CN112969913B - 毛细管电泳中单次曝光扩展动态范围的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物分析系统和相关联的方法。所述方法用于恢复由毛细管电泳仪器中的照相机产生的图像中的超标数据。所述方法包括以下步骤：在电子计数超出计数的最大数量的情况下，标识所述图像的仓；为所标识的仓设置超标标记；以及基于为每个仓设置的所述标记并使用染料矩阵来处理所述图像以获得恢复的染料信号。

Description

毛细管电泳中单次曝光扩展动态范围的方法和设备

技术领域

本公开大体上涉及用于观察、测试和/或分析一个或多个生物样品的系统、装置以及方法，且更确切地说涉及用于在经染色标记的生物样品的毛细管电泳分析中恢复超标数据的系统、装置和方法。

背景技术

一般来说，需要越来越自动化的生物分析系统以提高效率。举例来说，自动化生物样品处理仪器的优点允许更快和更高效的样品分析。此外，越来越需要提供具有满足用户需求的设计的生物分析系统，例如易于安装、易于使用、尽量减少必要的实验室空间。

分析经染色标记的样品的仪器主要分析样品运行的结果。然而，可能使所得数据不可靠的运行条件的问题通常不会被标识，或标识得很迟，使得浪费了样品和时间，进而延长了研究过程。此类仪器使用染料矩阵以使传入的光谱数据与可与仪器一起使用的特定染料相关。染料矩阵标识用于可与系统一起使用的每个染料的归一化的预期值。现有仪器通常需要通常由终端用户执行的特殊校准过程补充系统的正常运行时间操作和/或由所述特殊校准过程中断所述正常运行时间操作，在所述正常运行时间操作中，在所述仪器中处理所关注的样品。举例来说，此过程可能需要特殊的“校准运行”，其中已知的染料穿过所述系统且所得光谱数据用于校准或重新校准由所述系统使用的染料矩阵。

另外，在毛细管电泳中，操作员需要花费额外的时间和金钱来控制其样品的信号电平。他们必须控制其信号电平，以便获得具有良好信噪比的准确信号，而又不会使检测器(即照相机)饱和。当照相机饱和时，使用常规的数据分析工作流程，所测量的染料信号将不准确。主峰失真，且被称作“上拉”的伪峰是人为产生的。操作员可以控制其信号电平的一种方式是通过对其输入的生物样品(例如输入的DNA)进行定量。操作员可以测量输入DNA的浓度，如果浓度过高则稀释所述浓度，这两者均需要花费额外的时间并增加成本。

尽管用户可以手动解译超标的数据，但这会花费额外的时间。在他们的数据分析工作流程中，使照相机饱和的峰被称作“超标”，并被标记。他们的数据分析工作流程需要用户目视检查所有标记的峰。

因此，需要一种自动恢复超标数据的方法，以绕过对超标峰进行目视检查和对输入DNA进行定量的额外步骤。

发明内容

在本发明教示的实施例中，提供一种生物分析系统和相关联的方法。所述方法用于恢复由毛细管电泳仪器中的照相机产生的图像中的超标数据。所述方法包括以下步骤：在电子计数产生的信号大于最大照相机信号的情况下，标识图像的仓；为所标识的仓设置超标标记；基于为每个仓设置的标记并使用染料矩阵来处理图像以获得恢复的染料信号。

在另一个实施例中，所述方法进一步包括改变照相机的装仓模式，其中该改变包括减小对应于给定染料的峰的仓的大小。

在又一个实施例中，所述方法进一步包括：将染料矩阵的对应于已标记为超标的仓的任何系数设置为零；计算修改的伪逆染料矩阵；以及使用修改的伪逆染料矩阵计算恢复的染料信号。

