CN212515199U - 对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于dna测序的系统 - Google Patents

对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于dna测序的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN212515199U
CN212515199U CN202020830600.1U CN202020830600U CN212515199U CN 212515199 U CN212515199 U CN 212515199U CN 202020830600 U CN202020830600 U CN 202020830600U CN 212515199 U CN212515199 U CN 212515199U
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
doublet
objective
objective lens
nucleic acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202020830600.1U
Other languages
English (en)
Inventor
唐纳德·V·罗森伯里
戴尔·布尔曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pacific Biosciences of California Inc
Original Assignee
Omni Europe And America
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omni Europe And America filed Critical Omni Europe And America
Application granted granted Critical
Publication of CN212515199U publication Critical patent/CN212515199U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G01N21/6458—Fluorescence microscopy
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/16—Microscopes adapted for ultraviolet illumination ; Fluorescence microscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/361—Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6869—Methods for sequencing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6869—Methods for sequencing
    • C12Q1/6874—Methods for sequencing involving nucleic acid arrays, e.g. sequencing by hybridisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9072—Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents with illumination or detection from inside the container

Abstract

本实用新型提供了一种对核酸阵列成像的显微镜的物镜，所述物镜包括：具有简单表面的多个透镜，其中多个透镜形成光学系，所述光学系从第一透镜延伸到最后透镜，多个透镜包括四个双合透镜而没有三合透镜；孔径光阑，其中孔径光阑为物理孔径光阑，孔径光阑位于第一透镜和最后透镜之间；以及在第一透镜和最后透镜之间的非球面透镜，其中非球面透镜位于孔径光阑25毫米内。该物镜可以提供较长的工作距离、平坦的场曲率、高的数值孔径、和/或广阔的视场。

Description

对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于DNA测序的系统
技术领域
本实用新型总体上涉及光学系统，具体地，涉及一种对核酸阵列成像的显微镜物镜以及用于DNA测序的系统。
背景技术
