CN115201163A - 用于样本分析的自适应照明图案 - Google Patents

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Abstract

一种用于分析基板处的样本的系统包括：光源，用于生成第一光；以及空间光调制器，用于从第一光形成第二光，其中，基板包括至少一个传感器，至少一个传感器用于检测基于第二光所发射的发射物，其中，在基板处，第二光形成基于至少一个传感器选择的形状，其中，第二光照射基板对应于该形状的区域。

Description

用于样本分析的自适应照明图案
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年4月7日提交的题为“Adaptable Illumination Pattern forSample Analysis”的美国临时申请第63/200,982号的优先权，其内容通过引用并入本文。
背景技术
可以使用各种分析过程中的一种或多种来分析不同材料的样本。例如，测序(诸如高通量DNA测序)可以是基因组分析和其他遗传研究的基础。在这种和其他类型的分析中，可以通过照射样本并通过检测响应于照射而产生的发射物(例如，荧光)来确定样本的特性。
发明内容
在第一方面，一种用于分析基板处的样本的系统包括：光源，用于生成第一光；以及空间光调制器，用于从第一光形成第二光，其中，基板包括至少一个传感器，至少一个传感器用于检测基于第二光所发射的发射物，其中，在基板处，第二光形成基于至少一个传感器选择的形状，其中，第二光照射所述基板对应于该形状的区域。
实施方式可以包括以下特征中的任何一个或全部。空间光调制器是透射空间光调制器。空间光调制器是反射空间光调制器。空间光调制器是振幅空间光调制器。振幅空间光调制器包括可定向的反射镜，并且其中振幅空间光调制器至少定向反射镜中的第一反射镜以形成第二光。该系统还包括光束收集器，其中幅度空间光调制器至少定向反射镜中的第二反射镜以将第三光引导到光束收集器处，第三光是第一光的一部分。空间光调制器是相位空间光调制器。基板的区域包括多边形。第二光照射基板的多个区域，多个区域中的每一个是多边形区域。基板的区域包括椭圆。第二光照射基板的多个区域，多个区域中的每一个是椭圆形区域。第二光照射基板的多个区域。多个区域中的至少两个具有彼此不同的形状。传感器包括互补金属氧化物半导体设备。基板包括用于样本的流动池。基板包括由流动池覆盖的多个传感器。基板包括多个流动池。基板包括多个传感器，并且其中多个流动池中的每一个至少覆盖多个传感器中的对应一个。基板还包括与传感器相关的标识符，其中系统检测基板处的标识符，并且其中基于检测到的标识符来选择形状。标识符包括射频识别标签或视觉代码中的至少一个。发射物包括荧光。
在第二方面，一种方法包括：将第一光引导到被配置用于分析基板处的样本的系统中的空间光调制器处，其中基板包括至少一个传感器；控制空间光调制器以从第一光形成第二光；将第二光引导到基板处，其中第二光照射基板具有基于至少一个传感器选择的形状的区域；以及检测基于第二光所发射的发射物。
实施方式可以包括以下特征中的任何一个或全部。空间光调制器是幅度空间光调制器，其中幅度空间光调制器包括可定向的反射镜，并且其中控制幅度空间光调制器以形成第二光包括定向反射镜中的至少第一反射镜。第一反射镜被定向以呈现至少两种状态中的一种状态。该方法还包括将反射镜中的至少第二反射镜定向为将第三光引导到光束收集器处，第三光是第一光的一部分。空间光调制器是相位空间光调制器，并且其中控制相位空间光调制器以形成第二光包括改变第二光的强度分布或辐照度分布。改变强度分布或辐照度分布包括将第二光从照射基板的多个区域改变为照射少于多个区域的至少一个区域，并且其中在至少一个区域中亮度增加。第二光照射基板的多个区域。多个区域中的至少两个具有彼此不同的形状。基板还包括与传感器相关的标识符，方法还包括由系统检测基板处的标识符，并且其中基于所检测到的标识符来选择形状。检测标识符包括从射频识别标签接收信号或读取视觉代码中的至少一个。该方法还包括提供关于第二光的实时反馈；以及使用实时反馈来控制空间光调制器。提供实时反馈包括：创建第二光的成像图案的逆元；以及将逆元与在基板处获得的成像相乘。发射物包括荧光。
附图说明
图1是包括仪器、匣盒和流动池的系统的图。
图2是可以用于生物和/或化学分析的示例系统的示意图。
图3示出了系统的示例。
图4示出了具有空间光调制器的系统的示例。
图5示出了具有幅度空间光调制器的系统的示例。
图6示出了具有相位空间光调制器的系统的示例。
图7示出了具有对空间光调制器的实时反馈的系统的示例。
图8示出了具有流动池和传感器的基板的示例。
图9示出了具有流动池和传感器的基板的示例。
图10示出了方法的示例。
图11示出了可以用于实现本公开的各方面的计算设备1100的示例架构，包括本文描述的任何系统、装置和/或技术，或者可以在各种可能的实施例中利用的任何其他系统、装置和/或技术。
具体实施方式
本文件描述了用于提供用于执行基板处的样本的分析的自适应照明图案的系统和技术的示例。例如，本主题可以在基板处生成一个或多个照明足迹以用于样本分析。照明图案可以适于容纳基板包括的用于样本成像的特定数量的传感器(例如，一个或多个)，和/或适用于这种传感器的尺寸或位置。在一些实施方式中，照明图案可以替代地或另外地适于由不包括在基板中的一个或多个传感器进行发射物检测。
本文描述的示例涉及成像。可以执行成像以分析多种材料中的任一种的样本。在一些实施方式中，一种或多种类型的成像可以作为生物材料的生物分析或任何材料的化学分析的一部分来执行。例如，可以执行对遗传物质进行测序的过程。在一个实例中，该过程可以是DNA测序过程，例如合成测序或下一代测序(也称为高通量测序)。在另一实例中，过程可用于实现基因分型。基因分型涉及通过使用生物测定检查个体的DNA序列并将其与另一个体的序列或参考序列进行比较来确定个体的遗传组成(基因型)的差异。这样的过程可以涉及荧光成像，其中遗传物质的样本经受激发光(例如，激光束)以通过与遗传物质相关联的一种或多种标志物触发荧光发射响应。一些核苷酸可以具有应用于它们的荧光标签，并且其与样本遗传物质的互补核苷酸配对。荧光标签可以响应于暴露于激发能量源而发荧光。荧光发射响应的一个或多个波长光谱可以用于确定相应核苷酸的存在。可以在测序过程中检测荧光发射响应，并用于构建样本中核苷酸的记录。
本文描述的示例涉及空间光调制器。如本文所使用的，空间光调制器修改光的幅度或光的相位中的至少一个，以便控制光的空间特性。空间光调制器可以是反射的(例如，通过反射执行光修改)或透射的(例如，通过透射执行光修改)。可以使用用于空间光调制器的多种技术中的任何一种。在一些实施方式中，空间光调制器使用可定向的反射镜。在一些实施方式中，空间光调制器使用液晶。在一些实施方式中，空间光调制器使用有源矩阵技术(例如，硅上液晶)。在一些实施方式中，准直光可以被提供给本文提及的任何空间光调制器。例如，照明光可以在到达空间光调制器之前通过至少一个准直器。
本文所述的实例涉及基板。基板可以指提供基本上刚性结构的任何材料，或者指保持其形状而不是呈现其被放置而与其接触的容器的形状的结构。该材料可以具有另一材料可以附接其上的表面，包括例如光滑支撑件(例如，金属、玻璃、塑料、硅和陶瓷表面)以及纹理化和/或多孔材料。可能的基板包括但不限于玻璃和改性或官能化玻璃、塑料(包括丙烯酸树脂、聚苯乙烯和苯乙烯与其他材料的共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚氨酯、特氟隆TM等)、多糖、尼龙或硝化纤维素、树脂、二氧化硅或基于二氧化硅的材料(包括硅和改性硅)、碳、金属、无机玻璃、塑料、光纤束和各种其他聚合物。通常，基板允许光学检测并且本身不明显发荧光。