在以下描述和权利要求中阐述了本发明的其它方面、特征和优点，特别是当结合附图考虑时，在附图中相同的部分具有相同的参考标号。

附图说明

图1是说明可以在其上实施本发明教示的实施例的实例性仪器系统的框图。

图2是说明可以在其上实施本发明教示的实施例的计算机系统的框图。

图3是根据本发明教示的一个实施例的在实例性仪器系统中由CCD照相机捕获的16个毛细管的原始图像的实例。

图4是略微超标的染料数据的实例的图形表示。

图5是严重超标的染料数据的实例的图形表示。

图6说明利用先前的数据分析方法和根据本发明教示的一个实施例的方法获得的结果之间的比较。

图7说明根据光谱仓的作为来自每个染料的响应信号而绘制的染料矩阵的实例。

图8a-8d说明使用完整染料矩阵和修改的染料矩阵获得的重构的染料信号之间的比较。

图9说明根据仓数量绘制的用于扫描的饱和峰值信号的实例。

图10说明根据本发明教示的一个实施例的用于恢复原始图像中的超标数据的例程。

图11说明根据本发明教示的一个实施例的用于恢复原始图像中的超标数据的例程的其它方面。

图12说明利用根据本发明教示的一个实施例的方法获得的结果。

具体实施方式

以下描述提供了本发明的实施例，其大体上涉及用于制备、观察、测试和/或分析生物样品的系统、装置和方法。此类描述并非旨在限制本发明的范围，而仅仅是为了提供对实施例的描述。

实例性系统概述

图1描绘根据本公开的实例性实施例的生物分析装置100的示意性视图。生物分析装置100被配置成执行毛细管电泳，并且包含被配置成可由生物分析装置100的用户(例如，操作员或其它人员)容易地更换的盒102。盒102将生物分析装置的各种元件组合在多功能、集成、易于更换的单元内。举例来说，盒102包含一个或多个毛细管104(在图1中仅描绘一个)、与一个或多个毛细管104的阴极末端联接的一个或多个阴极106，和流控部110。盒102还包含检测部112，所述检测部包含被配置成与生物分析装置100的光学检测系统(未示出)介接的各种组件。

流控部110包含一个或多个存储装置(例如，储槽、容器)，其含有分离介质(例如，聚合物凝胶)和缓冲液。在图1的实例性实施例中，流控部110包含缓冲液储槽114和分离介质容器118。流控部110进一步包含歧管120，所述歧管被配置成将缓冲液储槽114和分离介质容器118与一个或多个毛细管104的阳极末端流体地联接。举例来说，歧管120可包含一个或多个阀和一个或多个流体传送装置。

生物分析装置100包含被配置成与流控部110接口的致动部122。举例来说，致动部122可被配置成致动一个或多个流体控制装置，例如流控部110的一个或多个阀和/或流体传送装置。

生物分析装置100包含被配置成在与缓冲液储槽114中含有的缓冲液电联接的阴极106和阳极116之间产生电压电势的电压部124。在使用中，一个或多个毛细管填充有聚合物分离介质，并且通过缓冲液在一个或多个毛细管104和阳极116之间建立导电流体连接。在也浸没在缓冲液中的阴极106和阳极116之间施加电压差。如所属领域普通技术人员所熟知，电压差使带电分析物迁移通过填充有分离介质的一个或多个毛细管104，其中分析物分离并且使用生物分析装置100的光学检测器装置在检测部112中检测。

生物分析装置100进一步包含温度调节部126，其调节一个或多个毛细管104的温度。温度调节部126被配置成与盒102配合并且包含加热元件128、温度传感器(例如，热敏电阻)130和空气移动装置(未示出)，所述空气移动装置产生通过盒102的升温的空气流132，以将一个或多个毛细管104的温度维持在期望值下。

与用户可更换盒102相关联的组件可容纳在盒壳体中，并且盒壳体可包含被配置成与生物分析装置100的特征介接的一个或多个特征。举例来说，盒102的各种特征可以与生物分析装置100的特征介接，以确保盒102和其相关联的组件的正确定位和对准，并且使得生物分析装置100能够致动流控部110的组件。进一步介接特征使得盒102能够与温度调节部126和电压部124介接。

可以配置和选择在盒102和生物分析装置100之间的介接，以及在盒102和生物分析装置100之间的功能组件的特定划分，以便于生物分析装置的使用和可靠操作。举例来说，选择生物分析装置100和盒102的配置以减轻(如果不消除的话)由于用户错误引起的故障模式。