核酸序列信息的确定在生物学和医学研究中很重要。确定序列信息的过程通常称为“测序”。序列信息有助于识别与疾病和表型的基因关联，识别潜在的药物靶标以及了解疾病发展和进展的机制。序列信息是个性化医学的重要组成部分，可用于优化特定对象的疾病诊断、治疗或预防。
考虑到核酸序列信息的广泛适用性和实用性，需要改进用于测序的系统和方法，例如以减少获得序列信息的成本。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供了用于显微检测分析物的系统和方法。在特定的配置中，在测序系统中检测核酸。根据一个方面，显微检测分析物的系统包括流通池、物镜和摄像机。摄像机通过物镜将来自流通池的光成像。除其他优点外，本文所述的物镜可以提供长的工作距离、平坦的场曲率、高数值孔径、和/或广阔的视场。
在一些实施例中，用于DNA测序的系统，包括：固体支持物，配置为用于附着一种或多种分析物或试剂；物镜，其景深等于或小于1.5微米；摄像机，配置为使用物镜对来自固体支持物上的分析物或试剂的发光进行成像；在物镜和摄像机之间的管透镜，该管透镜配置为将来自物镜的光聚焦到摄像机的传感器上；激发源；和/或在物镜和管透镜之间的二向色镜，该二向色镜配置成朝着固体支持物将来自激发源的光反射到物镜中。来自激发源的光配置为使得阵列中的分析物或试剂的材料发出荧光，和/或二向色镜相对于非球面透镜成小于40度的角度。物镜可包括：具有第一透镜和第二透镜的第一双合透镜，其中，第一双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第一双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面；具有第一透镜和第二透镜的第二双合透镜，其中，第二双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第二双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面；具有第一透镜和第二透镜的第三双合透镜，其中，第三双合透镜的第一透镜具有两个凸面，第三双合透镜的第二透镜具有两个凹面，第二双合透镜在第一双合透镜和第三双合透镜之间；具有第一透镜和第二透镜的第四双合透镜，其中，第四双合透镜的第一透镜具有两个凹面，第四双合透镜的第二透镜具有两个凸面，第三双合透镜在第二双合透镜和第四双合透镜之间，第一双合透镜是物镜的光学系的第一透镜，第四双合透镜是物镜的光学系的最后透镜，第一双合透镜被配置为比第四双合透镜更靠近固体支持物，和/或从第一双合透镜穿过第四双合透镜后，光线没有被无限校正；在第二双合透镜和第三双合透镜之间的第一单透镜，第一单透镜具有两个凸面；在第二双合透镜和第三双合透镜之间的第二单透镜，第二单透镜具有两个凸面；在第三双合透镜和第四双合透镜之间的非球面透镜，其中，非球面透镜的直径等于或大于40毫米且等于或小于60毫米；和/或第三双合透镜和第四双合透镜之间的孔径光阑，其中，孔径光阑是具有一个或多个形成开口的壁的物理孔径光阑，该孔径光阑在非球面透镜的25毫米内，和/或孔径光阑在光学系中位于从第一双合透镜测量的70％到90％之间的距离处。在一些实施例中，物镜具有不超过22个影响物镜的光焦度的透镜表面，四个双合透镜中的16个表面，两个单透镜中的四个表面以及非球面透镜中的两个表面；物镜的光学元件由四个双合透镜、两个单透镜、非球面透镜和孔径光阑组成；和/或固体支持物是流通池的一部分，流通池包括盖玻片，且盖玻片的厚度为1毫米。
在一些实施例中，用于对核酸阵列成像的显微镜物镜的装置包括：具有简单表面的多个透镜，其中，多个透镜形成光学系，所述光学系从第一透镜延伸到最后透镜，多个透镜包括四个双合透镜而没有三合透镜；孔径光阑，其中，孔径光阑为物理孔径光阑，孔径光阑位于第一透镜和最后透镜之间；和/或在第一透镜和最后透镜之间的非球面透镜，其中，非球面透镜位于孔径光阑25毫米内。在一些实施例中，第一透镜配置为比最后透镜更接近样品；孔径光阑在光学系中位于从第一双合透镜测量的70％到90％之间的距离处；光线在穿过光学系的最后透镜后没有进行无限校正；非球面透镜的直径等于或大于40毫米且等于或小于60毫米；该装置的景深等于或小于1.5微米；该装置的数值孔径在0.6和0.8之间；和/或该装置的视场至少为1mm2。
在一些实施例中，用于DNA测序的系统包括：固体支持物，配置为用于附着核酸阵列；物镜，包括：具有简单表面的多个透镜、孔径光阑，所述孔径光阑是物理孔径光阑以及位于所述孔径光阑25毫米内的非球面透镜；和/或配置为使用物镜对阵列成像的摄像机。在一些实施例中，固体支持物是流通池的一部分，并且流通池具有盖玻片，盖玻片的厚度等于或大于0.3毫米且等于或小于2.0毫米；物镜的第一透镜与固体支持物隔开一距离，该距离等于或小于10毫米且等于或大于3毫米；多个透镜形成一个光学系，该光学系从第一透镜延伸到最后透镜；多个透镜包括四个双合透镜而没有三合透镜；系统的景深等于或小于1.5微米；系统的数值孔径在0.6到0.8之间；系统的视场至少为 4mm2；和/或系统还包括在物镜和摄像机之间的镜，其中该镜相对于非球面镜成小于40度的角度。
