CN105973805B - 用于生物或化学分析的样品的成像方法 - Google Patents

Abstract

一种进行生物或化学测定的方法，所述方法包括：(a)提供具有样品区域的射流器件和具有多个不同的用于进行一种或多种测定的反应成分的反应成分存储单元，所述反应成分包括样品生成成分和样品分析成分；(b)根据预定方案使样品生成成分流入，以在所述样品区域生成样品；(c)选择性地控制所述样品区域的反应条件，以便于生成所述样品；(d)使样品分析成分流入所述样品区域；(e)检测从所述样品区域发出的光信号，所述光信号指示所述样品分析成分与所述样品之间的相关事件；其中(b)‑(e)以自动方式进行。

Description

用于生物或化学分析的样品的成像方法

本申请是申请日为2011年10月13日，申请号为201110309910.4，题为“用于生物或化学分析的样品的成像方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施方式一般涉及生物或化学分析方法及检测装置。

发明背景

用于生物或化学研究的各种测定方案涉及进行大量的受控反应。在某些情况下，所述受控反应在支撑表面上进行。然后可以观测并分析所述所需的反应，以帮助确定所述所需的反应中所涉及的化学品的属性或特征。例如，在一些方案中，在受控条件下，包含可识别的标记(例如荧光标记)的化学组成部分可以选择性地结合至另一化学组成部分。通过辐射激发所述标记并检测来自所述标记的光发射可以观测到这些化学反应。也可以通过其他方式(如化学发光)提供所述光发射。

这类方案的例子包括DNA测序。在一个边合成边测序(SBS)方案中，通过桥式PCR在流动通道的表面上形成克隆扩增子簇。在生成所述克隆扩增子簇后，可以将所述扩增子“线性化”，以产生单链DNA(sstDNA)。将一系列的试剂流入流动池，以完成测序循环。每个测序循环通过具有独特的荧光标记的单核苷酸(例如A、T、G、C)延伸所述sstDNA。每个核苷酸具有只允许一个循环内发生单碱基掺入的可逆终止子。核苷酸被添加到所述sstDNA簇后，在四个通道内成像(即，每个荧光标记一个)。成像后，所述荧光标记和所述终止子被从所述sstDNA化学裂解，而不断增长的DNA链准备用于另一循环。可以重复几个循环的试剂输送和光学检测，以确定所述克隆扩增子的序列。

然而，被配置以执行这些方案的系统可能能力有限以及可能不符合成本效益。因此，一般需要能够以具有成本效益的、更简易的或者以其他方式改进的方式执行测定方案(如上文所述的SBS方案)或能够用于所述测定方案过程的改进的系统、方法和装置。

发明概述

按照一个实施方式，提供用于分析样品的射流器件。所述射流器件包括具有入口和出口的流动池以及在其间延伸的流动通道。所述流动池被配置以容纳相关的样品。所述射流器件还包括外壳，所述外壳具有被配置以容纳所述流动池的容纳空间。所述容纳空间按允许所述流动池相对于所述外壳浮动的尺寸制作并成型。所述射流器件还包括耦合至所述外壳的垫圈。所述垫圈具有入口和出口通道并包含可压缩材料。所述垫圈相对于所述容纳空间设置，以便所述流动池的所述入口和出口分别与所述垫圈的所述入口和出口通道大致对准。

在另一实施方式中，提供一种被配置以容纳并便于设置流动池进行成像的可拆卸的卡盘(cartridge)。所述卡盘包括可拆卸的外壳，所述可拆卸的外壳具有被配置以将所述流动池大体上保持在对象平面内的容纳空间。所述外壳包括一对面向相反方向的外壳面。所述容纳空间沿所述外壳面的至少一个延伸，以便所述流动池通过所述外壳面的至少一个暴露于所述外壳的外部。所述卡盘还包括耦合至所述外壳的盖构件并包括垫圈。所述垫圈具有入口和出口通道并包含可压缩材料。所述垫圈配置为当所述流动池由所述外壳支承时，所述垫圈被安装于所述流动池的暴露部分的上方。

在仍然另一实施方式中，提供一种设置用于样品分析的射流器件的方法。所述方法包括在成像系统的支撑表面上设置可拆卸的射流器件。所述器件包括容纳空间、位于所述容纳空间内的流动池以及垫圈。所述流动池沿所述容纳空间内的对象平面延伸并相对于所述对象平面内部的所述垫圈可浮动。所述方法还包括在所述容纳空间内但在所述支撑表面上移动所述流动池，以便所述流动池的入口和出口与所述垫圈的入口和出口通道大致对准。

在另一实施方式中，提供一种设置用于样品分析的射流器件的方法。所述方法包括提供具有外壳的射流器件，所述外壳包括容纳空间和位于所述容纳空间内的可浮动的流动池。所述外壳具有与所述容纳空间紧密相邻的凹槽。所述方法还包括将所述射流器件设置在具有对准构件的支撑结构上。所述对准构件通过相应的凹槽被插入。所述方法还包括移动所述容纳空间内的所述流动池。当所述流动池在所述容纳空间内移动时，所述对准构件啮合所述流动池的边缘。

在另一实施方式中，提供一种射流器件支架，所述射流器件支架被配置以相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位样品区域。所述器件支架包括被配置以容纳射流器件的支撑结构。所述支撑结构包括面向沿所述Z轴方向的基面并被配置以将所述器件固定于其上。所述器件支架还包括多个沿XY平面各自方向的基准面以及包括致动器和可操作地耦合至所述致动器的可移动的定位臂的对准组件。所述定位臂具有啮合端。所述致动器将所述定位臂在缩回和偏置位置之间移动，以朝向和远离所述基准面移动所述啮合端。当所述定位臂处于所述偏置位置时，所述定位臂被配置以支承所述器件抵靠所述基准面。

在另一实施方式中，提供一种射流器件支架，所述射流器件支架包括具有用于容纳射流器件的载入区域的支撑结构。所述支撑结构包括部分地限定所述载入区域的基面并被配置以将所述器件设置于其上。所述器件支架包括耦合至所述支撑结构的盖组件并被配置为可拆卸地安装于所述器件的上方。所述盖组件包括盖壳，所述盖壳具有壳腿和连接所述壳腿的桥接部分。所述壳腿以共同的方向延伸并具有位于其间的观看空间。所述观看空间位于所述载入区域之上。

在另一实施方式中，提供一种用于相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位样品区域的方法。所述方法包括提供对准组件，所述对准组件包含具有啮合端的可移动的定位臂。所述定位臂是在缩回和偏置位置之间可移动的。所述方法还包括在面向沿所述Z轴的方向的基面上以及在多个面向沿XY平面的各自方向的基准面之间设置射流器件。所述器件具有样品区域。所述方法还包括移动所述定位臂至所述偏置位置。所述定位臂将所述器件压在所述基准面上，以便所述器件被保持在固定位置。

在仍然另一实施方式中，提供一种光学组件，所述光学组件包括底板，所述底板具有支撑面和沿所述支撑面的部件容纳空间。所述部件容纳空间至少部分地由基准面限定。所述光学组件还包括光学部件，所述光学部件具有被配置以反射光或传输光穿过其中的光学表面。所述光学组件还包括安装器件，所述安装器件具有部件保持器和可操作地耦合至所述保持器的偏置元件。所述保持器保持所述光学部件，以便所述光学表面的空间部分面向所述基准面而所述光学表面的路径部分延伸超过所述支撑面进入光路。所述偏置元件提供将所述光学表面抵靠所述基准面的对准力。在具体的实施方式中，所述部件容纳空间是从所述底板的所述支撑面深度延伸入所述底板的部件腔。所述光学表面和基准面可以有预先确定的被配置以按预定方向设置所述光学表面的轮廓。

在另一实施方式中，提供一种装配光具组(optical train)的方法。所述方法包括提供具有支撑面和沿所述支撑面的部件容纳空间的底板。所述部件容纳空间至少部分地由基准面限定。所述方法还包括将光学部件插入进所述部件容纳空间。所述光学部件还包括具有被配置以反射光或传输光穿过其中的光学表面。所述光学表面具有面向所述基准面的空间部分以及延伸超过所述支撑面进入光路的路径部分。所述方法还包括提供将所述光学表面抵靠所述基准面的对准力。在具体的实施方式中，所述部件容纳空间是从所述底板的所述支撑面深度延伸入所述底板的部件腔。所述光学表面和基准面可以有预先确定的被配置以按预定方向设置所述光学表面的轮廓。

在另一实施方式中，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括固定和移动对象的对象支架以及检测来自检测器表面的对象的光信号的检测器。所述成像系统还包括被配置以引导所述光信号到所述检测器表面上的光具组。所述光具组具有临近所述对象支架的对象平面以及临近所述检测器表面的图像平面。所述光具组包括在成像位置和聚焦位置之间可旋转的镜子。所述成像系统还包括图像分析模块，当所述镜子处于所述聚焦位置时，所述图像分析模块被配置以分析在所述检测器表面检测到的测试图像。所述测试图像在所述测试图像的聚焦位置具有最佳的焦度(degree-of-focus)。在所述测试图像的所述聚焦位置指示所述对象相对于所述对象平面的位置。所述对象支架被配置以基于所述聚焦位置朝向所述对象平面移动所述对象。

在另一实施方式中，提供一种控制光学成像系统的焦点的方法。所述方法包括提供被配置以引导光信号到检测器表面上的光具组。所述光具组具有临近对象的对象平面以及临近所述检测器表面的图像平面。所述光具组包括在成像位置和聚焦位置之间可旋转的镜子。所述方法还包括旋转所述镜子至所述聚焦位置，以及当所述镜子在所述聚焦位置时，获取所述对象的测试图像。所述测试图像在所述测试图像的聚焦位置具有最佳的焦度。所述聚焦位置指示所述对象相对于所述对象平面的位置。所述方法还包括基于所述聚焦位置朝向所述对象平面移动所述对象。

在另一实施方式中，提供一种光学成像系统，所述光学成像系统包括被配置以支承流动池的样品支架。所述流动池包括具有样品区域的流动通道。所述成像系统还包括耦合至所述流动池并被配置以引导试剂通过所述流动通道至所述样品区域的流动系统。所述成像系统还包括被配置以引导激发光到所述样品区域之上的光具组以及第一和第二光源。所述第一和第二光源有相对于所述光具组的固定位置。所述第一和第二光源分别提供用于激发生物分子的第一和第二光信号。所述成像系统还包括通信地耦合至所述第一和第二光源以及所述流动系统的系统控制器。所述控制器被配置以启动所述流动系统以使所述试剂流入所述样品区域并被配置以在预定的合成时间段后，激活所述第一和第二光源。所述光源可以是，例如，激光或半导体光源(SLS)(如激光二极管或发光二极管(LED))

在另一实施方式中，提供一种进行生物测定的方法。所述方法包括使试剂流过具有样品区域的流动通道。所述样品区域包含被配置以与所述试剂发生化学反应的生物分子。所述方法还包括用第一和第二光源照射所述样品区域。所述第一和第二光源分别提供第一和第二光信号。当被所述第一或第二光源照射时，所述生物分子提供指示结合反应的光发射。所述方法还包括检测来自所述样品区域的所述光发射。所述光源可以是，例如，激光或半导体光源(SLS)(如激光二极管或发光二极管(LED))。

在另一实施方式中，提供一种流动池，所述流动池包括具有面向相反方向并在其间限定一厚度的安装表面和外表面的第一层。所述流动池还包括具有面向相反方向并在其间限定一厚度的通道表面和外表面的第二层。所述第二层具有沿所述通道表面延伸的凹槽部分。所述第二层的所述通道表面被固定在所述安装表面。所述流动池还包括由所述通道表面的所述凹槽部分和所述安装表面的平面部分限定的流动通道。所述流动通道包括成像部分。所述第二层的所述厚度沿所述成像部分大体上均匀并被配置以传输光信号穿过其中。所述第一层的所述厚度沿所述成像部分大体上均匀并被配置以允许热能均匀传输穿过其中。

在另一实施方式中，提供一种光源模块，所述光源模块包括具有光通道的模块框架以及被固定至所述模块框架并定向以引导光信号沿光路通过所述光通道的光源。所述光源模块还包括被固定至所述模块框架并具有相对于所述光源的固定位置与预定方向的光学部件。所述光学部件被置于所述光通道内，以便所述光学部件在所述光路内。

在另一实施方式中，提供一种激发光模块，所述激发光模块包括模块框架以及被固定至所述模块框架的第一和第二半导体光源(SLS)。所述第一和第二SLS具有相对于彼此的固定位置。所述第一和第二SLS被配置以提供不同的激发光信号。所述激发光模块还包括被固定至所述模块框架并具有相对于所述第一和第二SLS的固定位置与预定方向的光学部件。所述光学部件允许来自所述第一SLS的光信号传输穿过其中并反射来自所述第二SLS的光信号。所述反射和传输的光信号被引导沿着一条共同的路径离开所述模块框架。

在一个实施方式中，提供一种进行生物或化学测定的方法。所述方法包括在具有样品区域的射流器件和具有多个不同的用于进行一种或多种测定的反应成分的反应成分存储单元之间建立流体连接。所述反应成分包括样品生成成分和样品分析成分。所述方法还包括在所述射流器件的所述样品区域生成样品。所述生成操作包括使不同的样品生成成分流入所述样品区域并控制所述样品区域的反应条件，以生成所述样品。所述方法还包括分析所述样品区域的所述样品。所述分析操作包括使至少一种样品分析成分流入所述样品区域。所述至少一种样品分析成分与所述样品发生反应，以提供指示相关事件的光学上可检测的信号。所述生成和分析操作通过所述测定系统以自动方式进行。

在另一实施方式中，提供一种测定系统，所述测定系统包括被配置以支承射流器件并建立与所述射流器件的流体连接的射流器件支架。所述测定系统还包括被配置以将所述射流器件流体连接至反应成分存储单元的射流网络。所述测定系统还包括被配置以选择性地将流体从所述存储单元流入通过所述射流器件的射流控制系统。此外，所述测定系统包括具有射流控制模块的系统控制器。所述射流控制模块被配置以命令所述射流控制系统(a)以使不同的样品生成成分从所述存储单元流入所述样品区域并控制所述样品区域的反应条件以生成样品；以及(b)以使至少一种样品分析成分从所述存储单元流入所述样品区域。所述至少一种样品分析成分被配置以与所述样品发生反应，以提供指示相关事件的光学上可检测的信号。所述测定系统还包括被配置以检测来自所述样品的所述光学上可检测的信号的成像系统。所述系统控制器被配置以通过选择性地控制所述射流器件支架、所述射流控制系统和所述成像系统来自动生成所述样品并分析所述样品。

在另一实施方式中，提供一种进行生物或化学测定的方法。所述方法包括：(a)提供具有样品区域的射流器件和具有多个不同的用于进行一种或多种检测的反应成分的反应成分存储单元，所述反应成分包括样品生成成分和样品分析成分；(b)根据预定的方案使样品生成成分流入，以在所述样品区域生成样品；(c)选择性地控制所述样品区域的反应条件，以便于生成所述样品；(d)使样品分析成分流入所述样品区域；以及(e)检测从所述样品区域发出的光信号，所述光信号指示所述样品分析成分与所述样品之间的相关事件；其中(b)-(e)以自动方式进行。

附图说明

图1是按照一个实施方式形成的用于进行生物或化学测定的测定系统的框图。

图2是按照一个实施方式被配置以进行生物或化学测定的工作站的侧视图。

图3是图2的所述工作站的前视图。

图4是按照一个实施方式形成的射流网络的图。

图5是按照一个实施方式形成的流动池的透视图。

图6是沿图5中的线6-6所取的图5所示的所述流动池的横截面图。

图7是图5的所述流动池的平面图。

图8是流动通道的弯曲段的放大图。

图9是按照一个实施方式形成的射流器件的透视图。

图10是图9的所述射流器件的另一透视图。

图11是沿图9中的线11-11所取的图9的所述射流器件的横截面图。

图12是按照另一实施方式形成的射流器件的透视图。

图13是图12的所述射流器件的透视图。

图14是按照一个实施方式形成的射流器件的平面图。

图15是图14的所述射流器件的侧面透视图。

图16是按照一个实施方式形成的器件支架的部分分解图。

图17是图16的组装支架的透视图。

图18是可用于图16的所述支架的支撑结构的透视图。

图19是图16的所述支架的俯视平面图。

图20是在开口位置具有盖组件的图16所述支架的透视图。

图21是图16的所述支架的扩增平面图。

图22是可用于图16的所述支架的盖组件的透视图。

图23是沿图22所示的线23-23所取的所述盖组件的横截面图。

图24是可以与图16的所述支架一起使用的流动系统的透视图。

图25是一种按照一个实施方式设置用于样品分析的射流器件的方法的框图。

图26是说明一种按照一个实施方式设置用于样品分析的射流器件的方法的框图。

图27是说明一种按照一个实施方式用于定位样品区域的方法的框图。

图28是按照一个实施方式形成的流体存储系统的透视图。

图29是图28的所述流体存储系统的侧面横截面图。

图30是可以与图28的所述流体存储系统一起使用的移取组件的透视图。

图31是按照一个实施方式形成的反应成分托盘的透视图。

图32是图31所示的所述托盘的俯视平面图。

图33是图31所示的所述托盘的侧视图。

图34是图31所示的所述托盘的前视图。

图35是可以与图31的所述托盘一起使用的成分孔的侧面横截面图。

图36是图35的所述成分孔的底部透视图。

图37是可以与图31的所述托盘一起使用的成分孔的透视图。

图38是按照一个实施方式的光学成像系统的图。

图39是按照一个实施方式的移动控制系统的透视图。

图40是可以与图39的所述移动控制系统一起使用的部件的透视图。

图41是可用于图38的所述成像系统的光学底板的透视图。

图42是图41的所述底板的平面图。

图43是按照一个实施方式形成的可用于图38的所述成像系统的光学部件的透视图。

图44是图43的所述光学部件的剖开透视图。

图45是图43的所述光学部件的前视图。

图46是安装操作过程中图43的所述光学部件的侧视图。

图47是说明一种按照一个实施方式装配光具组的方法的框图。

图48是按照一个实施方式形成的光源模块的透视图。

图49是图48的所述光源模块的侧视图。

图50是图48的所述光源模块的平面图。

图51是按照一个实施方式的图像聚焦系统的平面图。

图52是可用于图51的所述图像聚焦系统的可旋转的镜子组件的透视图。

图53是可用于图51的所述图像聚焦系统的位于成像位置的可旋转镜子的示意图。

图54和图55示出可通过图51的所述图像聚焦系统获得的样品图像。

图56是位于聚焦位置的图53的所述可旋转镜子的示意图。

图57和第58示出可通过图51的所述图像聚焦系统获得的测试图像。

图59是说明一种用于控制光学成像系统的焦点的方法的框图。

图60说明一种用于进行生物或化学分析测定的方法。

图61说明一种用于进行生物或化学分析测定的方法。

发明详述

本文所述的实施方式包括各种用以检测用于生物或化学分析的样品中所需的反应的系统、方法、组件以及装置。在一些实施方式中，所述所需的反应提供通过光学组件检测的光信号。所述光信号可以是来自标记的光发射或者可以是由所述样品反射或折射的透射光。例如，实施方式可用于执行或便于执行其中sstDNA在流动池中测序的测序方案。在具体的实施方式中，本文所述的实施方式也可以执行扩增方案，以生成用于测序的相关样品。