计算机实施的系统

根据本文所描述的实施例的方法可以在计算机系统中实施。

所属领域的技术人员将认识到，各种实施例的操作可以按需要使用硬件、软件、固件或其组合来实施。举例来说，可以在软件、固件或硬连线逻辑的控制下使用处理器或其它数字电路执行一些处理。(本文的术语“逻辑”是指如本领域的技术人员所公认的用以执行所阐述功能的固定硬件、可编程逻辑和/或其适当组合。)软件和硬件可以存储在非暂时性计算机可读介质上。如本领域的技术人员所熟知，可以使用模拟电路来实施一些其它过程。另外，在本发明的实施例中可以采用存储器或其它存储装置以及通信组件。

图2是说明根据各种实施例的可用于执行处理功能的计算机系统200的框图。执行实验的仪器可以连接到实例性计算系统200。根据各种实施例，可以利用的仪器包含例如图1的生物分析装置100。计算系统200可包含一个或多个处理器，例如，处理器204。处理器204可以使用通用或专用处理引擎(如微处理器、控制器或其它控制逻辑)实施。处理器204可连接到总线202或其它通信介质上。

参考图2，计算机系统200可以提供对图1中的生物分析装置100的功能以及用户界面功能的控制。另外，图2的计算机系统200可以提供数据处理、显示和报告准备功能。所有此类仪器控制功能可以在本地专用于生物分析装置。因而，计算机系统200可以用作生物分析装置100的控制系统。图2的计算机系统200还可提供部分或全部控制、分析和报告功能的远程控制。

图2的计算系统200还可以多种形式中的任一个来实施，例如机架安装式计算机、大型主机、超级计算机、服务器、客户端、台式计算机、手提电脑、平板电脑、手持式计算装置(例如PDA、蜂窝电话、智能手机、掌上电脑等)、集群网格(cluster grid)、上网本、嵌入系统或任何其它类型的可能期望或适合用于给定应用或环境的专用或通用计算装置。另外，计算系统200可以包含常规的网络系统，所述常规的网络系统包含客户机/服务器环境和一个或多个数据库服务器，或与LIS/LIMS基础设施整合。包含局域网(LAN)或广域网(WAN)并且包含无线和/或有线组件的多种常规网络系统是所属领域中已知的。另外，客户机/服务器环境、数据库服务器和网络在本领域中是有据可查的。根据本文中描述的各种实施例，计算系统200可经配置以连接到分布式网络中的一个或多个服务器。计算系统200可以从分布式网络接收信息或更新。计算系统200还可以传送待存储在分布式网络内的信息，这些信息可以被连接到分布式网络的其它客户访问。

图2的计算系统200还包含存储器206，其可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储器，所述存储器耦合到总线202以便存储待由处理器204执行的指令。存储器206还可用于在执行待由处理器204执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。

计算系统200进一步包含耦合到总线202以用于存储用于处理器204的静态信息和指令的只读存储器(ROM)208或其它静态存储装置。

计算系统200还可包含存储装置210，例如磁盘、光盘或固态驱动器(SSD)，其被提供且耦合到总线202以用于存储信息和指令。存储装置210可包含介质驱动器和可移动的存储接口。介质驱动器可以包含用以支持固定的或可移动的存储介质的驱动器或其它机制，例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、CD或DVD驱动器(R或RW)、闪速驱动器、或其它可移动的或固定的介质驱动器。如这些实例所说明，存储介质可包含计算机可读存储介质，其中存储了特定计算机软件、指令或数据。

在替代实施例中，存储装置210可包含用于允许计算机程序或待加载到计算系统200中的其它指令或数据的其它类似工具。此类工具可以包含例如可移动的存储单元和接口(例如，程序盒带和盒带接口)、可移动的存储器(例如，快闪存储器或其它可移动的存储器模块)和存储器槽，以及允许软件和数据从存储装置210传送到计算系统200的其它可移动的存储单元和接口。

图2的计算系统200还可以包含通信接口218。通信接口218可用于允许软件和数据在计算系统200与外部装置之间传送。通信接口218的实例可以包含调制解调器、网络接口(例如以太网(Ethernet)或其它NIC卡)、通信端口(例如USB端口、RS-232C串行端口)、PCMCIA插槽和卡、蓝牙等。经由通信接口218传送的软件和数据呈可为电子、电磁、光学或其它能够被通信接口218接收的信号的形式。这些信号可以经由信道通过通信接口218传输以及接收，所述信道为例如无线介质、导线或电缆、光纤，或其它通信介质。信道的一些实例包含电话线、蜂窝电话链路、RF链路、网络接口、局域网或广域网以及其它通信信道。