在一些实施例中，一种用于核酸测序的方法，包括：使材料通过流通池，该材料包括用于核酸测序的试剂；用光照亮流通池；以及使用摄像机传感器通过物镜对来自流通池的光进行成像；其中，物镜包括：具有简单表面的多个透镜、孔径光阑，其中孔径光阑是物理孔径光阑、和/或位于孔径光阑25毫米内的非球面透镜。
附图说明
结合附图描述本公开。
图1示出了根据本公开的一实施例的用于对用于DNA测序的流通池进行成像的光学系统的示意图。
图2示出了根据本公开的一实施例的具有校准的聚焦感测光学系、发光激发光学系和发光检测光学系的落射发光(epiluminescence)检测系统的示意图。
图3A和3B示出了流通池的一实施例。
图4示出了DNA测序过程的一实施例的流程图。
在附图中，相似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。此外，可以通过在附图标记之后加上破折号和与其他相似部件之间进行区分的第二标记来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则该描述适用于具有相同的第一附图标记的任何类似部件，而与第二附图标记无关。
具体实施方式
随后的描述提供了优选的示例性实施例，并且无意于限制本公开的范围、适用性或配置。而是，对优选示例性实施例的随后描述将为本领域技术人员提供用于实现各种示例性实施例的可行描述。应当理解，在不脱离所附权利要求书所阐述的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
本公开尤其提出了涉及光学系统，并且更具体地但不限于，涉及用于显微镜的物镜的实施例。
首先参考图1，示出了根据本公开的一实施例的用于对样本容器成像的光学系统100的实施例的示意图，该样本容器例如是用于DNA测序的流通池。光学系统100包括物镜106、流通池107和传感器110。来自流通池107的光在被传感器110成像之前穿过物镜106。
物镜106包括多个透镜115、非球面透镜120和孔径光阑125。多个透镜115 具有简单表面。简单表面是可以定义为球体或圆柱体一部分的表面，其中平面是具有无限半径的球体一部分的特例。多个透镜115包括第一透镜115-1、第二透镜115-2、第三透镜115-3和第四透镜115-4。多个透镜115形成物镜106的光学系，该光学系从第一透镜115-1延伸至最后一个透镜(例如，第四透镜115-4)。第一透镜115-1、第二透镜115-2、第三透镜115-3和第四透镜115-4是双合透镜，每个双合透镜具有两个连接在一起的简单透镜(例如，通过环氧树脂)。第一透镜115-1比最后一个透镜更靠近流通池107(例如，包含用于成像的样本)。
在图1的示例性配置中的多个透镜包括第五透镜115-5和第六透镜115-6 (在第二透镜115-2和第三透镜115-3之间)。第五透镜115-5和第六透镜115-6 是简单透镜。在一些实施例中，第五透镜115-5被称为第一单透镜，第六透镜 115-6被称为第二单透镜。图1中例示的多个透镜115不包括三合透镜。三合透镜具有三个简单透镜(例如，用环氧树脂粘结在一起)。第五和第六透镜具有球面。可以改用非球面透镜，但价格可能更高。
孔径光阑125是物理孔径光阑。孔径光阑125具有壁(例如，用于圆形孔径的一个壁)或在孔径光阑125中形成开口的多个壁。孔径光阑125位于第一透镜115-1和最后一个透镜之间。非球面透镜120定位成与孔径光阑125相距距离d，并且比孔径光阑125更靠近第一透镜115-1。在一些实施例中，距离d等于或小于30、25、20、15、10、5、3、2、1.5或1毫米(例如1、2、3或11毫米)。
孔径光阑125在物镜106的光学系中位于70％到90％之间的距离，所述距离的起点即零位置在第一透镜115-1的最靠近流通池107的表面上，而所述距离的终点即100％位置在物镜106的光学系的最后一个透镜的最后一个表面上。非球面透镜120的直径等于或大于40毫米且等于或小于60毫米(例如40、42、 45、47、50、52、55、57或60毫米)。在一些实施例中，非球面透镜120的大直径有助于提供具有长工作距离、平坦的场曲率、高的数值孔径和/或宽的视场的物镜106。尽管非球面透镜120发挥着重要作用，但物镜106中透镜的整体组合有助于实现这些特性。