如本文所用，“所需的反应”包括对刺激做出响应的物质的化学、电学、物理和光学性质或质量的至少一个的变化。例如，所述所需的反应可以是化学转变、化学变化或化学作用。在具体的实施方式中，所述所需的反应由成像系统检测。所述成像系统可包括将光信号引导至传感器(如CCD或CMOS)的光学组件。然而，在其他实施的方式中，所述成像系统可以直接检测所述光信号。例如，流动池可被安装到CMOS传感器上。然而，所述所需的反应也可以是在电学性能中的变化。例如，所述所需的反应可以是溶液内离子浓度的变化。

示例性的反应包括但不限于化学反应(如还原、氧化、加成、消除、重排、酯化、酰胺化、醚化、环化或取代)；结合作用，其中第一化学品结合至第二化学品；解离反应，其中两种或两种以上的化学品相互分离；荧光；发光；化学发光；以及生物反应(如核酸复制、核酸扩增、核酸杂交、核酸连接、磷酸化、酶促作用、受体结合或配体结合)。所述所需的反应也可以是，例如，检测为周围溶液或环境的pH值的变化的质子的加成或消除。

所述刺激可以是如下至少一个：物理的、光学的、电学的、磁学的和化学的。例如，所述刺激可以是激发物质中荧光团的激发光。所述刺激也可以是周围环境的变化，如溶液中的某些生物分子(如酶或离子)的浓度变化。所述刺激也可以是施加至预限定体积中溶液的电流。此外，所述刺激可通过晃动、振动或移动所述物质所处的反应室提供，以产生力(例如向心力)。如本文所用，短语“对刺激做出响应”拟作广义解释并包括对刺激做出的更直接的反应(例如，当吸收入射激发光后，荧光团发出特定波长的能量)以及由于所述刺激启动最终导致所述响应的一系列事件而对刺激做出更间接的反应(例如，在焦磷酸测序中引入碱，最终导致化学发光)。所述刺激可以是立即的(例如，荧光团上入射的激发光)或渐进的(例如，周围环境的温度变化)。

如本文所用，短语“指示所需的反应的活动”及其变体包括可用以便于确定所需的反应是否发生的任何可检测到的事件、属性、质量或者特征。所述检测到的活动可以是荧光或化学发光中生成的光信号。所述检测到的活动也可以是预限定体积中或沿预限定区域的溶液的电学性能变化。所述检测到的活动可以是温度的变化。

各种实施方式包括提供反应成分至样品。如本文所用，“反应成分”或“反应物”包括任何可以用来获取所需的反应的物质。例如，反应成分包括试剂、酶、样品、其他生物分子和缓冲溶液。所述反应成分通常被递送到溶液中的反应位点(例如，样品所处的区域)或在反应位点内固定化。所述反应成分可以与相关的物质直接或间接反应。

在具体的实施方式中，通过光学组件光学检测所述所需的反应。所述光学组件可包括相互配合以将所述光信号引导至成像器件(例如CCD、CMOS或光电倍增管)的光学部件的光具组。然而，在替代性的实施方式中，所述样品区域可被设置为紧邻检测所述所需的反应而不使用光具组的活动检测器。所述活动检测器可有能力检测预限定体积或区域内预定的事件、属性、质量或特征。例如，活动检测器可有能力捕捉所述预限定体积或区域的图像。活动检测器可有能力检测预限定体积的溶液内或沿预限定区域的离子浓度。示例性的活动检测器包括电荷耦合器件(CCD)(例如CCD相机)；光电倍增管(PMT)；分子表征设备或检测器(如那些与纳米孔一起使用的所述分子表征设备或检测器)；微电路装置(例如美国专利号7,595,883描述的那些微电路装置，所述专利的全部内容以引用方式并入本文)；以及具有场效应晶体管(FET)(包括化学敏感场效应晶体管(chemFET)、离子敏感场效应晶体管(ISFET)和/或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))的CMOS制传感器。

如本文所用，术语“光学部件”包括各种影响光信号传播的元件。例如，所述光学部件可以具有如下至少一个功能：重引导、过滤、成型、扩增或集中所述光信号。可能受影响的所述光信号包括来自所述样品上游的光信号和来自所述样品下游的光信号。在荧光检测系统中，上游部件包括那些引导激发辐射朝向所述样品的部件而下游部件包括那些引导激发辐射远离所述样品的部件。光学部件可以是，例如，反射器、二向色镜、分束器、准直器、透镜、滤波器、楔子、棱镜、镜子、检测器等等。光学部件还包括带通滤波器、光楔以及与本文所述的那些器件类似的光学器件。

如本文所用，术语“光信号”包括能够被检测到的电磁能量。所述术语包括来自标记的生物或化学物质的光发射且还包括由光学基片折射或反射的透射光。光信号包括入射至所述样品上的激发辐射和由所述样品提供的光发射，所述光信号可有一种或多种光谱特性曲线。例如，在成像阶段，可以激发一种类型以上的标记。在这种情况下，不同类型的标记可以通过共同的激发光源激发，或者在不同的时间或在同一时间通过不同的激发光源激发。每种类型的标记可以发出其光谱特性曲线不同于其他标记的光信号。例如，所述光谱特性曲线可有不同的发射光谱。所述光发射可被滤波，以分别检测来自其他发射光谱的光信号。

如本文所用，术语“不同的”针对光发射(包括发射光谱或其他发射特征)使用，所述术语可以广义地解释为包括可辨别的或者可区分的光发射。例如，所述光发射的发射光谱可以具有至少部分重叠的波长范围，只要一种发射光谱的至少一部分不完全与其他的发射光谱重叠。不同的发射光谱也可以具有相同或类似的波长范围，但具有不同的可辨别的强度。基于产生所述光信号的激发光的不同特征可以辨别不同的光信号。例如，在荧光共振能量转移(FRET)成像中，所述光发射可以相同，但所述光发射的成因(例如激发光信号)可能会有所不同。更具体地，第一激发波长可以用来激发供体-受体对的供体荧光团，以便FRET导致来自所述受体的发射而所述受体的激发也将直接导致来自所述受体的发射。就这点而言，所述光信号的辨别可以基于对发射信号的观测，并结合对用以产生所述发射的所述发射波长的确认。不同的光发射可具有其他不重叠的特征，如发射各向异性或荧光寿命。此外，当所述光发射被滤波时，所述发射光谱的波长范围可被缩小。

所述光学部件在光学组件中可具有固定的位置，或可以是选择性地可移动的。如本文所用，术语“选择性地”与“移动”和类似的术语一起使用，所述短语指所述光学部件的位置可以所需的方式被改变。所述光学部件的位置和方向的至少一个可被改变。例如，在具体的实施方式中，可旋转的镜子被选择性地移动，以便于聚焦光学成像系统。

本文所述的不同的元件和部件可被可拆卸地耦合。如本文所用，当两个或两个以上元件或部件被“可拆卸地耦合”(或“可拆卸地安装”和其他类似的术语)时，所述元件可被容易地分离而不破坏所述耦合的部件。例如，当元件可以容易地彼此分离而不用过度费力、不使用工具(即用手)或没有花费大量的时间在所述部件的分离上，所述元件可以是容易地可分离的。举例来说，在一些实施方式中，光学器件可被可拆卸地安装至光学底板。此外，流动池和射流器件可被可拆卸地安装至器件支架。

成像阶段包括其中所述样品的至少部分被成像的时间段。一种样品可以经历或经受多个成像阶段。例如，一种样品可以经受两个不同的成像阶段，其中每个成像阶段试图检测来自一种或多种不同标记的光信号。作为一个具体的例子，沿核酸样品的至少部分的第一扫描可以检测与核苷酸A和C相关的标记而沿所述样品的至少部分的第二扫描可以检测与核苷酸G和T相关的标记。在测序实施方式中，在测序方案的单独循环中可发生单独的阶段。每个循环可以包括一个或多个成像阶段。在其他实施方式中，在不同的成像阶段检测光信号可包括扫描不同的样品。不同的样品可以是相同的类型(例如两个微阵列芯片)或不同的类型(例如流动池和微阵列芯片)。

成像阶段期间，观测所述样品提供的光信号。各种类型的成像可与本文所述的实施方式一起使用。例如，本文所述的实施方式可以利用“步进扫描”方法，在所述方法中样品区域的各部分被单独成像。实施方式也可被配置以执行落射荧光成像和全内反射荧光(TIRF)成像的至少一个。在其他实施方式中，样品成像器为扫描时间延迟集成(TDI)系统。此外，所述成像阶段可包括“行扫描”一种或多种样品，以便光的线性聚焦区扫描整个所述样品。一些行扫描方法的描述见于，例如，美国专利号7,329,860和美国专利公布号2009/0272914，其中每个的完整主题以引用方式全部并入本文。成像阶段还可包括以光栅模式移动光的点聚焦区跨越所述样品。在替代性的实施方式中，成像阶段可包括检测无光照时以及完全基于所述样品内的标记的发射性能(例如所述样品中的放射性或化学发光成分)而生成的光发射。在替代性的实施方式中，流动池可被安装到检测所述所需的反应的成像器(如CCD或CMOS)上。

如本文所用，术语“样品”或“相关样品”包括经历成像阶段的各种相关的材料或物质，在所述成像阶段中，观测来自所述材料或物质的光信号。在具体的实施方式中，样品可包括相关的生物或化学物质以及可选地，支撑所述生物或化学物质的光学基底或支撑结构。就这点而言，样品可以包括或可以不包括光学基底或支撑结构。如本文所用，术语“生物或化学物质”可以包括各种适于用本文所述的光学系统成像或检验的生物或化学物质。例如，生物或化学物质包括生物分子，如核苷、核酸、多核苷酸、寡核苷酸、蛋白质、酶、多肽、抗体、抗原、配体、受体、多糖、碳水化合物、多磷酸盐、纳米孔、细胞器、脂质层、细胞、组织、生物体和生物活性化合物(如上述种类的类似物或拟态物)。其他化学物质包括可以用于标识的标记，其例子包括荧光标记和下文进一步详述的其他标记。

不同类型的样品可包括以不同的方式影响入射光的不同光学基底或支撑结构。在具体的实施方式中，待检测的样品可被连接到基底或支撑结构的一个或多个表面。例如，流动池可包括一个或多个流动通道。在流动池中，所述流动通道可以通过所述流动池的顶层和底层与周围环境分隔。因此，待检测的光信号投射自所述支撑结构的内部并可以传输通过具有不同折射率的多个材料层。例如，当检测来自流动通道的内底面的光信号以及当检测来自所述流动通道上面的光信号时，希望待检测的所述光信号可传播通过具有一种折射率的流体、通过所述流动池的具有不同的折射率的一个或多个层并通过具有一种不同折射率的周围环境。

如本文所用，“射流器件”是一种包括一个或多个以预定的方式引导流体的流动通道以进行所需的反应的装置。所述射流器件配置为被射流地耦合至测定系统的射流网络。举例来说，射流器件可包括流动池或芯片实验室(lab-on-chip)设备。一般地，流动池沿表面支承样品以通过外部成像系统成像。芯片实验室设备可支承样品并执行额外的功能，如利用集成检测器检测所述所需的反应。射流器件还可以可选地包含其他被可操作地耦合至所述流动通道的部件，如外壳或成像器。在具体的实施方式中，所述通道可以具有设置有样品的通道表面，而所述射流器件可以包含允许所述样品在所需的反应发生后成像的透明材料。

在具体的实施方式中，所述流体器件具有微流体尺寸的通道。在这样的通道中，流动穿过其中的液体的表面张力和内聚力以及所述液体和所述通道的表面之间的粘合力至少对所述液体的流动有实质影响。例如，微流体通道的横截面面积(垂直于流动方向截取)可以是约10μm²或更小。

在替代性的实施方式中，本文所述的光学成像系统可用于扫描具有微阵列的样品。一个微阵列可包括连接到一个或多个基底的一组不同的探针分子，以便所述不同的探针分子可以根据相对位置彼此区分开来。一个阵列可以包括不同的探针分子，或不同组的探针分子，其中每个位于基底上不同的寻址位置。替代地，一个微阵列可包括单独的光学基底(如珠)，每个承载一个不同的探针分子，或一组不同的探针分子，所述探针分子可以根据连接有所述光学基底的表面上所述基底的位置或者根据所述基底在液体中的位置来识别。其中单独的基底被设置于表面上的示例性的阵列包括但不限于，来自,Inc.(SanDiego,CA)的BeadChip阵列或其他孔中包含珠的阵列，如那些描述于专利号为6,266,459、6,355,431、6,770,441、6,859,570和7,622,294的美国专利；以及PCT公布号为WO 00/63437的专利中的阵列，所述专利的每个以引用方式并入本文。其他在表面上具有颗粒的阵列包括那些在US 2005/0227252、WO 05/033681和WO 04/024328(其中每个以引用方式并入本文)中阐述的阵列。

可以使用本领域已知的各种微阵列的任何一种。典型的微阵列包含位点(有时也被称为功能部件)，每个具有一组探针。每个位点上的探针组通常具有单一品种的探针，是同质的，但在一些实施方式中，所述组中每个可以是异质的。阵列的位点或功能部件通常是离散的、被隔开的。单独的位点可以是连续的，或者它们彼此之间可以有间隔。所述探针位点的大小和/或所述位点之间的间距可以不同，以便阵列可以是高密度、中密度或较低密度。高密度阵列的特点是位点间隔小于约15μm。中密度阵列的位点间隔约15至30μm，而低密度阵列的位点间隔大于30μm。用于本发明的阵列可以具有间隔小于100μm、50μm、10μm、5μm、1μm或0.5μm的位点。本发明实施方式的装置或方法可用来以足以辨别上述密度或密度范围的位点的分辨率使阵列成像。

可以使用的市售微阵列的进一步的例子包括，例如 微阵列或其他按照有时被称为VLSIPS^TM(超大规模固定化聚合物合成)技术的方法合成的微阵列，如，例如专利号为5,324,633；5,744,305；5,451,683；5,482,867；5,491,074；5,624,711；5,795,716；5,831,070；5,856,101；5,858,659；5,874,219；5,968,740；5,974,164；5,981,185；5,981,956；6,025,601；6,033,860；6,090,555；6,136,269；6,022,963；6,083,697；6,291,183；6,309,831；6,416,949；6,428,752和6,482,591的美国专利(其中每个以引用方式并入本文)中所述。点状微阵列也可用于根据本发明的实施方式的方法中。示例性的点状微阵列是来自Amersham Biosciences的CodeLink^TM阵列。另一有用的微阵列是一种使用喷墨印刷方法(来自Agilent Technologies的SurePrint^TM技术)制造的微阵列。

本文阐述的所述系统和方法可以用来检测所述微阵列接触的样品中具体靶分子的存在。这可以，例如基于标记的靶分析物至所述微阵列的具体探针的结合或者由于具体探针的靶点依赖性修改来确定，以掺入、去除或改变所述探针位置的标记。几种检测中的任何一种可以用来利用微阵列(如，例如公布号为2003/0108867、2003/0108900、2003/0170684、2003/0207295或2005/0181394的美国专利申请(其中每个以引用方式并入本文)中所述)识别或表征靶点。

此外，本文所述的光学系统可被阐释为包括如2007年3月30日提交的题为“Systemand Devices for Sequence by Synthesis Analysis”的PCT申请PCT/US07/07991中所述的各种部件和组件和/或包括如2008年9月26日提交的题为“Fluorescence Excitationand Detection System and Method”的国际公开号为WO 2009/042862的国际申请中所述的各种部件和组件(所述两个申请的完整主题整体以引用方式并入本文)。在具体的实施方式中，光学系统可包括如美国专利号7,329,860和WO 2009/137435(其完整主题整体以引用方式并入本文)中所述的各种部件和组件。光学系统还可包括如2009年12月15日提交的申请号为12/638,770的美国专利(其完整主题整体以引用方式并入本文)中所述的各种部件和组件。

在具体的实施方式中，本文所述的方法和光学系统可用于核酸测序。例如，边合成边测序(SBS)方案尤为适用。在SBS中，多个荧光标记的改性核苷酸被用于对光学基底的表面(例如在流动池中至少部分地限定通道的表面)上存在的多个扩增DNA簇(可能以百万计的簇)测序。所述流动池可包含用于测序的核酸样品，其中所述流动池被置于适当的流动池支架内。所述用于测序的样品可以呈现单一核酸分子的形式，所述单一核酸分子被彼此隔开，以便作为簇或其他特征形式的可单独拆分、扩增的核酸分子群，或者被连接至一个或多个核酸分子的珠。因此，可以在诸如那些上文阐述的阵列上进行测序。核酸可以制备为其在与未知靶序列相邻的位置包含寡核苷酸引物。要开始第一SBS测序循环，一个或多个不同标记的核苷酸以及DNA聚合酶等可通过流体流动子系统(未显示)流入/流经所述流动池。单一类型的核苷酸可被一次加入，或者在测序过程中使用的核苷酸可被专门设计为具有可逆终止属性，从而允许在几种类型的标记核苷酸(如A、C、T、G)的存在下同时发生每个循环的测序反应。所述核苷酸可以包括可检测的标记部分，如荧光团。当所述四种核苷酸混合在一起时，所述聚合酶能够选择正确的碱以掺入，而每个序列通过单碱基被延伸。未掺入的核苷酸可以通过使洗液流过所述流动池被洗掉。一种或多种激光器可激发核酸并诱发荧光。所述核酸发出的荧光基于所掺入的碱的荧光团，而不同的荧光团可发出不同波长的发射光。解封闭试剂可被加至所述流动池，以从被延伸及检测的DNA链去除可逆终止子基团。然后，所述解封闭试剂可以通过使洗液流过所述流动池被洗掉。所述流动池然后备用于进一步的始于如上所述的标记核苷酸的引入的测序循环。射流和检测步骤可被重复多次，以完成测序操作。示例性测序方法的描述见于，例如Bentley等人,Nature 456:53-59(2008),WO 04/018497；US 7,057,026；WO 91/06678；WO 07/123744；US 7,329,492；US 7,211,414；US 7,315,019；US 7,405,281和US 2008/0108082，其中每个以引用方式并入本文。