计算系统200可以经由总线202耦合到显示器212，例如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)，以用于向计算机用户显示信息。包含字母数字和其它按键的输入装置214耦合到总线202以用于例如将信息和命令选择传送到处理器204。输入装置还可以是配置有触摸屏输入功能的显示器，例如LCD显示器。另一类型的用户输入装置是用于将方向信息和命令选择传送到处理器204且用于控制显示器212上的光标移动的光标控制件216，例如，鼠标、轨迹球或光标方向键。此输入装置通常具有在两个轴线(第一轴线(例如，x)和第二轴线(例如，y))上的两个自由度，其允许所述装置指定一个平面中的位置。计算系统200提供数据处理并且提供关于此类数据的置信水平。与本发明教示的实施例的某些实施方案相符，计算系统200响应于执行存储器206中含有的一个或多个指令的一个或多个序列的处理器204提供数据处理以及置信度值。此类指令可以从另一计算机可读介质(例如存储装置210)读取到存储器206中。存储器206中含有的指令序列的执行使得处理器204能执行本文所描述的处理状态。替代地，可以使用硬连线电路代替或结合软件指令以实施本发明教示的实施例。因此，本发明教示的实施例的实施方案不限于硬件电路和软件的任何特定组合。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”和“计算机程序产品”一般是指与向处理器204提供用于执行的一个或多个序列或一个或多个指令有关的任何介质。此类指令，一般被称作“计算机程序代码”(其可以呈计算机程序或其它分组的形式来分组)，在被执行时，使得计算系统200能够执行本发明的实施例的特征或功能。这些和其它形式的非暂时性计算机可读介质可以采用许多形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包含例如固态盘、光盘或磁盘，例如存储装置210。易失性介质包含动态存储器，例如存储器206。传输介质包含同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线202的导线。

计算机可读介质的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EEPROM、任何其它存储器芯片或盒带、如下文所描述的载波，或计算机可以从中进行读取的任何其它介质。

在各种形式的计算机可读介质可参与将一个或多个指令的一个或多个序列载送到处理器204以便执行。举例来说，指令可以首先承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机可将指令加载到其动态存储器中并且使用调制解调器通过电话线发送指令。计算系统200本地的调制解调器可以接收电话线上的数据并使用红外发射器将数据转换成红外信号。耦合到总线202的红外检测器可接收红外信号中所承载的数据且将数据放置于总线202上。总线202将数据载送到存储器206，处理器204从所述存储器检索并执行指令。由存储器206接收的指令可以任选地在通过处理器204执行之前或之后存储在存储装置210上。

应了解，为清楚起见，以上说明已经参考不同功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将显而易见的是，在不偏离本发明的情况下可以使用在不同功能单元、处理器或域之间的任何合适的功能分布。举例来说，将通过单独的处理器或控制器执行的图示功能可以通过同一处理器或控制器执行。因此，对特定功能单元的提及仅被视为提及用于提供所描述功能的适合装置，而非指示严格的逻辑或物理结构或组织。

原始数据

图3描绘由生物分析装置的CCD照相机提供的原始全帧图像的16个毛细管子集的实例。在此实例中，每个毛细管都使用沿着竖直轴线的三行原始图像中的数据(以像素为单位测量)。水平轴线对应于检测到的信号的波长，也以像素为单位测量。

亮点304对应于单独来自聚合物的拉曼(Raman)信号，而左边的微弱点302对应于生物样品。在将原始光谱数据发送到计算系统进行分析之前，通常将其分类到CCD上的20个仓中。

照相机装仓

CCD照相机的全帧通常具有太多列的数据以至于无法及时读取，因此多列被合并到光谱“仓”中，每个仓将来自一个或多个照相机像素的电子组合在一起。仓可以具有不均匀的宽度，这被称作“可变装仓”，以平衡不同染料之间的信号。

因此，来自CCD的电子被组合在一起，然后被读取为0到65535之间的数字。但是，如果电子太多，并且它们的组合数转换为超过65535限制的信号，则所得的测量信号将不准确。此类信号将被称作“饱和”或“超标”。因此，人们可以看到，装仓可以获取全帧中按比例的数据，并使其变得不按比例，因为仓中的组合信号大于65535。