存在于本公开的系统或方法中的物镜(例如，物镜106)可以具有等于或大于0.1且等于或小于0.9的数值孔径(NA)。例如，NA可以在0.5至0.9之间、 0.6至0.9之间、0.7至0.9之间、0.5至0.8之间或0.6至0.8之间。物镜或其他发射器可配置为与检测系统配合使用，该检测系统可分辨表面上相距小于100微米、50微米、10微米、5微米、1微米或0.5微米的特征(例如核酸位点)。包括物镜或其他发射器的检测系统可以配置为分辨平均面积小于约1mm2、 500μm2、100μm2、25μm2、10μm2、5μm2、1μm2、500nm2或100nm2的特征。
本文阐述的光学系统可具有等于或大于0.1mm2、0.5mm2、1mm2、2mm2、 4mm2、8mm2、12mm2、16mm2、18mm2的视场。替代地或附加地，视场可以配置为等于或小于18mm2、16mm2、12mm2、8mm2、4mm2、2mm2、1mm2、 0.5mm2、0.1mm2。较大的视场可以实现对流通池107的更快扫描。
本公开的光学系统，例如光学系统100，可以具有等于或小于2.0、1.75、 1.5、1.25、1.0或0.8微米的景深。替代地或附加地，景深可以等于或大于0.3、 0.4、0.7、1.0、1.5或2.0微米。
旋转对称的多项式非球面可以通过与球面(或圆锥形的非球面)的偏差的多项式展开来描述。偶数非球面模型仅使用径向坐标的偶次幂来描述非球面性。偶数非球面模型使用基本曲率半径和圆锥常数。非球面的下凹可以通过以下方式得出：
Figure DEST_PATH_GDA0002827400540000061
其中，c＝1/R，R是基本曲率半径，k是圆锥常数。
在一些实施例中，
α2＝0+/-1,3,5％
α4＝2.13e-06+/-1,3,5％，例如，2.126e-06,2.148e-06
α6＝1.0e-09+/-1,3,5％，例如，0.9967e-09,1.021e-09
α8＝1.17e-12+/-1,3,5％，例如，1.146e-12,1.196e-12
α10＝1.1e-16+/-1,5,10,20％，例如，0.9054e-16,1.287e-16
R＝128mm+/-1,3,5％
k＝0+/-1,3,5％
上面的非球面方程为10阶。方程式可以使用高阶项。将理解的是，可以使用本领域中与光学相关的各种模型或方程式来代替以上示例的模型和方程式或与之组合。
表I提供了物镜106的样本尺寸。
表I.物镜106的样本尺寸
Figure DEST_PATH_GDA0002827400540000071
Figure DEST_PATH_GDA0002827400540000081
表II提供了物镜106的示例值。
表II.物镜106的示例值
Figure DEST_PATH_GDA0002827400540000082
Figure DEST_PATH_GDA0002827400540000091
光学系统100还包括聚焦二向色镜128、激发二向色镜129和管透镜130。聚焦二向色镜128配置为沿着用于自动聚焦系统的物镜106的光轴耦合光。激发二向色镜129配置为沿着物镜106的光轴耦合光，以由激发源(未示出)提供的激发光照射流通池107。流通池107中的样品吸收激发光并通过荧光发射光。由荧光产生的光穿过物镜106并到达传感器110。
在一些实施例中，从流通池107穿过物镜106的光线在通过物镜106后没有得到无限校正。通常，光被物镜准直，从而使离开物镜的光线相对于点光源准直。然而，当光线穿过物镜的各个部件时，光线将局部会聚、发散或准直，如图1中的光线轨迹所示。因此，如图1所示，在朝着传感器110的方向上从物镜106出射的光线没有被准直，而是随着光传播到管透镜130而会聚。在一些实施例中，光在离开物镜106之后发散。管透镜130将来自物镜106的光聚焦到传感器110。聚焦二向色镜128和激发二向色镜129设置在物镜106和管透镜130 之间。
在一些实施例中，光学系统100用于核酸测序。流通池107在一个面上可包含核酸阵列。用于测序的流体试剂可以流入和流出流通池。物镜106可以配置为观察该面，使得可以检测被试剂修饰的核酸。物镜106包括具有简单表面的多个透镜115、孔径光阑125、位于孔径光阑125 25毫米内的非球面透镜120 和/或配置为使用物镜106对流通池中的内容成像的摄像机(例如传感器110)。在一些实施例中，物镜106被称为物镜。光学系统100可包括一个或多个分束器(例如，聚焦二向色镜128；激发二向色镜129)。分束器(例如，聚焦二向色镜128)可相对于非球面透镜120成45度的角度(例如，+/-2度、3度或5 度)(例如，朝向物镜106延伸的聚焦二向色镜128的光轴相对于非球面透镜 120的光轴成45度角)。另外，另一个分束器(例如，激发二向色镜129)可以相对于非球面透镜120成小于40度的角度。例如，朝向物镜106延伸的激发二向色镜129的光轴135相对于非球面透镜120的光轴成角度θ。角度θ等于或小于45度、40度、35度、30度或25度和/或等于或大于5度、10度、15度或20 度。