本文的示例指包括传感器的基板。如本文所用，基板可包括被设计成检测事件、性质、质量或特性的一个或多个传感器。片上成像可以涉及成像基板相对于图像传感器位于芯片上的配置。例如，这可以减少并且在一些情况下甚至消除在样本和图像传感器之间使用发射光学设备，这种发射光学设备包括但不限于物镜、透镜和滤光器。可以使用多种类型的传感器技术中的任何一种。在一些实施方案中，金属氧化物半导体(MOS)装置可与芯片上成像一起使用。例如，可以使用互补MOS(CMOS)设备(例如，CMOS芯片)。在一些实施方式中，电荷耦合设备(CCD)与片上成像一起使用。附加地或替代地，可以使用其他类型的传感器。
本文描述的示例涉及流动池。流动池是可以用于在分析过程的至少一个阶段中制备和容纳或携带一个或多个样本的基板。流动池由可以与样本遗传物质以及其将暴露于的照明和化学反应两者一起使用的材料制成。基板可以具有一个或多个通道，其中可以沉积样本遗传物质。物质(例如，液体)可以流过其中存在样本遗传物质的通道，以触发一种或多种化学反应和/或去除不需要的材料。流动池可以通过促进流动池通道中的样本可以经受照射激发光并且可以检测来自样本的任何荧光发射响应来实现成像。一些实施方式可以被设计成与至少一个流动池一起使用，但是在一个或多个阶段期间(诸如在运输期间或在递送给客户时)可以不包括流动池。例如，流动池可以安装到客户房屋处的实施方式中，以便执行分析。
与先前方法相比，本文描述的示例可以提供优点。可以提高分析操作的灵活性、可扩展性和/或吞吐量。分析系统中的照明可以基于保持样本的基板中的(一个或多个)传感器的类型动态地和自动地重配置。激发光的亮度(例如，强度分布或辐照度分布)可以由分析系统灵活地控制。可以促进分析系统中照明光的均匀性要求的降低。可以控制照明光的空间尺寸以减少或消除基板处的其他电路(例如，非传感器电路)的无意照明。可以设计分析系统以便灵活地适应传感器技术中的后续技术进步。
图1是包括仪器102、匣盒104和样本106的系统100的图。系统100可以用于生物和/或化学分析，仅举两个示例。系统100可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用，或者用于实现本文其他地方描述的一个或多个其他示例。在一些实施方式中，本文描述的系统和/或技术可以是系统100的一部分。
匣盒104可以用作样本106的一个或多个实例的载体。匣盒104可以被配置为保持样本106并将样本106输送到与仪器102的直接相互作用中和从与仪器102的直接相互作用中输送出来。例如，匣盒104可以被称为或可以包括流动池。仪器102包括容器108(例如，其外壳中的开口)，以至少在从样本收集信息期间接收和容纳匣盒104。匣盒104可以由任何合适的材料制成。在一些实施方式中，匣盒104包括模制塑料或其他耐用材料。例如，匣盒104可以形成用于支撑或保持样本106的框架。
匣盒104可以包括被配置为提供样本106以供仪器102分析的一个或多个基板。任何合适的材料可以用于基板，包括但不限于玻璃、丙烯酸和/或另一塑料材料。匣盒104可以促进液体或其他流体相对于样本106选择性地流动。在一些实施方式中，匣盒104包括用于样本106的一个或多个流动结构。在一些实施方式中，匣盒104可以包括至少一个流动通道。例如，流动通道可以包括一个或多个流体端口以促进流体的流动。举例来说，样本106可以由流动池容纳(例如，如下文所例示)。
仪器102可以操作以获得与至少一种生物和/或化学物质有关的任何信息或数据。(一个或多个)操作可以由中央单元或由一个或多个分布式控制器控制。这里，示出了仪器控制器110。例如，仪器控制器110可以使用至少一个处理器、保持用于仪器102的操作的指令的至少一个存储介质(例如，存储器和/或驱动器)以及一个或多个其他部件来实现，例如如下所述。在一些实施方式中，仪器102可以执行光学操作，包括但不限于样本的照明和/或成像。例如，仪器102可以包含一或多个光学子系统(例如，照明子系统及/或成像子系统)。在一些实施方式中，来自样本106(或与样本106相关联)的一个或多个发射物(例如，由荧光标签响应于激发光而产生的荧光)的感测可以至少部分地由匣盒104执行。例如，匣盒104可以包括传感器(例如，如下所例示的)，其被配置为检测来自样本106(或与样本106相关联)的一种或多种类型的发射物。在一些实施方式中，来自样本106(或与样本106相关联)的一个或多个发射物(例如，由荧光标签响应于激发光产生的荧光)的感测可以至少部分地由仪器102执行。举例来说，仪器102可以包含经配置以检测来自样本106(或与样本106相关联)的一或多种类型的发射物的传感器。在一些实施方式中，仪器102可以执行热处理，包括但不限于样本的热调节。例如，仪器102可以包括一个或多个热子系统(例如，加热器和/或冷却器)。在一些实施方式中，仪器102可以执行流体管理，包括但不限于添加和/或移除与样本接触的流体。例如，仪器102可以包括一个或多个流体子系统(例如，泵和/或贮存器)。
匣盒104可以包括与匣盒104的传感器相关联的标识符112。在一些实施方式中，标识符112可以至少指示匣盒104包括的传感器的数量(例如，一个或多个)。仪器102可以检测标识符112并且基于(多个)传感器来选择照明光(例如，激发光)的形状。例如，当标识符112指示匣盒104包括一个传感器时，仪器102可以在一个区域中产生照明光；当匣盒104中存在两个传感器时，可以生成两个照明光区域，等等。在一些实施方式中，可以使用多种技术中的任何一种来提供标识符112。例如，标识符112可以包括射频识别(RFID)标签。作为另一示例，标识符112可以包括视觉代码。
在一些实施方式中，标识符112可以不涉及匣盒104的任何传感器。例如，匣盒104可以不包括任何传感器，和/或仪器102可以包括一个或多个传感器以检测发射物。标识符112能够指示要应用于仪器102中的(一个或多个)这样的传感器的设置或其他特性。标识符112可以指示(一个或多个)传感器的多少区域应该用于检测，和/或(一个或多个)传感器处的(一个或多个)这样的区域的位置，仅举几个示例。
图2是可以用于生物和/或化学分析的示例系统200(诸如本文所述的那些系统)的示意图，仅举两个示例。在一些实施方式中，本文描述的系统和/或技术可以是系统200的一部分。系统200可以操作以获得与至少一种生物和/或化学物质有关的任何信息或数据。在一些实施方式中，载体202供应待分析的材料。例如，载体202可以包括保持材料的基板。在一些实施方式中，系统200具有用于至少在分析期间接收载体202的容器204。容器204可以在系统200的壳体206中形成开口。例如，系统200的一些或所有部件可以在壳体206内。
系统200可以包括用于载体202的材料的生物和/或化学分析的光学系统208。光学系统208可以执行一个或多个光学操作，包括但不限于材料的照明和/或成像。例如，光学系统208可以包括本文其他地方描述的任何或所有光学系统。作为另一示例，光学系统208可以执行本文其他地方描述的任何或所有操作。在一些实施方式中，载体202包括一个或多个传感器210以检测来自材料(或与材料相关联)的发射物。例如，光学系统208然后可以用于向材料提供激发光。传感器210在载体202的“底部”处的当前位置仅出于说明性目的而示出。在一些实施方式中，光学系统208可以包括一个或多个传感器，以检测来自载体202处的材料(或与载体202处的材料相关联)的发射物。当光学系统208包括多个传感器时，可以基于与载体202相关的检测来控制激发照明的尺寸和/或定位。例如，可以基于检测到的单个或多个样本区域(例如，在载体202的相同或不同基板处)的存在来控制激发照射。
