENTOS

[0002] Vários protocolos em pesquisa biológica ou química envolvem a realização de reações controladas. As reações designadas então podem ser observadas ou detectadas e a análise subsequente pode ajudar a identificar ou revelar propriedades dos produtos químicos envolvidos na reação.

[0003] Em alguns ensaios de multiplex, um analito desconhecido tendo uma marcação identificável (por exemplo, marcação fluorescente) pode ser exposto a milhares de sondas conhecidas sob condições controladas. Cada sonda conhecida pode ser depositada para um correspondente poço de uma microplaca. A observação de quaisquer reações químicas que ocorrem entre as sondas conhecidas e o analito desconhecido dentro dos poços pode ajudar a identificar ou revelar propriedades do analito. Outros exemplos de tais protocolos incluem processos de sequenciamento de DNA conhecidos, tais como sequenciamento por síntese (SBS) ou sequenciamento de arranjo cíclico.

[0004] Em alguns protocolos de detecção fluorescente, um sistema ótico é usado para direcionar luz de excitação para fluoróforos, por exemplo, analitos marcados de maneira fluorescente e também para detectar as emissões fluorescentes da luz de sinal que podem ser emitidas a partir dos analitos tendo fluoróforos anexados. No entanto, tais sistemas óticos podem ser relativamente caros e podem precisar de uma grande pegada de bancada. Por exemplo, o sistema ótico pode incluir um arranjo de lentes, filtros, e fontes de luz.

[0005] Em outros sistemas de detecção propostos, as reações controladas em uma célula de fluxo definem por um arranjo de sensor de luz em estado sólido (por exemplo, um detector de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) ou um detector de dispositivo acoplado de carga (CCD)). Estes sistemas não envolvem um grande conjunto ótico para detectar as emissões fluorescentes.

BREVE DESCRIÇÃO

[0006] É definido aqui um excitador de energia de luz que pode incluir uma ou mais fontes de luz. Um excitador de energia de luz pode emitir luz de excitação direcionada para uma superfície de detector que pode suportar amostras químicas ou biológicas.

[0007] É definido aqui um método compreendendo: emitir com um excitador de energia de luz uma luz de excitação, em que o excitador de energia de luz compreende uma primeira fonte de luz e uma segunda fonte de luz, a primeira fonte de luz para emitir raios de luz de excitação em uma primeira banda de emissão de comprimento de onda, a segunda fonte de luz para emitir raios de luz de excitação em uma segunda banda de emissão de comprimento de onda; e receber com um detector a luz de excitação e emitir luz de sinal resultante a partir da excitação pela luz de excitação, o detector compreendendo uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas e um arranjo de sensor espaçado a partir da superfície de detector, o detector bloqueando a luz de excitação e permitindo que as emissões de luz de sinal se propaguem para sensores de luz do arranjo de sensor; e transmitir com circuitos dos sinais de dados do detector em dependência de fótons detectados pelos sensores de luz do arranjo de sensor.

[0008] É definido aqui um excitador de energia de luz compreendendo: pelo menos uma fonte de luz para emitir raios de luz de excitação; e um tubo de luz homogeneizando a luz de excitação e direcionando a luz de excitação para uma extremidade distal do excitador de energia de luz, o tubo de luz compreendendo uma superfície de entrada de luz e uma superfície de saída de luz, o tubo de luz recebendo os raios de luz de excitação a partir de pelo menos uma fonte de luz; em que a extremidade distal do excitador de energia de luz está adaptada para o acoplamento com um conjunto de detector que compreende uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas.

[0009] É definido aqui um sistema compreendendo: um excitador de energia de luz compreendendo pelo menos uma fonte de luz para emitir raios de luz de excitação, e um tubo de luz para homogeneizar os raios de luz de excitação e para direcionar os raios de luz de excitação, o tubo de luz compreendendo uma superfície de entrada de luz para receber os raios de luz de excitação a partir de pelo menos uma fonte de luz; e um detector compreendendo uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas e um arranjo de sensor compreendendo sensores de luz espaçados a partir da superfície de detector, em que o detector recebe luz de excitação a partir do excitador e emite luz de sinal, em que o detector compreende circuitos para transmitir sinais de dados em dependência de fótons detectados pelos sensores de luz do arranjo de sensor, em que o detector bloqueia a luz de excitação e permite que as emissões de luz de sinal se propaguem para os sensores de luz.

[00010] Deve ser percebido que todas as combinações dos conceitos anteriores e de conceitos adicionais discutidos em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não são mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte da matéria divulgada aqui. Em particular, todas as combinações da matéria reivindicada que aparecem no fim desta descrição são contempladas como sendo parte da matéria divulgada aqui.

DESENHOS

[00011] Estas e outras funcionalidades, aspectos, e vantagens definidos aqui serão mais bem entendidos quando a seguinte descrição detalhada for lida com referência aos desenhos anexos em que caracteres semelhantes representam partes semelhantes através dos desenhos, em que:

[00012] A Fig. 1 é um diagrama de bloco esquemático de um sistema para o desempenho de testes químicos ou biológicos, o sistema tendo um excitador de energia de luz e um conjunto de detector tendo um detector de acordo com um exemplo;

[00013] A Fig. 2 é uma vista lateral cortada de um excitador de energia de luz de acordo com um exemplo;

[00014] A Fig. 3 é um diagrama de traço de raio ilustrando a propagação de raio de luz no excitador de energia de luz da FIG. 2 de acordo com um exemplo;

[00015] A Fig. 4 representa um banco de fonte de luz incluindo fontes de luz providas por uma pluralidade de LEDs dispostos em uma placa de circuito impresso de acordo com um exemplo;

[00016] A Fig. 5 é uma vista lateral de fontes de luz providas por uma pluralidade de superfícies de LEDs acopladas em uma superfície de entrada de luz de um tubo de luz de acordo com um exemplo;

[00017] A Fig. 6 é uma vista esquemática em perspectiva de um excitador de energia de luz de acordo com um exemplo;

[00018] A Fig. 7 é um diagrama esquemático de um excitador de energia de luz de acordo com um exemplo;

[00019] A Fig. 8 é um diagrama de traço de raio ilustrando a operação de um excitador de energia de luz tendo primeiro e segundo tubos de luz de acordo com um exemplo;

[00020] A Fig. 9 é uma vista lateral cortada em perspectiva mostrando um excitador de energia de luz de acordo com um exemplo;

[00021] A Fig. 10 é uma vista de perspectiva de um sistema tendo um excitador de energia de luz acoplado com um conjunto de detector de acordo com um exemplo;

[00022] A Fig. 11 é uma vista em perspectiva de conjunto de uma armação de célula de fluxo definindo uma célula de fluxo de acordo com um exemplo;

[00023] A Fig. 12 é uma vista interna de um cartucho de conjunto de detector definindo funcionalidades de registro para o alinhamento de um excitador de energia de luz que pode ser acoplado e alinhado no mesmo de acordo com um exemplo;

[00024] A Fig. 13 é uma vista de topo da célula de fluxo definida com relação a um detector provido por um circuito integrado de acordo com um exemplo;

[00025] A Fig. 14 é um excitador de energia de luz provido por uma peça única de material definindo um tubo de luz e uma lente de acordo com um exemplo;

[00026] A Fig. 15 é uma vista de perspectiva de um excitador de energia de luz tendo uma peça única de material que comumente define um tubo de luz e uma lente, em que a lente é provida por uma lente de Fresnel de acordo com um exemplo;

[00027] A Fig. 16 é uma vista lateral cortada de uma porção de um detector provido por um circuito integrado tendo um arranjo de sensor de luz e um arranjo de guia de luz alinhado de acordo com um exemplo;

[00028] A Fig. 17 é uma vista lateral cortada de uma porção de um detector provido por um circuito integrado tendo um sensor de luz e uma guia de luz alinhada de acordo com um exemplo;

[00029] A Fig. 18 é um diagrama esquemático de um sistema de controle de processo de acordo com um exemplo,

[00030] A Fig. 19 é um diagrama de coordenação de perfil espectral que representa perfis espectrais de uma pluralidade de fontes de luz de excitador de energia de luz e uma pluralidade de fluoróforos que podem ser excitados com o uso das fontes de luz de excitação; e

[00031] A Fig. 20 é um fluxograma que representa o processo que pode ser usado em suporte de um processo de sequenciamento de DNA para reconstrução de sequência de DNA.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00032] Na Fig. 1 é definido um excitador de energia de luz 10 para o uso em um sistema 100. O sistema 100 pode ser usado para realizar testes químicos ou biológicos. O sistema 100 pode incluir o excitador de energia de luz 10 e o conjunto de detector 20. O conjunto de detector 20 pode incluir o detector 200 e a célula de fluxo 282. O detector 200 pode incluir uma pluralidade de sensores de luz 202 e a superfície de detector 206 para suportar amostras 502 por exemplo, analitos os quais podem ser providos por fragmentos de DNA. A superfície de detector 206 de acordo com um exemplo pode definir uma pluralidade de recessos de reação 210 e as amostras 502 tais como as amostras químicas ou biológicas podem ser suportadas dentro de tais recessos de reação 210.

[00033] O detector 200 pode incluir uma pluralidade de guias de luz 214 que recebem luz de excitação e emitem luz de sinal a partir da superfície de detector 206 resultante a partir da excitação pela luz de excitação. As guias de luz 214 podem guiar luz a partir da superfície de detector 206. As guias de luz 214 se estendem para respectivos sensores de luz 102 e podem incluir material de filtro que bloqueia a luz de excitação e permite que as emissões de luz de sinal se propaguem para os respectivos sensores de luz.

[00034] De acordo com um exemplo, o detector 200 pode ser provido por um detector de circuito integrado em estado sólido tal como um detector de circuito integrado de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS) ou um detector de circuito integrado de dispositivo acoplado de carga (CCD).

[00035] De acordo com um exemplo, cada sensor de luz 202 pode estar alinhado com uma respectiva guia de luz 214 e um respectivo recesso de reação 210 de forma que o eixo longitudinal 268 se estende através de um centro geométrico de seção transversal de um sensor de luz 202, a guia de luz 214 e o recesso de reação 210. A célula de fluxo 282 pode ser definida pela superfície de detector 206, pelas paredes laterais 284, e pela cobertura de fluxo 288. A cobertura de fluxo 288 pode ser uma cobertura transmissiva à luz para transmitir luz de excitação provida pelo excitador de energia de luz 10.

[00036] Em outro aspecto, o detector 200 pode incluir áreas de pilha dielétrica 218, intermediária das guias de luz 214. Áreas de pilha dielétrica 218 podem formar nas mesmas circuitos, por exemplo, para a leitura de sinais a partir de processamento e armazenamento de digitalização de sensores de luz 202.

[00037] O sistema 100 pode incluir o portal de entrada 289 através do qual o fluido pode entrar na célula de fluxo 282 e o portal de saída 290 através do qual o fluido pode sair da célula de fluxo 282. O portal de entrada 289 e o portal de saída 290 podem ser definidos pela cobertura de fluxo 288.