减少超标数据出现的一种可能方式是使用较窄的仓，从而在每个仓中组合较少的原始像素。但是，使仓变窄会增加其数量，并且因此会增加读取完整图像所需的时间。

超标数据

图4展示高样品浓度以使数据略微超标的实例。超标的数据使主染料中的峰和其它染料中的伪峰失真。略微超标的数据可以通过目视检查进行恢复，但需要操作员干预。

图5展示高样品浓度以使数据严重超标的实例。此种类的严重超标的数据无法恢复，且需要使用不同的参数重新运行。

图6展示利用常规方法(下部曲线-“原始数据分析”)和根据本发明教示的方法(上部曲线-“应用扩展动态范围分析”)获得的结果之间的初步比较。

染料矩阵

“染料矩阵”是用于从仓数据中恢复染料数据的响应矩阵。染料矩阵中的每个组分是每个染料的一个单元在每个仓中的预期信号。图7描绘在二十个仓上的四种染料的染料矩阵的图形表示。每个点表示每个染料的单位在每个仓中获得的信号。举例来说，最左边的染料(由菱形表示)在3号仓中达到其最大信号(1)，而下一个染料(由正方形表示)在6号仓中达到其最大信号。染料矩阵还可以用其系数表示，如表l所展示，其中每一行对应一种不同的染料：

0.33	0.73	1.00	0.92	0.68	0.50	0.41	0.35	0.29	0.22	0.15	0.11	0.08	0.06	0.05	0.04	0.02	0.02	0.01	0.01
																				0.01	0.04	0.12	0.38	0.77	1.00	0.90	0.66	0.47	0.35	0.30	0.26	0.20	0.14	0.10	0.07	0.04	0.04	0.03	0.02
0.00	0.01	0.01	0.01	0.04	0.13	0.37	0.76	1.00	0.92	0.67	0.46	0.33	0.28	0.25	0.21	0.17	0.12	0.08	0.05
																				0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01	0.02	0.05	0.17	0.44	0.83	1.00	0.86	0.61	0.40	0.28	0.21	0.19	0.16	0.13

表1.对应于图7中所展示的染料矩阵(DM)的染料矩阵系数。

要从仓数据中恢复染料数据，只需将仓数据向量乘以染料矩阵的伪逆矩阵即可，即DM⁺，如表2所展示：

[染料数据]＝[仓数据]x[DM⁺]

0.16	-0.12	0.02	0.00
				0.36	-0.26	0.04	0.00
0.46	-0.30	0.03	0.01
				0.32	-0.08	-0.08	0.03
0.05	0.32	-0.24	0.05
				-0.13	0.54	-0.28	0.04
-0.12	0.40	-0.06	-0.07
				-0.02	0.07	0.32	-0.23
0.04	-0.15	0.54	-0.28
				0.04	-0.15	0.41	-0.10
0.01	-0.03	0.07	0.21
				-0.02	0.05	-0.15	0.38
-0.02	0.07	-0.17	0.35
				-0.01	0.03	-0.09	0.23
0.00	-0.01	-0.01	0.13
				0.01	-0.03	0.03	0.07
0.01	-0.03	0.03	0.05
				0.00	-0.01	0.00	0.06
0.00	0.00	-0.01	0.06
				0.00	0.00	-0.02	0.05

表2.DM+系数(染料矩阵的伪逆矩阵)

染料矩阵的令人感兴趣的且出人意料的特性是，对于给定的染料，只要使用矩阵的适当组分来计算信号，无论使用哪种仓，都将获得相同的重构染料信号。此在图8a-8d中说明，其展示分别通过使用全染料矩阵(图8a)和修改的染料矩阵(图8c)获得的重构的染料信号之间的比较。在此实例中，全染料矩阵对应于20个仓中4种染料的响应矩阵。在修改的染料矩阵中，仓3、6、9和12的系数已设置为零。当与利用全矩阵获得的染料信号(图8b)相比时，使用修改的染料矩阵获得的重构的染料信号(图8d)没有展示出显著差异。

超标峰恢复

此特性允许恢复超标峰。图9展示根据仓数量绘制的用于人们扫描的饱和峰值信号的实例。在此实例中，7个仓具有超标数据，这意味着累积的电子的数量超出了可用于对其进行计数的最大数量(通常为65535)。