系统200可以包括用于提供与生物和/或化学分析相关的热处理的热系统212。在一些实施方式中，热系统212对要被分析的材料和/或载体202的至少一部分进行热调节。
系统200可以包括用于管理与生物和/或化学分析相关的一种或多种流体的流体系统214。在一些实施方式中，可以为载体202或其材料提供流体。例如，可以将流体添加到载体202的样本材料和/或从载体202的样本材料移除流体。
系统200包括便于与生物和/或化学分析相关的输入和/或输出的用户界面216。用户界面可以用于指定用于系统200的操作的一个或多个参数和/或输出生物和/或化学分析的结果，仅举几个示例。例如，用户界面216可以包括一个或多个显示屏(例如，触摸屏)、键盘和/或定点设备(例如，鼠标或触控板)。
系统200可以包括便于检测载体202处的标识符220的标识符识别组件218。响应于这种检测，光学系统208可以基于传感器来选择照明光(例如，激发光)的形状。在一些实施方式中，标识符220可以包括RFID标签和/或视觉代码(例如，以纯文本或符号表示)，仅举几个示例。例如，标识符识别组件218可以包括用于RFID标签的无线接收器和/或用于视觉代码的扫描仪。
在一些实施方式中，标识符220可以不涉及载体202的任何传感器。例如，载体202可以不包括任何传感器，和/或系统200(例如，光学系统208)可以包括一个或多个传感器以检测发射物。标识符220可以指示要应用于系统200中的这样的传感器的设置或其他特性。标识符220可以指示(一个或多个)传感器的多少区域应该用于检测，和/或(一个或多个)传感器处的(一个或多个)这样的区域的位置，仅举几个示例。
系统200可以包括系统控制器222，其可以控制用于执行生物和/或化学分析的系统200的一个或多个方面。系统控制器222可以控制容器204、传感器210、光学系统208、热系统212、流体系统214、用户界面216和/或标识符识别部件218中的一个或多个，和/或从容器204、传感器210、光学系统208、热系统212、流体系统214、用户界面216和/或标识符识别部件218中的一个或多个接收一个或多个信号。系统控制器222可以包括至少一个处理器和具有用于处理器的可执行指令的至少一个存储介质(例如，存储器)。
图3示出了系统300的示例。系统300可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。系统300示出了样本分析的示例，其中保持样本的基板包括用于检测发射物的传感器。系统300包括分析基板301，分析基板301包括定位层302。术语定位在这里用于说明样本的一个或多个方面将相对于定位层302被定位(例如，确定其精确或近似位置)。定位层302可以包括与样本位置和/或电磁辐射的限制有关的一个或多个特征。例如，这里的定位层302包括腔304。在一些实施方式中，腔304包括纳米孔。例如，可以通过使用纳米级模板在压印树脂中形成纳米结构的纳米压印光刻来形成纳米孔。在一些实施方式中，腔304包括零模波导(例如，由表面密度超过每mm24*104限制的光学限制形成的小于一纳升的观察体积)。定位层302处的样本可以用荧光染料标记以被激发光激活。仅出于说明性目的，示出了位于分析基板301的“顶部”处的定位层302的当前位置。
分析基板301包括传感器层306，传感器层306包括多个传感器像素。传感器层306的传感器像素可以是一个或多个单独传感器的一部分，例如如本文其他地方所述。在该示例中，出于说明性目的示出了传感器像素308A-308C。可以使用任何数量的传感器像素。传感器层306可以包括传感器像素的二维阵列(例如，具有传感器像素的行和列的矩形区域)，在本视图中示出了传感器像素308A-308C。传感器像素308A-308C中的每一个对一种或多种形式的光(包括但不限于可见光)敏感。传感器像素308A-308C可以包括一种或多种类型的电路或者是其一部分，该一种或多种类型的电路有助于检测撞击电磁辐射。在一些实施方案中，传感器像素308A到308C中的一者或多者包含光电二极管。例如，光电二极管可以包括两种类型的半导体材料之间的结(例如，p-n结)。在一些实施方式中，传感器像素308A-308C中的一个或多个是MOS设备芯片的一部分。例如，传感器像素308A-308C中的一个或多个可以是用于检测电磁辐射的CMOS设备。例如，传感器层306可以包括CMOS芯片。在一些实施方式中，传感器像素308A-308C中的一个或多个包括CCD。例如，传感器像素308A-308C中的一个或多个包括MOS电容器。在一些实施方式中，系统300可以使用位于基板301之外的其他地方的一个或多个传感器。
传感器层306可以被配置用于检测由利用至少一种类型的激发光的样本照射产生的发射物或以其他方式与其兼容。在一些实施方式中，可以使用一种或多种颜色的照明光。照明光可以具有一种颜色、两种颜色、三种颜色、四种颜色或多于四种颜色，仅举几个示例。例如，可以使用红/绿或蓝/绿颜色系统。
传感器层306可以基于传感器像素308A-308C中的一个或多个的检测来生成一个或多个对应的输出信号。例如，信号可以表示定位层302处的样本的图像。在一些实施方式中，系统300不包括定位层302和传感器层306之间的间隔物。
系统300包括照明光(IL)源310。在一些实施方式中，出于执行分析的目的，照明光源310被引导朝向定位层302。例如，照明光源310可以包括一个或多个激光器和/或一个或多个发光二极管(LED)。
系统300包括控制电路312。控制电路312可以使用参考图11描述的一个或多个示例来实现，并且可以形成为单个单元或分布在两个或更多个组件之间。控制电路312可以包括照明光控制电路314和图像传感器控制电路316。照明光控制电路314可以使用照明光源310生成照明光(例如，通过控制照明光的波长范围、强度、持续时间、幅度和/或相位)。图像传感器控制电路316可以提供发射物检测(例如，通过响应于样本经受照明光而控制传感器像素阵列，诸如传感器像素308A-308C)。
图4示出了具有空间光调制器402的系统400的示例。系统400和/或空间光调制器402可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。系统400包括光源404。光源404可以生成用于分析样本的一种或多种类型的照明光。例如，光源404可以是基于激光的或基于LED的。系统400可以包括用于光源404的光学设备406。例如，光学设备406可以包括一个或多个透镜、一个或多个二向色滤光器和/或一个或多个准直器。
光学设备406可以将来自光源404的光提供给空间光调制器402。空间光调制器402可以接收由光源404产生的第一光并从第一光形成第二光。在一些实施方案中，与第一光相比，第二光可以包含振幅修改。在一些实施方案中，与第一光相比，第二光可包含相移。
空间光调制器402可以向系统400中的一个或多个组件提供光(例如，上述示例中的第二光)。这里，反射镜408和透镜410被示出为可以接收来自空间光调制器402的一些或全部光的组件的示例。可以使用其他方法。
系统400可以将来自空间光调制器402的光引导到基板412，基板412被配置用于保持至少一个样本以用于分析。基板412包括用于检测来自样本(或与样本相关联)的发射物的至少一个传感器。在一些实施方式中，基板412包括一个或多个流动池。在一些实施方案中，系统400包含位于基板412处以外的其它地方的一或多个传感器。
