CN116698810B - 光学系统、基因测序设备和成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光学系统、基因测序设备和成像方法。光学系统包括照明装置和成像装置，照明装置包括光源和导光组件，导光组件用于整形光源的出射光以形成照明光，照明光用于从基因测序芯片的侧面耦合进入基因测序芯片内并在基因测序芯片的同一介质内全反射传播，以产生倏逝波，基因测序芯片包括一承载有样本的样本承载面，倏逝波激发样本承载面上的样本中的荧光染料产生荧光信号；成像装置用于根据荧光信号生成成像光斑。如此，将照明光从侧方耦合进入基因测序芯片实现全内反射，基因测序芯片只有靠近反射面的区域会被照明，在反射面附近的样本可以被激发产生荧光，远离反射面的游离荧光分子不会被激发产生背景噪声，从而增加了图像的信噪比。
Description
技术领域
本发明涉及基因测序领域，尤其涉及一种光学系统、基因测序设备和成像方法。
背景技术
基因测序仪工作时，需要使用激光对荧光染料进行激发照明。所用激光光源常为高斯或超高斯分布光束，这导致照明区域中心强、边缘暗，虽然可以达到对显微物面进行照明的目的，但无法达到最佳照明效果。为了将视野边缘样品也激发出足够的信噪比，需要增加激光功率，但与此同时会造成视野中心的激光强度过大，导致光漂白速度增加。并且，过大的光强会损伤中心视野的DNA，导致后续测序的结果错误率增加。
现有的基因测序仪常使用落射式照明系统，一方面，无法在物面上形成均匀照明，另一方面，背景信号较强，导致图像信噪比降低。因此，如何实现匀光照明和提高信噪比成为待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种光学系统、基因测序设备和成像方法。
本申请实施方式的光学系统包括照明装置和成像装置，照明装置包括光源和导光组件，导光组件用于整形光源的出射光以形成照明光，照明光用于从基因测序芯片的侧面耦合进入基因测序芯片内并在基因测序芯片的同一介质内全反射传播，以产生倏逝波，基因测序芯片包括一承载有样本的样本承载面，倏逝波激发样本承载面上的样本中的荧光染料产生荧光信号；成像装置用于根据荧光信号生成成像光斑。
本申请实施方式的光学系统将照明光从基因测序芯片的侧面耦合进入基因测序芯片实现全内反射，基因测序芯片只有靠近全反射面的区域会被照明，在反射面附近的样本可以被激发产生荧光，远离反射面的游离荧光分子不会被激发产生背景噪声，从而大大增加了采集图像的信噪比，并且本方案能够在基因测序芯片表面实现均匀性较好的照明，保证测序效率。
在某些实施方式中，基因测序芯片包括盖玻片、载玻片和流道，流道位于盖玻片与载玻片之间，盖玻片与流道的界面为样本承载面，照明光用于从盖玻片的侧面耦合进入盖玻片内，使得照明光在盖玻片内发生全反射，对样本承载面进行照明。
如此，照明光可以激发位于盖玻片与流道的界面上的样本产生荧光信号。
在某些实施方式中，基因测序芯片包括盖玻片、载玻片和流道，流道位于盖玻片与载玻片之间，载玻片与流道的界面为样本承载面，照明光用于从载玻片的侧面耦合进入载玻片内，使得照明光在载玻片内发生全反射，对样本承载面进行照明。
如此，照明光可以激发位于载玻片与流道的界面上的样本产生荧光信号。
基因测序芯片包括载玻片，载玻片包括相对设置的第一表面和第二表面，样本承载于第一表面或第二表面，形成样本承载面，照明光从载玻片的侧面耦合进入载玻片内，照明光在载玻片内发生全反射，对样本承载面进行照明。
如此，照明光可以激发位于载玻片表面上的样本产生荧光信号。
在某些实施方式中，基因测序芯片包括第一侧面和与第一侧面相对的第二侧面，照明光从第一侧面入射至基因测序芯片内并向第二侧面传导，照明装置包括设置在第二侧面的反射结构，反射结构用于将传导至第二侧面的照明光反射进入基因测序芯片内。
如此，反射结构可以增加照明光在基因测序芯片内全反射的次数，从而提高能量利用率。
在某些实施方式中，反射结构包括反射镜和形成在第二侧面的反射膜中的至少一种。
如此，反射镜和反射膜可以增加照明光在基因测序芯片内全反射的次数，从而提高能量利用率。