角度θ小于45度是因为物镜106和管透镜130之间的距离受到限制，这使得在物镜106和管透镜130之间以45度角装配聚焦二向色镜128和激发二向色镜129具有挑战性。在一些实施例中，一个或多个分束器可以被称为反射镜(例如，部分反射镜)。代替分束器，可以使用热镜或冷镜。例如，激发二向色镜129可以是冷镜(反射诸如激发光之类的较短波长的光，并且使诸如来自流通池107的样品的荧光所产生的光之类的更长波长的光通过)。由于激发光穿过物镜106，所以物镜106中的透镜由低荧光材料制成(例如，激发光不会使透镜发荧光，这会在摄像机上产生噪音)。低荧光材料对激发光具有低吸收和/或低发射(例如，在激发光波长处的吸收小于15％、10％、5％或2％)。在特定配置中，物镜106可以在光谱的紫外(UV)、可见(VIS)或红外(IR) 部分中的一个或多个中透射辐射。例如，物镜中使用的材料在这些光谱范围中的一个或多个范围内可以基本上是非荧光的。
流通池具有盖玻片。流通池的盖玻片可具有等于或大于0.3、0.5、0.7、0.9 或1.0毫米和/或等于或小于2.0、1.5或1.2毫米(例如1毫米)的厚度。物镜106 配置为通过流通池的盖玻片对样品成像，这与通过常规盖玻片(例如，0.17 毫米厚的盖玻片)成像的物镜不同。换句话说，并不一定要遵循用于通过薄盖玻片成像的物镜(例如，厚度为0.17毫米的盖玻片)来成像具有盖玻片的流通池的方式，如图3所示。物镜的第一透镜115-1与流通池隔开一定距离，并且与流通池的距离等于或小于10、7、6或5.5毫米和/或等于或大于1、2、3或5毫米(例如3.79、4.25、5.02、5.15、5.22、5.27、5.33或6.64毫米)。
在一些实施例中，物镜106包括具有第一透镜和第二透镜的第一双合透镜 (例如，第一透镜115-1)，其中，第一双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第一双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面；具有第一透镜和第二透镜的第二双合透镜(例如，第二透镜115-2)，其中，第二双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第二双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面；具有第一透镜和第二透镜的第三双合透镜(例如，第三透镜115-3)，其中，第三双合透镜的第一透镜具有两个凸面，第三双合透镜的第二透镜具有两个凹面；具有第一透镜和第二透镜的第四双合透镜(例如，第四透镜115-4)，其中，第四双合透镜的第一透镜具有两个凹面，第四双合透镜的第二透镜具有两个凸面；在第三双合透镜与第四双合透镜之间的非球面透镜(例如，非球面透镜120)；在第三双合透镜和第四双合透镜之间的孔径光阑(例如，孔径光阑125)，其中，孔径光阑在非球面透镜的25毫米内。每个双合透镜的第一透镜比每个双合透镜的第二透镜更靠近流通池107。尽管三合透镜可能更容易制造，但是三合透镜可以使物镜106的光学系更长。较短的光学系的优点在于，检测系统占据了相对较小的区域，例如，用于提供适合放置在典型实验室工作台上的占地面积。
图2示出了光学系统200的实施例，其包括与焦点感测光学系集成在一起的分析光学系。分析光学系和焦点感应光学系都包括物镜206，因此这两个光学系都配置为在载物台207上观察样本。例如，放置在载物台207上的流通池、核酸阵列或其他容器可以通过经由206通过分析光学系和聚焦传感光学系进行观察。物镜206可包括如图1所示的物镜106的光学元件。聚焦二向色镜228 配置为物镜206和聚焦感测光学系统的其他部件之间的辐射。聚焦二向色镜 228还配置为在物镜206和分析光学系的其他部件之间发送辐射。因此，聚焦二向色镜228提供了作为分析光学系和聚焦感测光学系的交点或集成点的功能。将理解，其他光学元件可以根据需要执行该相交和集成功能，以适合实现功能或提供本文所述优点的特定布局。
配置如图2所示的焦点感应光学系，使得由辐射源201产生的辐射被准直仪203准直并传输到复曲面分束器204，在此复曲面分束器204的至少一部分辐射被反射到校准分束器205。辐射的一部分被校准分束器205反射，以使其穿过复曲面分束器204，然后穿过成像透镜208到达检测器209。该第一路径的产物是检测器上的图像，该图像指示光学系的校准状态。聚焦感测光学系中的第一路径是校准感测路径的示例。