来自空间光调制器402的光可以在基板412处形成一个或多个形状。这里，椭圆形414示意性地示出了可以在基板412处生成的形状416的示例。在这些示例中，每个形状416包括多边形区域或椭圆形区域。形状416A包括相对窄的矩形；形状416B包括椭圆；形状416C包括正方形；形状416D包括比形状416A宽的矩形；并且形状416E包括两个或更多个多边形(例如，矩形)。系统400的形状416可以包括与所示形状和/或形状尺寸不同的其他形状和/或形状尺寸。形状416中的一个或多个可以形成在基板412处。形状416中的两个或更多个可以同时和/或顺序地形成在基板412处。这样，来自空间光调制器402的光可以照射基板412的一个或多个区域。这样的多个区域中的至少两个可以具有彼此不同的形状。在一些实施方式中可以使用除了该示例中所示的那些形状之外的其他形状。
在一些实施方式中，照射在基板412处的光可以通过其横截面面积来表征。例如，可以根据基于这种入射光照射的基板的区域来描述任何形状416(例如，入射光是多边形还是椭圆形，入射光是相对窄还是宽，和/或入射光是否形成一个或多个照射区域)。可以指定入射光的一个或多个空间维度(例如，宽度、长度、高度、深度等)。利用相位空间光调制器，入射光可以被定义为在基板处具有指定的横截面(例如，特定轮廓)，其中发生相长和/或相消干涉。利用幅度空间光调制器，入射光可以被定义为在基板处和/或在幅度空间光调制器和基板之间的任何点处具有指定的横截面(例如，特定轮廓)。
照射光的形状(例如，形状416中的一个或多个)的选择可以影响照射在样本处的光的强度分布和/或辐照度分布。例如，当空间光调制器是相位空间光调制器时，这可以应用。在一些实施方式中，当使用形状416E时，这在基板的被照射部分中引起所得到的亮度水平(例如，具有均匀的照射密度)。通过改变分析系统以替代地形成另一形状(例如，形状416D)，可以在样本处获得与改变之前相比增加的照明光亮度。这样，可以至少部分地基于期望的照明光亮度水平来选择照明图案的形状。诸如系统400的光学系统可能经受影响光的所得功率和/或亮度的传输损耗。在一些实施方式中，在空间光调制器402处可能发生传输损耗。例如，在为系统400选择光源404时和/或在调整光源404的设置时，可以考虑传输损耗。
箭头418在此将基板412和空间光调制器402彼此连接。在一些实施方式中，箭头418示意性地示出了系统400可以以照明光的形状选择为特征。在一些实施方式中，系统400可以检测基板412处的标识符，该标识符与包括在基板中的传感器相关。基于该检测，系统400可以控制空间光调制器402在基板412处生成一个或多个形状的照明光。例如，当基板412具有多于一个传感器时，可以提供多于一个区域的照明光。检测到的标识符可以包括RFID标签和/或视觉代码，仅举两个示例。
在一些实施方式中，系统400包括检测标识符(例如，通过接收无线电传输或通过扫描诸如条形码的视觉代码)的无线传感器和/或光学传感器。传感器可以输出指示在标识符中编码的数据的一个或多个信号。系统400可以使用来自传感器的信号来控制空间光调制器402。例如，可以控制空间光调制器402以基于在标识符中编码的数据来生成照明光分布。
在一些实施方式中，基板412处的标识符可以不涉及基板412的任何(多个)传感器。例如，基板412可以不包括任何传感器，和/或系统400可以包括至少一个传感器420以检测发射物。成像光可以通过透镜410(例如，物镜)和反射镜408(例如，二向色镜)从基板412朝向传感器420传播以进行检测。基板412处的标识符可以指示要应用于系统400中的(一个或多个)传感器420的设置或其他特性。标识符可以指示传感器420的多少区域应该用于检测，和/或可以定义传感器420处的这样的区域的位置，仅举几个示例。
在一些实施方案中，箭头418还可以或替代地示意性地说明系统400可以以关于在基板412处检测到的照明光的实时反馈为特征。基板412处的照明光的均匀性可以与样本分析的质量和/或效率相关。这样，可以以旨在在基板412处提供照明光的一定水平的均匀性的方式来控制空间光调制器402。然而，由于光路的未知或不可避免的特性，可能在基板412处检测到一定量的不均匀信号响应。因此，系统可以基于照明光和来自成像的响应信号来执行比较。例如，系统400可以利用激发光创建成像图案的逆元，并将逆元与所获得的成像相乘。原则上，这种乘法的结果是真正平坦的信号响应。然而，如果由乘法产生的乘积与真实平坦信号响应不同，则这可以建议对空间光调制器402(和/或光源404)进行调节。因此，实时反馈可以帮助提高由系统400执行的分析的效率和/或质量。
在一些实施方式中，系统400包括图案反转组件，其利用激发光生成成像图案的逆元。例如，图案反转组件可以被配置为执行由相位空间光调制器执行的变换(例如，相移)的逆的变换。在一些实施方式中，可以获得所获得的成像的响应信号。例如，这可以使用位于样本基板处的传感器和/或通过系统中其他地方的传感器来完成。在一些实施方式中，系统400包括模式乘法组件。模式乘法组件可以基于所生成的逆元和响应信号来执行乘法。例如，模式乘法组件可以获得逆元信号和响应信号的傅里叶变换，并将它们各自的系数彼此相乘。如果模式乘法中涉及的因子真正是彼此的逆元，则可以预期乘积是真正的平坦信号(例如，在任何地方都具有单位值)。然而，当逆元信号与响应信号之间存在差异时，乘积可能不平坦(例如，一些值大于或小于一)。当产品中出现一个或多个非平坦(例如，非单位)值时，可以调节空间光调制器402和/或光源404以抵消这种情况。
上述示例示出了用于分析基板(例如，基板412)处的样本的系统的示例。这样的系统(例如，系统400)可以包括：光源(例如，光源404)以生成第一光；以及用于从第一光形成第二光的空间光调制器(例如，空间光调制器402)。基板可以包括至少一个传感器(例如，图3中的传感器层306)以检测由样本或与样本相关联的发射物。在基板处，第二光可以形成基于至少一个传感器选择的形状(例如，形状416中的任一个)。第二光可以照射基板对应于该形状的区域。
图5示出了具有幅度空间光调制器502的系统500的示例。系统500和/或幅度空间光调制器502可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。在该示例中，幅度空间光调制器502通过反射光来操作。在一些实施方式中，幅度空间光调制器502可以是透射的。系统500包含光源504(例如，一或多个激光器及/或LED装置)及将光朝向基板510处的样本508引导的至少一个投影透镜506。在一些实施方式中，系统500包括有限共轭透镜。在一些实施方案中，系统500包含镜筒透镜及显微镜物镜，其间具有准直区域(例如，一或多个准直器)。系统500在此还包括光束收集器512。如本文所使用的，光束收集器是被配置用于吸收一种或多种类型的光的一个或多个组件。在一些实施方式中，光可以被引导朝向光束收集器，以防止光传播到其他地方并且以不想要的方式潜在地干扰另一组件。例如，光束收集器可以被设计成吸收光中的光子的能量，而几乎没有或没有反射。
在操作中，光源504将光514朝向幅度空间光调制器502引导。系统500控制振幅空间光调制器502以在其上创建至少一个亮区域516和暗区域518。亮区域516对应于光514的一部分朝向投影透镜506的反射。举例来说，这可以导致亮区域522出现在样本508处。暗区域518对应于光514的一部分在别处而不是朝向投影透镜506的反射。例如，暗区域518可以将光520朝向光束收集器512反射。这可以导致在样本508处出现暗区域524。在样本508处，亮区域522和暗区域524(以及任选地未示出的一个或多个其他亮/暗区域)可形成至少一个形状(例如，图4中的一个或多个形状416)。为简单起见，本示例提到了幅度空间光调制器502处的两个区域(亮区域516和暗区域518)，以及样本508处的两个区域(亮区域522和暗区域524)。在一些实施方式中，可以使用更多或更少的区域。在一些实施方式中，基板510包括一个或多个传感器。在一些实施方案中，系统500包含位于基板510处以外的其它地方的一或多个传感器。