在某些实施方式中，导光组件包括准直透镜和聚光透镜，准直透镜设置在光源和聚光透镜之间，准直透镜用于准直光源的出射光，聚光透镜用于汇聚透过准直透镜的光线以形成照明光。
如此，准直透镜和聚光透镜相互配合可以使得光源的出射光经过准直和汇聚后形成的照明光的均匀性较好，并且可以使得照明光集中耦合进入基因测序芯片内。
在某些实施方式中，准直透镜的光轴和聚光透镜的光轴同轴设置，聚光透镜的光轴与基因测序芯片的侧面大致垂直，从而使得照明光可以从基因测序芯片的侧面垂直进入基因测序芯片内实现全反射。
在某些实施方式中，准直透镜的光轴和聚光透镜的光轴同轴设置，聚光透镜的光轴相对于基因测序芯片的侧面倾斜设置，以增加照明光在基因测序芯片内的反射次数。
如此，通过以上技术方案，可以增大照明光的入射角，增加照明光在盖玻片内全反射的次数，从而提高能量利用率。
在某些实施方式中，聚光透镜的光轴相对于准直透镜的光轴偏移设置，以增加照明光在基因测序芯片内的反射次数。
如此，可以增大照明光的入射角，增加照明光在盖玻片内全反射的次数，从而提高能量利用率。
在某些实施方式中，照明光为面照明光和/或线照明光。
如此，线照明光和/或面照明光可以改变照明光在基因测序芯片的照明范围，从而改变照明光的均匀性。
本申请实施方式的基因测序设备包括光学系统。如此，可以提高基因测序的效率。
本申请实施方式的成像方法为，先将照明装置发出的照明光从基因测序芯片的侧面耦合进入基因测序芯片内，以使照明光在基因测序芯片的同一介质内全反射传播并产生倏逝波，基因测序芯片包括一承载有样本的样本承载面，倏逝波激发样本承载面上的样本中的荧光染料产生荧光信号，然后利用成像装置获取荧光信号而生成成像光斑。
如此，将照明光从基因测序芯片的侧面耦合进入基因测序芯片实现全内反射，基因测序芯片只有靠近全反射面的区域会被照明，在反射面附近的样本可以被激发产生荧光，远离反射面的游离荧光分子不会被激发产生背景噪声，从而大大增加了采集图像的信噪比，并且本方案能够在基因测序芯片表面实现均匀性较好的照明，保证测序效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的光学系统的结构示意图；
图2是本发明实施方式的基因测序芯片的结构示意图；
图3是本发明一实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图4是本发明一实施方式的照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图5是本发明实施方式的基因测序芯片的结构示意图；
图6是本发明一实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图7是本发明一实施方式的照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图8是本发明实施方式的基因测序芯片的结构示意图；
图9是本发明另一实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图10是本发明另一实施方式的照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图11是本发明实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图12是本发明实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图13是本发明又一实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图14是本发明又一实施方式的照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图15是本发明再一实施方式的照明装置和基因测序芯片配合的示意图；
图16是本发明再一实施方式的照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图17是本发明实施方式的线照明光的示意图；
图18是本发明实施方式的面照明光的示意图；
图19是本发明实施方式的面照明光在基因测序芯片上的能量密度的分布图；