[00038] De acordo com um exemplo, o sistema 100 pode ser usado para o desempenho de testes químicos ou biológicos com o uso de fluoróforos. Por exemplo, um fluido tendo um ou mais fluoróforos pode ser usado para escoar para dentro ou para fora da célula de fluxo 282 através da porta de entrada usando o portal de entrada 289 e o portal de saída 290. Fluoróforos podem se atrair com várias amostras 502 e assim, com os seus fluoróforos de detecção podem atuar como marcadores para as amostras 502, por exemplo, analitos químicos ou biológicos os quais eles atraem.

[00039] Para detectar a presença de um fluoróforo dentro da célula de fluxo 282, o excitador de energia de luz 10 pode ser energizado de forma que luz de excitação 101 em uma faixa de comprimento de onda de excitação é emitida pelo excitador de energia de luz 10. Com o recebimento de luz de excitação os fluoróforos anexados com as amostras 502 podem irradiar emissões de luz de sinal 501 que são o sinal de interesse para a detecção pelos sensores de luz 202. As emissões de luz de sinal 501 devido à fluorescência de um fluoróforo anexado com uma amostra 502 vão ter uma faixa de comprimento de onda vermelha deslocada com relação a uma faixa de comprimento de onda da luz de excitação 101.

[00040] O excitador de energia de luz 10 pode ser ativado para emitir luz de excitação 101 para excitar fluoróforos que foram anexados com as amostras 502. Ao ser excitados pela luz de excitação 101 os fluoróforos anexados com as amostras 5102 podem fluorescer para irradiar emissões de luz de sinal 501 em uma faixa de comprimento de onda tendo comprimentos de onda mais longos do que uma faixa de comprimento de onda da luz de excitação 101. A presença ou a ausência de emissões de luz de sinal 501 pode indicar uma característica de uma amostra 502. Guias de luz 214 de acordo com um exemplo pode filtrar luz na faixa de comprimento de onda da luz de excitação 101 transmitida pelo excitador de energia de luz 10 de forma que os sensores de luz 202 não detectam luz de excitação 101 como emissões de luz de sinal 501.

[00041] O sistema 100 na área de sistemas de suporte de teste 300 pode incluir o sistema de controle de processo 310, o sistema de controle de fluido 320, o sistema de armazenamento de fluido 330, e a interface de usuário 340 que permite que um operador entre as entradas para controlar o sistema 100. O sistema de controle de processo 310 de acordo com um exemplo pode ser provido pelo sistema com base em processador. O sistema de controle de processo 310 pode rodar vários processos químicos ou biológicos tais como processos de reconstrução de sequência de DNA. De acordo com um exemplo, para rodar um processo químico ou biológico, o sistema de controle de processo 310 pode enviar sinais de controle coordenados, por exemplo, para o excitador de energia de luz 10, o detector 200 e/ou o sistema de controle de fluido 320. O sistema de armazenamento de fluido 330 pode armazenar fluidos que escoam através da célula de fluxo 282.

[00042] De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 pode incluir uma ou mais fontes de luz. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 pode incluir um ou mais elementos de conformação de luz. O excitador de energia de luz 10 pode incluir um ou mais componentes óticos para conformar as emissões de luz direcionando luz emitida a partir de uma ou mais fontes de luz. As uma ou mais fontes de luz podem incluir, por exemplo, um ou mais de tubo de luz, lente, cunha, prisma, refletor, filtro, gradeamento, colimador, ou qualquer combinação dos ditos acima.

[00043] A Fig. 2 ilustra um excitador de energia de luz 10 de acordo com um exemplo. O excitador de energia de luz 10 pode incluir um banco de fonte de luz 102 tendo uma ou mais fontes de luz, por exemplo, a fonte de luz 102A-102Z e vários elementos óticos para direcionar a luz ao longo do eixo ótico 106, que no exemplo mostrado é um eixo dobrado.

[00044] O excitador de energia de luz 10 pode incluir o tubo de luz 110 e a lente 114 para conformar raios de luz de excitação transmitidos através do tubo de luz 110. O tubo de luz 110 e a lente 114 podem ter os centros geométricos de seção transversal centralizados no eixo ótico 106.

[00045] O tubo de luz 110 pode incluir a superfície de entrada de luz 109 e a superfície de saída de luz 111. Luz de excitação 101 emitida a partir do banco de fonte de luz 102 pode entrar na superfície de entrada de luz 109 e pode sair da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110. O tubo de luz 110 tendo um índice de refração selecionado para a provisão de reflexões internas pode refletir raios de luz recebidos a partir do banco de fonte de luz 102 em várias direções para homogeneizar a luz de forma que os raios de luz de saída transmitidos através do tubo de luz 110 sejam homogêneos. Assim, mesmo onde uma fonte de luz do banco de fonte de luz 102 pode ter “pontos quentes” ou é disposto de maneira assimétrica com relação ao tubo de luz 110 ou possui outras irregularidades, luz homogênea pode ser produzida na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110.

[00046] O tubo de luz 110 tendo um índice de refração selecionado para a provisão de reflexões internas pode confinar raios de luz de excitação que ele recebe e transmite para a área volumétrica delimitada pelas superfícies de parede lateral definindo o tubo de luz 110. O tubo de luz 110 pode ser formado de material transmissivo à luz homogênea, por exemplo, policarbonato ou vidro sílica.

[00047] De acordo com um exemplo, o tubo de luz 110 pode ser de construção afunilada definida por um diâmetro crescente através do seu comprimento em uma direção a partir de uma superfície de entrada 109 para a superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110. De acordo com um exemplo, o tubo de luz 110 pode ser de construção afunilada definida por um diâmetro linearmente crescente através do seu comprimento em uma direção a partir de uma superfície de entrada de luz 109 para a superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110.

[00048] De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 pode ser configurado de forma que a lente 114 forme a imagem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 no plano de imagem 130 e de acordo com um sistema de exemplo 100 pode ser configurado de forma que plano de imagem 130 coincida com a superfície de detector 206 que pode ser configurado para suportar uma amostra 502 tal como um fragmento de DNA. A lente 114 através da formação de imagem de um plano de objeto para um plano de imagem pode projetar uma imagem de luz homogeneizada presente na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 para a amostra que suporta a superfície de detector 206 do detector 200 (Fig. 1).

[00049] Exemplos aqui reconhecem que enquanto o banco de fonte de luz 102 pode ser selecionado de forma que raios de luz de excitação emitidos a partir do banco de fonte de luz 102 não incluem raios de luz na faixa da fluorescência, os raios de luz na faixa da fluorescência podem, no entanto, irradiar dentro do excitador de energia de luz 10 como um resultado da autofluorescência. Em outro aspecto, o excitador de energia de luz 10 pode incluir um filtro de passa baixa 122 para filtrar comprimentos de onda na faixa da fluorescência que irradiam como um resultado da autofluorescência a partir de dentro do excitador de energia de luz 10, por exemplo, irradiando a partir da lente 114, o tubo de luz 110, e o refletor 118 bem como outras superfícies de excitador de energia de luz 10.

[00050] O excitador de energia de luz 10 pode incluir refletor de luz 118 para dobrar o eixo ótico 106 de forma que o eixo ótico 106 muda a direção a partir de uma primeira direção em que o eixo ótico 106 se estende paralelo com o eixo de referência Y mostrado para uma segunda direção em que o eixo ótico 106 se estende paralelo com o eixo de referência Z mostrado. O excitador de energia de luz 10 pode incluir a janela 126 tendo um centro de seção transversal centralizado no eixo ótico 106 bem como o alojamento 134 e outros componentes de suporte para suportar os vários componentes óticos em certa relação espacial tal como a certa relação espacial representada na Fig. 1.

[00051] Um diagrama de traço de raio para o excitador de energia de luz 10 no exemplo da FIG. 2 é mostrado na Fig. 3. Em referência ao diagrama de traço de raio da FIG. 3, a lente 114 pode formar a imagem de um plano de objeto 112 que pode ser definido na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 para um plano de imagem 130 que pode estar localizado na superfície de detector 206 que pode ser adaptada para suportar amostras químicas ou biológicas. Como observado a partir do diagrama de traço de raio da FIG. 3, os raios de luz que saem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 podem ser raios de luz divergentes que divergem em um ângulo de divergência que é restrito de maneira suficiente de forma que uma maioria dos raios de luz que saem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 são recebidos pela superfície de entrada de luz da lente 114. Exemplos aqui reconhecem que enquanto tubos de luz são uteis para os propósitos de homogeneização da luz, eles são capazes de transmitir os raios de luz de saída que saem em grandes ângulos de divergência máximos, por exemplo, se aproximando de 90°.

[00052] Exemplos aqui, por exemplo, reconhecem que no caso em que o tubo de luz 110 é construído alternativamente para ter um diâmetro uniforme, isto é um diâmetro não afunilado, uma porcentagem substancial de raios de luz de saída que saem do tubo de luz 110 pode sair da superfície de saída de luz 111 em um ângulo de divergência que é suficientemente grande em que uma superfície de entrada de luz 113 da lente 114 pode não coletar os raios de luz de saída. Exemplos aqui reconhecem que a provisão do tubo de luz 110 a ser de construção afunilada, afunilado ao longo do seu comprimento e tendo um centro de seção transversal geométrico centralizado no eixo ótico 106 e incluindo um índice de refração apropriado provê reflexões dentro do tubo de luz 110 de forma que luz que sai dos raios de luz saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 sai da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 em um ângulo que é reduzido com relação a um ângulo de divergência máximo de 90°.

[00053] No exemplo descrito na referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída que saem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 podem definir um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus até um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106. O cone de luz divergente definido 1100 pode divergir no ângulo de divergência máximo com relação ao eixo ótico 106. De acordo com um exemplo, o ângulo de divergência máximo é um ângulo de divergência designado de forma que a maioria dos raios de luz de saída que saem da superfície de saída de luz 111 são coletados por uma superfície de entrada de luz da lente 114. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 é configurado de forma que raios de luz de excitação de luz que saem da superfície de saída 111 divergem em um ângulo de divergência máximo com relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106 que é suficientemente pequeno de maneira a garantir a coleta pela superfície de entrada de luz 113 da lente 114.

[00054] De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 pode ser configurado de forma que raios de luz de saída que saem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 definem um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que o tubo de luz 110 é configurado de forma que o ângulo de divergência máximo é de cerca de 60 graus ou menos. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 é configurado de forma que raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 definem um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que o tubo de luz 110 é configurado de forma que o ângulo de divergência máximo é de cerca de 50 graus ou menos. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 é configurado de forma que raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 definem um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que o tubo de luz 110 é configurado de forma que o ângulo de divergência máximo é de cerca de 40 graus ou menos. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 é configurado de forma que raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 definem um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que o tubo de luz 110 é configurado de forma que o ângulo de divergência máximo é de cerca de 35 graus ou menos. De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 é configurado de forma que raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 definem um cone de luz divergente 1100 tendo raios de luz que divergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que o tubo de luz 110 é configurado de forma que o ângulo de divergência máximo é de cerca de 30 graus ou menos.