幅度空间光调制器502可以根据用于空间调制光514的多种方法中的至少一种来操作。在一些实施方式中，幅度空间光调制器502可以包括可变形反射镜。如本文所使用的，可变形反射镜包括具有反射至少一种类型的光的表面的任何设备，其中该表面可以可控地变形以给予反射光与入射光不同的一个或多个特性。例如，可变形反射镜可以根据以下技术中的一种或多种来操作：独立的平面镜部分可在向前和向后方向上移动以实现相移；薄的可变形膜在其后侧由离散的致动器控制；连续的反射表面通过磁致动器的各个冲程运动；微机电镜由致动器控制；薄的导电和反射膜在实心平坦框架上伸展，并且通过施加的电压而静电变形；压电或电致伸缩材料被图案化有施加电压的电极结构；或者铁磁颗粒悬浮在液体载体中并经受使表面成形的外部磁场。
在一些实施方式中，可变形反射镜可以在一个或多个部分中变形以提供亮区域516和暗区域518。在一些实施方式中，幅度空间光调制器502可以包括可定向以呈现至少两种不同状态中的任何一种的反射镜。这里，圆526示意性地示出了作为幅度空间光调制器502的一部分的基板528。基板528可以设置有至少反射镜530和532。可以使用比所示更多的镜子。例如，反射镜530和532可以是微机电系统(micro-electrical-mechanical system，MEMS)中的微反射镜阵列的一部分。在本示例中，反射镜530将形成光区域516的至少一部分，因此以白色示出。在该示例中，反射镜532将形成暗区域518的至少一部分，因此以黑色示出。反射镜530和532可以由彼此相同的材料制成。反射镜530和532的取向可以相对于任何参考(诸如图示中指示的线534)来限定。反射镜530相对于线534的位置可以由机构536控制。反射镜532相对于线534的位置可以由机构538控制。机构536和538可以根据多种MEMS技术方法中的任何一种来操作。在一些实施方式中，机构536和538中的每一者包括由CMOS存储器元件控制的扭转铰链，以便使用一个或多个弹簧来控制反射镜530和532中的对应一者的位置。
在操作中，光540和光542可以作为光514的一部分到达幅度空间光调制器502。光540和542可以被称为指向振幅空间光调制器502的第一光。反射镜530可以从光540反射光544。光544可以被称为朝向投影透镜506引导的第二光。反射镜532可以从光542反射光546，光546形成光520的至少一部分。光546可以被称为朝向光束收集器512引导的第三光。
可以基于一个或多个考虑来选择幅度空间光调制器502、投影透镜506和基板510彼此的相对位置。这里，指示了幅度空间光调制器502和投影透镜506之间的距离548。此外，指示投影透镜506与样本508之间的距离550。为了在系统500中提供大约单位放大率或1:1的放大率，距离548和550可以至少基本上彼此相等。例如，距离548和550都可以约等于2f，其中f表示系统500的焦距。距离548和550可以具有其他长度，例如使得它们不相等。
图6示出了具有相位空间光调制器602的系统600的示例。系统600和/或相位空间光调制器602可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。在该示例中，相位空间光调制器602通过透射光来操作。在一些实施方式中，相位空间光调制器602可以是反射性的。系统600包括光源604(例如，一个或多个激光器和/或LED装置)，以及将光朝向基板610处的样本608引导的至少一个投影透镜606。在一些实施方式中，相位空间光调制器602可以位于投影透镜606的入射光瞳处(例如，直接地或使用光学中继系统)。在一些实施方式中，相位空间光调制器602可以生成要在样本608处形成的图案的傅里叶变换。例如，给定相位空间光调制器602的能力(例如，其分辨率和/或可以实现的相移)，可以使用迭代算法来计算相位图案。
在操作中，光源604将光612朝向相位空间光调制器602引导。系统600控制相位空间光调制器602以从光612形成光。这里，示意性地示出了来自相位空间光调制器602的光614和616。例如，相位空间光调制器602可以使光614和616中的一个相对于另一个相移。相位空间光调制器602可以基于液晶。在一些实施方式中，液晶布置可以具有不同的折射率，这取决于光的偏振和/或传播方向(即，是双折射的)。可以控制液晶(例如，通过在液晶层的厚度上施加电压)，以与施加不同电压(或没有电压)的另一部分光相比，改变一部分光的有效折射率。应用于一些光的改变的折射率引起光的至少一部分相对于光的另一部分的相移。这样，由空间光调制器602形成的光可以通过具有一个或多个相移来表征。
相移可以导致样本608处的相长干涉或相消干涉。例如，出现在样本608处的光区域618可以由光614和616之间的相长干涉产生。作为另一实例，出现在样本608处的暗区域620可由光614与616之间的相消干涉产生。在样本508处，亮区域618和暗区域620(以及任选地未示出的一个或多个其他亮/暗区域)可以形成至少一个形状(例如，图4中的一个或多个形状416)。在一些实施方案中，基板610包含一个或多个传感器。在一些实施方式中，系统600包括位于基板610之外的其他地方的一个或多个传感器。
可以基于一个或多个考虑来选择相位空间光调制器602、投影透镜606和基板610彼此的相对位置。这里，指示了相位空间光调制器602和投影透镜606之间的距离622。此外，指示投影透镜606与样本608之间的距离624。为了在系统600中提供大约单位放大率或1:1的放大率，距离622和624可以至少基本上彼此相等。例如，距离622和624都可以约等于1f，其中f表示系统600的焦距。距离622和624可以具有其他长度，例如在它们不相等的情况下。
图7示出了具有到空间光调制器702的实时反馈的系统700的示例。系统700和/或空间光调制器702可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。系统700可以包括一个或多个光源。这里，示出了LED阵列704A-704C。LED阵列704A-704C中的每一个可以产生一个或多个波长带的光。例如，可以生成蓝光、绿光和/或红光。来自LED阵列704A-704C中的任何一个的光可以穿过一个或多个透镜，例如如图所示。来自LED阵列704A-704C中的一些或全部的光可以被带入公共光路中。例如，可以使用二向色滤光器706A和/或二向色滤光器706B。可以例如使用至少一个聚光透镜708来聚光来自LED阵列704A-704C中的一个或多个的光。来自LED阵列704A-704C中的一个或多个的光可以被准直，例如使用至少一个准直器710。其他光学设备可以应用于来自LED阵列704A-704C中的一个或多个的光，如这里由透镜712示意性地示出的。透镜712可以将来自LED阵列704A-704C中的一个或多个的光中的至少一些朝向空间光调制器702引导。
来自空间光调制器702的光可以朝向投影透镜714传播。在该示例中，空间光调制器702通过反射光中的至少一些来操作。在一些实施方式中，空间光调制器702可以通过透射至少一些光来操作。投影透镜714可以将光朝向基板718处的样本716引导。基板718可包含一或多个传感器以响应于照明光而检测来自样本716(或与样本716相关联)的一或多种类型的发射物。例如，可以响应于激发光检测荧光。基板718的传感器可以用于向空间光调制器702提供实时反馈，如箭头720示意性地指示的。在一些实施方式中，实时反馈可以基于涉及在传感器处捕获的成像信号的逆元的比较。逆元可以与由空间光调制器702定义的照明图案相乘。在一些实施方式中，如果结果不是平坦信号，则系统700可以调整一个或多个参数(例如，通过控制空间光调制器702)。例如，如果非平坦信号指示空间光调制器702的照明足迹使光照射在基板的特定区域中(或基板外部)，则可以调整足迹以便在该区域中不生成光。作为另一示例，如果非平坦信号指示空间光调制器702的照明足迹导致很少或没有光照射在基板的特定区域中，则可以调整足迹以便在该区域中生成光。例如，上述控制操作可以涉及幅度空间光调制器的调节(例如，通过使更多或更少的镜子变亮或变暗)。作为另一示例，上述控制操作可以涉及相位空间光调制器的调节(例如，调节变换以使相长干涉在特定区域中发生，或者使相消干涉在特定区域中发生)。在一些实施方式中，系统700包括位于基板718之外的其他地方的一个或多个传感器。