图20是本发明实施方式的光学系统的成像方法的流程示意图。
附图标记说明：100、光学系统；10、照明装置；11、光源；111、照明光；12、导光组件；121、准直透镜；122、聚光透镜；13、反射结构；20、成像装置；200、基因测序芯片；201、盖玻片；202、载玻片；2021、第一表面；2022、第二表面；203、流道；204、样本承载面；205、样本；206、第一侧面；207、第二侧面。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1和图2，本申请实施方式的光学系统100包括照明装置10和成像装置20，照明装置10包括光源11和导光组件12，导光组件12用于整形光源11的出射光以形成照明光111，照明光111用于从基因测序芯片200的侧面耦合进入基因测序芯片200内并在基因测序芯片200的同一介质内全反射传播，以产生倏逝波，基因测序芯片200包括一承载有样本205的样本承载面204，倏逝波激发样本承载面204上的样本205中的荧光染料产生荧光信号；成像装置20用于根据荧光信号生成成像光斑。
本申请实施方式的光学系统100将照明光111从基因测序芯片200的侧面耦合进入基因测序芯片200实现全内反射，基因测序芯片200只有靠近全反射面的区域会被照明，在反射面附近的样本205可以被激发产生荧光，远离反射面的游离荧光分子不会被激发产生背景噪声，从而大大增加了采集图像的信噪比，并且本方案能够在基因测序芯片200表面实现均匀性较好的照明，保证测序效率。
具体的，光学系统100是由一个或若干个光学元件组成的具有所需光学功能的系统，光学系统100能产生清晰的、与物貌完全相似的像。成像装置20是将光学信号转换成可视化的图像的设备。
导光组件12用于整形光源11的出射光，指的是导光组件12可以对光源11发出的光线的形状、方向、照明范围等参数进行调节。照明光111从基因测序芯片200的侧面耦合进入基因测序芯片200内指的是，照明光111可以穿过基因测序芯片200的侧面，从而进入基因测序芯片200内。
本发明实施方式中，同一介质为折射率一致的物体。例如，物体可以采用密度均匀的材料制成，从而使得物体各个位置的折射率一致。
倏逝波是指当光波从光密介质倾斜入射到光疏介质，发生全反射时，光疏介质一侧所产生的一种电磁波，该电磁波可以激发样本205产生荧光信号。由于全反射产生的倏逝波仅有约数百纳米厚度，无法在基因测序芯片200内深度传播，因此基因测序芯片200的背景不会被照亮，由此，使得成像装置20可以采集到高信噪比的图像。
样本承载面204用于承载样本205，在一些实施方式中，样本205可以是带有荧光染料的碱基簇，光源11发出的光线的波长可以为532nm，光纤口径可以是0.2*0.2mm，数值孔径NA可以为0.22。
请参阅图2和图3，在某些实施方式中，基因测序芯片200包括盖玻片201、载玻片202和流道203，流道203位于盖玻片201与载玻片202之间，盖玻片201与流道203的界面为样本承载面204，照明光111用于从盖玻片201的侧面耦合进入盖玻片201内，使得照明光111在盖玻片201内发生全反射，对样本承载面204进行照明。
如此，照明光111可以激发位于盖玻片201与流道203的界面上的样本205产生荧光信号。
具体的，照明光111从盖玻片201的侧面耦合进入盖玻片201，照明光111在盖玻片201内发生多次全反射，对位于盖玻片201与流道203的界面上的样本205照明，样本205上的荧光染料被照明光111激发，产生荧光信号，成像装置20根据荧光信号生成成像光斑。
在一些实施方式中，盖玻片201厚度可以为170μm，盖玻片201的折射率可以为1.52，流道203厚度可以为80μm，流道203内的液体的折射率可以为1.33，因此，盖玻片201的折射率大于流道203内的液体的折射率，使得照明光111可以在盖玻片201内发生全反射。
请结合图4，在图4中，横坐标表示基因测序芯片200短边长度的各个位置，纵坐标表示照明光111的能量密度。根据图4可以看出，照明光111的能量密度的曲线在横坐标为-12.5mm~8mm的范围内，照明光111均匀性可达到95%以上，能量密度约为16W/cm2。