[00055] Para a provisão de funcionalidade de formação de imagem, a lente 114 pode convergir raios de luz de excitação recebidos transmitidos através do tubo de luz 110. No exemplo descrito em referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 115 da lente 114 podem definir um cone de luz convergente 1400 tendo raios de luz que convergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que a lente 114 é configurada de forma que o ângulo de convergência máximo é de cerca de 60 graus ou menos. O cone de luz convergente 1400 definido pode convergir no ângulo de convergência máximo com relação ao eixo ótico 106. No exemplo descrito em referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 115 da lente 114 podem definir um cone de luz convergente 1400 tendo raios de luz que convergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com o eixo ótico 106, em que a lente 114 é configurada de forma que o ângulo de convergência máximo é de cerca de 50 graus ou menos. No exemplo descrito em referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 115 da lente 114 podem definir um cone de luz convergente 1400 tendo raios de luz que convergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com o eixo ótico 106, em que a lente 114 é configurada de forma que o ângulo de convergência máximo é de cerca de 40 graus ou menos. No exemplo descrito em referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 115 da lente 114 podem definir um cone de luz convergente 1400 tendo raios de luz que convergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com o eixo ótico 106, em que a lente 114 é configurada de forma que o ângulo de convergência máximo é de cerca de 35 graus ou menos. No exemplo descrito em referência às Figs. 2 e 3, os raios de luz de saída saindo da superfície de saída de luz 115 da lente 114 podem definir um cone de luz convergente 1400 tendo raios de luz que convergem em ângulos que variam de zero graus para um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com eixo ótico 106, em que a lente 114 é configurada de forma que o ângulo de convergência máximo é de cerca de 30 graus ou menos.

[00056] A Fig. 4 ilustra o banco de fonte de luz 102 de acordo com um exemplo. O banco de fonte de luz 102 pode incluir uma ou mais fontes de luz. De acordo com um exemplo, uma ou mais fontes de luz podem ser providas por uma ou mais fontes de luz com base em eletroluminescência, por exemplo, um diodo de emissão de luz, uma célula eletroquímica de emissão de luz, um fio eletroluminescente, ou um laser, ou qualquer combinação dos ditos acima. No exemplo descrito na Fig. 4, o banco de fonte de luz 102 pode incluir uma pluralidade de fontes de luz 102A-102J provida por uma pluralidade de diodos de emissão de luz (LEDs). As fontes de luz 102A-102G no exemplo descrito podem ser LEDs verdes que emitem raios de luz de excitação na banda de comprimento de onda do verde e as fontes de luz 102H-102J podem ser LEDs azuis que emitem raios de luz de excitação na banda de comprimento de onda do azul. As fontes de luz 102A-102J providas por LEDs podem ser dispostas na placa de circuito impresso 1020 de acordo com um exemplo. Na operação do sistema 100, o sistema de controle de processo 310 pode controlar a energização de fontes de luz 102A-102J providas por LEDs de forma que um ou mais LEDs de uma certa banda de emissão são ativados seletivamente em um certo momento. As fontes de luz 102A-102J de acordo com um exemplo podem ser providas por LEDs de emissão em superfície. LEDs tais como LEDs de emissão em superfície podem ter padrões de emissões que correlacionam ângulos de raio com a intensidade de luz. Padrões de emissões de LED podem ser uma função de tais parâmetros como uma geometria de matriz, uma janela de matriz, índices de refração de materiais de conformação de luz. Os padrões de emissão podem ser Lambertianos de acordo com um exemplo, isto é, especificando que a intensidade é proporcional com o cosseno do ângulo de emissão em relação à normal.

[00057] O sistema de controle de processo 310, por exemplo, pode energizar apenas fontes de luz 102A-102G providas por LEDs verdes durante um primeiro período de exposição do detector 200 em que os sensores de luz 202 são expostos e pode energizar apenas fontes de luz 102H-102J providas por LEDs azuis durante um segundo período de exposição do detector 200 em que os sensores de luz 202 são expostos. A provisão de banco de fonte de luz 102 para emitir em dois comprimentos de onda de pico selecionáveis de maneira independente facilita um processo de química de corante que pode usar tanto excitação verde (532 nm) quanto azul (470 nm). De acordo com um exemplo, o banco de fonte de luz 102 pode incluir uma fonte de luz por exemplo, um LED vermelho disposto na placa de circuito impresso 1020 que emite em um comprimento de onda de centro de banda vermelho (por exemplo, vermelho: 630 nm) . A provisão de iluminação vermelha facilita os procedimentos adicionais de teste e calibração de acordo com um exemplo.

[00058] É observado em referência à FIG. 4 que as fontes de luz definindo banco de fonte de luz 102 não precisam ser arranjadas de maneira uniformemente simétrica ou de acordo com qualquer configuração ordenada. Por exemplo, é observado que de acordo com a configuração particular mostrada na Fig. 4, em que as fontes de luz 102A-102G providas por LEDs verdes são seletivamente energizadas com as fontes de luz 102H-102J providas por LEDs azuis mantidos em um estado desenergizado, uma maior porcentagem de raios de luz de excitação vai entrar no tubo de luz 110 através de um lado esquerdo da superfície de entrada de luz 109 do tubo de luz 110, e quando as fontes de luz 102H-102J providas por LEDs azuis são seletivamente energizadas com LEDs verdes mantidos em um estado desenergizado, uma maior porcentagem de raios de luz de excitação vai entrar no tubo de luz através de um lado direito da superfície de entrada de luz 109 do tubo de luz 110. Não obstante, o tubo de luz 110 através das suas propriedades de reflexão de luz faz a homogeneização da luz recebida que chega desequilibrada para produzir luz homogeneizada na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 independentemente do arranjo de fontes de luz do banco de fonte de luz 102. O índice de refração do tubo de luz 110 pode ser escolhido tal que os raios de luz a partir do banco de fonte de luz 102 exibem reflexão interna total (TIR) dentro do tubo de luz 110 tal que na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110, iluminação homogênea (uniforme) é alcançada.

[00059] Como mostrado na Fig. 5, o banco de fonte de luz 102 pode ser acoplado com o tubo de luz 110 de uma maneira a garantir a perda de luz reduzida. No arranjo representado na Fig. 5, existe uma vista lateral dos LEDs mostrados como sendo dispostos na placa de circuito impresso 1020 na Fig. 4. Na vista lateral representada na Fig. 5, fontes de luz 102A, 102C, e 102E providas por LEDs são mostradas para corresponder com as fontes de luz 102A, 102C, e 102E, como representado na Fig. 4. As fontes de luz 102A- 102J podem ser providas por LEDs tendo faces de emissão de luz planar planas representadas como representado na Fig. 5. Em referência à FIG. 5 as faces de emissão de luz planar planas de fontes de luz 102A-102J providas por LEDs (das quais as fontes de luz 102A, 102C, e 102E são mostradas na vista lateral) são acopladas em superfície (acopladas encostadas) na superfície de entrada de luz 109 do tubo de luz 110. A superfície de entrada de luz 109 como as superfícies de emissão de fontes de luz 102A-102J providas por LEDs, podem ser chatas e planas para garantir a baixa perda de luz quando as fontes de luz 102A-102J providas por LEDs são acopladas em superfície na superfície de entrada de luz 109. Com o uso do acoplamento de superfície representado na Fig. 5, eficiência de acoplamento que especifica a eficiência de transmissão de luz de LED através do tubo de luz 110 de 90 porcento ou maior pode ser alcançada, e de acordo com um exemplo 98 porcento ou maior, que se compara de maneira favorável com a eficiência de acoplamento de fontes de luz para uma lente onde eficiência de acoplamento está em dependência da abertura numérica da lente.

[00060] Ainda em referência à FIG. 5, é observado que uma totalidade da face frontal de cada respectiva fonte de luz 102A-102J provida por LEDs é oposta pela superfície de entrada de luz 109 do tubo de luz 110, garantindo assim que uma maioria dos raios de luz de excitação emitidos pelas fontes de luz 102A-102J providos por LEDs são recebidos pela superfície de entrada de luz 109 do tubo de luz 110.

[00061] O excitador de energia de luz 10 pode emitir luz de excitação 101 (Fig. 1) em uma primeira faixa de comprimento de onda inferior, por exemplo, abaixo de cerca de 560 nm para excitar fluoróforos os quais, em resposta à luz de excitação fluorescem para irradiar emissões de luz de sinal 501 da segunda faixa de comprimento de onda tendo maiores comprimentos de onda, por exemplo, incluindo comprimentos de onda maiores do que cerca de 560 nm. O detector 200 pode ser configurado de forma que estas emissões de faixa de comprimento de onda em comprimentos de onda mais longos são detectadas pelos sensores de luz 202. O detector 200 pode incluir guias de luz 214 que podem ser formadas de material de filtro para bloquear a luz na faixa de comprimento de onda da luz de excitação 101 de forma que emissões de luz de sinal 501 que podem ser atribuídas à fluorescência de fluoróforos são seletivamente recebidas pelos sensores de luz 202.

[00062] Exemplos aqui reconhecem que se o excitador de energia de luz 10 emite luz em uma banda de emissão de fluorescência (faixa de fluorescência), tal luz emitida pode ser indesejavelmente detectada como emissões de luz de sinal pelos sensores de luz 202. Exemplos aqui incluem funcionalidades para reduzir a emissão de comprimentos de onda na faixa da fluorescência pelo excitador de energia de luz 10.

[00063] Como notado, o excitador de energia de luz 10 pode incluir um filtro de passa baixa 122. O filtro de passa baixa 122 permite a transmissão de raios de luz de excitação na banda de energia de emissão do banco de fonte de luz 102 mas que bloqueia luz na faixa de fluorescência dentro da célula de fluxo 282 que pode ser atribuída para componentes de autofluorescência dentro do excitador de energia de luz 110. O filtro de passa baixa 122 pode ser disposto em uma extremidade distal do excitador de energia de luz 10 de forma que o filtro de passa baixa 122 pode rejeitar comprimentos de onda na faixa da autofluorescência que podem ser atribuídos para materiais autofluorescentes dentro do excitador de energia de luz 10. Para facilitar a filtração da radiação na faixa da autofluorescência irradiando a partir da lente 112 e a partir dos componentes dispostos antes da lente 114 na direção de propagação de luz do filtro de passa baixa 122 pode ser disposto após a lente 114 em uma direção de propagação de luz em uma extremidade distal do excitador de energia de luz 10. O filtro de passa baixa 122 de acordo com um exemplo pode incluir um substrato tendo depositado no mesmo camadas alternadas de materiais tendo maiores e menores índices de refração. Material com maior índice de refração pode incluir, por exemplo, dióxido de titânio (TiO2) ou pentóxido de tântalo (Ta2O5) e material de menor índice de refração pode incluir, por exemplo, dióxido de silício (SiO2). As camadas de material podem ser revestidas de maneira rígida, por exemplo, usando pulverização catódica de feixe de íons, de acordo com um exemplo.