如上所示，被复曲面分束器204反射到校准分束器205的辐射的一部分将被反射回到复曲面分束器204。复曲面分束器204反射的辐射的另一部分将遵循第二路径，由此，辐射穿过校准分束器205到达分束器228，分束器228将辐射反射到物镜206，然后反射到放置在载物台207上的样本。这样，第二路径可被视为包括从辐射源201，通过准直仪203，由复曲面分束器204反射，通过校准分束器205，通过物镜206以及到达载物台207的路径。来自第二路径的辐射可以被样本反射，并且反射的辐射可以沿着第三路径通过物镜206、通过校准分束器205、通过复曲面分束器204、通过成像透镜208到达检测器209。该第三路径的产物是检测器上的图像，该图像指示光学系的聚焦状态。组合的第二和第三路径用作焦点感测路径。聚焦传感光学系可用于散光聚焦传感器，例如，参见美国专利申请号62/859,886中提出的方法和系统，其通过引用并入本文。
继续图2所示的示例性布局，分析光学系被配置用于落射光，其中激发样本的激发辐射和由激发态样本产生的发射信号通过公共物镜206传输。由于焦点感应光学系也通过物镜206传输样品，为系统检测到的聚焦误差可能与检测来自样本的发光信号的准确性以及激发样本的特定焦平面的准确性有关。当使用不包含激发路径或通过不利用落射照明的荧光透射装置激发样本的光学系统时，可以将荧光评估系统配置为与发射光路或激发光路之一共享物镜，这取决于要评估聚焦的路径。
图2的激发系统配置为激发两种不同波长的样本。第一发光二极管(LED) 220产生第一波长的激发辐射，第二LED 221产生第二波长的激发辐射。来自第一LED 220和第二LED221的激发辐射分别通过聚光透镜222和聚光透镜223 传输到会合两个激发路径的激发组合器224。激发路径然后穿过双带通滤光器 225和激发透镜226到达反射器227，反射器227再将激发辐射反射到激发二向色镜229。激发辐射被激发二向色镜229反射，然后穿过聚焦二向色镜228到达物镜206并到达载物台207上的样品。
图2中的示例性系统包括两个激发源。应当理解，可以修改类似的系统以仅使用一个激发源或使用大于两个激发源。例如，包含多达四个激发源对于区分4种不同核苷酸类型的应用可能是有益的，4种不同核苷酸可能存在于核酸中，因为每种核酸都标记有四种不同的发光体之一，该发光体是基于对不同激发波长的不同响应而区分的。然而，少于四个不同的发光体可用于区分四种不同的核苷酸类型，例如，如美国专利10,161,003中所述，其通过引用并入本文。
分析光学系还包括将来自载物台207上的样本的发光信号引导到发射摄像机231的光学部件。可以通过物镜206收集来自样本的发射辐射，并通过聚焦二向色镜228，然后通过激发二向色镜229，然后通过发射双带通232和成像管230到发射摄像机231进行传输。在该示例性配置中，可以由单个摄像机检测来自在两个波长下激发的发光体的发射。通过将分离光学器件引入发射检测路径，可以轻松地将该系统修改为包括两个或更多摄像机。例如，用于检测核酸的系统可以包括多达四个不同的摄像机，以在检测核酸时区分四种不同核苷酸类型的标记。
关于散光辐射的检测，已在本文中举例说明了校准聚焦感测的几个方面。应当理解，辐射的其他特性可以为评估光学系统的聚焦和校准提供基础。例如，焦点感测系统可以配置有光学系，该光学系透射偏振光的方式可以使光程的变化表现为可观察到的偏振光变化，进而可以将其与聚焦位置和聚焦系统的校准相关联。更具体地说，可以如下修改图2的光路。复曲面分束器204 可以由反射一个偏振的辐射并透射第二偏振的辐射的偏振分束器代替。辐射源可以是非偏振辐射源(例如，LED)或定向为具有两个偏振的激光器。继续修改的光路，可以将偏振旋转器添加到光学系，以将偏振从透射偏振态转换为反射偏振态。可以将第二偏振旋转器添加到光路的传感臂，以将通过偏振分束器传输到检测器的透射辐射的偏振转换。这些配置和其他配置在美国专利申请号62/859,886中提出，其通过引用并入本文。
在特定的配置中，本文阐述的系统或方法可以采用核酸测序系统中使用的光学子系统或部件。几种这样的检测系统配置用于光学检测，例如荧光信号的检测。例如，在美国专利申请公开号2010/0111768A1或美国专利号 7,329,860、8,951,781或9,193,996中描述了可用于在本文中检测容器的检测系统及其部件的示例，其每一个均通过引用并入本文。其他检测系统包括商业化用于核酸测序的检测系统，例如由IlluminaTM，Inc.(例如HiSeqTM、MiSeqTM、 NextSeqTM或NovaSeqTM系统)、Life TechnologiesTM(例如ABI PRISMTM或SOLiDTM系统)、Pacific Biosciences(例如使用SMRTTM技术的系统，诸如 SequelTM或RS IITM系统)或Qiagen(例如GenereaderTM系统)提供的检测系统。其它有用的检测器在美国专利号5,888,737、6,175,002、5,695,934、6,140,489 或5,863,722，或美国专利申请公开号2007/007991 A1、2009/0247414 A1或 2010/0111768，或WO2007/123744，它们中的每一个均通过引用整体并入本文。在美国专利申请公开号2019/0055598 A1和美国专利申请号62/807,934中提供了可以被修饰以采用本文所述的光学部件的特别有用的核酸测序系统，其各自通过引用并入本文。