示例性地，照明光111均匀性可以采用以下公式计算：1-(max-min)/(max+min)，其中max为计算范围内能量密度的最大值，min为计算范围内能量密度的最小值。
请参阅图5和6，在某些实施方式中，基因测序芯片200包括盖玻片201、载玻片202和流道203，流道203位于盖玻片201与载玻片202之间，载玻片202与流道203的界面为样本承载面204，照明光111用于从载玻片202的侧面耦合进入载玻片202内，使得照明光111在载玻片202内发生全反射，对样本承载面204进行照明。
如此，照明光111可以激发位于载玻片202与流道203的界面上的样本205产生荧光信号。
具体的，照明光111从载玻片202的侧面耦合进入载玻片202，照明光111在载玻片202内发生多次全反射，对位于载玻片202与流道203的界面上的样本205照明，基因测序芯片200上的荧光染料被照明光111激发，产生荧光信号，成像装置20根据荧光信号生成成像光斑。
在一些实施方式中，流道203厚度可以为80μm，流道203内的液体折射率可以为1.33，载玻片202厚度可以为1mm，载玻片202的折射率可以为1.52。因此，载玻片202的折射率大于流道203内的液体的折射率，使得照明光111可以在载玻片202内发生全反射。
请结合图7，在图7中，横坐标表示基因测序芯片200长度的各个位置，纵坐标表示照明光111的能量密度。根据图7可以看出，照明光111的能量密度的曲线在横坐标为-12.5mm~8mm范围内，照明光111均匀性可达到90%以上，能量密度约为150W/cm2。
示例性地，照明光111均匀性可以采用以下公式计算：1-(max-min)/(max+min)，其中max为计算范围内能量密度的最大值，min为计算范围内能量密度的最小值。
请参阅图1和图8，在某些实施方式中，基因测序芯片200包括载玻片202，载玻片202包括相对设置的第一表面2021和第二表面2022，样本205承载于第一表面2021或第二表面2022，形成样本承载面204，照明光111从载玻片202的侧面耦合进入载玻片202内，照明光111在载玻片202内发生全反射，对样本承载面204进行照明。
如此，照明光111可以激发位于载玻片202表面上的样本205产生荧光信号。具体的，照明光111从载玻片202的侧面耦合进入载玻片202内，照明光111在载玻片202内发生多次全反射，对位于载玻片202表面上的样本205照明，样本205上的荧光染料被照明光111激发，产生荧光信号，成像装置20根据荧光信号生成成像光斑。如图8所示，样本205承载于第一表面2021，此时第一表面2021形成样本承载面204，在其他实施方式中，样本205可以承载于第二表面2022，第二表面2022形成样本承载面204。
请参阅图1和图9，在某些实施方式中，基因测序芯片200包括第一侧面206和与第一侧面206相对的第二侧面207，照明光111从第一侧面206入射至基因测序芯片200内并向第二侧面207传导，照明装置10包括设置在第二侧面207的反射结构13，反射结构13用于将传导至第二侧面207的照明光111反射进入基因测序芯片200内。
如此，反射结构13可以增加照明光111在基因测序芯片200内全反射的次数，从而提高能量利用率。
在某些实施方式中，反射结构13包括反射镜和形成在第二侧面207的反射膜中的至少一种。
如此，反射镜和反射膜可以增加照明光111在基因测序芯片200内全反射的次数，从而提高能量利用率。
具体的，在一些实施方式中，照明光111从盖玻片201的第一侧面206耦合进入盖玻片201，可以在盖玻片201的第二侧面207增加一个反射镜，也可以在盖玻片201的第二侧面207镀反射膜。
请结合图10，在图10中，横坐标表示基因测序芯片200长度的各个位置，纵坐标表示照明光111的能量密度。根据图10可以看出，照明光111的能量密度的曲线在横坐标为-12.5mm~8mm范围内，照明光111均匀性可达到95%以上，能量密度约为32W/cm2，与图4的能量密度约为16W/cm2相比，能量利用率提高约一倍。