在一些实施方式中，核酸可在测序之前或期间被附到表面并扩增。例如，可以使用桥式扩增进行扩增，以在表面上形成核酸簇。有用的桥式扩增方法的描述见于，例如，美国专利号5,641,658、美国专利公开号2002/0055100、美国专利号7,115,400、美国专利公开号2004/0096853、美国专利公开号2004/0002090、美国专利公开号2007/0128624和美国专利公开号2008/0009420。另一有用的用于扩增表面上的核酸的方法是滚环扩增(RCA)，例如，如Lizardi等人,Nat.Genet.19:225-232(1998)和US2007/0099208A1(其中每个以引用方式并入本文)中所述。珠上乳液PCR也可以使用，例如，如Dressman等人,Proc.Natl.Acad.Sci.USA100:8817-8822(2003)、WO 05/010145或美国专利公开号2005/0130173或2005/0064460(其中每个的全部内容以引用方式并入本文)中所述。

其他适用于本文阐述的所述方法和系统的用途的测序技术为焦磷酸测序、纳米孔测序以及连接法测序。特别有用的示例性焦磷酸测序技术和样品被描述于US 6,210,891、US 6,258,568、US 6,274,320和Ronaghi,Genome Research 11:3-11(2001)(其中每个以引用方式并入本文)。也有用的示例性纳米孔技术和样品被描述于Deamer等人,Acc.Chem.Res.35:817-825(2002)；Li等人,Nat.Mater.2:611-615(2003)；Soni等人,ClinChem.53:1996-2001(2007)、Healy等人,Nanomed.2:459-481(2007)和Cockroft等人,J.am.Chem.Soc.130:818-820；以及US 7,001,792(其中每个以引用方式并入本文)。具体地，这些方法利用重复的试剂递送步骤。本文提出的仪器或方法可配置有贮器、阀门、射流线和其他射流部件以及用于那些部件的控制系统，以引入试剂并根据所需的方案(例如如上所述的参考文献中提出的那些方案)检测光信号。各种样品中的任何一种可被用于这些系统，例如具有通过乳液PCR生成的珠的基底、具有零模式波导的基底、具有集成CMOS检测器的基底、在脂质双层中具有生物纳米孔的基底、具有合成纳米孔的固态基底以及本领域已知的其他基底。这些样品被描述于上文所述的参考文献中的各种测序技术背景并进一步被描述于US 2005/0042648、US 2005/0079510、US 2005/0130173和WO 05/010145(其中每个以引用方式并入本文)。

可以按照不同的实施方式被检测(例如，当存在于支撑结构上面或内部时)的示例性标记包括但不限于发色团、发光团、荧光团、光学编码的纳米粒子、以衍射光栅编码的颗粒、电化学发光的标记(如Ru(bpy)³²⁺)或可以基于光学特性被检测到的部分。可以有用的荧光团包括，例如荧光镧系复合物(包括那些铕和铽的复合物)、荧光素、罗丹明、四甲基罗丹明、曙红、赤藓红、香豆素、甲基香豆素、芘、孔雀石绿、Cy3、Cy5、二苯乙烯、荧光黄(LuciferYellow)、Cascade Blue^TM、Texas Red、alexa染料、藻红蛋白、氟硼荧和本领域已知的其他荧光团，如那些在Haugland,Molecular Probes Handbook,(Eugene,OR)6th Edition；TheSynthegen catalog(Houston,TX.),Lakowicz,Principles of FluorescenceSpectroscopy,2nd Ed.,Plenum Press New York(1999)或WO 98/59066(其中每个以引用方式并入本文)中描述的荧光团。在一些实施方式中，一对标记可以是由第一激发波长可激发的而另一对标记可以是由第二激发波长可激发的。

虽然实施方式是关于包括由光学基底支撑的生物或化学物质的样品的检测的示例，可以理解其他样品可以通过本文所述的实施方式被成像。其他示例性的样品包括但不限于生物标本(如细胞或组织)、电子芯片(如计算机处理器中所使用的那些)等等。一些应用的例子包括显微镜、卫星扫描仪、高分辨率复印、荧光图像采集、核酸分析和测序、DNA测序、边合成边测序、微阵列成像、全息编码微粒成像等等。

图1是按照一个实施方式形成的用于进行生物或化学分析的测定系统100的框图。在一些实施方式中，所述测定系统100是可类似于台式设备或台式电脑的工作站。例如，至少大多数用于进行所需的反应的系统和部件可以共同处于所述测定系统100的外壳117内。在其他实施方式中，所述测定系统100包括离所述测定系统100远程设置的一种或多种部件、组件或系统(例如远程数据库)。所述测定系统100可包括彼此相互作用以执行一种或多种用于生物或化学分析的预定方法或测定方案的各种部件、组件和系统(或子系统)。

例如，所述测定系统100包括系统控制器102，所述系统控制器102可以与所述测定系统100的所述各种部件、组件和系统(或子系统)连通。如图所示，所述测定系统100具有光学组件104、激发源组件106、检测器组件108和支撑一个或多个其上具有样品的射流器件112的射流器件支架110。所述射流器件可以是流动池，如下文所述的流动池200，或者所述射流器件112可以是下文所述的射流器件300。

在一些实施方式中，所述光学组件104被配置以引导来自所述激发源组件106的入射光到所述射流器件112之上。所述激发源组件106可包括一种或多种被配置以激发与所述样品相关的标记的激发光源。所述激发源组件106也可被配置以提供由所述样品反射和/或折射的入射光。如图所示，所述样品可提供包括光发射116和/或透射光118的光信号。所述器件支架110和所述光学组件104可彼此相对移动。在一些实施方式中，所述器件支架110包括相对于所述光学组件104移动所述射流器件112的电机组件132。在其他实施方式中，所述光学组件104可被另外或者替代地移动至所述器件支架110。所述光学组件104也可被配置以引导所述光发射116和/或透射光118至所述检测器组件108。所述检测器组件108可包括一种或多种成像检测器。所述成像检测器可以是，只是作为举例，CCD或CMOS摄像头，或光电倍增管。

仍如图所示，所述测定系统100可包括控制整个射流网络135(实线表示)的流体流动的射流控制系统134。所述射流控制系统134可于，例如测序方案期间递送反应成分(例如试剂)或其他流体至所述射流器件112。所述测定系统100还可包括被配置为存放所述测定系统100可用的流体的流体存储系统136以及调节所述流体的温度的温度控制系统138。所述温度控制系统138一般地也可利用，例如散热模块、散热器和鼓风机来调节所述测定系统100的温度。

仍如图所示，所述测定系统100可包括与用户互动的用户界面140。例如，所述用户界面140可包括显示或请求来自用户的信息的显示器142和接收用户输入的用户输入设备144。在一些实施方式中，所述显示器142和所述用户输入设备144是相同的设备(如触摸屏)。如将在下文作更详细的讨论，所述测定系统100可与各个部件连通以执行所需的反应。所述测定系统100也可被配置以分析检测数据，以向用户提供所需信息。

所述射流控制系统134被配置以引导和调节一种或多种流体通过所述射流网络135。所述射流控制系统134可包括，例如，选择性地可操作用于控制流体流动的泵和阀门。所述射流网络135可与所述射流器件112和所述流体存储系统136流体连通。例如，选定的流体可被汲取自所述流体存储系统136并以受控的方式被引导至所述射流器件112，或所述流体可被汲取自所述射流器件112并被引向，例如所述流体存储系统136中的废物贮器。虽未显示，所述射流控制系统134还可包括检测所述射流网络内所述流体的流速或压力的流量传感器。所述传感器可与所述系统控制器102连通。

所述温度控制系统138被配置以调节所述射流网络135、所述流体存储系统136和/或所述射流器件112的不同区域的流体温度。例如，所述温度控制系统138可包括与所述射流器件112接合并控制沿所述射流器件112流动的流体的温度的热循环器113。虽未显示，所述温度控制系统138可包括检测流体或其他部件的温度的传感器。所述传感器可与所述系统控制器102连通。

所述流体存储系统136与所述射流器件112流体连通并可存储本文中用来进行所需的反应的各种反应成分或反应物。所述流体存储系统136可存储用于清洗或清洁所述射流网络135或所述射流器件112以及也用于稀释所述反应物的流体。例如，所述流体存储系统136可包括各种用于存储试剂、酶、其他生物分子、缓冲溶液、水和非极性溶液等等的贮器。此外，所述流体存储系统136还可包括用于接收废产物的废物贮器。

所述器件支架110被配置为例如，以机械、电气和流体方式中的至少一个啮合一个或多个所述射流器件112。所述器件支架110可以一个期望的方向支承所述射流器件112，以便于流体流过所述射流器件112和/或所述射流器件112成像。

所述系统控制器102可包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器、精简指令组计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑电路和任何其他能够执行本文所述的功能的电路或处理器的系统。上面的例子仅仅是示例性的，并因此不一定旨在限制所述术语系统控制器的定义和/或含义。在示例性的实施方式中，所述系统控制器102执行存储于一种或多种存储单元、存储器或模块的指令组，以便实现检测数据的获取和分析的至少一个。存储元件可以是信息源或所述测定系统100内的物理存储元件的形式。

所述指令组可包括各种指示所述测定系统100执行具体操作(如本文所述的各种实施方式的方法和过程)的命令。所述指令组可以是软件程序的形式。如本文所用，术语“软件”和“固件”是可以互换的，并包含存储在存储器中由计算机执行的任何计算机程序，所述存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、非易失性RAM(NVRAM)存储器。以上的存储器类型仅仅是示例性的，因而不是对可用于存储计算机程序的存储器的类型的限制。

所述软件可以是各种形式，如系统软件或应用软件。此外，所述软件可以是单独的程序的集合，或者较大程序内部的程序模块或程序模块的一部分。所述软件还可包括面向对象编程的形式的模块化编程。获得检测数据后，可通过所述测定系统100自动处理、响应用户输入处理或响应另一处理机作出的请求(例如通过通信链路的远程请求)处理所述检测数据。

所述系统控制器102可通过通信链路(虚线表示)连接至所述测定系统100的其他部件或子系统。所述系统控制器102也可被通信地连接至异地系统或服务器。所述通信链路可以是硬连线或无线的。所述系统控制器102可接收来自所述用户界面140的用户输入或命令。所述用户输入设备144可包括键盘、鼠标、触摸屏面板和/或语音识别系统等等。替代地或另外地，所述用户输入设备144也可以是所述显示器142。

图1也示出所述系统控制器102的框图。在一个实施方式中，所述系统控制器102包括一个或多个可以彼此连通的处理器或模块。所述系统控制器102在概念上被作为模块的集合示出，但可以利用专用硬件板、DSP、处理器等的任意组合来实现。替代地，所述系统控制器102可利用带有单处理器或多处理器的现成的个人电脑来实现，而功能操作分布在所述处理器之间。作为进一步的选择，下文所述的模块可以利用混合配置来实现，其中某些模块功能利用专用硬件来执行，而其余的模块功能利用现成的个人电脑等来执行。所述模块也可作为处理单元内的软件模块来实现。

所述系统控制器102可包括与系统控制模块150连通的多个模块151-158。所述系统控制模块150可以与所述用户界面140连通。虽然所述模块151-158被显示与所述系统控制模块150直接连通，所述模块151-158也可以彼此、与所述用户界面140或者与其他系统直接连通。此外，所述模块151-158可以通过其他模块与所述系统控制模块150连通。

所述多个模块151-158包括与所述子系统连通的系统模块151-153。所述流体控制模块151可以与所述射流控制系统134连通，以控制所述射流网络135的阀门和流量传感器，从而控制一种或多种流体流动通过所述射流网络135。当流体变低或当所述废物贮器必须更换时，所述流体存储模块152可通知用户。所述流体存储模块152还可以与所述温度控制模块153连通，以便所述流体可以在理想的温度下被存储。

所述多个模块151-158还可包括接收并分析来自所述检测器组件108的检测数据(例如图像数据)的图像分析模块158。处理后的检测数据可被存储起来以供后续分析或可被传送到所述用户界面140以向用户显示所需的信息。方案模块155-157与所述系统控制模块150连通，以当进行预定的测定方案时控制所述子系统的运作。所述方案模块155-157可包括用于指示所述测定系统100根据预定方案执行具体操作的指令组。

所述方案模块155可被配置以发出在所述射流器件112内生成样品的命令。例如，所述方案模块155可以指示所述流体存储系统136和所述温度控制系统138在样品区域中生成样品。在一个具体的实施方式中，所述方案模块155可发出执行桥式PCR的命令，其中克隆扩增子簇形成于流动池通道(或通路)内的局部区。

所述方案模块156可以是被配置以发出各种执行边合成边测序过程的命令的边合成边测序(SBS)模块。在一些实施方式中，所述SBS模块156也可处理检测数据。通过桥式PCR生成所述扩增子后，所述SBS模块156可提供进行所述扩增子线性化或变性的指令以产生sstDNA并添加测序引物，以便所述测序引物可以杂交成为位于有关区域侧面的通用序列。每个测序循环通过单碱基延伸所述sstDNA并通过改性DNA聚合酶和四种核苷酸混合物(其递送可以受所述SBS模块156的指示)完成。不同类型的核苷酸具有独特的荧光标记，以及每个核苷酸具有只允许一个循环内发生单碱基掺入的可逆终止子。单碱基被加入所述sstDNA后，所述SBS模块156可以发出清洗步骤的指令，以通过使洗液流过所述流动池去除未掺入的核苷酸。所述SBS模块156可进一步指示所述激发源组件和检测器组件执行成像阶段以在所述四个通道的一个中检测荧光(即每个荧光标记一个)。成像后，所述SBS模块156可指示递送解封闭试剂，以从所述sstDNA化学切割所述荧光标记和所述终止子。所述SBS模块156可以发出清洗步骤的指令，以去除所述解封闭试剂和所述解封闭试剂的产物。随后可进行另一类似的测序循环。在这种测序方案中，所述SBS模块156可指示所述射流控制系统134引导试剂和酶溶液流动通过所述射流器件112。

在一些实施方式中，所述SBS模块157可被配置以发出各种执行焦磷酸测序方案步骤的命令。当具体的核苷酸被掺入到新生链时，焦磷酸测序检测无机焦磷酸(PPi)的释放(Ronaghi,M.等人.(1996)"Real-time DNA sequencing using detection ofpyrophosphate release."Analytical Biochemistry242(1),84-9；Ronaghi,M.(2001)"Pyrosequencing sheds light on DNA sequencing."Genome Res.11(1),3-11；Ronaghi,M.等人.(1998)"A sequencing method based on real-time pyrophosphate."Science281(5375),363；美国专利号6,210,891；美国专利号6,258,568和美国专利号6,274,320，其披露的全部内容以引用方式并入本文)。在焦磷酸测序中，释放的PPi可以通过由腺苷三磷酸腺苷(ATP)硫酸化酶立即被转换为ATP进行检测，以及生成的ATP水平通过荧光素酶产生的光子进行检测。在这种情况下，所述射流器件112可包括数百万的孔，其中每个孔具有在其上具有克隆扩增sstDNA的单一捕获珠。每个孔还可包括其他较小的珠子(例如可携带固定化酶(例如ATP硫酸化酶和荧光素酶)或便于将所述捕获珠保持在所述孔中的珠子)。所述SBS模块157可被配置以向所述流体控制模块151发出命令，以连续进行携带单一类型核苷酸的流体的循环(例如，第1循环：A；第2循环：G；第3循环：C；第4循环：T；第5循环：A；第6循环：G；第7循环：C；第8循环：T；等等)。当核苷酸被掺入到DNA中时，焦磷酸被释放，从而引发链式反应，其中产生光猝发。所述光猝发可以通过所述检测器组件的样品检测器进行检测。检测数据可被传达到所述系统控制模块150、所述图像分析模块158和/或所述SBS模块157进行处理。所述检测数据可存储起来用于以后的分析或可通过所述系统控制器102进行分析而图像可被发送到所述用户界面140。

在一些实施方式中，用户可以通过所述用户界面140提供用户输入，以选择将由所述测定系统100运行的测定方案。在其他实施方式中，所述测定系统100可自动检测已被插进所述器件支架110的射流器件112的类型并与用户确认待运行的测定方案。替代地，所述测定系统100可提供数量有限的以确定类型的射流器件112运行的测定方案。用户可以选择所需的测定方案，然后所述测定系统100可根据预编程指令执行所选定的测定方案。

图2和3示出按照一个实施方式被配置用于样品的生物和化学分析的工作站160。如图所示，所述工作站160相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位。在所示的实施方式中，地球引力g平行于所述Z轴延伸。所述工作站160可包括工作站壳162(或工作站外壳)，其被示于图2和图3的剖视图中。所述壳162被配置以容纳所述工作站160的各种元件。例如，所述工作站160可包括如上文所述的关于所述测定系统100(图1)的类似元件。如图所示，所述工作站160具有光学台164，所述光学台164具有多个安装至其的光学部件。所述光学部件可以是光学组件(如根据图38等描述的所述光学组件602)的一部分。所述光学台164可以具有相对于所述壳162的固定位置。

所述工作站160还可包括可移动地耦合至所述光学台164的样品台166。所述样品台166可具有在其上支撑具有有关样品的射流器件的滑动平台168。在所示的实施方式中，所述射流器件是在下文更详细地描述的射流器件300。所述平台168被配置为相对于所述光学台164以及，更具体地，相对于所述光学组件602的成像透镜滑动。为此，所述平台168可以沿所述X轴双向滑动，以便所述射流器件300可被置于所述样品台166上以及以便所述成像透镜可以在所述射流器件300的上方滑动以使其中的样品成像。在其他实施方式中，所述平台168可以是静止的而所述样品台166可以沿所述X轴双向滑动，以相对于所述光学组件602的成像透镜设置所述射流器件300。因此，所述平台和样品台由于所述样品台、平台或两者的移动而可以是相对于彼此可移动的。

仍如图所示，所述工作站160可包括用户界面172、计算系统174(图2)以及流体存储单元176和178(图4)。所述用户界面172可以是被配置以向用户显示信息并且也接收用户输入的触摸屏。例如，所述触摸屏可以接收执行预定的测定方案或接收来自用户的查询的命令。所述计算系统174可包括处理器和模块，如根据图1描述的所述系统控制器102和所述模块151-158。所述流体存储单元176和178可以是更大的流体存储系统的一部分。所述流体存储单元176可用于收集执行所述测定产生的废物而所述流体存储单元178可包括缓冲液。