[00064] Para reduzir adicionalmente a luz da faixa de fluorescência, materiais do excitador de energia de luz 10 podem ser selecionados para autofluorescência reduzida. Exemplos aqui reconhecem que vidro de silicato tem menos autofluorescência do que materiais de policarbonato comumente usados nos sistemas óticos. De acordo com um exemplo, um ou mais componentes óticos do excitador de energia de luz 10 podem ser selecionados para ser formados de vidro de silicato. Exemplos aqui reconhecem que vidro de silicato pode produzir autofluorescência reduzida com relação a um material alternativo para os componentes óticos e de maneira apropriada de acordo com um exemplo um ou mais do tubo de luz 110, a lente 114, o filtro de passa baixa 122 (substrato do mesmo), e a janela 126 podem ser selecionados para ser formados do vidro de silicato para a redução da autofluorescência. De acordo com um exemplo, um ou mais do tubo de luz 110, a lente 114, o filtro de passa baixa 122 (substrato do mesmo), e a janela 126 é selecionada para ser formada de vidro de silicato homogêneo para a redução da autofluorescência. De acordo com um exemplo, cada do tubo de luz 110, a lente 114, o filtro de passa baixa 122 (substrato do mesmo), e a janela 126 é selecionada para ser formada de vidro de silicato homogêneo para a redução da autofluorescência.

[00065] Na Fig. 6 um diagrama esquemático tridimensional do excitador de energia de luz 10 é mostrado. Como mostrado na Fig. 6, plano de objeto 112 pode ter a imagem formada por lente 114 no plano de imagem 130. Como definido aqui, plano de objeto 112 pode ser definido na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110, de forma que a imagem da luz na superfície de saída de luz 111 é projetada no plano de imagem 130, que como notado pode estar localizado na superfície de detector 206 (Fig. 1) do detector 200 para suportar uma amostra. Será entendido que como a lente 114 pode formar a imagem da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110, a forma da superfície de saída de luz 111 pode ter a imagem formada e de maneira apropriada projetada no plano de imagem 130. De acordo com um exemplo, a forma da superfície de saída de luz 111 é selecionada para corresponder com a forma e o tamanho da superfície de detector 206, e o excitador de energia de luz 110 é configurado para formar a imagem da forma da superfície de saída de luz 111 no plano de imagem 130 de forma que a lente 114 projeta um padrão de iluminação 107 (Fig. 3) para a superfície de detector 206 que corresponde a uma forma e tamanho da superfície de detector 206.

[00066] A configuração do excitador de energia de luz 10 para projetar um padrão de luz 107 (Fig. 3) na superfície de detector 206 que corresponde a uma forma e tamanho da superfície de detector 206 provê várias vantagens. Através de tal configuração o padrão de iluminação projetado não ilumina áreas fora de um perímetro do detector 200 que desperdiça energia de luz e também não ilumina menos áreas que são áreas de interesse.

[00067] No exemplo descrito com referência à FIG. 6, tanto a superfície de saída de luz 111 quanto a superfície de detector 206 para suportar uma amostra pode ser retilínea na forma. Como observado na Fig. 6, o tubo de luz 110 pode incluir uma seção transversal retilínea (tomada ao longo de 6-6 transversal ao eixo ótico 106) através do seu comprimento. Adicionalmente, como notado, o tubo de luz 110 pode ser de construção afunilada e pode ter um diâmetro crescente através do seu comprimento a partir da superfície de entrada de luz 109 para a superfície de saída de luz 111 da mesma. Onde o tubo de luz 110 possui uma seção transversal retilínea, será entendido que o cone de luz divergente 1100 definido pelos raios de luz de excitação saindo da superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 pode ter uma seção transversal retilínea com cantos que se tornam mais suaves e mais difusos na direção de propagação de luz para a superfície de entrada de luz 113 da lente 114.

[00068] De acordo com um exemplo, o excitador de energia de luz 10 pode ser configurado de forma que tubo de luz 110 possui uma superfície de saída de luz retilínea 111, uma imagem a qual pode ser projetada pela lente 114 para a superfície de detector 206 para suportar uma amostra que pode ter um perímetro conformado de maneira retilínea que corresponde com uma forma da superfície de saída de luz 111.

[00069] Uma especificação para componentes do excitador de energia de luz 10 de acordo com um exemplo são definidos na Fig. 7 ilustrando vários valores de parâmetro ótico para o excitador de energia de luz 10 de acordo com um exemplo. No exemplo ilustrado na Fig. 7, a lente 114 possui uma ampliação de 1:1 de forma que um tamanho da imagem projetada no plano de imagem 130 está em comum com o tamanho do objeto (a superfície de saída de luz 111) no plano de objeto 112. O excitador de energia de luz 10 de acordo com um exemplo, pode produzir intensidade de iluminação verde de cerca de 5W/cm2 em corrente de acionamento de 2A por matriz de LED e intensidade de iluminação azul de cerca de 7W/cm2 em corrente de acionamento de 2A per matriz de LED. Uma uniformidade de iluminação de cerca de > 75% pode ser alcançada dentro de toda a área de iluminação. Os materiais para o uso no excitador de energia de luz 10 são definidos na Tabela 1 aqui abaixo. TABELA 1

[00070] Em outro exemplo, o tubo de luz 110 pode ser conformado de forma que uma superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 pode ter uma forma diferente do que uma forma retilínea, por exemplo, pode ter uma seção transversal circular tomada ao longo de uma transversal 6-6 com o eixo ótico 106. Tal exemplo pode ser vantajoso onde a superfície de detector 206 que suporta a amostra possui um perímetro que está de uma forma diferente do que uma forma retilínea e corresponde com a forma da superfície de saída de luz 111.

[00071] Um projeto para o excitador de energia de luz 10 pode ser prontamente modificado para a otimização com diferentes detectores de acordo com detector 200 tendo diferentes superfícies de detector 206 com diferentes formas. Por exemplo, um primeiro detector de acordo com detector 200 pode ter uma superfície de detector 206 conformada de maneira retangular (a partir de uma vista de topo ao longo do eixo Z), um segundo detector de acordo com o detector 200 pode ter uma superfície de detector 206 conformada de maneira quadrada, e um terceiro detector de acordo com detector 200 pode ter uma superfície de detector 206 conformada em círculo. Como a lente 114 é configurada para formar imagem do plano de objeto 112 que coincide com a superfície de saída de luz 111 para a superfície de detector 206, o excitador de energia de luz 10 pode ser otimizado para o uso com qualquer um dos detectores conformados de maneira diferente alterando o tubo de luz 110 para ser de uma configuração diferente. De acordo com um exemplo, como indicado pela linha pontilhada 132 da FIG. 2 que indica um suporte para suportar um módulo intercambiável, o excitador de energia de luz 10 pode ser de construção modular com um módulo de tubo de luz 133 que é intercambiável de maneira removível e o excitador de energia de luz 10 pode ser provido com múltiplos de tais módulos de bloqueio de tubo de luz cada um com um ou mais tubos de luz 110 configurados de maneira diferente. A otimização do excitador de energia de luz 10 para o uso com um detector conformado de maneira diferente 200 tendo uma superfície de detector 206 configurada de maneira diferente pode incluir simplesmente a mudança de um primeiro módulo de tubo de luz 133 atualmente instalado tendo um primeiro tubo de luz 110 e a primeira superfície de saída de luz 111 de tubo de uma primeira forma com um segundo módulo de tubo de luz 133 tendo um segundo tubo de luz 110 e a superfície de saída de tubo de luz 111 de uma segunda forma que corresponde a forma do detector conformado de maneira diferente 200 tendo uma superfície de detector conformada de maneira diferente 206. O excitador de energia de luz 10 pode ser configurado de forma que quando um módulo diferente é instalado para um suporte do alojamento 114 como indicado pela linha pontilhada 132, a superfície de saída de luz 111 de um tubo de luz 110 do módulo recém instalado 133 está localizado no plano de objeto 112 de forma que a superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 pode ter a imagem formada no plano de imagem localizado na superfície de detector 206.

[00072] No exemplo da FIG. 8, o excitador de energia de luz 10 pode incluir o tubo de luz 110 como definido aqui e o segundo tubo de luz 10B. O tubo de luz 110 pode ser acoplado em superfície com uma primeira fonte de luz 102A, por exemplo, provido por um LED e o tubo de luz 110B pode ser acoplado em superfície com uma segunda fonte de luz 102B, por exemplo, provido pelo segundo LED. A fonte de luz 102A e a fonte de luz 102B podem ser configuradas para emitir luz na mesma banda de comprimento de onda ou em diferentes bandas de comprimento de onda. A lente 114 pode ser configurada para formar imagem do plano de objeto 112 definido na superfície de saída de luz 111 do tubo de luz 110 e o segundo tubo de luz 110B no plano de imagem 130 que pode ser definido na superfície de detector 206. Assim, o excitador de energia de luz 10 pode projetar dois padrões de iluminação separados 107A e 107B para a superfície de detector 206, o que pode ser vantajoso no caso de um projetista de teste químico ou biológico desejar separar uma superfície de detector 206 para separar áreas de teste. De acordo com um exemplo, um projetista de teste pode especificar que um teste deve ser realizado usando um primeiro detector de acordo com o detector 200 e um segundo detector de acordo com o detector 200 e o sistema 100 pode ser configurado de forma que o excitador de energia de luz 10 projeta as áreas de iluminação 107 e 17B para separar as superfícies de detector 206 respectivamente do primeiro e do segundo diferentes detectores 200.

[00073] É definido aqui um excitador de energia de luz 10, tendo uma fonte de luz 102A e uma segunda fonte de luz 102B, em que o tubo de luz 110 recebe luz de excitação a partir da fonte de luz 102A, e em que o excitador compreende um segundo tubo de luz 110B alojado em um alojamento comum 134 com o tubo de luz 110, em que o segundo tubo de luz 110B recebe a luz de excitação a partir da segunda fonte de luz 102B, em que o tubo de luz 110 e o segundo tubo de luz 110B propagam a luz de excitação emitida a partir da primeira fonte de luz 102A e a segunda fonte de luz 102B, respectivamente, e em que o excitador de energia de luz 10 conforma a luz de excitação que se propaga, respectivamente, através do tubo de luz 110 e o segundo tubo de luz 110B para definir a primeira e a segunda áreas de iluminação 107 e 107B separadas.

[00074] A configuração como mostrada na Fig. 8 pode definir um eixo ótico 106 e um segundo eixo ótico 106B. No sistema de canal único como definido nas Figs. 2 a 7, o eixo ótico 106 pode estar colocalizado com um eixo central 1060 da lente 114. No exemplo da FIG. 8, cada um do eixo ótico 106 e do eixo ótico 106B pode ser deslocado e paralelo com o eixo central 1060 da lente 114. Cada um do tubo de luz 110 e do tubo de luz 110B pode definir um cone de luz divergente 1100 e 1100B respectivamente tendo as características de ângulo de divergência do cone de luz divergente 1100 descritas com referência ao diagrama de traço de raio (sistema de canal único) descrito com referência à FIG. 3. A lente 114 pode definir respectivos cones de luz de convergência 1400 e 1400B tendo as características de ângulo de convergência do cone de luz convergente 1400 descrito com referência ao diagrama de traço de raio (sistema de canal único) descrito com referência à FIG. 3.

[00075] De acordo com um exemplo, o tubo de luz 110 e o tubo de luz 110B para definir o primeiro e o segundo canais de iluminação podem ser incluídos em um conjunto de módulos intercambiáveis 133, como definido aqui, que pode ser instalado de maneira intercambiável em um suporte definido do alojamento 134 do excitador de energia de luz 10 indicado pela linha pontilhada 132 descrita em conjunto com a Fig. 2.