请参阅图11和图12，在某些实施方式中，导光组件12包括准直透镜121和聚光透镜122，准直透镜121设置在光源11和聚光透镜122之间，准直透镜121用于准直光源11的出射光，聚光透镜122用于汇聚透过准直透镜121的光线以形成照明光111。
如此，准直透镜121和聚光透镜122相互配合可以使得光源11的出射光经过准直和汇聚后形成的照明光111的均匀性较好，并且可以使得照明光111集中耦合进入基因测序芯片200内。
具体的，准直透镜121的焦距可以为2mm~200mm，聚光透镜122的焦距可以为4mm~50mm，准直透镜121为球面镜，聚光透镜122为柱面镜。
请参阅图9，在某些实施方式中，准直透镜121的光轴和聚光透镜122的光轴同轴设置，聚光透镜122的光轴与基因测序芯片200的侧面大致垂直，从而使得照明光111可以从基因测序芯片200的侧面垂直进入基因测序芯片200内实现全反射。
具体的，准直透镜121的光轴为准直透镜121的中心轴，聚光透镜122的光轴为聚光透镜122的中心轴。
请参阅图13，在某些实施方式中，准直透镜121的光轴和聚光透镜122的光轴同轴设置，聚光透镜122的光轴相对于基因测序芯片200的侧面倾斜设置，以增加照明光111在基因测序芯片200内的反射次数。
如此，通过以上技术方案，可以增大照明光111的入射角，从而增加照明光111在盖玻片201内全反射的次数，从而提高能量利用率。
具体的，聚光透镜122的光轴与基因测序芯片200的侧面的夹角可以大于刚好不发生折射的临界角，照明光111的入射角越靠近临界角，照明光111在盖玻片201内全反射的次数越多。在一些实施方式中，光源11和导光组件12相对于基因测序芯片200可以倾斜10°，使得照明光111的能量利用率提高约5倍。
请结合图14，在图14中，横坐标表示基因测序芯片200长度的各个位置，纵坐标表示照明光111的能量密度。根据图14可以看出，照明光111的能量密度的曲线在横坐标为-12.5mm~8mm范围内，照明光111均匀性可达到95%以上，能量密度约为160W/cm2，与图10的能量密度约为32W/cm2相比，能量利用率提高了5倍。
请参阅图15，在某些实施方式中，聚光透镜122的光轴相对于准直透镜121的光轴偏移设置，以增加照明光111在基因测序芯片200内的反射次数。
如此，可以增大照明光111的入射角，增加照明光111在盖玻片201内全反射的次数，从而提高能量利用率。
具体的，在一些实施方式中，聚光透镜122的光轴相对于准直透镜121的光轴偏移0.7mm，能量利用率提高约5.3倍。请结合图16，在图16中，横坐标表示基因测序芯片200长度的各个位置，纵坐标表示照明光111的能量密度。根据图16可以看出，照明光111的能量密度的曲线在横坐标为-12.5mm~8mm范围内，照明光111均匀性可达到95%以上，能量密度约为168W/cm2，与图10的能量密度约为32W/cm2相比，能量利用率提高了5.3倍。
请参阅图17和图18，在某些实施方式中，照明光111为线照明光111和/或面照明光111。
如此，线照明光111和/或面照明光111可以改变照明光111在基因测序芯片200的照明范围，从而改变照明光111的均匀性。
具体的，在一些实施方式中，当准直透镜121的焦距为3mm，聚光透镜122的焦距为4mm时，照明光111为线照明光111，线照明光111的均匀性为95%以上；请结合图19，当准直透镜121的焦距为75mm，聚光透镜122的焦距为50mm时，照明光111为面照明光111，面照明光111的均匀性为85%以上。
本申请实施方式的基因测序设备包括光学系统100。如此，可以提高基因测序的效率。
请参阅图20，本申请实施方式的成像方法包括步骤：
S10，将照明装置10发出的照明光111从基因测序芯片200的侧面耦合进入基因测序芯片200内，以使照明光111在基因测序芯片200的同一介质内全反射传播并产生倏逝波，基因测序芯片200包括一承载有样本205的样本承载面204，倏逝波激发样本承载面204上的样本205中的荧光染料产生荧光信号；
S20，利用成像装置20获取荧光信号而生成成像光斑。