图4是可用于所述工作站160(图2)的射流网络552的图。如本文所用，流体可以是液体、凝胶、气体或其混合物。此外，流体可以是两种或两种以上的液体的混合物。所述射流网络552可包括多个被配置为有一种或多种流体流过的射流部件(例如，流体线、泵、流动池或其他射流器件、歧管、贮器)。如图所示，所述射流网络552包括多个通过流体线互连的射流部件553-561(实线表示)。在所示的实施方式中，所述射流网络552包括缓冲溶液容器553、试剂托盘554、多口阀555、旁路阀556、流量传感器557、流动池558、另一流量传感器559、泵560和废物贮器561。流体的流动方向通过沿所述流体线的箭头表示。除了所述射流部件553-561，所述射流网络还可包括其他射流部件。

所述试剂托盘554可以与下文更详细地描述的反应成分托盘(或反应成分存储单元)1020类似。所述托盘1020可以包括各种包含用于以本文所述的实施方式执行测定的反应成分的容器(例如瓶或管)。所述多口阀555的操作可以受控于测定系统，如所述测定系统100，以选择性地使不同的流体(包括其混合物)流入所述流动池558。所述流动池558可以是所述流动池200或所述射流器件300(两者在下文被更详细地描述)或其他合适的射流器件。

图5-60(在下文被更详细地描述)示出可以与所述工作站160一起使用的各种元件(例如部件、设备、组件、系统等等)和方法。这些元件可以彼此配合以成像样品、分析所述检测数据并向所述工作站160的用户提供信息。然而，下面的元件和方法也可以独立使用、在其他装置中使用或与其他装置一起使用。例如，所述流动池200和所述射流器件300可用于其他的测定系统。所述光学组件602(及其元件)可用于检查其他项目，如微型电路。此外，所述器件支架400可被用于支承其他射流器件，如芯片实验室设备。带有这些设备的测定系统可以包括或不包括光学组件，以检测所述所需的反应。

图5-7示出按照一个实施方式形成的流动池200。如图5-7所示，所述流动池200相对于所述X、Y和Z轴定位。所述流动池200被配置以在流动通道206中保持有关样品205。所述样品205被示为在SBS方案过程中可以成像的多个DNA簇，但其他样品可用于替代性的实施方式中。虽然只示出单一的U形流动通道206，替代性的实施方式可包括具有带有不同形状的路径的多流动通道的流动池。所述流动池200可以与射流系统(未显示)流体连通，所述射流系统被配置以递送试剂至所述流动通道206中的所述样品205。在一些实施方式中，所需的反应发生后，所述样品205可提供可检测的特征(例如通过荧光或化学发光)。例如，所述流动池200可以具有光信号从其中发出的一个或多个样品区域或部分(即所述样品205所处的区域或部分)。在一些实施方式中，所述流动池200也可用于生成所述样品205，以执行生物或化学测定。例如，在所述SBS方案执行前，所述流动池200可用于生成所述DNA簇。

如图5-7所示，所述流动池200可以包括固定在一起并在其间限定所述流动通道206的第一层202和第二层204。所述第一层202具有安装表面208和外部表面或外表面210(图5和6)。所述安装表面和外部表面208和210沿所述Z轴面向相反的方向并在其间限定厚度T₁(图5和6)。所述厚度T₁沿XY平面大体上是均匀的，但在替代性的实施方式中可以有所不同。所述第二层204具有通道表面212(图6)和外部表面或外表面214。所述通道表面和外部表面212和214沿所述Z轴面向相反的方向并在其间限定厚度T₂(图6)。

仍然如图5所示，所述第一层202具有沿所述X轴测量的尺寸或长度L₁和沿所述Y轴测量的另一尺寸或宽度W₁。在一些实施方式中，所述流动池200被定性为微装置。微装置可能很难通过个人的手保持或移动。例如，所述流动池200的所述长度L₁可以是约100mm或约50mm或更小。在具体的实施方式中，所述长度L₁是约30mm或更小。在一些实施方式中，所述宽度W₁可以是约35mm或约25mm或更小，更具体地，所述宽度W₁可以是约15mm或更小。此外，图7所示的合并或总高度H_T(例如厚度T₁和T₂的总和)可以是约10mm或约5mm或更小。更具体地，所述高度H_T可以是约2mm或约1.5mm或更小。

所述流动池200包括在所示的实施方式中呈线性的边缘231-234。边缘231和233以所述宽度W₁间隔开并延伸所述流动池200的所述长度L₁。边缘232和234以所述长度L₁间隔开并沿所述宽度W₁延伸。仍如图所示，所述第二层204可以具有沿所述X轴测量的尺寸或长度L₂和沿所述Y轴测量的另一尺寸或宽度W₂。在所示的实施方式中，所述边缘231-234限定所述流动池200的周边并沿平行于所述XY平面延伸的共同的池平面延伸。仍如图所示，所述第二层204可以具有如所述边缘231-234类似定位的边缘241-244(如图5所示)。

在所示的实施方式中，所述宽度W₁大体上大于所述宽度W₂，以及所述第二层204仅仅被置于所述安装表面208的一部分上。就这点而言，所述安装表面208在所述第二层204的相对两侧包括暴露的夹持部分208A和208B。所述宽度W₂在所述夹持部分208A和208B之间延伸。所述流动池200也可以具有沿所述Z轴面向相反方向的池面256和258。在所示的实施方式中，所述池面256包括所述夹持部分208A和208B和所述外表面214，以及所述池面258包括所述外表面210。仍如图所示，所述流动池200可在相对的第一和第二池端246和248之间纵向延伸。在所示的实施方式中，所述边缘232和242在所述第一池端246上大体上彼此共面而所述边缘234和244在所述相对的第二池端248上大体上彼此共面。

如图6所示，所述第二层204具有至少一个沿所述通道表面212延伸的凹槽部分216。在所示的实施方式中，所述通道表面212被蚀刻以形成所述沟槽部分216，但所述沟槽部分216可以通过其他工艺(如切削所述通道表面212)形成。为组装所述流动池200，所述第二层204的所述通道表面212被安装并固定于所述第一层202的所述安装表面208上。例如，所述通道表面和安装表面212和208可使用防止来自所述流动池200的泄漏的粘合剂(例如光活化树脂)粘合在一起。在其他实施方式中，所述通道表面和安装表面212和208可通过其他粘合剂粘合在一起或机械互锁和/或固定在一起。因此，所述第一层202被配置以覆盖所述第二层204的所述凹槽部分216以形成所述流动通道206。在所示的实施方式中，所述沟槽部分216可以是朝向所述第一端大体上延伸所述长度L₂，弯曲，然后朝向所述第二端大体上延伸所述长度L₂的单一连续的槽。因此，所述流动通道206可以大体上是U形的。

图5-7显示所述样品205仅仅沿所述安装表面208设置。然而，在其他实施方式中，所述样品205可被置于任何限定所述流动通道206的表面上。举例来说，所述样品205也可以被置于部分地限定所述流动通道206的所述沟槽部分216的配合表面212上。

在所示的实施方式中，所述流动通道206可包括多个通道段250-252。不同的通道段可以具有相对于紧挨的上游或下游通道段的不同尺寸。在所示的实施方式中，所述流动通道206可包括通道段250(其也可被称为成像段250)。所述通道段250可以具有被配置为通过成像系统(未显示)成像的样品区域。所述流动通道206也可以具有通道段251和252(其也可被称为非成像段251和252)。如图所示，所述通道段250和252彼此平行延伸通过所述流动池200。所述流动通道206的所述通道段251和252可以相对于所述通道段250按一定尺寸制作并成型，以控制可能流动穿过其中的流体和气体的流动。

例如，图7还示出所述通道段250-252各自的横截面C₁-C₃，其通过垂直于流动方向F₁截取。在一些实施方式中，所述横截面C₁-C₃可以是不同大小的(即不同的截面积)，以控制流体通过所述流动通道206的流动。例如，所述横截面C₁的尺寸大于所述横截面C₂和C₃。更具体地，所述流动通道206的所述通道段250-252可以具有大体上相等的高度H₁，所述高度H₁测量于所述通道表面212的所述凹槽部分216(图6)和所述安装表面208之间。然而，所述流动通道206的所述通道段250-252可以分别具有不同的宽度W₃-W₅。所述宽度W₃大于所述宽度W₄和W₅。所述通道段251可以构成射流地连接所述通道段250和252的弯曲或弯管段。所述横截面C₃比所述横截面C₁和C₂较小。例如，所述宽度W₅小于所述宽度W₃和W₄。

图8是所述弯曲段251和所述通道段250和252的部分的放大图。如上所述，所述通道段250和252可彼此平行延伸。在所述流动通道206内，或许需要通过所述样品区域的均匀流动。例如，所述流体可包括流部分F₂-F₄。所述通道段250-252的尺寸可被配置，以便所述流部分F₂-F₄在整个所述样品区域内具有大体上相等的流速。在这类实施方式中，所述样品205的不同区段或部分(图5)可以有大体上等量的时间以与所述流体内的反应成分反应。

为此，所述流动通道206的所述弯曲段251可以有射流地连接所述通道段250和252的非连续的轮廓。例如，如图8所示，所述弯曲段251可包括锥形部分270、中间部分276和下游部分278。如图所示，所述锥形部分270具有尺寸逐渐减少的宽度W_5A。更具体地，所述弯曲段251可包括以大体上相等的角度朝向彼此向内延伸的侧壁272和274。所述中间部分276从所述锥形部分270到所述下游部分278弯曲。所述中间部分276具有尺寸逐渐减少、然后尺寸开始增加的宽度W_5B。所述下游部分278处处具有大体上均匀的宽度W_5C并沿大体上线性的路径从所述中间部分276延伸至所述通道段252。换言之，所述侧壁272和274可以彼此平行延伸穿过所述下游部分278。

返回到图7，所述流动池200包括入口和出口，分别为222和224。所述入口和出口222和224只有通过所述第二层204形成。然而，在替代性的实施方式中，所述入口和出口222和224只有通过所述第一层202或通过所述层202和204两者形成。所述流动通道206与所述入口和出口222和224流体连通并在其中延伸。在具体的实施方式中，所述入口和出口222和224在所述流动池200的所述池端248彼此毗邻(或与所述边缘234和244毗邻)。例如，分离所述入口和出口222和224的间隔282可约等于所述宽度W₃。更具体地，所述间隔282可以是约3mm、约2mm约或更少。此外，所述通道段250和252可被间隔280分开。所述间隔280可以小于所述通道段250的所述宽度W₃或更具体地，小于所述通道段252的所述宽度W₄。因此，所述流动通道206的路径可以大体上是U形的以及，在所示的实施方式中，具有沿所述弯曲段251的非连续的轮廓。

在替代性的实施方式中，所述流动通道206可以具有不同的路径，以便所述入口和出口222和224在所述流动池200中具有不同的位置。例如，所述流动通道可以形成从所述流动池一端的所述入口延伸到所述流动池相对端的所述出口的单通路。

关于图6，在一些实施方式中，所述第二层204的所述厚度T₂(图6)沿所述成像部分250是大体上均匀的。沿所述成像部分250的所述均匀的厚度T₂可被配置以传输光信号穿过其中。此外，所述第一层202的所述厚度T₁沿所述成像部分250是大体上均匀的并被配置以允许热能均匀地传递穿过其中进入所述流动通道206。

图9-11示出按照一个实施方式形成的射流器件300。为了说明性的目的，所述射流器件300相对于图9和10所示的相互垂直的X、Y和Z轴定位。图9和10是所述射流器件300的透视图。如图9和10所示，所述射流器件300包括卡盘(或流动池载体)302和所述流动池200。所述卡盘302被配置以容纳所述流动池200并便于定位用于成像阶段的所述流动池200。

在一些实施方式中，所述射流器件300和所述卡盘302可以是可拆卸的，以便所述卡盘302可以通过个人或机器从成像系统(未显示)被移除而不损害所述射流器件300或卡盘302。例如，所述卡盘302可被配置为被反复插入并移动至所述成像系统而不破坏所述卡盘302或使得所述卡盘302不适合其预期目的。在一些实施方式中，所述射流器件300和所述卡盘302可以按一定尺寸制作并成型以被个人所操作。此外，所述射流器件300和所述卡盘302可以按一定尺寸制作并成型以由自动化系统承载。

如图9和10所示，所述卡盘302可包括外壳或载体框架304和被耦合至所述外壳304的盖构件306。所述外壳304具有外壳或沿所述Z轴面向相反方向并具有在其间延伸的高度H₂(如图11所示)的载体面303和305。如图9所示，所述外壳304在所述射流器件300的载入端316包括桥式构件324以及在所述射流器件300的相对接收端318包括底座构件326。所述外壳304还包括在所述桥式构件和底座构件324和326之间延伸的一对间隔开的腿延长部分328和330。所述桥式构件324在所述腿延长部分328和330之间延伸并连接所述腿延长部分328和330。所述桥式构件324可包括开向所述射流器件300的外部的凹口321(如图10所示)。如图9所示，所述腿延长部分328和330可以具有多个被配置以夹持所述流动池200的所述池面256的夹持构件371-374。

仍如图9所示，所述射流器件300可以具有沿所述Z轴完全穿过所述卡盘302的器件窗315。在所示的实施方式中，所述器件窗315大体上由所述桥式构件324、所述盖构件306以及所述腿延长部分328和330框成。所述器件窗315包括容纳空间308以及多个紧邻所述容纳空间308的凹口320和322。所述容纳空间308被配置以容纳所述流动池200。当所述流动池200被置于所述容纳空间308内时，所述流动池200被暴露于所述射流器件300的外部，以便所述流动池200可被看到或沿所述外壳面303还有所述外壳面305直接被啮合。例如，所述池面258(也如图11所示)沿所述Z轴面向相对于所述池面256的相反的方向。所述池面256可被所述成像系统看到或被沿所述外壳面303的另一部件直接啮合。同样，所述池面258可被所述成像系统看到或被沿所述外壳面305的另一部件直接啮合。

关于图9和10，所述盖构件306可包括相互耦合的盖体340和垫圈342。所述垫圈342包括毗邻彼此的入口和出口通道346和344(如图9所示)。在所示的实施方式中，所述盖体340和所述垫圈342被共同模制成一体化结构。形成后，所述盖体340和所述垫圈342可以有不同的可压缩性质。例如，在具体的实施方式中，所述垫圈342可包括比所述盖体340的材料更具可压缩性质的材料。然而，在替代性的实施方式中，所述盖体340和所述垫圈342可以是被耦合在一起(如机械地或使用粘合剂)的单独的部件。在其他实施方式中，所述盖体340和所述垫圈342可以是单一连续的结构的不同的部分或区域。

所述盖构件306可被可移动地耦合至所述外壳304。例如，所述盖构件306可被可旋转地耦合至所述外壳304的所述底座构件326。在这样的实施方式中，所述垫圈342是可围绕安装位置(如图9所示)和脱开位置(如图10所示)之间的旋转轴R₁旋转的。在其他其中所述盖构件306被可移动地耦合至所述外壳304的实施方式中，所述盖构件306可以是从所述外壳304可拆卸的。例如，当连接到所述外壳304时，所述可拆卸的盖构件可在类似于如图9所示的安装位置的安装位置。当脱离所述外壳304时，所述可拆卸的盖构件可在脱开位置被完全移除。

仍如图10所示，所述外壳304可以限定当所述盖构件306在所述脱开位置时可以进入的卡盘腔338(图10)。在一些实施方式中，识别发射机336可被置于所述卡盘腔338内。所述识别发射机336被配置以传达关于所述流动池200的信息至读取器。例如，所述识别发射机336可以是RFID标签。当所述流动池200被插入所述成像系统时，所述识别发射机336所提供的信息可以，例如，识别所述流动池200中的所述样品、大量的所述流动池或样品、生产日期和/或待执行的测定方案。所述识别发射机336也可以传达其他信息。

图11是沿所述Y轴所视的所述射流器件300的横截面图。在一些实施方式中，所述容纳空间308相对于所述流动池200按一定尺寸制作并成型，以便所述流动池200被保持在所述空间中，但是至少某些配置可以在其中浮动。如本文所用，术语“浮动”和类似的术语包含部件被允许至少在一个方向(例如沿所述X、Y或Z轴)移动有限的距离。例如，所述流动池200可以具有沿所述XY平面在所述容纳空间308内移位的能力。所述流动池200也可以具有在所述容纳空间308内沿所述Z轴的方向移动的能力。此外，所述流动池200也可以具有在所述容纳空间308内稍微旋转的能力。在具体的实施方式中，所述外壳304允许所述流动池200关于所述X、Y和Z轴的任何一个在所述容纳空间308内移位、移动和稍微旋转。

在一些实施方式中，所述容纳空间308也可被表征为这样的空间：当所述射流器件300容纳所述流动池200时，所述射流器件300允许所述流动池200在其中自由移动。因此，所述容纳空间308的尺寸可基于能够直接啮合所述流动池200的所述射流器件300的基准面的位置。所述基准面可以是所述外壳304或包括所述垫圈342的所述盖构件306的表面。例如，图11示出多个基准面381-387。当所述流动池200被容纳于所述容纳空间308内时，所述夹持构件371和372各自的基准面381和382以及所述垫圈342的基准面383可以限制所述流动池200超出预定水平的移动。所述垫圈342的所述基准面384和所述桥式构件324的基准面385可以限制所述流动池200沿所述XY平面的移动。此外，所述桥式构件324和所述盖构件306的基准面386和387也可以限制所述流动池200沿所述Z轴的移动。然而，所述基准面381-387只是示例性的而所述射流器件300可以具有其他的限制所述运动池200的移动的基准面。

要组装所述射流器件300，所述流动池200可被载入所述容纳空间308。例如，所述流动池200可沿所述外壳面305向前移动朝向所述器件窗315。所述边缘234(图5)可以在所述夹持构件372和373和所述垫圈342之间向前移动。然后，所述池面256可以朝所述夹持构件371-374旋转，以便所述夹持构件371-374接合所述池面256。然后，所述边缘232(图5)朝向所述桥式构件324以及，更具体地，朝向所述桥式构件324的所述基准面385移动。在一些实施方式中，所述桥式构件324可偏转或弯曲以提供更多的用于在其上设置所述池端246(图5)的空间。当所述流动池200被载入所述卡盘302时，所述外壳304和所述盖构件306可有效地夹持所述流动池200的周边，以便所述流动池200被限制以仅在所述容纳空间308内部移动。

在替代性的实施方式中，所述池端246首先通过所述桥式构件324，然后通过所述垫圈342插入定位。在其他的实施方式中，所述流动池200可以临近所述外壳面303。所述夹持构件371-374可以有允许所述流动池200卡入所述容纳空间308内的位置的锥形或斜面表面。