[00076] A Fig. 9 ilustra uma vista de forma física cortada do excitador de energia de luz 10. Como mostrado na Fig. 9, o excitador de energia de luz 10 pode ser montado em um dissipador de calor 702 para retirar calor a partir do excitador de energia de luz 10 para aprimorar o desempenho do excitador de energia de luz 10. Fig. 10 é uma vista de forma física de perspectiva do sistema 100 tendo o excitador de energia de luz 10 acoplado com o conjunto de detector 20. Como mostrado na Fig. 10, o conjunto de detector 20 pode incluir o cartucho 802 que aloja a célula de fluxo 282. A célula de fluxo 282 pode ser definida pela armação de célula de fluxo 902, como mostrado na Fig. 11, ilustrando uma vista de forma física do conjunto em perspectiva da armação de célula de fluxo 902 definindo a célula de fluxo 282. A armação de célula de fluxo 902 por exemplo, pode incluir paredes laterais 284 e a cobertura de fluxo 288, como representado na vista esquemática da FIG. 1.

[00077] A Fig. 12 ilustra detalhes de construção ilustrando componentes internos do cartucho 802 do conjunto de detector 20. O cartucho 802 como mostrado na Fig. 12, pode ser configurado para incluir funcionalidades de registro físico 806 que auxiliam no alinhamento do excitador de energia de luz 10 com o detector 200. Como mostrado na Fig. 2, o detector 200 é mostrado como estando localizado em uma localização que é estabelecida pela armação de célula de fluxo 902 tendo o detector 200 e a célula de fluxo 282 recebidos na ranhura 814 do cartucho 802. Funcionalidades de registro físico 806 pode ser provida para apanhar correspondentes funcionalidades do excitador de energia de luz 10 que são definidas por uma porção de extremidade distal do alojamento 134 do excitador de energia de luz 10. Para o acoplamento do excitador de energia de luz 10 com o conjunto de detector 20 e o detector 200, uma porção de extremidade distal do alojamento 134 do excitador de energia de luz 10 pode ser inserido para o receptáculo 826 do cartucho 802 do conjunto de detector 2 0 e arranjado de forma que em uma extremidade distal do alojamento 134 do excitador de energia de luz 10 é registrada com correspondentes funcionalidades de registro 806 como mostrado na Fig. 12 de forma que o excitador de energia de luz 10 é alinhado de maneira apropriada com a célula de fluxo 282 e o detector 200 como mostrado na Fig. 1.

[00078] A Fig. 13 ilustra uma vista de topo de uma célula de fluxo 282 disposta sobre o detector 200. De acordo com um exemplo como mostrado na Fig. 13, a célula de fluxo 282 pode incluir paredes laterais 283 que conformam a célula de fluxo 282 de forma que menos do que todos os sensores de luz 202 são ativos durante um teste químico ou biológico. O detector 200 de acordo com um exemplo pode incluir um arranjo de 14M de sensores de luz os quais podem ser considerados como pixels e a célula de fluxo 282 pode ser configurada pelas paredes de célula de fluxo 283 de forma que cerca de 8M de sensores de luz 202 estão ativos durante um teste químico ou biológico.

[00079] Exemplos alternativos de excitador de energia de luz 10 são descritos com referência às Figs. 14 e 15. De acordo com um exemplo como mostrado na Fig. 14, a lente 114 pode ser formada integral com o tubo de luz 110. A Fig. 14 ilustra o tubo de luz 110 e a lente 114 formados de maneira integral por uma peça única de material definindo tanto o tubo de luz 110 quanto a lente 114. O excitador de energia de luz 10 pode ser configurado de forma que a lente 114 formada de maneira integral com o tubo de luz 110 projeta luz homogeneizada para um plano de imagem 130 que pode ser definido na superfície de detector 206 para suportar uma amostra (Fig. 1).

[00080] A Fig. 15 ilustra outro exemplo de excitador de energia de luz 10 tendo uma lente integrada 114 que é formada de maneira integral com tubo de luz 110 e definida com uma peça única de material que comumente define tanto a lente 114 quanto o tubo de luz 110. No exemplo da FIG. 15, a lente 114 é mostrada como sendo provida por uma lente de Fresnel. As lentes de Fresnel podem produzir raios de luz convergentes com espessuras de lente reduzidas e, portanto, pode prover vantagens de economia de espaço. A lente 114 no exemplo da FIG. 13 pode projetar luz homogeneizada refletida dentro do tubo de luz 110 no plano de imagem 130, que pode ser definido em amostras que suportam a superfície de detector 206. Em qualquer exemplo aqui, incluindo o exemplo da FIG. 14 e 15, um revestimento de filtro pode ser diretamente depositado na superfície de saída de luz 115 da lente 114 para remover um filtro discreto 22 do excitador de energia de luz 10.

[00081] As Figs. 16 e 17 ilustram detalhes adicionais do conjunto de detector 20 e do detector 200 de acordo com um exemplo que pode ser usado com o excitador de energia de luz 10.

[00082] No exemplo ilustrado mostrado na Fig. 16, a célula de fluxo 282 é definida pela parede lateral 284 da superfície de detector 206 e a cobertura de fluxo 288 que é suportada pela parede lateral 284 e outras paredes laterais (não mostrado). As paredes laterais podem ser acopladas com a superfície de detector 206 e podem se estender entre a cobertura de fluxo 288 e a superfície de detector 206. Em alguns exemplos, as paredes laterais são formadas a partir de uma camada adesiva curável que liga a cobertura de fluxo 288 para o detector 200.

[00083] A célula de fluxo 282 pode incluir uma altura H1. Por meio de exemplo apenas, a altura H1 pode estar entre cerca de 50 μm até cerca de 400 μm ou, mais particularmente, cerca de 80 μm até cerca de 200 μm. A cobertura de fluxo 288 pode incluir um material que é transmissivo à luz para a luz de excitação 101 que se propaga a partir de um exterior do conjunto de detector 20 para a célula de fluxo 282.

[00084] Também mostrada, a cobertura de fluxo 288 pode definir o portal de entrada 289 e o portal de saída 290 que são configurados para engatar de maneira fluídica outras portas (não mostrado). Por exemplo, os outros portais podem ser a partir de um cartucho (não mostrado) ou uma estação de trabalho (não mostrado).

[00085] O detector 200 pode incluir um arranjo de sensor 201 de sensores de luz 202, um arranjo de guia 213 de guias de luz 214, e um arranjo de reação 209 dos recessos de reação 210. Em certos exemplos, os componentes são arranjados tal que cada sensor de luz 202 se alinha com uma única guia de luz 214 e um único recesso de reação 210. No entanto, em outros exemplos, um único sensor de luz 202 pode receber fótons através de mais do que uma guia de luz 214. Em alguns exemplos, pode ser provida mais do que uma guia de luz e/ou recesso de reação para cada sensor de luz de um arranjo de sensor de luz.

[00086] Em alguns exemplos pode ser provida mais do que uma guia de luz e/ou sensores de luz alinhados com um recesso de reação de um arranjo de recesso de reação. O termo "arranjo" não necessariamente inclui cada item e todo item de um certo tipo que o detector 200 pode ter. Por exemplo, o arranjo de sensor 201 de sensores de luz 202 podem não incluir todo e cada sensor de luz do detector 200. Como outro exemplo, o arranjo de guia 213 pode não incluir toda e cada guia de luz 214 do detector 200. Como outro exemplo, o arranjo de reação 209 pode não incluir todo e cada recesso de reação 210 do detector 200. Desta forma, a menos que seja citado de maneira explícita, o termo "arranjo" pode ou não incluir todos tais itens do detector 200.

[00087] O detector 200 possui uma superfície de detector 206 que pode ser funcionalizada (por exemplo, modificada quimicamente ou fisicamente de uma maneira adequada para conduzir reações designadas). Por exemplo, a superfície de detector 206 pode ser funcionalizada e pode incluir uma pluralidade de sítios de reação tendo uma ou mais biomoléculas imobilizadas para o mesmo. A superfície de detector 206 pode ter um arranjo de reação 209 de recessos de reação 210. Cada um dos recessos de reação 210 pode incluir um ou mais dos sítios de reação. Os recessos de reação 210 podem ser definidos por, por exemplo, um recuo ou alteração na profundidade ao longo da superfície de detector 206. Em outros exemplos, a superfície de detector 206 pode ser substancialmente planar.

[00088] A Fig. 17 é uma seção transversal alargada do detector 200 mostrando várias funcionalidades em maior detalhe. Mais especificamente, a Fig. 17 mostra um único sensor de luz 202, uma única guia de luz 214 para direcionar emissões de luz de sinal 501 para um sensor de luz 202, e circuitos associados 246 para transmitir sinais com base nas emissões de luz de sinal 501 (por exemplo, fótons) detectadas por um sensor de luz 202. É entendido que os outros sensores de luz 202 do arranjo de sensor 201 (Fig. 16) e componentes associados podem ser configurados de uma maneira idêntica ou similar. No entanto, também é entendido que o detector 200 não é necessário de ser fabricado de maneira idêntica ou uniforme completamente. Em vez disso, um ou mais sensores de luz 202 e/ou componentes associados podem ser fabricados de maneira diferente ou possuem diferentes relações um com relação ao outro.

[00089] Os circuitos 246 podem incluir elementos condutores interconectados (por exemplo, condutores, traços, vias, interconexões, etc.) que são capazes de conduzir corrente elétrica, tal como a transmissão de sinais de dados que estão baseados em fótons detectados. O detector 200 compreende um circuito integrado tendo um arranjo planar dos sensores de luz 202. Os circuitos 246 formados dentro do detector 200 podem ser configurados para pelo menos um dos sinais de leitura a partir de sensores de luz 202 expostos durante um período de exposição (período de integração) em que a carga se acumula nos sensores de luz 202 em dependência da emissão de luz de sinal 501 recebida pelos sensores de luz 202, amplificação de sinal, digitalização, armazenamento, e processamento. Os circuitos 246 podem coletar e analisar as emissões detectadas de luz de sinal 501 e gerar sinais de dados para comunicar dados de detecção para um sistema de bioensaio. Os circuitos 246 também podem realizar o adicional processamento de sinal analógico e/ou digital no detector 200. Os sensores de luz 202 podem ser acoplados eletricamente com os circuitos 246 através dos portais 241-243.

[00090] O detector 200 de acordo com um exemplo pode ser provido por um detector de circuito integrado em estado sólido tal como um detector de circuito integrado de CMOS ou um detector de circuito integrado de CCD. O detector 200 de acordo com um exemplo pode ser um chip de circuito integrado fabricado usando processos de fabricação de circuito integrado tais como processos de fabricação de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS).

[00091] A resolução do arranjo de sensor 201 definido pelos sensores de luz 202 pode ser maior do que cerca de 0,5 megapixels (Mpixels). Em mais exemplos específicos, a resolução pode ser maior do que cerca de 5 Mpixels e, mais particularmente, maior do que cerca de 14 Mpixels.