如此，将照明光111从基因测序芯片200的侧面耦合进入基因测序芯片200实现全内反射，基因测序芯片200只有靠近全反射面的区域会被照明，在反射面附近的样本205可以被激发产生荧光，远离反射面的游离荧光分子不会被激发产生背景噪声，从而大大增加了采集图像的信噪比，并且本方案能够在基因测序芯片200表面实现均匀性较好的照明，保证测序效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种光学系统，其特征在于，包括：
照明装置，所述照明装置包括光源和导光组件，所述导光组件用于整形所述光源的出射光以形成照明光，所述照明光为线照明光和面照明光，所述照明光用于从基因测序芯片的侧面耦合进入所述基因测序芯片内并在所述基因测序芯片的同一介质内全反射传播，以产生倏逝波，所述基因测序芯片包括一承载有样本的样本承载面，所述倏逝波激发所述样本承载面上的样本中的荧光染料产生荧光信号；其中，所述基因测序芯片包括盖玻片、载玻片和流道，所述流道位于所述盖玻片与所述载玻片之间，所述盖玻片与所述流道的界面为所述样本承载面，所述照明光用于从所述盖玻片的侧面耦合进入所述盖玻片内，使得所述照明光在所述盖玻片内发生全反射，对所述样本承载面进行照明；所述导光组件包括准直透镜和聚光透镜，所述准直透镜设置在所述光源和所述聚光透镜之间，所述准直透镜用于准直所述光源的出射光，所述聚光透镜用于汇聚透过所述准直透镜的光线以形成所述照明光，所述聚光透镜的光轴与所述基因测序芯片的侧面大致垂直，所述聚光透镜的光轴相对于所述准直透镜的光轴偏移设置，以增加所述照明光在所述基因测序芯片内的反射次数；所述照明光在所述聚光透镜的光轴方向或平行于所述聚光透镜的光轴；所述准直透镜的焦距为2mm~200mm，所述聚光透镜的焦距为4mm~50mm，所述准直透镜为球面镜，所述聚光透镜为柱面镜；和，
成像装置，所述成像装置用于根据所述荧光信号生成成像光斑。
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述基因测序芯片包括第一侧面和与所述第一侧面相对的第二侧面，所述照明光从所述第一侧面入射至所述基因测序芯片内并向所述第二侧面传导，所述照明装置包括设置在所述第二侧面的反射结构，所述反射结构用于将传导至所述第二侧面的所述照明光反射进入所述基因测序芯片内。
3.根据权利要求2所述的光学系统，其特征在于，所述反射结构包括反射镜和形成在所述第二侧面的反射膜中的至少一种。
4.一种基因测序设备，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的光学系统。
5.一种成像方法，其特征在于，包括：
将照明装置发出的照明光从基因测序芯片的侧面耦合进入所述基因测序芯片内，以使所述照明光在所述基因测序芯片的同一介质内全反射传播并产生倏逝波，所述基因测序芯片包括一承载有样本的样本承载面，所述倏逝波激发所述样本承载面上的样本中的荧光染料产生荧光信号；其中，所述照明光为线照明光和面照明光，所述基因测序芯片包括盖玻片、载玻片和流道，所述流道位于所述盖玻片与所述载玻片之间，所述盖玻片与所述流道的界面为所述样本承载面，所述照明光用于从所述盖玻片的侧面耦合进入所述盖玻片内，使得所述照明光在所述盖玻片内发生全反射，对所述样本承载面进行照明；所述照明装置包括光源和导光组件，所述导光组件用于整形所述光源的出射光以形成照明光，所述导光组件包括准直透镜和聚光透镜，所述准直透镜设置在所述光源和所述聚光透镜之间，所述准直透镜用于准直所述光源的出射光，所述聚光透镜用于汇聚透过所述准直透镜的光线以形成所述照明光，所述聚光透镜的光轴与所述基因测序芯片的侧面大致垂直，所述聚光透镜的光轴相对于所述准直透镜的光轴偏移设置，以增加所述照明光在所述基因测序芯片内的反射次数；所述照明光在所述聚光透镜的光轴方向或平行于所述聚光透镜的光轴；所述准直透镜的焦距为2mm~200mm，所述聚光透镜的焦距为4mm~50mm，所述准直透镜为球面镜，所述聚光透镜为柱面镜；
利用成像装置获取所述荧光信号而生成成像光斑。
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