图8示出了具有流动池802和传感器804A-804B的基板800的示例。基板800、流动池802和/或传感器804A-804B可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。流动池802在这里使用虚线轮廓示意性地示出，并且可以包括用于使与样本(未示出)接触的流体(例如，试剂和/或具有荧光染料的液体)流动的一个或多个通道。流动池802的当前位置(位于基板800的“顶部”)仅出于说明性目的而示出。除了流动池802之外，基板800还可以包括一个或多个其他流动池(未示出)。
传感器804A-804B在这里使用虚线轮廓示意性地示出，并且可以包括被设计用于检测来自样本(或与样本相关联)的发射物的一个或多个装置。传感器804A-804B在此被流动池802覆盖。传感器804A-804B的当前位置(在基板800中的流动池802“下方”)仅出于说明性目的而示出。除了传感器804A-804B之外，基板800还可以包括一个或多个其他传感器(未示出)。
基板800可以包括与传感器804A-804B相关的标识符806。在一些实施方式中，标识符806可以至少指示包括在基板800中的传感器的数量(例如，一个或多个)。系统可以检测标识符806并基于传感器804A-804B选择照明光(例如，激发光)的形状。在一些实施方式中，可以使用RFID标签和/或视觉代码来提供标识符806。
在一些实施方式中，标识符806可以不涉及基板800的任何(多个)传感器。例如，基板800可以不包括任何传感器，和/或其中使用基板800的系统可以包括一个或多个传感器以检测发射物。标识符806可以指示要应用于系统中的这样的传感器的设置或其他特性。标识符可以指示(一个或多个)传感器的多少区域应该用于检测，和/或(一个或多个)传感器处的(一个或多个)这样的区域的位置，仅举几个示例。
图9示出了具有流动池902A-902B和传感器904A-904B的基板900的示例。基板900、流动池902A-902B和/或传感器904A-904B可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。流动池902a-902b在这里使用虚线轮廓示意性地示出，并且可以各自包括用于使与样本(未示出)接触的流体(例如，试剂和/或具有荧光染料的液体)流动的一个或多个通道。流动池902A-902B的当前位置(位于基板900的“顶部”)仅出于说明性目的而示出。除了流动池902A-902B之外，基板900还可以包括一个或多个其他流动池(未示出)。
传感器904A-904B在这里使用虚线轮廓示意性地示出，并且可以各自包括被设计用于检测来自样本(或与样本相关联)的发射物的一个或多个装置。这里，传感器904A被流动池902A覆盖。传感器904B被流动池902B覆盖。传感器904A-904B的当前位置(在基板900中的相应流动池902A-902B“下方”)仅出于说明性目的而示出。除了传感器904A-904B之外，基板900还可以包括一个或多个其他传感器(未示出)。
基板900可以包括与传感器904a-904b相关的标识符906。在一些实施方式中，标识符906可以至少指示包括在基板900中的传感器的数量(例如，两个或更多个)。系统可以检测标识符906并基于传感器904a-904b选择照明光(例如，激发光)的形状。在一些实施方式中，可以使用RFID标签和/或视觉代码来提供标识符906。
在一些实施方式中，标识符906可以不涉及基板900的任何(多个)传感器。例如，基板900可以不包括任何传感器，和/或其中使用基板900的系统可以包括一个或多个传感器以检测发射物。标识符906可以指示要应用于系统中的这样的传感器的设置或其他特性。标识符可以指示(一个或多个)传感器的多少区域应该用于检测，和/或(一个或多个)传感器处的(一个或多个)这样的区域的位置，仅举几个示例。
图10示出了方法1000的示例。方法1000可以与本文其他地方描述的一个或多个其他示例一起使用。可以执行更多或更少的操作。除非另有说明，否则可以以不同的顺序执行两个或更多个操作。
在操作1002处，可以选择基板。该选择可以由参与分析过程的人进行，并且可以考虑样本的类型和/或待检测的发射物的种类。可以从多种类型的基板中进行选择。例如，可以选择基板800(图8)或基板900(图9)。
在操作1004处，可以将至少一个样本施加到所选择的基板。在一些实施方式中，样本包括待测序的遗传物质。例如，遗传物质样本的制备可以包括样本的聚类，包括但不限于模板分子的固相扩增。
在操作1006处，可以将基板放置在相对于分析系统的适当位置。在一些实施方式中，这可以涉及将基板放置在系统的外壳内，诸如放置在可以执行热控制和/或流体处理的可平移台上。
在操作1008处，可以检测基板的标识符。在一些实施方式中，标识符可以与基板的(一个或多个)传感器相关。在一些实施方式中，标识符可以涉及位于基板之外的其他地方的一个或多个传感器。在一些实施方式中，检测标识符可以涉及从RFID标签接收信号和/或读取视觉代码。
在操作1010处，可以配置分析系统。例如，可以定义照明光的特性或其施加到样本的持续时间。作为另一示例，可以定义要由传感器执行的检测的特性或其操作的持续时间。可以附加地或替代地执行其他配置。
在操作1012处，可以由光源生成照明光(例如，激发光)。所生成的光可以被引导到空间光调制器。
在操作1014处，可以控制空间光调制器以从作为操作1012的一部分接收的光形成光。可以控制空间光调制器以形成光以便光被引导到样本。在一些实施方式中，这可以涉及控制空间光调制器以形成一个或多个所选形状的光。例如，可以基于基板的传感器的数量来选择由光形成的形状的数量。
在操作1016处，可以将光引导到空间光调制器处。例如，可以使用一个或多个光学部件(例如，透镜、准直器和/或棱镜)。
在操作1018处，可以将来自空间光调制器的光引导到基板处。在一些实施方式中，幅度空间光调制器可以将一些光朝向基板处的样本引导，并且可以将其他光引导到其他地方(例如，到光束收集器中)。作为另一示例，相位空间光调制器可以改变所接收的光的至少一部分的相位。
在操作1020处，可以触发实时反馈的执行。例如，这可以在预分析过程期间或在分析过程的初始阶段完成。
在操作1022处，可以生成逆元图案。在一些实施方式中，这涉及使用来自激发光学设备的输出。例如，可以利用激发光生成成像图案的逆元。
在操作1024处，可以将所生成的逆元图案与所获得的成像的响应信号相乘。例如，这可以涉及使用相应傅里叶变换的模式乘法。
在操作1026处，可以在评估照明光的均匀性时考虑操作1024中的乘法的结果。例如，这种评估可以是决定是否调整分析系统的基础的一部分。
在操作1028，可以控制照明光。例如，这可以涉及基于操作1026中的评估来改变或调整分析系统的一个或多个特性。
在操作1030处，可以检测来自样本(或与样本相关联)的至少一个发射物。在一些实施方式中，发射物可以由包括在基板中的传感器检测。例如，发射物检测可以涉及通过记录响应于激发光而产生的荧光来对样本进行成像。
在操作1032处，可以分析样本。可以基于发射物检测来确定或估计样本的一个或多个方面或特性。例如，对于遗传物质样本，可以进行样本的测序以确定其一级结构。