在所述流动池200载入前、载入后或载入期间，所述盖构件306可被移动至所述脱开位置，以便所述识别发射机336(图10)可被置于所述卡盘腔338(图10)内。当所述垫圈342处于所述安装位置时，所述入口和出口通道346和344可以有相对于所述外壳304和所述容纳空间308的预定位置和方向。所述垫圈342可沿所述流动池200的暴露部分(即所述池面256)被安装在所述流动池200的上方。所述入口和出口通道346和344一般地可以与所述入口和出口224和222(图5)对准。

但是，应指出的是，所示的射流器件300只是一个具体的实施方式，而在替代性的实施方式中，所述射流器件300可以具有不同的配置。例如，在替代性的实施方式中，所述流动池200可以不沿所述外壳面303和305的每个被暴露于所述射流器件300的外部。相反，所述流动池200可以只沿所述外壳面的一个(例如所述外壳面303)被暴露于所述外部。此外，在替代性的实施方式中，所述盖构件306可以不被可旋转地耦合至所述外壳304。例如，所述盖构件306可以是完整地可拆卸的。

图12-15示出按照替代性的实施方式形成的也可用于测定系统(如所述测定系统100(图1)和所述工作站160(图2))的射流器件900和920。所述射流器件900和920可包含与所述射流器件300类似的功能部件。例如，如图所示，在图12和13中，所述射流器件900可包括卡盘(或流动池载体)902和所述流动池200。所述卡盘902被配置以保持所述流动池200并便于定向所述流动池200用于成像阶段。所述卡盘902包括外壳904和被可移动地安装到所述外壳904的盖构件906。所述盖构件906处于图12中的安装位置和图13中的脱开位置。

仍如图12和13所示，所述射流器件900可包括覆盖所述流动池200的所述入口入口和出口222和224(图13)的密封件910。在一些实施方式中，所述密封件910被配置以便于将流体保留在所述流动通道206内，以便所述流动通道206内的所述样品205(图5)保持在流体环境中。然而，在一些实施方式中，所述密封件910可被配置以防止不需要的材料进入所述流动通道206。如图12和13所示，所述密封件910是在所述池端246和248(图13)之间延伸的一单片胶带。外伸部分912可以延伸远离所述池端246。在替代性的实施方式中，所述密封件910可以不止是一片胶带(例如所述入口入口和出口222和224的每个各一片胶带)或所述密封件910可以是其他能够覆盖所述入口入口和出口222和224的元件。例如，所述密封件910可包括塞子。

在一些实施方式中，当所述射流器件900没有被安装到测定系统时，所述密封件910覆盖所述入口入口和出口222和224。例如，当所述射流器件900被存储或运输时或当样品正在所述流动池200内生长或生成时，所述密封件910可被使用。在这种情况下，所述密封件910可被固定于所述流动池200和所述外壳904，如图13所示。更具体地，所述密封件910可耦合至所述池面256并沿所述池面256延伸以及覆盖所述入口入口和出口222和224。所述密封件910也可以耦合至所述外壳904的底座构件914。然后，所述盖构件906可被移动到所述安装位置(如图12所示)，以便所述密封件910被夹在所述入口入口和出口222和224和所述盖构件906之间。所述盖构件906可便于防止所述密封件910被意外地移除。在替代性的实施方式中，所述密封件910可覆盖所述盖构件906的入口入口和出口通道916和918。

图14和图15示出所述射流器件920，所述射流器件920也可以具有与所述射流器件300和900类似的功能部件。如图所示，所述射流器件920包括卡盘(或流动池载体)922和所述流动池200。所述卡盘922包括外壳924和被可移动地安装到所述外壳924的盖构件925。显示所述盖构件925只处于图14和15中的安装位置。所述外壳924和所述盖构件925可以与上文所述的所述外壳204和904和所述盖构件206和906类似。

然而，所述外壳924还可包括鳍状突出部分926和928。所述鳍状突出部分926和928按一定尺寸制作并成型以由个人或机器人设备夹持，例如，当所述射流器件920被插入器件支架或从器件支架(未显示)移除时。在一些实施方式中，如果所述射流器件920没有被合理放置，所述鳍状突出部分926和928可以阻止所述盖组件(未显示)移动到闭合位置。所述鳍状突出部分926和928可包括被配置以由个人握持的触觉功能部件927和929。在所示的实施方式中，所述鳍状突出部分926和928被置于所述射流器件920的接收端930。所述盖构件925可以在所述鳍状突出部分之间延伸。然而，所述鳍状突出部分926和928可具有沿所述卡盘902的其他位置。

图16-24显示按照一个实施方式形成的射流器件支架400的各种功能部件。图16是所述支架400的部分分解图。组装时，所述支架400可被用来在成像阶段期间按所需的方位支承所述射流器件300(图9)和所述流动池200(图5)。此外，所述支架400可在所述射流器件300和所述成像系统(未显示)之间提供接口，其中所述支架400可被配置以引导流体通过所述流动池200并提供或去除来自所述流动池200的热能。虽然所述支架400被显示为保持所述射流器件300，所述支架400可被配置以保持其他射流设备，如芯片上实验室设备或没有卡盘的流动池。

如图16所示，所述支架400可包括可拆卸的盖组件404和支撑结构402。在一些实施方式中，所述支架400还可包括板结构406和可移动的平台408。所述板结构406可操作地耦合至所述盖组件404并包括穿过其中的开口410。同样，所述平台408包括穿过其中的开口412。所述支撑结构402可包括散热器414和被安装到所述散热器414上的散热模块(或热循环仪)416。所述散热模块416包括基底部分418和底座420。当组装所述支架400时，所述支撑结构402、所述平台408以及所述板结构406相互堆叠。就这点而言，所述开口412按容纳所述基底部分418的尺寸制作并成型而所述开口410按容纳所述底座420的尺寸制作并成型。当组装时，所述盖组件404可被可操作地耦合至所述板结构406和所述支撑结构402。

图17示出所组装的支架400。在所示的实施方式中，面板424被置于所述板结构406(图16)的上方。如图16和17所示，所述盖组件404包括被耦合至所述板结构406的盖外壳435。所述盖外壳435可大体上呈U形，具有一对间隔开的朝共同的方向延伸的外壳腿436和438。所述外壳腿436和438可以在结合点437和439处被可旋转地耦合至所述板结构406。所述盖外壳435还可包括在所述外壳腿436和438之间延伸并连接所述外壳腿436和438的桥式部分440。如此，所述盖组件404可被配置以提供观看空间442(图17)。所述观看空间442可以按一定尺寸制作并成型以允许成像透镜(未显示)以沿所述流动池200并在所述流动池200上方的方向Dx(图17)移动。

在所示的实施方式中，所述盖组件404是相对所述板结构406或支撑结构402在打开位置(如图16所示)和闭合位置(如图17所示)之间可移动的。在所述打开位置，所述盖组件404被抽回或缩回以允许进入所述支架400的载入区域422(如图18所示)，以便所述射流器件300可被从所述载入区域422移除或被插入所述载入区域422。在所述闭合位置，所述盖组件404被安装到所述射流器件300的上方。在具体的实施方式中，所述盖组件404在所述闭合位置建立与所述射流器件300的流体连接并将所述流动池200压在所述支撑结构402上。

如图16所示，在一些实施方式中，所述支架400包括耦合机构450，以便于保持所述盖组件404在所述闭合位置。例如，所述耦合机构450可包括操作员控制的元件452(其包括被耦合至一对锁开口456和458的按钮453)。所述耦合机构450还包括从所述盖外壳435的配合表面460突出的一对锁端头454和455。所述盖外壳435可以通过弹簧元件464和466被偏置入所述打开位置。当所述盖组件404由个人或机器移进所述闭合位置时，所述锁端头454和455被分别插入到所述锁开口456和458并夹持所述操作员控制的元件452。要将所述盖组件404移进所述打开位置，所述个人或机器可通过，例如，向内按动所述按钮453启动所述按钮453。由于所述盖外壳435通过所述弹簧元件464和466被偏置，所述盖外壳435围绕所述结合点437和439旋转远离所述面板424(图17)。

在替代性的实施方式中，所述耦合机构450可包括其他元件，以便于将所述盖组件404保持在所述闭合位置。例如，所述锁端头454和455可更换为磁性元件或与开口形成干涉配合的元件。

图18是所述支撑结构402的散热模块416和所述散热器414的孤立的透视图。所述散热模块416可被配置以在预定的时间段内控制所述流动池200的温度。例如，所述散热模块416可被配置以提高所述流动池200的温度，以便所述样品中的DNA可以变性。此外，所述散热模块416可被配置以去除热能，从而降低所述流动池200的温度。如图所示，所述底座420包括按一定尺寸制作并成型以与所述流动池200(图5)接合的基面430。所述基面430面向沿所述Z轴的方向。所述底座420也可包括多个围绕所述基面430设置的对准构件431-433。在所示的实施方式中，所述对准构件431-433具有相对于所述基面430的固定位置。所述对准构件431-433具有相应的被配置以接合所述流动池200并便于设置所述流动池200用于成像的基准面。例如，所述对准构件431-433的所述基准面可以面向沿所述XY平面的各自的方向，就这点而言，其可被配置以限制所述流动池200沿所述XY平面的移动。所述支撑结构402可以包括所述载入区域422的至少一部分。所述载入区域422可以由所述基面430和所述对准构件431-433的所述基准面部分地限定。

图19和20示出按照一个实施方式可以与所述支架400一起使用的对准组件470。图19是所述支架400的平面图，其中所述盖外壳435以剖视图被显示以示出所述对准组件470。图20是所述支架400的透视图，其中所述盖组件404处于所述打开位置。(在图19和20两图中，所述面板424(图17)已被删除，仅供说明用途。)

在图19和20中，所述射流器件300被载入所述载入区域422中。当所述射流器件300被载入，所述流动池200被放置到所述基面430(图18)上以及所述对准构件432、433和431被向前移动通过所述卡盘302的所述凹口320、322和321(图9和10)。更具体地，沿所述外壳面305的所述器件窗315(图9)可以按大于所述基面430的周边的尺寸制作并成型。就此而言，所述卡盘302或外壳304可被允许落到所述基面430的周围，但是所述流动池200被防止落到所述基面430旁边。如此，所述流动池200的所述池面258可被压在所述基面430上，以便所述散热模块416可控制所述流动池200的温度。当所述流动池200被安装到所述基面430上时，所述卡盘302的所述基准面381-383(图11)被压在所述池面256(图11)上。这时，沿所述样品205延伸的所述流动池200的池平面可以大体上对准所述成像系统的对象平面。

在所示的实施方式中，当所述射流器件300被载入所述载入区域422时，所述测定系统的识别读取器可以检测来自所述识别发射机336(图10)的信息。例如，所述支架400可包括临近所述识别发射机336、位于所述板结构406的识别读取器(未显示)。识别读取可以发生在所述盖组件404被安装到所述射流器件300上之前。

参考图19和20，所述对准组件470包括共同配合以定向和定位所述流动池200以成像的各种元件。例如，所述对准组件470包括可移动的定位臂472和被可操作地耦合至所述定位臂472的致动器474。如图所示，所述致动器474包括杆476和被耦合至所述盖外壳435的销元件478。在所示的实施方式中，所述杆476是围绕旋转轴R₂(图19)可旋转的。所述杆476可以是L形的，具有被配置以啮合所述销元件478的第一延长部分480和被配置以啮合所述定位臂472的第二延长部分482。所述定位臂472也是围绕旋转轴R₃(图19)可旋转的并包括具有啮合端486的指状物484。所述对准组件470还包括啮合所述指状物484的偏置元件490(例如螺旋弹簧)。所述啮合端486被配置以啮合所述射流器件300的所述卡盘302。在替代性的实施方式中，所述啮合端486可被配置以直接啮合所述流动池200。

所述对准组件470在图19中处于啮合布置而在图20中处于抽回布置。当所述对准组件470处于所述抽回布置时，所述定位臂472处于缩回位置而当所述对准组件470处于所述啮合布置时，所述定位臂472处于偏置位置。要在所述载入区域422中对准所述流动池200，所述对准组件470从所述抽回布置变更为所述啮合布置。例如，当所述盖外壳435移动到所述打开位置时(如图20所示)，所述销元件478啮合所述杆476的所述第一延长部分480，使得所述杆476按逆时针方向围绕所述轴R₂旋转(如图19所示)。所述盖外壳435可通过所述弹簧元件464和466(图16)被保持在所述打开位置。当所述杆476旋转时，所述第二延长部分482围绕所述轴R₂旋转并啮合所述定位臂472。所述定位臂472按顺时针方向围绕所述轴R₃旋转(如图19所示)。当所述定位臂472旋转时，所述定位臂472被移到所述缩回位置。当移到所述缩回位置时，所述啮合端486远离所述对准构件431-433的所述基准面移动。

要使所述对准组件470从所述抽回布置变更到所述啮合布置，所述盖外壳435可以朝向所述射流器件300旋转并被安装到所述流动池200的上方。当所述盖外壳435朝向所述射流器件300移动时，所述销元件478远离所述杆476的所述第一延长部分480旋转。当所述第二延长部分482远离所述定位臂472移动时，存储在所述偏置元件490的势能可导致所述定位臂472按逆时针方向旋转，使得所述啮合端486压在所述卡盘302上。就这点而言，所述定位臂472被移到所述偏置位置。当被移到所述偏置位置时，所述啮合端486朝向所述对准构件431-433的所述基准面移动。

图21是当所述定位臂472的所述啮合端486压在所述卡盘302上时所述载入区域422中所述射流器件300的放大图。所述啮合端486可被配置以在所述缩回位置和所述偏置位置之间在所述XY平面内移动。当所述啮合端486朝向所述偏置位置移动并压在所述卡盘302上时，所述啮合端486提供针对所述卡盘302的力F_XY。所述卡盘302可以沿所述XY平面移位和/或将所述流动池200压在所述对准构件431-433的所述基准面。所述力F_XY具有X分量和Y分量。所述X分量可以将所述流动池200压在所述对准构件431上，而所述Y分量可以将所述流动池200压在所述对准构件432和433上。就这点而言，所述对准构件431可以阻止所述流动池200沿所述X轴方向的移动，而所述对准构件432和433可以阻止所述流动池200沿所述Y轴方向的移动。

在所述对准组件470变更到所述啮合布置之前，所述盖构件306的所述入口入口和出口通道346和344可分别与所述流动池200的所述入口入口和出口224和222(图7)大致对准。在所述对准组件470变更到所述啮合布置之后，所述入口入口和出口通道346和344与所述入口入口和出口224和222有效地(或可操作地)对准，以便流体可以有效地流动穿过其中。

因此，所述盖组件404可被可操作地耦合至所述对准组件470，以便一个步骤或动作会使所述对准组件470啮合所述射流器件300。更具体地，当所述盖组件404被安装到处于所述闭合位置的所述器件上方时，所述致动器474移动所述定位臂472至所述偏置位置。在所述偏置位置，所述定位臂472支承所述流动池200抵靠沿所述XY平面处于固定位置的所述对准构件431-433的所述基准面。当所述盖组件404处于所述闭合位置时，所述观看空间442(图17)可以被置于所述流动池200的上方，以便成像透镜可沿所述流动池200移动以成像所述流动通道206。随着所述盖组件404移动至所述打开位置，所述致动器474将所述定位臂472移动至所述缩回位置。然而，在所示的实施方式中，当所述定位臂472缩回时，所述流动池200保持在原位。因此，所述流动池200可以是相对于各种元件可浮动的。例如，当所述盖构件306处于所述安装位置时，所述流动池200可以是相对于所述盖构件306和所述垫圈342可浮动的。所述流动池200也可以是相对于所述盖组件404和所述基面430可浮动的。

在一些实施方式中，所述对准组件470和所述盖组件404可按预定的顺序操作。例如，在具体的实施方式中，在所述盖组件404到达所述闭合位置之前，所述定位臂472被配置以支承所述流动池200抵靠处于所述固定位置的所述对准构件431-433。当所述盖组件404到达所述闭合位置时，所述盖组件404可便于将所述流动池200压在所述基面430上以及也将所述入口入口和出口通道346和344压在所述入口入口和出口224和222上。一般地，在所述基面430在z维度内定位所述流动池200之后，所述对准组件470可被配置以在x和y维度内定位所述流动池200。另外，对准组件可被配置以先在x和y维度内然后在z维度内定位所述流动池200。因此，在x、y和z维度内的对准可以响应用户采取的单个步骤或动作相继地并按各种顺序发生。

在替代性的实施方式中，所述对准组件470可以不如上文所述的被可操作地耦合至所述盖组件404。相反，所述对准组件470和所述盖组件404可以彼此独立运作。就这点而言，个人也许需要执行多个步骤以对准所述流动池200并射流地耦合所述流动池200。例如，所述对准组件470可以由个人单独发动，从而移动所述定位臂472以对准所述流动池200。所述流动池200被对准后，所述个人可再降低所述盖组件404到所述流动池200上。此外，所述对准组件470可包括除上述那些部件之外的额外和/或其他部件。

图22是处于所述闭合位置的所述盖组件404的孤立的透视图。图22示出所述观看空间442的尺寸。如图所示，所述盖外壳435可以具有顶部表面492。所述观看空间442可以具有从所述顶部表面492到所述射流器件300或所述流动池200测得的深度D_P。所述观看空间442也可以具有沿所述Y轴测得的宽度W₆和沿所述X轴测得的长度L₆。所述观看空间442的长宽高可以按一定尺寸制作，以便成像透镜(未显示)可以穿过其中在所述流动池200的上方移动。更具体地，成像透镜可以通过检查孔443进入所述观看空间442并沿所述X轴的方向在所述流动池200的上方移动。

图23是沿图22中的线23-23所取的所述盖组件404的横截面图。在所示的实施方式中，所述盖组件404可包括多个压缩臂494和496。所述压缩臂494和496被配置以分别提供针对所述射流器件300的所述外壳面303的压缩力F_C1和F_C2。在所示的实施方式中，所述压缩臂494和496压到所述卡盘302上。然而，在替代性的实施方式中，所述压缩臂494和496可以压到所述流动池200上。

所述压缩力F_C1和F_C2按压所述射流器件300的所述外壳304，从而将所述流动池200的所述池面256(图9)压到所述散热模块416上。就这点而言，所述流动池200可以与所述基面430保持密切接触，用以在其间传递热能。在所示的实施方式中，所述压缩臂494和496彼此独立运作。例如，所述压缩臂494和496的每个被可操作地耦合至各自的压缩弹簧495和497。

如图23所示，所述压缩臂494和496朝向所述观看空间442和所述载入区域422延伸。当所述盖组件404移到所述闭合位置时，所述压缩臂494和496可啮合所述外壳面303。由于所述压缩臂494和496压到所述外壳面303上，来自所述外壳面303的阻力可使所述压缩臂494和496围绕轴R₄和R₅旋转。所述压缩弹簧495和497中的每个都可抵制各自压缩臂的旋转，从而提供针对所述外壳面303的相应的压缩力F_C。因此，所述压缩臂494和496相对于彼此独立偏置。