在一个实施例中，如图10和图11所展示，提出了一种恢复方法，所述方法开始于其中技术超出计数的最大数量的仓的标识(1004)和标记(1006)。然后考虑这些标记来处理(1008)图像。

作为进一步改进过程的方式，可以在图像采集之前改变(1002)照相机上的装仓模式。可以通过物理上改变照相机硬件来进行此改变。也可以通过修改照相机的固件来配置照相机来实现，且其还可以通过在图像采集软件中设置参数来动态地实现。

在图11中进一步描述根据本发明教示的实施例的图像的处理。在第一步骤1102中，将染料矩阵的对应于已标记为超标的仓的任何系数设置为零，从而产生修改的染料矩阵。然后，在步骤1104，使用修改的染料矩阵计算修改的伪逆染料矩阵。最后，在步骤1106，使用修改的伪逆染料矩阵计算恢复的染料信号。

图12展示利用上文所描述的方法获得的结果。上部曲线图展示未校正的数据，其中超标峰会产生上拉峰和下拉峰。下部曲线图展示校正的结果，其中消除超标仓会产生用于每种染料的恢复的染料信号。特别是，超标峰恢复了它们的真实高度，并且消除了人工上拉峰和下拉峰。

虽然前述公开内容论述说明性方面和/或实施例，但应注意，在不脱离由所附权利要求书界定的所描述方面和/或实施例的范围的情况下，可在本文中进行各种改变和修改。此外，尽管可以单数形式来描述或主张所描述的方面和/或实施例的元件，但也涵盖复数形式，除非明确陈述限于单数形式。另外，除非另有陈述，否则任何方面和/或实施例的全部或一部分可与任何其它方面和/或实施例的全部或一部分一起使用。

Claims (6)

1.一种用于恢复由毛细管电泳仪器中的照相机产生的图像中的超标数据的方法，所述方法包括：

在电子计数产生的信号大于最大照相机信号的情况下，标识所述图像的仓；

为所标识的仓设置超标标记；以及

基于为每个仓设置的所述标记并使用染料矩阵来处理所述图像以获得恢复的染料信号，其中处理所述图像进一步包括：

将所述染料矩阵的对应于已标记为超标的仓的任何系数设置为零；

计算修改的伪逆染料矩阵；以及

使用所述修改的伪逆染料矩阵计算所述恢复的染料信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

改变所述照相机的装仓模式，其中所述改变包括减小一个或多个照相机仓的大小。

3.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包含指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机进行以下操作：

在电子计数产生的信号大于最大照相机信号的情况下，标识图像的仓；

为所标识的仓设置超标标记；以及

基于为每个仓设置的所述标记并使用染料矩阵来处理所述图像以获得恢复的染料信号，其中所述计算机可读存储介质进一步包含指令，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机进行以下操作：

将所述染料矩阵的对应于已标记为超标的仓的任何系数设置为零；

计算修改的伪逆染料矩阵；以及

使用所述修改的伪逆染料矩阵计算所述恢复的染料信号。

4.根据权利要求3所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述计算机可读存储介质进一步包含指令，所述指令在由所述计算机执行时使所述计算机改变所述照相机的装仓模式，其中所述改变包括减小一个或多个照相机仓的大小。

5.一种用于执行毛细管电泳的生物分析装置，其包括：

照相机，其被配置成检测来自样品的发射并产生图像；

处理器；以及

存储器，其存储指令，所述指令在由所述处理器执行时配置所述装置以进行以下操作：

在电子计数产生的信号大于最大照相机信号的情况下，标识所述图像的仓；

为所标识的仓设置超标标记；以及

基于为每个仓设置的所述标记并使用染料矩阵来处理所述图像以获得恢复的染料信号，其中存储在所述存储器中的所述指令进一步配置所述装置以进行以下操作：

将所述染料矩阵的对应于已标记为超标的仓的任何系数设置为零；

计算修改的伪逆染料矩阵；以及

使用所述修改的伪逆染料矩阵计算所述恢复的染料信号。

6.根据权利要求5所述的生物分析装置，其中存储在所述存储器中的所述指令进一步配置所述装置以改变所述照相机的装仓模式，其中所述改变包括减小一个或多个照相机仓的大小。