[00092] O detector 200 pode incluir uma pluralidade de camadas empilhadas 231-237 incluindo uma camada de sensor 231 a camada de sensor 231 a qual pode ser uma camada de silício. As camadas empilhadas podem incluir uma pluralidade de camadas dielétricas 232-237. No exemplo ilustrado, cada uma das camadas dielétricas 232-237 inclui elementos metálicos (por exemplo, W (tungstênio), Cu (cobre), ou Al (alumínio)) e material dielétrico, por exemplo, SiO2. Vários elementos metálicos e materiais dielétricos podem ser usados, tais como aqueles adequados para a fabricação de circuito integrado. No entanto, em outros exemplos, uma ou mais das camadas dielétricas 232-237 podem incluir apenas o material dielétrico, tal como uma ou mais camadas de SiO2.

[00093] Com relação ao exemplo específico da FIG. 17, as camadas dielétricas 232-237 podem incluir camadas de metalização que são marcadas como as camadas M1-M5 na Fig. 17. Como mostrado, as camadas de metalização, M1-M5, podem ser configuradas para formar pelo menos uma porção dos circuitos 246.

[00094] Em alguns exemplos, o detector 200 pode incluir uma estrutura de blindagem 250 tendo uma ou mais camadas que se estendem através de uma área acima da camada de metalização M5. No exemplo ilustrado, a estrutura de blindagem 250 pode incluir um material que é configurado para bloquear os sinais de luz que estão se propagando a partir da célula de fluxo 282. Os sinais de luz podem ser uma luz de excitação 101 e/ou emissões de luz de sinal 501. Por meio de exemplo apenas, a estrutura de blindagem 250 pode compreender tungstênio (W). Por meio de exemplo específico apenas, a luz de excitação pode ter um comprimento de onda de pico de cerca de 523 nm (luz verde) ou 456 nm (luz azul) e emissões de luz de sinal 501 podem incluir comprimentos de onda de cerca de 570 nm e até maiores (Fig. 4).

[00095] Como mostrado na Fig. 17, a estrutura de blindagem 250 pode incluir uma abertura 252 entre a mesma. A estrutura de blindagem 250 pode incluir um arranjo de tais aberturas 252. A abertura 252 pode ser dimensionada para permitir que a luz de emissão de sinal se propague para a guia de luz 214. O detector 200 também pode incluir uma camada de passivação 256 que se estende ao longo da estrutura de blindagem 250 e através das aberturas 252. O detector 200 também pode incluir uma camada de passivação 258 compreendendo a superfície de detector 206 que se estende ao longo da camada de passivação 256 e através das aberturas 252. A estrutura de blindagem 250 pode se estender sobre as aberturas 252 desta forma cobrindo diretamente ou indiretamente as aberturas 252. A camada de passivação 256 e a camada de passivação 258 podem ser configuradas para proteger camadas de elevação inferior e a estrutura de blindagem 250 a partir do ambiente fluídico da célula de fluxo 282. De acordo com um exemplo, a camada de passivação 256 é formada de SiN ou similar. De acordo com um exemplo, a camada de passivação 258 é formada de pentóxido de tântalo (Ta2O5) ou similar. A estrutura 260 tendo a camada de passivação 256 e a camada de passivação 258 pode definir a superfície de detector 206 tendo recessos de reação 210. A estrutura 260 definindo a superfície de detector 206 pode ter qualquer número de camadas tais como camada um até N.

[00096] A estrutura 260 pode definir uma superfície sólida (isto é, a superfície de detector 206) que permite que biomoléculas ou outros analitos de interesse sejam imobilizados na mesma. Por exemplo, cada um dos sítios de reação de a recesso de reação 210 pode incluir um agrupamento de biomoléculas que são imobilizadas para a superfície de detector 206 da camada de passivação 258. Assim, a camada de passivação 258 pode ser formada a partir de um material que permite que os sítios de reação de recessos de reação 210 sejam imobilizados na mesma. A camada de passivação 258 também pode compreender um material que é pelo menos transparente para uma luz fluorescente desejada. A camada de passivação 258 pode ser modificada fisicamente ou quimicamente para facilitar a imobilização de biomoléculas e/ou para facilitar a detecção das emissões de luz de sinal 501.

[00097] No exemplo ilustrado, uma porção da camada de passivação 256 se estende ao longo da estrutura de blindagem 250 e uma porção da camada de passivação 256 se estende diretamente ao longo do material de filtro definindo guia de luz 214. O recesso de reação 210 pode ser alinhado com e formado diretamente sobre a guia de luz 214. De acordo com um exemplo cada um do recesso de reação 210 e da guia de luz 214 pode ter os centros geométricos de seção transversal centralizados no eixo longitudinal 268. O material de filtro pode ser depositado em uma cavidade definida pelas paredes laterais 254 formadas em uma pilha dielétrica tendo camadas empilhadas 232-237.

[00098] A guia de luz 214 pode ser configurada com relação ao material circundante da pilha dielétrica definida pelas camadas dielétricas 231-237 para formar uma estrutura de guia de luz. Por exemplo, a guia de luz 214 pode ter um índice de refração de pelo menos cerca de 1,6 de acordo com um exemplo de forma que energia de luz que se propaga através da guia de luz 214 é substancialmente refletida em uma interface nas paredes laterais 254 entre a guia de luz 214 e a pilha dielétrica circundante pelas camadas dielétricas 231-237. Em certos exemplos, a guia de luz 214 pode ser configurada tal que a densidade ótica (OD) ou absorbância da luz de excitação é de pelo menos cerca de 4 OD. Mais especificamente, o material de filtro pode ser selecionado e a guia de luz 214 pode ser dimensionada para alcançar pelo menos 4 OD. Em mais exemplos particulares, a guia de luz 214 pode ser configurada para alcançar pelo menos cerca de 5 OD ou pelo menos cerca de 6 OD. Em mais exemplos particulares, a guia de luz 214 pode ser configurada para alcançar pelo menos cerca de 7 OD ou pelo menos cerca de 8 OD. Outras funcionalidades do detector 200 podem ser configuradas para reduzir diafonia elétrica e ótica.

[00099] Em referência à FIG. 18, detalhes adicionais do sistema de controle de processo 310 são descritos. Sistema de controle de processo 310 pode incluir, de acordo com um exemplo, um ou mais processadores 3101, a memória 3102, e uma ou mais interfaces de entrada/saída 3103. Um ou mais processadores 3101, a memória 3102 e uma ou mais interfaces de entrada/saída podem ser conectadas através do barramento de sistema 3104. De acordo com um exemplo, o sistema de controle de processo 3110 pode ser provido por um sistema de computador como definido na Fig. 18. A memória 3102 pode incluir uma combinação da memória do sistema e da memória de armazenamento. A memória 3102 de acordo com um exemplo pode armazenar um ou mais programas para facilitar os processos que são definidos aqui. Um ou mais processadores 3101 podem rodar um ou mais programas armazenados na memória 3102 para facilitar os processos como definidos aqui. A memória 3102 pode definir um meio legível por computador.

[000100] Um processo de sequenciamento de DNA facilitado pelo excitador de energia de luz 10 é descrito com referência às Figs. 19 e 20. Em referência à FIG. 19, é mostrado um diagrama de coordenação de perfil espectral ilustrando aspectos da operação do sistema 100. De acordo com um exemplo de banco de fonte de luz 102 pode incluir fontes de luz que emitem luz no primeiro e no segundo diferentes comprimentos de onda. A provisão do banco de fonte de luz 102 para incluir fontes de luz que emitem luz de excitação na primeira e na segunda diferentes faixas de comprimento de onda facilitam processos de reconstrução de sequência de DNA de química de corante em que primeiro e segundo corantes podem ser dispostos no fluido dentro da célula de fluxo 282.

[000101] O perfil espectral 1702 mostrado na Fig. 19 ilustra uma banda de emissão de comprimento de onda de excitação de uma fonte de luz de emissão em verde do excitador de energia de luz 10, por exemplo, tal como a fonte de luz 102A como mostrado na Fig. 4. O perfil espectral 1712 é a banda de emissão de comprimento de onda de uma fonte de luz de emissão azul do excitador de energia de luz 10 tal como a fonte de luz 102H como mostrado na Fig. 4. O perfil espectral 1704 é o perfil espectral de banda de absorção de um primeiro fluoróforo sensível à luz verde que pode ser disposto com o fluido para a célula de fluxo 282. O perfil espectral 1714 é o perfil espectral de banda de absorção de um segundo fluoróforo sensível a luz azul que pode ser disposto com o fluido para a célula de fluxo 282. O perfil espectral 1707 é o perfil espectral de banda de absorção de um terceiro fluoróforo sensível a luz verde e a luz azul que pode ser disposto com o fluido para a célula de fluxo 282.

[000102] O perfil espectral 1706 é o perfil espectral parcial das emissões de luz de sinal 501 que podem ser atribuídas para o primeiro fluoróforo que fluoresce quando excitado por luz verde tendo o perfil espectral 1702. O perfil espectral 1716 é o perfil espectral parcial das emissões de luz de sinal 501 que podem ser atribuídas para o segundo fluoróforo que fluoresce quando excitado pela luz azul tendo o perfil espectral 1712. O perfil espectral 1708 é o perfil espectral espacial das emissões de luz de sinal 501 que pode ser atribuído para o terceiro fluoróforo que fluoresce quando excitado pela luz verde tendo o perfil espectral 1702. O perfil espectral 1709 é o perfil espectral parcial das emissões de luz de sinal 501 que podem ser atribuídas ao terceiro fluoróforo que fluoresce quando excitado pela luz azul tendo o perfil espectral 1712.

[000103] O perfil espectral 1730 é o perfil espectral de transmissão de sensores de luz 202 definindo o arranjo de sensor de luz 201 indicando a banda de detecção do arranjo de sensor de luz 201.

[000104] Exemplos aqui reconhecem em referência ao diagrama de coordenação de perfil espectral da FIG. 19 que o sistema de controle de processo 310 pode ser configurado para (a) determinar que o primeiro fluoróforo é anexado com uma amostra 502 com base na fluorescência sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão de verde e a fluorescência não sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão azul; (b) determinam que o segundo fluoróforo é anexado com uma amostra 502 com base na fluorescência sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão de azul e a fluorescência não sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão de verde; e (c) determinam que o terceiro fluoróforo é anexado com uma amostra 502 com base na fluorescência sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão de verde e fluorescência também sendo detectada por um sensor de luz 202 sob excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz de emissão de azul. O sistema de controle de processo 310 pode descriminar quais fluoróforos foram anexados com as amostras, e pode determinar tipos de nucleotídeo, por exemplo, A, C, T, e G que estão presentes em um fragmento de um filamento de DNA que provê uma amostra 502 por exemplo, usando uma estrutura de dados de logica de decisão indicada pela tabela lógica de decisão da Tabela 2 que mapeia a presença de fluoróforo para o tipo de nucleotídeo, onde nucleotídeos discriminados Nucleotídeo - Nucleotídeo 4 são nucleotídeos dos tipos de nucleotídeo A, C, T e G (o particular mapeamento com base nos parâmetros de configuração de teste). TABELA 2

[000105] O sistema de controle de processo 310 pode rodar um processo em suporte da reconstrução da sequência de DNA em uma pluralidade de ciclos. Em cada ciclo, uma diferente porção de um fragmento de DNA pode estar sujeita ao processamento de sequenciamento para determinar um tipo de nucleotídeo, por exemplo, A, C, T, ou G, associado com o fragmento, por exemplo, usando uma estrutura de dados de decisão tal como uma estrutura de dados de decisão como definido na Tabela 2. Aspectos de um processo os quais podem ser rodados pelo sistema de controle de processo 310 para o uso na realização da reconstrução de sequência de DNA usando o excitador de energia de luz 10 são descritos no fluxograma da FIG. 20.