因此，本公开提供了一种核酸测序系统，其包括(a)配置为放置样本的载物台；(b)包括辐射源、校准光学器件、物镜和检测器的光学系，该光学系形成第一路径，其中来自辐射源的辐射被引导至校准光学器件，然后辐射的第一部分被引导至检测器，从而在检测器上形成第一图像，其中辐射的第二部分遵循从校准光学器件到物镜再到标本的第二路径，其中光学系形成第三路径，其中从样本反射的辐射被传输通过物镜，然后被传输到检测器，从而在检测器上形成第二图像，并且其中形成第一图像的辐射是像散的；(c) 发光光学系，用于将来自激发辐射源的辐射通过物镜引导到样本，并将来自样本的发光发射辐射通过物镜引导至发光检测器。
在特定的配置中，核酸测序系统可包括(a)配置为放置样本的载物台； (b)包括辐射源、准直仪、主分束器、校准分束器、物镜和检测器的光学系，该光学系形成第一路径，其中来自辐射源的辐射被准直仪准直，然后传输到主分束器，再传输到校准分束器，然后辐射的第一部分在从校准分束器到主分束器再到探测器的第一路径上继续，从而在探测器上形成第一图像，其中辐射的第二部分遵循从校准分束器到物镜再到标本的第二路径，其中光学系形成第三路径，其中来自样本的辐射先通过物镜，然后通过校准分束器，再通过主分束器，再到检测器，从而在检测器上形成第二图像，其中主分束器具有复曲面，用于将光从准直仪传输到校准光分束器，或者光学系在辐射源和校准光分束器之间包括像散透镜；以及(c)发光光学系，用于将来自激发辐射源的辐射通过物镜引导到样本，并将来自样本的发光发射辐射通过物镜引导至发光检测器。
测序系统或其他检测系统可以配置为具有用于聚焦感测光学系和分析光学系的辐射源。因此，辐射源既可以用来产生用于聚焦感测的反射，也可以用来产生发光以用于对被聚焦的样本进行分析。或者，可以使用单独的辐射源，一个用于焦点感测光学系(例如，产生经评估以确定焦点的反射)，另一个用于分析光学系(例如，激发产生用于样品分析的发光的发光体)。
测序系统或其他检测系统可以配置为具有检测器，该检测器用于样本的聚焦感测和样本的分析评估。因此，该检测器既可以用于检测用于焦点感测的反射，也可以用于检测发光以用于对被聚焦的样本进行分析。或者，可以使用单独的检测器，一个用于焦点感测光学系(例如，观察被评估以确定焦点的反射)，另一个用于分析光学系(例如，观察发光体发出的辐射，该发光体标示样本感兴趣的特征)。
在本文中已经示例了使用流通池作为样本或作为用于呈现要检测的样本的容器的几种系统和方法。可以在本文阐述的系统或方法中使用多种容器中的任何一种。流通池可能有用，尤其是对于核酸测序应用或利用重复试剂递送的其他应用。流通池可以包括一种或多种目标分析物或试剂附着于其上的固体支持物。特别有用的固体支持物(无论是在流通池还是其他容器中使用) 是具有一系列位点的载体。阵列具有促进多重检测的优点。例如，不同的试剂或分析物(例如细胞、核酸、蛋白质、候选小分子治疗剂等)可以通过每个不同分析物与阵列的特定位点的连接而附着于阵列。可用的示例性阵列基板包括但不限于可从Illumina，Inc.(加利福尼亚州圣地亚哥)获得的BeadChipTM阵列或诸如美国专利6,266,459、6,355,431、6,770,441、6,859,570、或7,622,294，或PCT专利公开号WO 00/63437中所述的阵列，其每一个均通过引用并入本文。可以使用的市售阵列基质的其他示例包括，例如，Affymetrix GeneChipTM阵列。根据一些实施例，也可以使用点状阵列基质。示例性点状阵列是可从 Amersham Biosciences获得的CodeLinkTM阵列。另一个有用的阵列是使用喷墨打印方法(例如可从安捷伦科技公司获得的SurePrintTM技术)制造的阵列。
其他有用的阵列基质包括在核酸测序应用中使用的那些。例如，用于产生附着的基因组片段的扩增子(通常称为簇)的阵列可能特别有用。可以被修饰以用于本文阐述的或本领域已知的测序或其他应用的基质的实例包括在 Bentley等，Nature 456：53-59(2008)、PCT专利公开号WO 91/06678、WO 04/018497或WO 07/123744、美国专利号7,057,026、7,211,414、7,315,019、 7,329,492或7,405,281、或美国专利申请公开号2008/0108082A1中描述的基质，其每一个均通过引用并入本文。
阵列的位点之间的距离小于100μm、50μm、10μm、5μm、1μm或0.5μm。在特定实施例中，阵列的位点可各自具有大于约100nm2、250nm2、500nm2、 1μm2、2.5μm2、5μm2、10μm2、100μm2或500μm2的面积。替代地或附加地，阵列的位置可各自具有小于约1mm2、500μm2、100μm2、25μm2、10μm2、5μm2、 1μm2、500nm2或100nm2的面积。