图11示出了可以用于实现本公开的各方面的计算设备1100的示例架构，包括本文描述的任何系统、装置和/或技术，或者可以在各种可能的实施例中利用的任何其他系统、装置和/或技术。
图11所示的计算设备可用于执行本文所述的操作系统、应用程序和/或软件模块(包括软件引擎)。
在一些实施例中，计算设备1100包括至少一个处理设备1102(例如，处理器)，诸如中央处理单元(CPU)。各种处理设备可从各种制造商获得，例如Intel或Advanced MicroDevices。在该示例中，计算设备1100还包括系统存储器1104和系统总线1106，系统总线1106将包括系统存储器1104的各种系统组件耦合到处理设备1102。系统总线1106是可以使用的任何数量类型的总线结构中的一种，包括但不限于存储器总线或存储器控制器；外围总线；以及使用各种总线架构中的任何一种的局部总线。
可以使用计算设备1100实现的计算设备的示例包括台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动计算设备(诸如智能电话、触摸板移动数字设备或其他移动设备)或被配置为处理数字指令的其他设备。
系统存储器1104包括只读存储器1108和随机存取存储器1110。包含用于诸如在启动期间在计算设备1100内传送信息的基本例程的基本输入/输出系统1112可以存储在只读存储器1108中。
在一些实施例中，计算设备1100还包括用于存储数字数据的二级存储设备1114，诸如硬盘驱动器。二级存储设备1114通过二级存储接口1116连接到系统总线1106。二级存储设备1114及其相关联的计算机可读介质为计算设备1100提供计算机可读指令(包括应用程序和程序模块)、数据结构和其他数据的非易失性和非暂时性存储。
尽管本文描述的示例环境采用硬盘驱动器作为二级存储设备，但是在其他实施例中使用其他类型的计算机可读存储介质。这些其他类型的计算机可读存储介质的示例包括磁带盒、闪存卡、数字视频盘、伯努利匣盒(Bernoulli cartridges)、光盘只读存储器、数字通用盘只读存储器、随机存取存储器或只读存储器。一些实施例包括非暂时性介质。例如，计算机程序产品可以有形地体现在非暂时性存储介质中。另外，这样的计算机可读存储介质可以包括本地存储装置或基于云的存储装置。
多个程序模块可以存储在二级存储设备1114和/或系统存储器1104中，包括操作系统1118、一个或多个应用程序1120、其他程序模块1122(诸如本文所述的软件引擎)和程序数据1124。计算设备1100可以利用任何合适的操作系统，诸如Microsoft WindowsTM、Google ChromeTMOS、Apple OS、UNIX或Linux及其变体以及适合于计算设备的任何其他操作系统。其他示例可以包括Microsoft、Google或Apple操作系统，或平板计算设备中使用的任何其他合适的操作系统。
在一些实施例中，用户通过一个或多个输入设备1126向计算设备1100提供输入。输入设备1126的示例包括键盘1128、鼠标1130、麦克风1132(例如，用于语音和/或其他音频输入)、触摸传感器1134(诸如触摸板或触敏显示器)和手势传感器1135(例如，用于手势输入)。在一些实施方式中，输入设备1126基于存在、接近和/或运动提供检测。在一些实施方式中，用户可以走进他们的家中，并且这可以触发对处理设备的输入。例如，输入设备1126然后可以促进用户的自动化体验。其他实施例包括其他输入设备1126。输入设备可以通过耦合到系统总线1106的输入/输出接口1136连接到处理设备1102。这些输入设备1126可以通过任何数量的输入/输出接口连接，诸如并行端口、串行端口、游戏端口或通用串行总线。输入设备1126和输入/输出接口1136之间的无线通信也是可能的，并且在一些可能的实施例中包括红外、
Figure BDA0003584101850000222
Figure BDA0003584101850000221
无线技术、802.11a/b/g/n、蜂窝、超宽带(UWB)、ZigBee或其他射频通信系统，仅举几个示例。
在该示例实施例中，诸如监视器、液晶显示设备、发光二极管显示设备、投影仪或触敏显示设备的显示设备1138也经由诸如视频适配器1140的接口连接到系统总线1106。除了显示设备1138之外，计算设备1100可以包括各种其他外围设备(未示出)，诸如扬声器或打印机。
计算设备1100可以通过网络接口1142连接到一个或多个网络。网络接口1142可以提供有线和/或无线通信。在一些实施方式中，网络接口1142可以包括用于发送和/或接收无线信号的一个或多个天线。当在局域网环境或广域网环境(诸如互联网)中使用时，网络接口1142可以包括以太网接口。其他可能的实施例使用其他通信设备。例如，计算设备1100的一些实施例包括用于跨网络进行通信的调制解调器。
计算设备1100可以包括至少某种形式的计算机可读介质。计算机可读介质包括可以由计算设备1100访问的任何可用介质。作为示例，计算机可读介质包括计算机可读存储介质和计算机可读通信介质。
计算机可读存储介质包括在被配置为存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息的任何设备中实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机可读存储介质包括但不限于随机存取存储器、只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、闪存或其他存储器技术、光盘只读存储器、数字通用盘或其他光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储设备、或可用于存储所需信息并且可由计算设备1100访问的任何其他介质。
计算机可读通信介质通常以诸如载波或其他传输机制的调制数据信号体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据，并且包括任何信息传递介质。术语“经调制的数据信号”是指以将信息编码在信号中的方式设置或改变其一个或多个特性的信号。作为示例，计算机可读通信介质包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质，以及诸如声学、射频、红外和其他无线介质的无线介质。任何上述的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
图11所示的计算设备也是可编程电子设备的示例，其可以包括一个或多个这样的计算设备，并且当包括多个计算设备时，这样的计算设备可以与合适的数据通信网络耦合在一起，以便共同执行本文公开的各种功能、方法或操作。
在整个说明书中使用的术语“基本上”和“约”用于描述和解释小的波动，例如由于加工的变化。例如，它们可以指小于或等于±5％，诸如小于或等于±2％，诸如小于或等于±1％，诸如小于或等于±0.5％，诸如小于或等于±0.2％，诸如小于或等于±0.1％，诸如小于或等于±0.05％。此外，当在本文中使用时，诸如“一”或“一个”的不定冠词意指“至少一个”。
应当理解，前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，出现在本公开中所要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的发明主题的一部分。
另外，附图中描绘的逻辑流程不需要所示的特定顺序或相继顺序来实现期望的结果。另外，可以提供其他过程，或者可以从所描述的流程中消除过程，并且可以将其他组件添加到所描述的系统或从所描述的系统中移除。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