图24是所述盖组件404(图16)的流送组件500的孤立透视图。所述流送组件500包括歧管本体502和上游和下游流送管504和506。如图16所示，所述歧管本体502可以在所述外壳腿436和438之间延伸。返回到图24，所述流送管504和506分别在本体端口508和510被机械地以及射流地耦合至所述歧管本体502。所述流送管504和506还包括被配置以被插入所述垫圈342的所述入口入口和出口通道346和344的管端514和516。

如图24所示，所述流送组件500相对于所述垫圈342在安装位置。在所述安装位置，所述管端514和516分别被插入所述入口和出口通道346和344，以便流体可以流动穿过所述流动池200。此外，在所述安装位置，所述流送组件500可以将所述垫圈342(图9)压在所述流动池200上，以便流体连接被有效地密封。为此，所述流送组件500可包括偏置弹簧520和522。所述偏置弹簧520和522被配置以压到所述盖外壳435(图16)的内部并提供针对所述垫圈342的力F_C3。所述耦合机构450(图16)可以便于保持对所述垫圈342的密封。

因此，所述盖组件404可以在三个单独的压缩点压到所述射流器件300的所述外壳304上。更具体地，当被所述管端514和516啮合时，所述垫圈342可以构成第一压缩点P₁(如图24所示)，以及所述压缩臂494和496可在第二和第三压缩点P₂和P₃(如图23所示)接触所述射流器件300。如图22-24所示，所述三个压缩点P₁-P₃围绕所述流动池200分布。此外，所述盖组件404在所述压缩点P₁-P₃独立地提供所述压缩力F_C1-F_C3。就这点而言，所述盖组件404可被配置以提供针对所述射流器件300的大体上均匀的压缩力，以便所述流动池200被均匀地压到所述基面430上以及射流连接被密封以防泄漏。

图25是一种用于样品分析的射流器件的定位方法530的框图。所述方法530包括在基面上设置可拆卸的射流器件(见532)。所述射流器件可以类似于上文所述的射流器件300。例如，所述射流器件可包括容纳空间、位于所述容纳空间的流动池和垫圈。所述流动池可以沿所述容纳空间中的对象平面延伸以及可以是相对于所述对象平面内的所述垫圈可浮动的。所述方法530还包括在所述容纳空间内但在所述基面上移动所述流动池，以便所述流动池的入口和出口与所述垫圈的入口和出口通道大致对准(见534)。移动操作534可包括启动定位器臂以将所述流动池压到所述对准构件上。

图26是一种用于样品分析的射流器件的定位方法540的框图。所述射流器件可以类似于上文所述的射流器件300。所述方法540包括提供具有器件外壳、包括容纳空间和位于所述容纳空间内的可浮动的流动池的射流器件(见542)。所述器件外壳可包括紧邻所述容纳空间的凹口。所述方法还包括将所述射流器件设置在具有对准构件的支撑结构上(见544)。所述对准构件可通过相应的凹口被插入。此外，所述方法540可包括在所述容纳空间内移动所述流动池(见546)。当所述流动池在所述容纳空间内移动时，所述对准构件可以啮合所述流动池的边缘。移动操作546可包括启动定位器臂以将所述流动池压到所述对准构件上。

图27是说明一种用于相对于相互垂直的X、Y和Z轴定位样品区域的方法550的框图。所述方法550包括提供对准组件(见552)。所述对准组件可以类似于上文所述的对准组件470。更具体地，所述对准组件可包括具有啮合端的可移动的定位臂。所述定位臂可以是在缩回和偏置位置之间可移动的。所述方法550还包括将射流器件设置在面向沿所述Z轴的方向的基面上和设置在多个面向沿XY平面的各自方向的基准面之间(见554)。此外，所述方法550还包括移动所述定位臂至所述偏置位置(见556)。所述定位臂可以将所述器件压到所述基准面上，以便所述器件被保持在固定的位置。

图28-37示出流体存储系统1000(图28)的各种功能部件。所述存储系统1000被配置以存储各种可以在预定的测定期间使用的流体并调节所述流体的温度。所述存储系统1000可通过所述工作站160(图2)使用并被所述壳162(图3)封闭。如图28所示，所述存储系统1000包括外壳1002，所述外壳1002具有耦合在一起并在其间限定系统腔1008的底座外壳(或第一外壳)1004和顶部外壳(或第二外壳)1006。所述外壳1002还可包括系统门1010，所述系统门1010被配置以打开并提供进入所述系统腔1008的途径。仍如图所示，所述存储系统1000可包括被耦合至所述外壳1002的后部的温度控制组件1012和被设置在所述顶部外壳1006上的升降机驱动电机1014。

图29是所述存储系统1000的侧面横截面图并更详细地示出所述系统腔1008。所述存储系统1000也可包括反应成分托盘(或反应成分存储单元)1020和包括升降机构1024的流体移取组件1022。所述托盘1020被配置以支承多个用于存放流体的管道或容器。所述升降机构1024包括所述驱动电机1014并被配置以沿所述Z轴双向移动所述流体移取组件1022的部件。在图29中，所述托盘1020位于流体移取位置，以便所述托盘1020保持的流体可被移取并输送到，例如射流器件，用以执行所需的反应或用以冲洗所述射流器件的所述流动通道。

仍如图所示，所述温度控制组件1012可以突出进入所述系统腔1008。所述温度控制组件1012被配置以控制或调节所述系统腔1008内的温度。在所示的实施方式中，所述温度控制组件1012包括热电制冷(TEC)组件。

图30是所述移取组件1022的透视图。如图所示，所述移取组件1022可包括一对相对的导轨1032和1034。所述相对的导轨1032和1034被配置以接收并引导所述托盘1020至所述流体移取位置，如图29所示。所述导轨1032和1034可包括沿所述导轨1032和1034纵向延伸的突出功能部件或脊状物1035。所述导轨1032和1034被配置以被固定于所述底座外壳1004(图28)。所述移取组件1022还包括沿所述Z轴方向延伸的支撑梁(或立柱)1036和1038。所述移取组件的导板1040可以以升高的距离D_Z被耦合至所述支撑梁1036和1038并由此沿所述XY平面伸出。在所示的实施方式中，所述导板1040被固定于所述支撑梁1036和1038。

所述升降机构1024包括结构支撑物1041和1042，在所述结构支撑物1041和1042之间延伸的丝杠1044以及包括输送平台1048的载物台组件1046。所述结构支撑物1041和1042被固定于所述支撑梁1036和1038的两端并被配置以在运行过程中支撑所述升降机构1024。所述丝杠1044的螺纹被可操作地耦合至所述载物台组件1046，以便当所述丝杠1044旋转时，所述载物台组件1046沿所述Z轴按直线方向移动(由双箭头表示)。

所述输送平台1048被配置以支承吸管1050阵列。所述吸管1050可以与被配置以引导流体流动穿过所述吸管1050的系统泵(未显示)流体连通。如图所示，所述吸管1050包括被配置以被插入所述托盘1020的成分孔1060(如图31所示)的远端部分1052。所述远端部分1052穿过所述导板1040的相应开口1053延伸。

所述升降机构1024被配置以在抽回水平和下放水平之间移动所述吸管1050。在所述下放水平时(图50和51所示)，所述吸管1050的所述远端部分1052被插入所述成分孔1060以从其中移取流体。在所述抽回水平时，所述远端部分1052被完全移出所述托盘1020，以便所述托盘1020可被移出所述系统腔1008(图28)，而不损害所述吸管1050或所述托盘1020。更具体地，当所述驱动电机1014旋转所述丝杠1044时，所述载物台组件1046沿所述Z轴以由所述丝杠1044的旋转方向决定的方向移动。因此，所述传输平台1048沿所述Z轴移动，同时支承所述吸管1050。如果所述输送平台1048朝向所述导板1040前进，所述远端部分1052穿过所述导板1040的相应开口1053朝向所述托盘1020滑动。所述导板1040被配置以防止远端部分1052在其被插入所述成分孔1060之前变得不再与所述成分孔1060对准。当所述升降机构1024将所述载物台组件1046移离所述导板1040时，所述输送平台1048和所述导板1040之间的距离(ΔZ)变大，直至所述远端部分1052从所述托盘1020的所述成分孔1060抽回。

图30示出用于运行所述升降机构1024的附加功能部件。例如，所述载物台组件1046还可包括导针1058(仍如图29所示)，所述导针1058固定于所述输送平台1048并以平行于所述吸管1050的方向从所述输送平台1048延伸。所述导针1058还延伸穿过所述导板1040的相应的开口1053。在所示的实施方式中，所述导针1058比所述吸管1050延伸的距离更大，以便在所述吸管1050被插入所述成分孔1060之前，所述导针1058到达所述托盘1020。因此，如果所述托盘1020没有相对于所述吸管1050对准，所述导针1058可以啮合所述托盘1020并调整所述托盘1020的位置，以便所述成分孔1060在所述吸管1050被插入其中之前正确对准相应的吸管1050。

除上文所述外，所述移取组件1022可包括位置传感器1062和定位传感器(未显示)。所述位置传感器1062被配置以接收所述托盘1020的标签1063(如图34所示)，以确定所述托盘1020存在于所述系统腔1008(图28)中且至少大致对准用以接收所述吸管1050。所述定位传感器可以检测所述载物台组件1046的标签1064，以确定所述载物台组件1046的水平。如果所述标签1064还未沿所述Z轴达到阈水平，所述定位传感器可以与所述工作站160(或其他测定系统)沟通，以通知用户所述托盘1020不准备移除。所述工作站160也可以防止用户打开所述系统门1010。

此外，当所述吸管1050的所述远端部分1052最初被插入所述成分孔1060时，所述吸管1050会刺穿覆盖所述成分孔1060的保护箔。在某些情况下，所述箔可以夹持所述吸管1050。当所述吸管1050随后从相应的成分孔1060抽回时，所述保护箔的夹持可齐力地抬起所述托盘1020。然而，在所示的实施方式中，所述脊状物1035被配置以夹持托盘底座1070(图31)且防止所述托盘底座1070以沿所述Z轴的方向被抬起。例如，所述脊状物1035可以夹持所述托盘底座1070的唇状物1071。

图31-34示出所述托盘1020的不同视图。所述托盘1020被配置以支承多个成分孔1060。所述成分孔1060可包括各种反应成分，例如，但不仅限于一种或多种样品、聚合酶、引物、变性剂、用于线性化DNA的线性化混合物、适用于具体测定(如簇扩增或SBS)的酶、核苷酸、裂解混合物、氧化保护剂和其他试剂。在一些实施方式中，所述托盘1020可容纳执行预定的测定必需的所有流体。在具体的实施方式中，所述托盘1020可以容纳在流动池内生成样品(例如DNA簇)以及执行样品分析(例如SBS)必需的所有反应成分。可以在不移除或更换任何所述的成分孔1060的情况下执行所述测定。

所述成分孔1060包括矩形成分孔1060A(如图35-36所示)和管状成分孔1060B(如图37所示)。所述托盘1020包括托盘底座1070和耦合至所述托盘底座1070的托盘盖1072。如图31和32所示，所述托盘盖1072包括把手1074，所述把手1074按一定尺寸制作并成型，以由所述托盘1020的用户握持。所述托盘盖1072还可包括握持凹口1076，所述握持凹口1076按容纳所述用户的一个或多个手指的尺寸制作并成型。

如图31和32所示，所述托盘盖1072可包括多个与相应的成分孔1060对准的管孔1080。所述管孔1080可成型以引导所述吸管1050(示例性的吸管1050如图31所示)进入所述相应的成分孔1060。如图32所示，所述托盘盖1072还包括针孔1082，所述针孔1082按容纳所述导针1058的尺寸制作并成型。所述导针1058被配置以当所述导针1058以非对准方式靠近并进入所述针孔1082时，提供对所述托盘1020的位置的轻微调整。仍如图所示，所述托盘1020可包括沿所述托盘盖1072的表面的识别标签1084。所述识别标签1084配置为被读取器检测，以向所述用户提供关于所述成分孔1060容纳的流体的信息。

如图33和34所示，所述管孔1080至少部分地由从所述托盘盖1072的表面1073突出的边缘1086限定。所述边缘1086从所述表面1073突出小段距离，以防止偶然沉积到所述托盘盖1072上的流体不慎混合。同样，所述识别标签1084可以贴到所述托盘盖1072的凸起部分1088。所述凸起部分1088也可保护所述识别标签1084不慎接触到流体。

图35显示所述成分孔1060A的侧面横截面图，以及图36显示所述成分孔1060A的底部透视图。如图所示，所述成分孔1060A包括相对的第一端和第二端1091和1092以及在其间延伸的贮器1090(图35)。所述贮器1090具有深度D_R(图35)，所述深度D_R随着所述贮器1090从所述第二端1092延伸到所述第一端1091而增加。所述成分孔1060A被配置以将所述吸管1050容纳在所述贮器1090的更深的部分。如图36所示，所述成分孔1060A包括多个沿外表面被配置为靠在所述托盘底座1070的表面上的突出部分1094。

图37是所述成分孔1060B的透视图。如图所示，所述成分孔1060B还可包括多个围绕所述成分孔1060B的外表面的突出部分1096。所述成分孔1060B沿纵向轴1097延伸并具有随着所述成分孔1060B纵向延伸到底部1098而逐渐变细的轮廓。所述底部1098可以具有大体上平的表面。

图61说明一种用于进行生物或化学分析测定的方法960。在一些实施方式中，所述测定可包括样品生成方案和样品分析方案。例如，所述样品生成方案可包括通过桥式扩增生成DNA簇而所述样品分析方案可包括利用所述DNA簇的边合成边测序(SBS)分析。样品生成和样品分析操作可以在共同的测定系统(如所述测定系统100或所述工作站160)中进行而所述操作之间无需用户干预。例如，用户可将射流器件载入所述测定系统。所述测定系统可自动生成用于分析的样品并进行执行所述分析的步骤。

关于图61，所述方法960包括在具有样品区域的射流器件和含有多个不同反应成分的反应成分存储单元之间建立流体连接(见962)。所述反应成分可被配置以用于进行一种或多种测定。所述射流器件可以是，例如，上文所述的射流器件300或流动池200。在一些实施方式中，所述样品区域包含多个固定于其上的反应成分(例如引物)。所述存储单元可以是，例如，上文所述的存储单元1020。所述反应成分可包括被配置以用于生成所述样品的样品生成成分和被配置以用于分析所述样品的样品分析成分。在具体的实施方式中，所述样品生成成分包括用于执行上文所述的桥式扩增的反应成分。此外，在具体的实施方式中，所述样品分析成分包括用于执行上文所述的SBS分析的反应成分。

所述方法960还包括在所述射流器件的所述样品区域生成样品(见964)。生成操作962可包括使不同的样品生成成分流入所述样品区域并控制所述样品区域的反应条件以生成所述样品。例如，热循环仪可用以便于核酸杂交。然而，如果需要的话，可以使用等温法。此外，所述流体的流速可被控制，以允许杂交或其他所需的化学反应。在具体的实施方式中，所述生成操作962包括进行多个桥式扩增循环，以生成DNA簇。

桥式扩增的示例性方案可以包括以下几个步骤。流动池被设置与反应成分存储单元流体连通。所述流动池包括附着了引物对的一个或多个表面。含有不同序列的靶核酸混合物的溶液接触固体载体。所述靶核酸可以具有共同的引发位点，所述引发位点与所述流动池表面上的所述引物对互补，以便所述靶核酸结合所述流动池表面上的所述引物对的第一引物。含有聚合酶和核苷酸的延伸溶液可被引入所述流动池，以便与靶核酸互补的第一扩增产物由所述第一引物的延伸而形成。所述延伸溶液可以去除并以变性溶液取代。所述变性溶液可以包括化学变性剂，如氢氧化钠和/或甲酰胺。由此产生的变性条件释放所述靶核酸的原链，其然后可以通过去除所述变性溶液并以所述延伸溶液取代之从所述流动池去除。在所述延伸溶液存在下，被粘附到所述载体的所述第一扩增产物然后可以与粘附到所述流动池表面的所述引物对的第二引物杂交，以及包含与所述第一扩增产物互补的粘附的核酸序列的第二扩增产物可以通过所述第二个引物的延伸形成。所述变性溶液和延伸溶液的反复输送可以用来在所述流动池表面上的离散位置形成靶核酸簇。虽然上述方案利用化学变性作为示范，将理解对类似的引物和靶核酸也可进行热变性。可用于产生固定化核酸分子簇的扩增方法的进一步描述提供于，例如美国专利号7,115,400；美国公开号2005/0100900、WO 00/18957或WO98/44151(其中每个以引用方式并入本文)。

所述方法960还包括分析所述样品区域的所述样品(见966)。一般地，所述分析操作966可包括检测所述样品区域的任何可检测的特征。在具体的实施方式中，所述分析操作966包括使至少一种样品分析成分流入所述样品区域。所述样品分析成分可以与所述样品发生反应，以提供指示相关事件(或所需的反应)的光学上可检测的信号。例如，所述样品分析成分可以是SBS分析过程中使用的荧光标记的核苷酸。当激发光入射到在其中掺入荧光标记的核苷酸的所述样品上时，所述核苷酸可以发出指示核苷酸类型(A、G、C或T)的光信号，以及所述成像系统可以检测到所述光信号。

一种特别有用的SBS方案利用具有可去除的3’端封闭的改性核苷酸，例如，如WO04/018497、美国2007/0166705A1和美国7,057,026(其中每个以引用方式并入本文)中所述。SBS试剂可被反复循环地输送到附着了靶核酸的流动池，例如，由于上文阐述的桥式扩增方案。所述核酸簇可以使用线性化溶液被转化成单链的形式。所述线性化溶液可以包含，例如，能裂解每个簇的一个链的限制性内切酶。对限制酶或切口酶来说，其他的裂解方法可以作为一种选择，包括尤其是化学裂解(例如以高碘酸裂解二醇键)，通过以内切酶(例如NEB,Ipswich,MA,USA提供的料号为M5505S的‘USER’)的裂解、通过暴露于热或碱进行的脱碱基位点裂解，掺入另外由脱氧核糖核苷酸组成的扩增产物的核糖核苷酸的裂解，多肽接头的光化裂解或裂解。线性化步骤后，在测序引物杂交至待测序的靶核酸的条件下，所述测序引物可被递送到所述流动池。