[000106] No bloco 1802, o sistema de controle de processo 310 pode liberar a célula de fluxo 282, o que quer dizer que o sistema de controle de processo 310 pode remover o fluido a partir da célula de fluxo 282 usado durante um ciclo anterior. No bloco 1804, o sistema de controle de processo 310 pode entrar para a célula de fluxo 282 o fluido tendo múltiplos fluoróforos, por exemplo, o primeiro e o segundo fluoróforos, ou o primeiro, o segundo e o terceiro fluoróforos. O primeiro e o segundo fluoróforos podem incluir, por exemplo, as características de absorção descritas com referência ao perfil espectral de banda de absorção 1704 e ao perfil espectral de banda de absorção 1714 respectivamente como descrito em referência ao diagrama de perfil espectral da FIG. 19. O primeiro, o segundo e o terceiro fluoróforos podem incluir, por exemplo, as características de absorção descritas com referência ao perfil espectral de banda de absorção 1704 e o perfil espectral de banda de absorção 1714 e o perfil espectral de banda de absorção 1707 respectivamente como descrito em referência ao diagrama de perfil espectral da FIG. 19.

[000107] No bloco 1806, o sistema de controle de processo 310 pode ler sinais a partir de sensores de luz 202 expostos com uma primeira excitação de faixa de comprimento de onda ativa. No bloco 1806, o sistema de controle de processo 310 pode controlar o excitador de energia de luz 10 de forma que durante um período de exposição de sensores de luz 202 o excitador de energia de luz 10 emite a excitação restrita da luz de excitação por uma ou mais fontes de luz verdes. No bloco 1806, o sistema de controle de processo 310 durante um período de exposição dos sensores de luz 202 pode energizar cada uma ou mais fontes de luz de emissão de verde do banco de fonte de luz 102, por exemplo, as fontes de luz 102A-102G como definido na Fig. 4, enquanto mantém em um estado desenergizado cada uma das uma ou mais fontes de luz de emissão de azul do banco de luz, por exemplo, as fontes de luz 102H-102J como definidas na Fig. 4. Com um banco de fonte de luz 102 sendo controlado como descrito de forma que fontes de luz verdes estejam ligadas e fontes de luz azuis estejam desligadas durante um período de exposição dos sensores de luz 202, o sistema de controle de processo 310 no bloco 1806 pode ler os primeiros sinais a partir de sensores de luz 202 expostos com a excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz verde como definido aqui .

[000108] No bloco 1808, o sistema de controle de processo 310 pode ler os sinais a partir de sensores de luz 202 expostos com uma segunda excitação de faixa de comprimento de onda ativa. No bloco 1808, o sistema de controle de processo 310 pode controlar excitador de energia de luz 10 de forma que durante um período de exposição dos sensores de luz 202, o excitador de energia de luz 10 emite luz de excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz azul do excitador de energia de luz 10. No bloco 1808, o sistema de controle de processo 310 durante um período de exposição de sensores de luz 202 pode energizar cada uma das uma ou mais fontes de luz de emissão de azul do banco de fonte de luz 102, por exemplo, as fontes de luz 102H-102J como definido na Fig. 4, enquanto mantém em um estado desenergizado cada uma das uma ou mais fontes de luz de emissão de verde do banco de luz, por exemplo, as fontes de luz 102A-102G como definido na Fig. 4. Com um banco de fonte de luz 102 sendo controlado como descrito de forma que fontes de luz azul estão ligadas e fontes de luz estão desligadas durante um período de exposição dos sensores de luz 202, o sistema de controle de processo 310 no bloco 1808 pode ler segundos sinais a partir de sensores de luz 202 expostos com a excitação restrita à excitação por uma ou mais fontes de luz azul como definido aqui.

[000109] No bloco 1810, o sistema de controle de processo 310 para o ciclo corrente pode processar os primeiros sinais lidos no bloco 1806 e os segundos sinais lidos no bloco 1808 para determinar um tipo de nucleotídeo do fragmento de DNA sendo submetido ao teste durante o ciclo corrente, por exemplo, usando uma estrutura de dados de decisão como definido na Tabela 2 de acordo com um exemplo. O sistema de controle de processo 310 pode realizar o processo descrito de identificação de nucleotídeo com referência ao fluxograma da FIG. 20 para cada ciclo do processo de sequenciamento de DNA até a identificação de nucleotídeo ser realizada para cada ciclo programado.

[000110] O sistema de controle de processo 310 pode ser configurado para realizar uma grande variedade de testes para a operação de teste do sistema 100. O sistema de controle de processo 310 pode realizar um teste de calibração em que a operação do excitador de energia de luz 10 e do detector 200 é testada. Em tal exemplo, o sistema de controle de processo 310 pode ser configurado para energizar seletivamente diferentes fontes de luz durante os períodos de exposição do arranjo de sensor 201 e pode examinar sinais lidos do arranjo de sensor 201 durante os períodos de exposição. Um método pode incluir energizar seletivamente uma primeira fonte de luz (por exemplo, emissão em verde) durante um primeiro período de exposição dos sensores de luz com a segunda (emissão em azul) e a terceira (por exemplo, emissão em vermelho) fontes de luz mantidas em um estado desenergizado, energizando seletivamente a segunda fonte de luz durante um segundo período de exposição dos sensores de luz com a primeira e a terceira fontes de luz mantidas em um estado desenergizado, e energizando seletivamente a terceira fonte de luz durante um terceiro período de exposição dos sensores de luz com a primeira e a segunda fontes de luz mantidas em um estado desenergizado.

[000111] Deve ser percebido que todas as combinações dos conceitos anteriores e de conceitos adicionais discutidos em maior detalhe abaixo (provido que tais conceitos não são mutuamente inconsistentes) são contempladas como sendo parte da matéria divulgada aqui. Em particular, todas as combinações da matéria que aparece no fim desta descrição são contempladas como sendo parte da matéria divulgada aqui. Também deve ser percebido que a terminologia explicitamente empregada aqui que também pode aparecer em qualquer descrição incorporada por referência deve ser acordada um significado mais consistente com os conceitos particulares divulgados aqui.

[000112] Esta descrição escrita usa os exemplos para divulgar a matéria, e também para permitir que qualquer perito na técnica pratique a matéria, incluindo fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo de patenteabilidade da matéria é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem para os peritos na técnica. Tais outros exemplos estão intencionados a ser escritos dentro do escopo das reivindicações se eles possuem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se eles incluem equivalentes elementos estruturais com diferenças não substanciais a partir das linguagens literais das reivindicações.

[000113] Deve ser entendido que a descrição acima está intencionada a ser ilustrativa, e não restritiva. Por exemplo, os exemplos descritos acima (e/ou aspectos dos mesmos) podem ser usados em combinação entre si. Em adição, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação particular ou material aos ensinamentos dos vários exemplos sem fugir do seu escopo. Enquanto as dimensões e tipos dos materiais descritos aqui estão intencionados a definir os parâmetros dos vários exemplos, de modo algum eles são limitantes e são meramente exemplares. Muitos outros exemplos serão aparentes para os peritos na técnica com a revisão da descrição acima. O escopo dos vários exemplos, portanto, deve ser determinado com referência às reivindicações anexas, junto com o escopo completo de equivalentes aos quais tais reivindicações são intituladas. Nas reivindicações anexas, os termos “incluindo” e “em que” são usados como os equivalentes simples de linguagem dos respectivos termos “compreendendo” e “em que.” Além disso, nas seguintes reivindicações, os termos “primeiro,” “segundo,” e “terceiro,” etc. são usados meramente como marcadores, e não estão intencionados a impor requisitos numéricos nos seus objetos. Formas de termo “com base em” aqui englobam relações onde um elemento é baseado parcialmente em bem como relações onde um elemento é inteiramente baseado em. Formas do termo “definido” englobam relações onde um elemento é parcialmente definido bem como relações onde um elemento é inteiramente definido. Adicionalmente, as limitações das seguintes reivindicações não estão escritas no formato de função média - mais e não estão intencionados a ser interpretados com base em 35 U.S.C. § 112, sexto parágrafo, a menos que e até tais limitações de reivindicação usarem expressamente a frase “meios para” seguida por uma declaração de vazio de função da estrutura adicional. Deve ser entendido que não necessariamente todos tais objetivos ou vantagens descritas acima podem ser alcançados de acordo com qualquer exemplo particular. Assim, por exemplo, os peritos na técnica vão reconhecer que os sistemas e técnicas descritos aqui podem ser incorporados ou realizados de uma maneira que alcança ou otimiza uma vantagem ou um grupo de vantagens como ensinado aqui sem necessariamente alcançar outros objetivos ou vantagens como pode ser ensinado ou sugerido aqui.

[000114] Enquanto a matéria descrita em detalhe em conexão com apenas um número limitado de exemplos, deve ser facilmente entendido que a matéria não está limitada aos exemplos divulgados. Em vez disso, a matéria pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou equivalentes arranjos não descritos até aqui, mas que são comensurados com o espírito e o escopo da matéria. Adicionalmente, enquanto vários exemplos da matéria foram descritos, deve ser entendido que aspectos da descrição podem incluir apenas alguns dos exemplos descritos. Ainda, enquanto alguns exemplos são descritos como tendo um certo número de elementos será entendido que a matéria pode ser praticada com menos do que ou maior do que o certo número de elementos. De maneira apropriada, a matéria não deve ser observada como limitada pela descrição anterior, mas é apenas limitada pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims (19)