虽然已经如本文所述示出了所描述的实施方式的某些特征，但是本领域技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入实施方式的范围内的所有这些修改和改变。应当理解，它们仅通过示例而非限制的方式呈现，并且可以进行形式和细节上的各种改变。除了相互排斥的组合之外，本文描述的装置和/或方法的任何部分可以以任何组合进行组合。本文描述的实施方式可以包括所描述的不同实施方式的功能、组件和/或特征的各种组合和/或子组合。

Claims (34)

1.一种用于分析基板处的样本的系统，所述系统包括：
光源，用于生成第一光；以及
空间光调制器，用于从所述第一光形成第二光，其中，所述基板包括至少一个传感器，所述至少一个传感器用于检测基于所述第二光所发射的发射物，其中，在所述基板处，所述第二光形成基于所述至少一个传感器选择的形状，其中，所述第二光照射所述基板对应于所述形状的区域。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空间光调制器是透射空间光调制器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述空间光调制器是反射空间光调制器。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述空间光调制器是幅度空间光调制器。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述幅度空间光调制器包括可定向的反射镜，并且其中，所述幅度空间光调制器至少定向所述反射镜中的第一反射镜以形成所述第二光。
6.根据权利要求5所述的系统，还包括光束收集器，其中，所述幅度空间光调制器至少定向所述反射镜中的第二反射镜以将第三光引导到所述光束收集器处，所述第三光是所述第一光的一部分。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述空间光调制器是相位空间光调制器。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基板的区域包括多边形。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第二光照射所述基板的多个区域，所述多个区域中的每一个是多边形区域。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，所述基板的区域包括椭圆。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第二光照射所述基板的多个区域，所述多个区域中的每一个是椭圆形区域。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第二光照射所述基板的多个区域。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多个区域中的至少两个具有彼此不同的形状。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述传感器包括互补金属氧化物半导体设备。
15.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基板包括用于所述样本的流动池。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述基板包括由所述流动池覆盖的多个传感器。
17.根据权利要求15所述的系统，其中，所述基板包括多个流动池。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述基板包括多个传感器，并且其中，所述多个流动池中的每一个至少覆盖所述多个传感器中的对应的一个。
19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述基板还包括与所述传感器相关的标识符，其中，所述系统检测所述基板处的所述标识符，并且其中，基于所检测到的标识符来选择所述形状。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述标识符包括射频识别标签或视觉代码中的至少一个。
21.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述发射物包括荧光。
22.一种方法，包括：
将第一光引导到被配置用于分析基板处的样本的系统中的空间光调制器处，其中所述基板包括至少一个传感器；
控制所述空间光调制器以从所述第一光形成第二光；
将所述第二光引导到所述基板处，其中，所述第二光照射所述基板具有基于所述至少一个传感器选择的形状的区域；以及
检测基于所述第二光所发射的发射物。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述空间光调制器是幅度空间光调制器，其中，所述幅度空间光调制器包括可定向的反射镜，并且其中，控制所述幅度空间光调制器以形成所述第二光包括定向所述反射镜中的至少第一反射镜。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一反射镜被定向以呈现至少两种状态中的一种状态。
25.根据权利要求23-24中任一项所述的方法，还包括将所述反射镜中的至少第二反射镜定向为将第三光引导到光束收集器处，所述第三光是所述第一光的一部分。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述空间光调制器是相位空间光调制器，并且其中，控制所述相位空间光调制器以形成所述第二光包括改变所述第二光的强度分布或辐照度分布。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，改变所述强度分布或所述辐照度分布包括将所述第二光从照射所述基板的多个区域改变为照射少于所述多个区域的至少一个区域，并且其中，在所述至少一个区域中亮度增加。
28.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，其中，所述第二光照射所述基板的多个区域。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述多个区域中的至少两个区域具有彼此不同的形状。
30.根据权利要求22至29中任一项所述的方法，其中，所述基板还包括与所述传感器相关的标识符，所述方法还包括由所述系统检测所述基板处的所述标识符，并且其中，基于所检测到的标识符来选择所述形状。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，检测所述标识符包括从射频识别标签接收信号或读取视觉代码中的至少一个。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的方法，还包括：
提供关于所述第二光的实时反馈；以及
使用所述实时反馈控制所述空间光调制器。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，提供所述实时反馈包括：
创建所述第二光的成像图案的逆元；以及
将所述逆元与在所述基板处获得的成像相乘。
34.根据权利要求22-33中任一项所述的方法，其中所述发射物包括荧光。
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