所述流动池然后可以在一定条件下与含有带有可去除的3’端封闭的改性核苷酸以及荧光标记的SBS延伸试剂接触，以通过单核苷酸加入将杂交至每个靶核酸的引物延伸。只有一个单核苷酸被加入每个引物，因为一旦所述的改性核苷酸已被掺入到与正在测序的模板区域互补的不断增长的多核苷酸链，便没有可以引导进一步的序列延伸的游离3'-OH基团，因此聚合酶不能加入更多的核苷酸。所述SBS延伸试剂可以去除并取代以含有在辐射激发下保护所述样品的成分的扫描试剂。用于扫描试剂的示例性成分的描述见于美国公布US 2008/0280773 A1和美国序列号13/018,255(其中每个以引用方式并入本文)。然后，在扫描试剂的存在下，荧光检测所延伸的核酸。一旦已检测到荧光，所述3’端封闭可以使用适用于所用的封闭基团的解封闭试剂去除。可用于各自封闭基团的示例性解封闭试剂的描述见于WO04018497、US 2007/0166705A1和US7057026(其中每个以引用方式并入本文)。所述解封闭试剂可以洗掉，让靶核酸杂交至含有3’OH基团的延伸引物，所述3’OH基团现在能够加入更多的核苷酸。因此，可以重复加入延伸试剂、扫描试剂和解封闭试剂的循环以及可选地在所述步骤的一个或多个之间清洗，直至获得所需的序列。当所述改性核苷酸的每个都有粘附至其的不同的标记(其已知对应具体的碱)时，可以每个循环利用单延伸试剂输送步骤进行上述循环。所述不同的标记便于辨别每个掺入步骤期间加入的碱。替代性地，每个循环可以包括单独的延伸试剂输送步骤，继之以单独的扫描试剂输送步骤以及检测，在这种情况下，所述核苷酸的两个或多个可以有相同的标记，并可基于已知的输送顺序予以区分。

继续流动池中核酸簇的例子，所述核酸可被进一步处理以通过称为末端配对测序的方法从另一端获得第二读取。末端配对测序方法的描述见于PCT公布WO07010252、PCT申请序列号PCTGB2007/003798和美国专利申请公布US 2009/0088327(其中每个以引用方法并入本文)中。在一个实施例中，可以执行一系列的步骤如下：如上文所阐述生成簇，如上文所阐述线性化，仍如上文所阐述杂交第一测序引物并进行反复循环的延伸、扫描和解封闭，仍如上文所阐述通过合成互补的副本“倒置”所述流动池表面上的所述靶核酸、线性化再合成链、杂交第一测序引物并进行反复循环的延伸、扫描和解封闭。所述倒置步骤可以如上文所阐述通过输送试剂用于单循环的桥式扩增进行。

虽然所述分析操作已经关于具体的SBS方案如上文作为示范，将理解用于测序其他各类分子分析任何一种的其他方案可以按需进行。鉴于本文提出的启示以及关于具体分析方法的常识，为适应不同的分析所做的所述装置和方法的合适修改将是显而易见的。

在一些实施方式中，所述方法960被配置为在最少的用户干预下进行。所述生成操作和分析操作964和966可以通过测定系统以自动方式进行。例如，在某些情况下，用户可以只载入所述射流器件和所述存储单元，并启动所述测定系统以执行所述方法960。在一些实施方式中，在所述生成操作和分析操作964和966期间，所述存储单元和所述射流器件从所述生成操作开始以及在整个所述分析操作期间保持流体连通，直至所述样品被充分分析。换言之，所述射流器件和所述存储单元可以从所述样品生成之前直至所述样品分析之后都保持流体连通。在一些实施方式中，所述射流器件从所述生成操作开始以及在整个所述分析操作期间由所述器件支架不断支承，直至所述样品被充分分析。在这段时间期间，所述器件支架和成像透镜可相对于彼此自动移动。当所述器件支架和所述成像透镜相对于彼此自动移动时，所述存储单元和所述射流器件可以保持流体连通。在一些实施方式中，所述测定系统包含在工作站外壳内以及所述生成操作和分析操作964和966在工作站外壳内独立地进行。

图38是按照一个实施方式形成的光学成像系统600的示意图。所述成像系统600包括光学组件602、光源(或激发光)模块或组件604、具有样品区域608的流动池606以及成像检测器610和612。所述光源模块604包括被配置为以不同的激发光谱照射所述样品区域608的第一和第二激发光源614和616。在具体的实施方式中，所述第一和第二激发光源614和616包括第一和第二半导体光源(SLS)。SLS可包括发光二极管(LED)或激光二极管。然而，在其他的实施方式中，可使用其他光源，如激光或弧光灯。所述第一和第二SLS可以有相对于所述光学组件602的固定位置。

如图所示，所述光学组件602可包括多个光学部件。例如，所述光学组件602可包括透镜623-625、发射光过滤器631、激发光过滤器635和镜子644和642。所述光学组件602可以有额外的用于引导所述激发光和/或所述发射光的光学部件(如透镜、发射光或激发光过滤器、镜子等等)，其附图标记概括为621。所述多个光学部件被设置以用于如下的至少一个：(a)引导所述激发光朝向所述流动池606的所述样品区域608或(b)收集来自所述样品区域608的发射光。仍如图所示，所述成像系统600还可包括与所述流动池606流体连通的流动系统652以及被通信地耦合至所述第一和第二激发光源614和616和所述流动系统652的系统控制器654。所述控制器654被配置以启动所述流动系统652以使试剂流入所述样品区域608并且在预定的时间段后，激活所述第一和第二SLS。

例如，图60说明一种用于进行生物或化学分析测定的方法900。在具体的实施方式中，所述测定可包括边合成边测序(SBS)方案。所述方法900包括使试剂流过流动池的流动通道(见902)。所述流动池可具有样品区域，所述样品区域包含具有被配置以与所述试剂发生化学反应的生物分子的样品。所述方法900还包括用第一和第二半导体光源(SLS)照射所述样品区域(见904)。所述第一和第二SLS分别提供第一和第二激发光谱。当被所述第一或第二SLS照射时，所述样品的所述生物分子可以提供指示结合反应的光发射。此外，所述方法900包括检测来自所述样品区域的所述光发射(见906)。可选地，所述方法900可包括相对于成像透镜移动所述流动池并重复所述照射和检测操作904和906(见908)。图60所示以及上文例举的步骤可以重复，以进行测序方法的多次循环。

图39和图40示出按照一个实施方式形成的、可以与所述成像系统600一起使用的移动控制系统700的多种功能部件。所述移动控制系统700包括光学底板702和被可移动地耦合至所述光学底板702的样品台708。如图所示，所述样品台702具有支撑面704和底面705。所述支撑面和底面704和705沿所述Z轴面对相反的方向。所述底板702被配置以将所述光学组件602(图38)的所述光学部件的大部分支撑在所述支撑面704上。所述底板702和所述样品台708可以是通过中间支撑物715和面板722可移动地相互耦合，以便所述样品支架650可大体上围绕所述X和Y轴旋转，沿所述Y轴移位并沿所述X轴滑动。

图40是所述样品台708(图39)的所述中间支撑物715、电机组件724和可移动的平台726的孤立的透视图。所述电机组件724被可操作地耦合到所述平台726并被配置以使所述平台726沿所述X轴双向滑动。如图所示，所述中间支撑物715包括尾端728和成像端730。所述中间支撑物715可包括临近所述成像端730且沿所述Y轴彼此远离突出的销746和748。临近所述成像端730，所述中间支撑物715可包括透镜孔750，所述透镜孔750按允许所述成像透镜623(图38)延伸穿过其中的尺寸制作并成型。在所示的实施方式中，所述销746和748都有延伸穿过其中的共同的线755，所述线755也延伸穿过所述透镜孔750。

返回到图39，所述平台726通过所述中间支撑物715被耦合至所述底面705。因此，所述样品台708的重量可以由所述底板702支撑。此外，所述移动控制系统700可包括多个被配置以定位所述样品支架650的对准器件733、735、737和739。在所示的实施方式中，所述对准器件733、735、737和739为测微计。所述对准器件733被可操作地耦合至所述中间支撑物715的所述尾端728。当所述对准器件733被启动时，所述尾端728可以沿所述Z轴的方向移动。因此，所述中间支撑物715可围绕所述销746和748(图40)，或更具体地，围绕所述线755旋转。当所述对准器件735和737被启动时，所述样品支架650可以按指示沿所述Y轴移位。当所述对准器件739被启动时，所述样品支架650可围绕平行于所述X轴延伸的旋转轴R₇旋转。

图41-42分别示出可以与所述成像系统600(图38)一起使用的所述光学底板702的透视图和平面图。在所述成像系统600的一些实施方式中，所述光学部件(图38)的一个或多个可以在所述光学组件602中具有固定的位置，以便所述固定(或静态)光学部件不会在所述成像系统600的运行过程中移动。例如，所述底板702被配置以支撑多个光学部件和所述成像系统600的其他部件。如图所示，所述底板702构成了具有面向沿所述Z轴方向的支撑面(或表面)704的大体上一体化的结构。在所示的实施方式中，所述支撑面704不是连续光滑的，而是可以有被设置为以预定的配置布置所述光学组件602的各种平台716-718、凹坑(或容纳空间)719-721和部件容纳空间711-714。如图42所示，所述容纳空间711-714的每个具有各自的基准面781-784。在一些实施方式中，所述基准面781-784可便于将相应的光学部件定位并保持在所需的位置。

图43和图44分别示出光学器件732的前部透视图和后部剖开透视图。如图43所示，所述光学器件732相对于相互垂直的轴791-793定位。所述轴791可以如上文所阐述沿地球引力方向和/或平行于所述Z轴延伸。在具体的实施方式中，所述光学器件732配置为被设置在所述底板702(在图43和图44只示出所述底板702的一部分)的所述部件容纳空间713(图43)内。

所述部件容纳空间713具有限定其中可容纳光学部件的可达空间区域的一个或多个表面。这些一个或多个表面可包括如下所述的基准面。在所示的实施方式中，所述部件容纳空间713是在所述底板702内部深度延伸的所述底板701的部件腔。然而，所述底板702可以其他方式形成所述部件容纳空间。例如，以所述底板702可以形成腔的类似方式，所述底板702也可以有一个或多个凸起的平台，所述凸起的平台包括环绕并限定所述部件容纳空间的表面。因此，所述底板702可成型以部分地或专门地提供所述部件容纳空间。所述底板702可包括所述基准面。在替代性的实施方式中，侧壁可被安装在所述底板702上并被配置以限定所述空间区域。此外，安装至所述底板702的其他光学器件可以限定所述部件容纳空间。如本文所用，当元件“限定”部件容纳空间时，所述元件可以专门地限定所述部件容纳空间或可以只是部分地限定所述部件容纳空间。

所述光学器件732可被可拆卸地安装至所述部件容纳空间713中的所述底板702，但可被配置为在所述成像系统的运作过程中保持固定的位置。然而，在替代性的实施方式中，所述光学器件732不被设置在所述部件容纳空间713的内部，而是可被设置在其他地方，例如所述支撑面704的平台上。在所示的实施方式中，所述光学器件732包括安装器件734和被配置以反射和/或传输光线穿过其中的光学部件736。所述安装器件734被配置以便于按所需的方位支承所述光学部件736并且还将所述光学部件736安装至所述底板702。所述安装器件734包括部件保持器738和被可操作地耦合至所述保持器738的偏置元件740。

在所示的实施方式中，所述光学部件736包括传输光信号穿过其中同时过滤为预定频谱的滤光器。然而，在替代性的实施方式中，可以使用其他的光学部件，例如透镜或镜子。如图所示，所述光学部件736可包括面向相反的方向并在其间限定所述光学部件736的厚度T₃的光学表面742和744。如图所示，所述光学表面742和744可以是平行于彼此延伸的连续光滑的平面，使得所述厚度T₃大体上均匀。然而，在替代性的实施方式中，所述光学表面742和744可以具有其他轮廓。所述光学部件736可以有多个限定周边或外周的部件边缘751-754(图43)。所述外周环绕着所述光学表面742和744。如图所示，所述外周大体上是矩形的，但在替代性的实施方式中，可以使用其他几何形状(例如圆形)。

所述保持器738便于按所需的方位支承所述光学部件736。在所示的实施方式中，所述保持器738被配置以啮合所述光学表面742并围绕所述外周的至少一部分延伸，以保持所述光学部件736。例如，所述保持器738可包括壁部分756和从所述壁部分756沿所述光学部件736的所述外周(例如所述部件边缘752(图43))延伸的框架延伸部758。在所示的实施方式中，所述框架延伸部758可以形成限制所述光学部件736移动的托架。更具体地，所述框架延伸部758可包括近端臂760和远端臂762。所述近端臂760从所述壁部分756沿所述部件边缘752以及所述轴791延伸。所述远端臂762从所述近端臂760沿所述部件边缘751延伸。所述远端臂762包括朝向所述光学部件736延伸并啮合所述光学部件736的突出部分或功能部件764。仍如图所示，所述保持器738可包括置于所述框架延伸部758对面的夹持构件766。所述夹持构件766和所述框架延伸部758可以配合以限制所述光学部件736沿所述轴793移动。所述保持器738可以夹持所述光学部件736的所述外周的一部分。

如图43和44所示，所述壁部分756被配置以啮合所述光学表面742。例如，所述壁部分756具有面向所述光学部件736的配合表面770(图43)。在一些实施方式中，所述壁部分756包括沿所述配合表面770的多个定位功能部件771-773(图43)。所述定位功能部件771-773被配置以直接啮合所述光学部件736的所述光学表面742。当所述定位功能部件771-773直接啮合所述光学表面742时，所述光学表面742(从而所述光学部件736)按所需的方位相对于所述保持器738设置。如图43所示，所述部件容纳空间713的所述基准面783也包括多个定位功能部件761-763。所述定位功能部件761-763被配置以直接啮合所述光学表面744。此外，所述定位功能部件761-763可被布置以便一般地，所述定位功能部件761-763的每个与所述定位功能部件771-773的相应的一个相对。

仍如图44所示，所述壁部分756具有非配合表面774，所述非配合表面774面向相对于所述配合表面770(图43)的相反的方向。所述壁部分756包括延伸远离所述非配合表面774和所述光学部件736的元件突出部分776。所述偏置元件740被配置以耦合至所述元件突出部分776。在所示的实施方式中，所述元件突出部分776和所述偏置元件740延伸进入所述部件容纳空间713的槽778。所述槽778按容纳所述偏置元件740的尺寸制作并成型。所述槽778具有啮合所述偏置元件740的元件表面780。

图45示出所述光学器件732的孤立前视图，以及图46示出

所述光学器件732如何可被可拆卸地安装至所述底板702。要可拆卸地安装所述光学部件736，所述光学部件736可被置于所述安装器件734的部件容纳空间789内，所述部件容纳空间789一般由所述壁部分756(图46)、所述框架延伸部758和所述夹持构件766限定。在具体的实施方式中，当所述光学部件736被置于所述安装器件734内，所述光学部件736被自由地容纳于所述部件容纳空间789内。例如，所述光学部件736可以不与所述保持器738形成干涉配合。相反，在安装操作过程中，所述光学部件736可以通过所述壁部分756、所述框架延伸部758、所述夹持构件766以及，例如，人手被容纳于所述部件容纳空间789内。然而，在替代性的实施方式中，所述光学部件736可与所述保持器738形成干涉配合或可被限制在仅仅由所述保持器738限定的空间内。

关于图46，在所述安装操作过程中，所述偏置元件740可以首先被压缩，以便所述安装器件734可通过并被插入所述部件接收空间713。例如，所述偏置元件740可以通过人的手指被压缩，以减小所述光学器件732的尺寸，或者所述偏置元件740可以通过首先将所述偏置元件740压到所述元件表面780上、然后向前移动所述保持器738进入所述部件容纳空间713以被压缩。一旦所述光学器件732被置于所述部件接收空间713内，所述压缩的偏置元件740中存储的机械能会将所述保持器738和所述光学部件736移动朝向所述基准面783，直至所述光学表面744直接啮合所述基准面783。更具体地，所述光学表面744可以直接啮合所述基准面783的所述定位功能部件761-763(图43)。如图46所示，当安装所述光学部件736时，由于所述定位功能部件771-773(图43)，在所述光学表面742和所述配合表面770(图43)之间可存在小的间隙G₁，以及由于所述定位功能部件761-763(图43)，在所述光学表面774和所述基准面783之间可以存在小的间隙G₂。

在所述安装位置，所述偏置元件740提供将所述光学表面744压到所述基准面783上的对准力F_A。所述光学表面和基准面744和783可被配置以按预定的方位设置所述光学部件736。所述对准力F_A足以在所述成像系统的整个运作过程中按预定的方位保持所述光学部件736。换言之，所述安装器件734和所述基准面783可以阻止所述光学部件736以沿所述轴792的方向移动。此外，在所述安装位置，所述突出部分764(图43)可以压在所述部件边缘751(图43)上，以阻止所述光学部件736以沿所述轴791的方向移动。所述框架延伸部758和所述夹持构件766可以阻止或限制所述光学部件736以沿所述轴793的方向移动。因此，所述部件容纳空间713和所述安装器件734可以相对于彼此配置，以在成像阶段期间按预定的方位支承所述光学部件736。

如图45所示，当所述光学部件736处于所述安装位置时，所述光学表面744的空间部分798可以面对并接合所述基准面783，以及所述光学表面744的路径部分799可以延伸超出所述支撑面704进入光信号所取的光路。仍如图46所示，所述部件容纳空间713可以从所述支撑面704延伸深度D_C进入所述底板702。

所述偏置元件740可包括任何能够存储机械能以提供所述对准力F_A的弹性构件。在所示的实施方式中，所述弹性构件包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被压缩时则推动所述光学表面744抵靠所述基准面783。然而，在替代性的实施方式中，所述弹性构件和所述部件容纳空间可被配置，使得所述弹性构件被拉伸时则拉引所述光学表面抵靠所述基准面。例如，螺旋弹簧可具有相对的两端，其中一端被连接到位于从所述基准面延伸的槽中的所述元件表面而另一端被连接到所述保持器。当所述螺旋弹簧被拉伸时，所述螺旋弹簧可以提供拉引所述光学部件抵靠所述基准面的对准力。在这种替代性的实施方式中，也可以使用橡胶制品。

在替代性的实施方式中，所述安装器件734可用以使用粘合剂将所述光学部件736贴至所述底板702。更具体地，所述光学部件736可以由所述安装器件734支承抵靠所述基准面783。粘合剂可被淀积入所述光学表面744和所述基准面783之间的所述间隙G₂。所述粘合剂固化后，所述安装器件734可被移除，而所述光学部件736仍然通过所述粘合剂被贴至所述基准面783。