1. Método caracterizado pelo fato de que compreende: emitir com um excitador de energia de luz uma luz de excitação, em que o excitador de energia de luz compreende uma primeira fonte de luz e uma segunda fonte de luz, a primeira fonte de luz para emitir raios de luz de excitação em uma primeira banda de emissão de comprimento de onda, a segunda fonte de luz para emitir raios de luz de excitação em uma segunda banda de emissão de comprimento de onda; em que a energia de luz excitada compreende ainda um tubo de luz homogeneizando a luz de excitação e direcionando a luz de excitação para uma extremidade distal do excitador de energia de luz, o tubo de luz compreendendo uma superfície de entrada de luz e uma superfície de saída de luz, o tubo de luz recebendo os raios de luz de excitação da primeira fonte de luz e da segunda fonte de luz, em que o tubo de luz é de construção afunilada e compreende um diâmetro crescente, em uma direção da superfície de entrada de luz do tubo de luz para a superfície de saída de luz do tubo de luz, ao longo de um comprimento do tubo de luz, o tubo de luz refletindo a luz de excitação de modo que os raios de luz de saída do tubo de luz saindo da superfície de saída de luz do tubo de luz definam um cone de luz divergente que diverge em relação a um eixo óptico do excitador de energia de luz; receber com um detector a luz de excitação e emitir luz de sinal resultante a partir da excitação pela luz de excitação, o detector compreendendo uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas, em que o excitador de energia de luz é configurado para projetar um padrão de iluminação na superfície do detector que corresponde a uma forma e tamanho da superfície do detector, e o detector compreende ainda um arranjo de sensor espaçado a partir da superfície de detector, o detector bloqueando a luz de excitação e permitindo que as emissões de luz de sinal se propaguem para sensores de luz do arranjo de sensor; e transmitir com circuitos dos sinais de dados do detector em dependência de fótons detectados pelos sensores de luz do arranjo de sensor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a emissão com um excitador de energia de luz inclui a formação de imagem de uma superfície de saída de luz do tubo de luz do excitador de energia de luz para projetar um padrão de iluminação que corresponde um tamanho e uma forma da superfície de detector.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui fabricar o detector usando tecnologia de fabricação de circuito integrado de semicondutor de óxido de metal complementar (CMOS).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende para cada um de uma pluralidade de ciclos em suporte de um processo de sequenciamento de DNA (a) remover fluido a partir de uma célula de fluxo definida pela superfície de detector, (b) encher a célula de fluxo com primeiro e segundo corantes de forma que primeiro e segundo corantes estão contidos simultaneamente dentro da célula de fluxo, e (c) ler os primeiros sinais a partir dos sensores de luz expostos para emissões de luz de sinal com a primeira fonte de luz energizada e a segunda fonte de luz mantida em um estado desenergizado, (d) ler os segundos sinais a partir dos sensores de luz expostos para emissões de luz de sinal com a segunda fonte de luz energizada e a primeira fonte de luz mantida em um estado desenergizado, e (e) identificar um nucleotídeo de DNA usando sinais dos primeiros sinais e sinais dos segundos sinais.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o excitador de energia de luz compreende uma terceira fonte de luz para emitir luz em uma terceira banda de emissão de comprimento de onda, em que a emissão inclui energizar de maneira seletiva a primeira fonte de luz durante um primeiro período de exposição dos sensores de luz com a segunda fonte de luz e a terceira fonte de luz mantida em um estado desenergizado, em que a emissão compreende energizar de maneira seletiva a segunda fonte de luz durante um segundo período de exposição dos sensores de luz com a primeira fonte de luz e a terceira fonte de luz mantida em um estado desenergizado, em que a emissão compreende energizar de maneira seletiva a terceira fonte de luz durante um terceiro período de exposição dos sensores de luz com a primeira fonte de luz e a segunda fonte de luz mantida em um estado desenergizado.

6. Excitador de energia de luz caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos uma fonte de luz para emitir raios de luz de excitação; e um tubo de luz homogeneizando a luz de excitação e direcionando a luz de excitação para uma extremidade distal do excitador de energia de luz, o tubo de luz compreendendo uma superfície de entrada de luz e uma superfície de saída de luz, o tubo de luz recebendo os raios de luz de excitação a partir de pelo menos uma fonte de luz; em que o tubo de luz é de construção afunilada e compreende um diâmetro crescente, em uma direção da superfície de entrada de luz do tubo de luz para a superfície de saída de luz do tubo de luz, ao longo de um comprimento do tubo de luz, o tubo de luz refletindo a luz de excitação de modo que os raios de luz de saída do tubo de luz saindo da superfície de saída de luz do tubo de luz definam um cone de luz divergente que diverge em relação a um eixo óptico do excitador de energia de luz; em que a extremidade distal do excitador de energia de luz está adaptada para o acoplamento com um conjunto de detector que compreende uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas; e em que o excitador de energia de luz é configurado para projetar um padrão de iluminação na superfície do detector que corresponde a uma forma e tamanho da superfície do detector.

7. Excitador de energia de luz, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a extremidade distal do excitador de energia de luz compreende uma porção de alojamento conformada adaptada para encaixar em uma porção de alojamento conformada de maneira correspondente do conjunto de detector.

8. Excitador de energia de luz, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o excitador de energia de luz compreende uma lente que forma a imagem de um plano de objeto definido pela superfície de saída de luz para um plano de imagem definido por uma superfície de detector do conjunto de detector quando a extremidade distal do excitador de energia de luz é acoplada com o conjunto de detector.

9. Excitador de energia de luz, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fonte de luz compreende um diodo de emissão de luz que é acoplado na superfície com a superfície de entrada de luz do tubo de luz.

10. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fonte de luz compreende primeira e segunda fontes de luz, em que o tubo de luz recebe raios de luz de excitação a partir da fonte de luz, e em que o excitador de energia de luz compreende um segundo tubo de luz alojado em um alojamento comum com o tubo de luz, em que o segundo tubo de luz recebe raios de luz de excitação a partir da segunda fonte de luz, em que o tubo de luz e o segundo tubo de luz propagam os raios de luz de excitação emitidos a partir da primeira fonte de luz e a segunda fonte de luz, respectivamente, e em que o excitador de energia de luz conforma os raios de luz de excitação que se propagam, respectivamente, através do tubo de luz e o segundo tubo de luz para definir primeiro e segundo padrões de iluminação separados.

11. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fonte de luz compreende um primeiro diodo de emissão de luz que é acoplado na superfície com a superfície de entrada de luz do tubo de luz, e um segundo diodo de emissão de luz que é acoplado na superfície com a superfície de entrada de luz do tubo de luz, o primeiro diodo de emissão de luz para emitir luz em uma primeira banda de comprimento de onda, o segundo diodo de emissão de luz para emitir luz em uma segunda banda de comprimento de onda.

12. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 11, caracterizado pelo fato de que os raios de luz de saída divergem em ângulos que variam de zero grau a um ângulo de divergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com o eixo ótico, em que o ângulo de divergência máximo é um ângulo de menos do que cerca de 60 graus.

13. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 12, caracterizado pelo fato de que o cone de luz divergente forma um ângulo com relação a um eixo ótico que é reduzido com relação a um ângulo de divergência de cone de luz divergente formado sem a construção afunilada.

14. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 13, caracterizado pelo fato de que o excitador de energia de luz compreende uma lente que recebe a luz de excitação a partir do tubo de luz e conforma os raios de luz da luz de excitação de forma que raios de luz de excitação da luz de excitação saindo da extremidade distal do excitador de energia de luz definem um cone de luz convergente que converge para um eixo ótico do excitador de energia de luz para projetar um padrão de iluminação correspondendo um tamanho e uma forma da superfície de detector.

15. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 14, caracterizado pelo fato de que o excitador de energia de luz compreende uma lente que recebe a luz de excitação a partir do tubo de luz e conforma os raios de luz da luz de excitação de forma que raios de luz de excitação saindo de uma superfície de saída de luz da lente definem um cone de luz convergente que converge para um eixo ótico do excitador de energia de luz, em que os raios de saída de luz que saem da lente convergem em ângulos que variam de zero grau a um ângulo de convergência máximo em relação a um raio de luz de referência se estendendo a partir da superfície de saída de luz em uma direção paralela com o eixo ótico, em que o ângulo de divergência máximo é um ângulo de menos do que cerca de 60 graus.

16. Excitador de energia de luz, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 15, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fonte de luz compreende um diodo de emissão de luz que é acoplado na superfície de entrada de luz do tubo de luz, em que o tubo de luz compreende vidro, em que o tubo de luz é de construção afunilada e compreende um diâmetro crescente, em uma direção a partir de uma superfície de entrada de luz do tubo de luz para a superfície de saída de luz, através de um comprimento do tubo de luz do tubo de luz, o tubo de luz que reflete a luz de excitação de forma que raios de luz de saída de tubo de luz que saem da superfície de saída de luz do tubo de luz definem um cone de luz divergente que diverge com relação a um eixo ótico do excitador de energia de luz, em que o excitador de energia de luz compreende uma lente que recebe a luz de excitação a partir do tubo de luz e conforma os raios de luz da luz de excitação de forma que raios de luz da luz de excitação saindo da extremidade distal do excitador de energia de luz definem um cone de luz convergente que converge com relação ao eixo ótico do excitador de energia de luz, em que o excitador de energia de luz compreende um ou mais filtros para filtrar luz em comprimentos de onda maiores do que uma banda de emissão cumulativa de comprimentos de onda de uma ou mais fontes de luz, e em que o excitador de energia de luz compreende óptica dobrável que dobra o eixo ótico.

17. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um excitador de energia de luz compreendendo pelo menos uma fonte de luz para emitir raios de luz de excitação, e um tubo de luz para homogeneizar os raios de luz de excitação e para direcionar os raios de luz de excitação, o tubo de luz compreendendo uma superfície de entrada de luz para receber os raios de luz de excitação a partir de pelo menos uma fonte de luz; uma superfície de saída de luz, em que o tubo de luz é de construção afunilada e compreende um diâmetro crescente, em uma direção da superfície de entrada de luz do tubo de luz para a superfície de saída de luz do tubo de luz, ao longo de um comprimento do tubo de luz, o tubo de luz refletindo a luz de excitação de modo que os raios de luz de saída do tubo de luz saindo da superfície de saída de luz do tubo de luz definam um cone de luz divergente que diverge em relação a um eixo óptico do excitador de energia de luz; e um detector compreendendo uma superfície de detector para suportar amostras químicas ou biológicas, em que o excitador de energia de luz é configurado para projetar um padrão de iluminação na superfície do detector que corresponde a uma forma e tamanho da superfície do detector, e o detector compreende ainda um arranjo de sensor compreendendo sensores de luz espaçados a partir da superfície de detector, em que o detector recebe luz de excitação a partir do excitador e emite luz de sinal, em que o detector compreende circuitos para transmitir sinais de dados em dependência de fótons detectados pelos sensores de luz do arranjo de sensor, em que o detector bloqueia a luz de excitação e permite que as emissões de luz de sinal se propaguem para os sensores de luz.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o excitador de energia de luz compreende uma lente focando um plano de objeto definido por uma superfície de saída de luz do tubo de luz para um plano de imagem definido pela superfície de detector.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma fonte de luz compreende um diodo de emissão de luz que é acoplado na superfície com a superfície de entrada de luz do tubo de luz, em que o tubo de luz compreende vidro, em que o tubo de luz é de construção afunilada e compreende um diâmetro crescente, em uma direção a partir de uma superfície de entrada do tubo de luz para uma superfície de saída de luz do tubo de luz, através de um comprimento do tubo de luz, o tubo de luz que reflete a luz de excitação de forma que raios de luz de saída de tubo de luz que saem da superfície de saída de luz do tubo de luz definem um cone de luz divergente que diverge com relação a um eixo ótico do excitador de energia de luz, em que o excitador de energia de luz compreende uma lente que recebe a luz de excitação a partir do tubo de luz e conforma os raios de luz da luz de excitação de forma que raios de luz de saída de luz que saem da lente definem um cone de luz convergente que converge com relação a um eixo ótico do excitador de energia de luz, em que o excitador de energia de luz compreende um ou mais filtros para filtrar luz em comprimentos de onda maiores do que uma banda de emissão cumulativa de comprimentos de onda de uma ou mais fontes de luz.