图47是说明装配光具组的所述方法800的框图。所述方法800包括提供具有部件容纳空间的光学底板(见802)。所述底板及所述部件容纳空间可以与上文所述的底板702和部件容纳空间713相似。所述方法800还包括将光学部件插入所述部件容纳空间(见804)。所述光学部件可以与上文所述的光学部件736类似并包括被配置以反射或传输光线穿过其中的光学表面。所述光学表面可以有面向所述部件容纳空间的基准面的空间部分和延伸超过所述支撑面进入光路的路径部分。所述方法800还包括提供保持所述光学表面抵靠所述基准面以定位所述光学部件的对准力(见806)。所述光学表面和基准面可被配置以当提供所述对准力时，按预定的方位保持所述光学部件。在一些实施方式中，所述方法800也可包括移除所述光学部件(见808)以及可选地，将不同的光学部件插入所述部件容纳空间(见810)。所述不同的光学部件可以有相同或不同的光学性能。换言之，所述不同的光学部件可以是具有相同光学性能的替换件，或所述不同的光学部件可以具有不同的光学性能。

图48和49分别提供所述光源(或激发光模块)604的透视图和侧视图。如本文所用，光源模块包括被固定至模块框架的一种或多种光源(如激光、弧光灯、发光二极管、激光二极管)以及还包括被固定至所述模块框架的相对于所述一种或多种光源固定和预定位置的一种或多种光学部件(如透镜或过滤器)。所述光源模块可配置为被可拆卸地耦合于成像系统内，以便用户可以相对快速地安装或更换所述光源模块。在具体的实施方式中，所述光源模块604构成SLS模块604，所述SLS模块604包括所述第一和第二SLS 614和616。如图所示，所述SLS模块604包括模块框架660和模块盖子662。多个成像部件可被固定至所述模块框架660中相对于彼此固定的位置。例如，所述第一和第二SLS 614和616、所述激发光过滤器635和所述透镜624和625可被安装到所述模块框架660上。此外，所述SLS模块604可包括被配置以分别传递来自所述第一和第二SLS 614和616的热能的第一和第二散热器664(图48)和666。

所述SLS模块604和所述模块框架660可以按一定尺寸制作并成型，以便个人可以用其手握持所述SLS模块660并容易地操作以安装进入所述成像系统600。就这点而言，所述SLS模块604具有成年人可以支撑的重量。

所述SLS模块604配置为被放置于所述模块容纳空间719(图41)内并且可拆卸地耦合至所述底板702(图41)。如图所示，所述模块框架660具有多个面，所述面包括安装面670和啮合面671(图48)。在所示的实施方式中，所述模块框架660大体上是长方形或块形的，但所述模块框架660在替代性的实施方式中可以有其他形状。所述安装面670配置为被安装至所述模块容纳空间719的所述底板702。就这点而言，所述模块容纳空间719的至少一部分可以成型以容纳并支承所述SLS模块604。与所述部件容纳空间713类似，所述模块容纳空间719可以由一个或多个表面限定，所述一个或多个表面提供其中可容纳所述SLS模块604的可达空间区域。所述表面可以是所述底板702的表面。例如，在所示的实施方式中，所述模块容纳空间719是所述底板702的凹坑。所述安装面670可以有大体上补足所述底板702以及更确切地说，所述模块容纳空间719的轮廓。例如，所述安装面670可大体上是平面的并包括从其中突出的引导销672(图49)，所述引导销672配置为被插入所述底板702中相应的孔(未显示)内。所述引导销672可以是被配置以便于可拆卸地耦合所述模块框架660至所述底板702的紧固件(如螺丝)。在具体的实施方式中，所述引导销672以非正交角度被插入所述底板702。如图49所示，所述散热器666可被耦合至所述模块框架660，以便从所述安装面670到所述散热器666存在偏移量676。

所述模块框架660可包括在通道交叉点685彼此交叉的第一和第二光通道682和684。所述SLS 614和616可被固定至所述模块框架660并具有相对于彼此的固定位置。所述SLS 614和616被定位，以便光信号大体上被引导沿光路穿过各自的所述光通道682和684朝向所述通道交叉点685。所述光路可被引导朝向所述激发光过滤器635。在所示的实施方式中，所述光路彼此垂直，直至到达所述激发光过滤器635。所述激发光过滤器635被定位以反射所述SLS 616生成的所述光信号的至少一部分并传输所述SLS614生成的所述光信号的至少一部分。如图所示，来自所述SLS 614和616的每个的所述光信号被引导沿着共同的路径并通过共同的模块窗口674离开所述SLS模块604。所述模块窗口674通过所述啮合面671延伸。

图50是安装到所述底板702上的所述SLS模块604的平面图。在所示的实施方式中，所述SLS模块604被配置以靠在所述底板702上，以便所述地球引力g便于将所述SLS模块604支承在其上。就这点而言，所述SLS模块604可提供很容易从所述光学组件600移除或分离的集成器件。例如，移除所述测定系统的外壳(未显示)或者接收进入所述光学组件后，所述SLS模块604可以由个人抓取并移除或更换。当所述SLS模块604位于所述底板702上时，所述啮合面671可以啮合光学器件680。所述光学器件680可以与所述模块窗口674相邻，以便所述SLS模块604生成的所述光信号通过所述光学器件680传输。

虽然所示的实施方式被描述为使用带有第一和第二SLS的SLS模块，可以用其他方式将激发光引导至所述样品上。举例来说，所述SLS模块604可包括在模块框架中具有相对于彼此的固定位置的仅仅一个SLS和另一光学部件(例如透镜或过滤器)。同样，可以使用两个以上的SLS。以类似的方式，光模块可以包括仅仅一个激光器或两个以上激光器。

然而，本文所述的实施方式不仅限于具有模块化激发系统，如所述SLS模块604。例如，所述成像系统600可以使用未被安装至模块框架的光源。更具体地，激光器可被直接安装至所述底板或所述成像系统的其他部分，或可被安装至框架，所述框架反过来被安装于所述成像系统内。

返回到图38，所述成像系统600可以有图像聚焦系统840，所述图像聚焦系统840包括所述对象或样品支架650、光具组842及所述成像检测器610。所述光具组842被配置以引导来自所述样品支架650的光信号(例如，来自所述流动池606的所述样品区域608的光发射)到所述成像检测器610的检测器表面844。如图38所示，所述光具组842包括所述光学部件623、644、631和642。所述光具组842可包括其他光学部件。在所示的配置中，所述光具组842具有临近所述样品支架650设置的对象或样品平面846和临近所述检测器表面844设置的图像平面848。所述成像检测器610被配置以在所述检测器表面844上获取对象或样品图像。

在一些实施方式中，所述图像聚焦系统840被配置以相对于所述检测器610移动所述图像平面848并捕获测试图像。更具体地，所述图像平面848可被移动，以便所述图像平面848相对于所述检测器表面844以非平行的方式延伸并与所述检测器表面844交叉。通过分析所述测试图像可确定所述交叉点的位置。然后所述位置可被用来确定所述成像系统600的焦度。在具体的实施方式中，所述图像聚焦系统840采用可旋转的镜子，所述可旋转的镜子被可操作地耦合至用于移动所述可旋转的镜子的致动器。不过，所述图像聚焦系统840可以移动将所述光信号引导至所述检测器表面844的其他光学部件，或所述图像聚焦系统840可以移动所述检测器610。在任一情况下，所述图像平面848可以相对于所述检测器表面844被相对地移动。例如，所述图像聚焦系统840可以移动透镜。

在具体的实施方式中，所述成像检测器610被配置以利用可旋转的镜子642获取测试图像，以确定所述成像系统600的焦度。根据所确定的焦度，所述成像系统600可以移动所述样品支架650，以便所述对象或样品被置于所述样品平面846内。例如，所述样品支架650可被配置为以z方向移动所述样品区域608预定的距离(如Δz表示)。

图51是示出所述图像聚焦系统840中几个部件的平面图。如图所示，所述图像聚焦系统840包括包含所述镜子642的可旋转的镜子组件850、将所述镜子642安装其上的安装组件852以及被配置以将所述安装组件852和所述镜子642围绕旋转轴R₆旋转的致动器或旋转机构854。所述镜子642被配置以反射接收自所述样品区域608(图38)的光信号863朝向所述成像检测器610并到所述检测器表面844上。在所示的实施方式中，所述镜子642直接反射所述光信号863到所述检测器表面844上(即没有重引导所述光信号863的干预光学部件)。然而，在替代性的实施方式中，可能有另外的影响所述光信号863传播的光学部件。

在所示的实施方式中，所述图像聚焦系统840也包括被配置以防止所述镜子642旋转超过预定旋转位置的前挡块860和862。所述前挡块860和862具有相对于所述轴R₆的固定位置。所述安装组件852被配置以根据是否正获取样品图像或测试图像，围绕所述轴R₆在所述前挡块860和862之间转动。因此，所述镜子642可以在测试位置(或方位)和成像位置(或方位)之间旋转。仅举例来说，所述镜子642可以围绕所述轴R₆在不同的旋转位置之间从约5°到约12°旋转。在具体的实施方式中，所述镜子642可以围绕所述轴R₆旋转约8°。

图52是所述镜子组件850的透视图。如图所示，所述安装组件852包括内部框架864和承托架866。所述内部框架864被配置以耦合至所述镜子642以及也耦合至所述承托架866。所述内部框架864和所述承托架866可以彼此并与多个紧定螺钉868相互作用，以提供对所述镜子642的方位的微调整。就这点而言，所述安装组件852可以构成万向镜安装组件。仍如图所示，所述安装组件852被耦合至所述旋转机构854。在所示的实施方式中，所述旋转机构854包括直接驱动电机。然而，可以使用各种替代的旋转机构，如直流电(DC)电机、电磁线圈驱动器、线性致动器、压电电机等等。仍如图52所示，所述前挡块860可以有相对于所述旋转机构854和所述轴R₆的固定位置。

如上文所讨论，所述旋转机构854被配置以围绕所述轴R₆旋转或转动所述镜子642。如图52所示，所述镜子642具有沿所述轴R₆延伸的几何中心C。所述镜子642的所述几何中心C是相对于所述轴R₆偏移的。在一些实施方式中，所述旋转机构854被配置以在不到500毫秒内将所述镜子642在所述测试位置和成像位置之间移动。在具体的实施方式中，所述旋转机构854被配置以在小于250毫秒或小于160毫秒内将所述镜子642在所述测试位置和成像位置之间移动。

图53是在所述成像位置的所述镜子642的示意图。如图所示，来自所述样品区域608(图38)的所述光信号863被所述镜子642反射并被引导朝向所述成像检测器610的所述检测器表面844。根据所述光具组842的配置和所述样品支架610的z-位置，所述样品区域608可以充分地在焦点上或没有充分地在焦点上(即离焦的)。图53示出两个图像平面848A和848B。所述图像平面848A大体上与所述检测器表面844重叠，以及就这点而言，相应的样品图像有可接受的或足够的焦度。然而，所述图像平面848B与所述检测器表面844被间隔开。因此，当所述图像平面848B与所述检测器表面844被间隔开时所获得的样品图像可能不会有足够的焦度。

图54和图55分别示出样品图像870和872。当所述图像平面848A与所述检测器表面844重叠时，所述样品图像870是所述成像检测器610检测的图像。当所述图像平面848B与所述检测器表面844不重叠时，所述样品图像872是所述成像检测器610检测的图像。(所述样品图像870和872包括当被预定的激发光谱激发时提供荧光发射的DNA簇。)如图54和55所示，所述样品图像870有可接受的焦度，其中沿所述样品图像870的所述簇的每个被明确地限定，而所述样品图像872没有其中所述簇的每个被明确地限定的可接受的焦度。

图56是在所述聚焦位置的所述镜子642的示意图。如图所示，在所述聚焦位置的所述镜子642已被围绕所述轴R₆旋转θ角度。同样，来自所述样品区域608(图38)的所述光信号863被所述镜子642反射并被引导朝向所述成像检测器610的所述检测器表面844。然而，图56中的所述光具组842被设置以便所述图像平面848已被相对于所述检测器表面844移动。更具体地，所述图像平面848并不会平行与所述检测器表面844延伸，相反，与所述检测器表面844交叉于平面交叉点PI。虽然所述镜子642处于所述聚焦位置，所述成像系统600可以获得所述样品区域608的测试图像。如图56所示，取决于成像阶段期间所述样品区域608在焦点上的程度，所述平面交叉点PI可发生于所述检测器表面844上的不同位置。

例如，图57和图58分别示出测试图像874和876。所述测试图像874表示当所述样品区域608在焦点上时获得的图像，而所述测试图像876表示当所述光具组842离焦时获得的图像。如图所示，所述测试图像874具有聚焦区域或位置FL₁(其与所述基准边缘880的距离为XD₁)以及所述测试图像876具有聚焦区域或位置FL₂(其与所述基准边缘880的距离为XD₂)。所述聚焦位置FL₁和FL₂可以由图像分析模块656(图38)确定。

要确认所述测试图像874和876中的所述聚焦位置FL₁和FL₂，所述图像分析模块656可确定相应的测试图像中最佳焦度的位置。更具体地，所述分析模块656可确定沿所述测试图像874和876的x-维度的不同点的聚焦得分。所述分析模块656可基于一个或多个图像质量参数计算每个点上的聚焦得分。图像质量参数的例子包括图像对比度、光斑大小、图像信噪比和所述图像内像素之间的均方误差。举例来说，当计算聚焦得分时，所述分析模块656可以计算所述图像内对比的变化系数。所述对比的变化系数表示图像或图像的选定部分中像素强度之间的变化量。作为进一步的例子，当计算聚焦得分时，所述分析模块656可以计算来源于所述图像的光斑的尺寸。所述光斑可以表示为高斯光斑以及尺寸可测量为半高全宽(FWHM)，在这种情况下，较小的光斑尺寸通常与改进的聚焦相关。

确定所述测试图像中所述聚焦位置FL后，所述分析模块656然后可以测量或确定所述聚焦位置FL与所述基准边缘880间隔开或分离开的所述距离XD。所述距离XD然后可以与所述样品区域608相对于所述样品平面846的z-位置相关。例如，所述分析模块656可确定图58所示的所述距离XD₂对应于与所述样品平面846距离Δz的所述样品区域608。就这点而言，所述样品支架650然后可被移动所述距离Δz，以在所述样品平面846内移动所述样品区域608。因此，在测试图像中的所述聚焦位置FL可以指示所述样品区域608相对于所述样品平面846的位置。如本文所用，短语“指示所述对象(或样品)相对于所述对象(或样品)平面的位置”包含利用因素(例如所述聚焦位置)，以提供更合适的用于确定所述距离Δz的模型或算法。

图59是说明一种用于控制光学成像系统的焦点的方法890的框图。所述方法890包括提供具有可旋转的镜子且被配置以引导光信号到检测器表面上的光具组(见892)。所述检测器表面可类似于所述检测器表面844。所述光具组可以有临近对象的对象平面，如所述样品平面846。所述光具组也可以有临近所述检测器表面的图像平面，如所述图像平面848。所述可旋转的镜子可以是在成像位置和聚焦位置之间可旋转的。

所述方法890还包括旋转所述镜子至所述聚焦位置(见894)以及当所述镜子处于所述聚焦位置时获得所述对象的测试图像(见896)。所述测试图像在聚焦位置可以有最佳的焦度。所述聚焦位置可以指示所述对象相对于所述对象平面的位置。此外，所述方法890还可包括基于所述聚焦位置将所述对象移动朝向所述对象平面(见898)。

可以理解，上文的描述是为了说明，而非限制的。例如，上述的实施方式(和/或其方面)可以相互结合使用。此外，可以对实施方式做出许多修改以适应特定情况或材料，而不背离本发明的范围。虽然本文所描述的具体的部件和过程意在限定各种实施方式的参数，他们绝不是限制性的而是示例性的实施方式。审阅上文的描述后，许多其他的实施方式对本领域的技术人员来说将是显而易见的。因此，所述本发明的范围应该参考所附的权利要求连同这些权利要求被赋予的等同物的全部范围来确定。在所附的权利要求中，术语“包括”和“其中”各自被用作“包含”和“在其中”的简易英语等同物。此外，在下文的权利要求中“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而并不意在对其对象强加数字要求。此外，下文的权利要求限制的书写不是以手段加功能的格式而且并不会基于35U.S.C.§112第六段作出解释，除非并且直至所述权利要求限制明确使用短语“是指”后接进一步结构的功能无效声明。

Claims (12)

1.一种用于控制光学成像系统的焦点的方法，所述方法包括：

提供被配置以引导光信号到检测器表面上的光具组，所述光具组具有临近对象的对象平面和临近所述检测器表面的图像平面，所述光具组包括在成像位置和聚焦位置之间可旋转的镜子；

旋转所述镜子至所述聚焦位置；

当所述镜子处于所述聚焦位置时获得所述对象的测试图像，所述测试图像在所述测试图像的聚焦位置具有最佳的焦度，所述测试图像的聚焦位置指示所述对象相对于所述对象平面的位置；以及

基于所述测试图像的聚焦位置将所述对象朝向所述对象平面移动。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括旋转所述镜子至所述成像位置并在所述镜子处于所述成像位置时获得对象图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述镜子直接反射所述光信号到所述检测器表面上。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转操作包括围绕与所述镜子的几何中心偏移的旋转轴旋转所述镜子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转操作包括围绕旋转轴并在一对前挡块之间旋转所述镜子，所述前挡块具有相对于所述旋转轴的固定位置并被配置以防止所述镜子旋转超过预定旋转位置。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转操作包括使用被可操作地耦合至所述镜子的电机旋转所述镜子。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述对象包括在其上具有样品的基底表面，所述方法进一步包括获得所述基底表面的样品图像，其中在获得每个样品图像之前，旋转所述镜子至所述聚焦位置以获得相应的测试图像。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在不到500毫秒内将所述镜子在所述聚焦位置和所述成像位置之间旋转。

9.根据权利要求1所述的方法，在不到250毫秒内将所述镜子在所述聚焦位置和所述成像位置之间旋转。

10.一种用于控制光学成像系统的焦点的方法，所述方法包括：

提供具有多个光学部件、被配置以引导光信号到检测器的检测器表面上的光具组，所述光具组具有临近对象的对象平面和临近所述检测器表面的图像平面，其中所述光学部件中的一个或所述检测器构成在成像位置和聚焦位置之间可移动的可移动的光学器件；

移动所述可移动的光学器件至所述聚焦位置；

当所述可移动的光学器件处于所述聚焦位置时获得所述对象的测试图像，所述测试图像在所述测试图像的聚焦位置具有最佳的焦度，所述测试图像的聚焦位置指示所述对象相对于所述对象平面的位置；以及

基于所述测试图像的聚焦位置将所述对象朝向所述对象平面移动。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动操作包括移动所述检测器。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述移动操作包括移动镜子。