实际上，位点的大小可以在选自以上示例的上限和下限之间的范围内。阵列可以具有各种密度的位点，包括：例如，至少约10位点/cm2、100位点/cm2、 500位点/cm2、1,000位点/cm2、5,000位点/cm2、10,000位点/cm2、50,000位点/cm2、 100,000位点/cm2、1,000,000位点/cm2、5,000,000位点/cm2或更高。本文阐述的系统或方法的实施例可用于以足以区分上述密度或位点分离的位点的分辨率对阵列成像。
几个实施例利用光学检测流通池中的分析物。因此，流通池可包括一个或多个通道，每个通道具有至少一个透明窗口。在特定实施例中，窗口对于特定光谱范围内的辐射可以是透明的，包括但不限于x射线、紫外线(UV)、可见光(VIS)、红外(IR)、微波和/或无线电波辐射。在某些情况下，分析物附着在窗口的内表面上。替代地或另外地，一个或多个窗口可以提供对附有分析物的内部基质的视图。例如，在美国专利申请号2010/0111768 A1、2012/0270305 A1或WO 05/065814中描述了可用于本文阐述的方法或系统中的示例性的流通池和流通池的物理特征，其每一个均通过引用整体并入本文。
共同拥有的美国专利申请号2018/0280975 A1中描述了根据本文的教导可与本公开内容的检测组分结合使用的示例性反应容器(例如流通池)和可修改的流体组分，将其通过引用并入本文。在美国专利申请公开号2009/0026082 A1、2009/0127589 A1、2010/0111768 A1、2010/0137143 A1或2010/0282617 A1，或美国专利号7,329,860、8,951,781或9,193,996中阐述了其他有用的流体组分，特别是用于循环反应，例如核酸测序反应的流体组分。
从此处阐述的示例显而易见，容器可以是敞开的(例如多孔板的井、芯片的表面或薄板的表面)，也容器可以是封闭的(例如流通池的通道)。将会理解，多孔板的井可以可选地被覆盖以形成封闭的容器，并且类似地，薄板、带、带条或缎带可以具有多层，使得内部管腔出现在层之间。或者，容器可具有一个或多个敞开结构，例如容纳流体的槽、井或其他凹入结构。容器还可以具有凸结构或突起结构，例如柱子或脊，并且可选地，各个突起可以分别附着到一种或多种待检测或操纵的分析物上。
本公开的检测系统或其他装置可以包括用于将试剂输送到要检测的容器的流体系统。因此，一个或多个储存器可以流体地连接到容器的入口阀。该系统可以进一步包括用于将试剂从储存器驱动到容器的压力源。该系统可以包括废物储存器，该废物储存器流体地连接到容器以去除用过的试剂。以其中容器是流通池的实施例为例，试剂可以通过泵通过入口被输送到流通池，然后试剂可以通过流通池出口流到废物储存器。储存器可包含用于多种分析程序中的任何一种的试剂，包括但不限于核酸测序、核酸基因分型、核酸表达分析、蛋白质测序、蛋白质结合分析(例如ELISA)、小分子受体结合、蛋白质磷酸化分析、核酸合成或蛋白质合成。替代地或另外地，储存器可包括用于制备过程的试剂。示例性的制备方法包括但不限于核酸合成、肽合成、寡核苷酸组装成基因、光刻、纳米加工或微加工(例如，通过激光蚀刻)、激光烧蚀等。
流体系统可包括至少一个歧管和/或至少一个阀，用于将试剂从储存器引导到发生检测的容器。歧管在测序仪器中特别有用，因为在测序方案中会输送相对大量的不同试剂。示例性的方案和有用的试剂在下文和参考文献中进一步详细阐述，将参考文献通过引用并入本文。可以通过诸如电磁阀(例如，由日本Takasago Electric制造的那些)、球阀、隔膜阀或旋转阀之类的阀来选择来自储存器的流体流量。
由于提供了焦点感测(如果需要，需要进行调整)的速度和准确性，以及由于本文所述的物镜配置提供了高放大倍率和宽检测范围的组合，本公开提供了对于进行循环反应特别有用的系统和方法。每个循环可包括将用于反应的试剂递送至流通池或其他容器，在该容器中将任选地观察反应或反应产物。每个循环可进一步包括使用本文阐述的系统或方法检测容器。该方法在本文中以核酸测序反应为例。然而，本领域技术人员将从本文的教导中理解如何针对其他循环反应来修改方法和系统，例如核酸合成反应、肽测序反应、肽合成反应、组合小分子合成反应等。但是，该方法不必是循环的，而是可以以非重复的方式执行，例如，以观察单个反应或现象。
特别有用的测序反应是如共同拥有的美国专利申请号2017/0022553 A1、 2018/0044727 A1、2018/0187245 A1或2018/0208983 A1中所述的Sequencing By BindingTM(SBBTM)反应，将其每一个均通过引用并入本文。通常，用于确定模板核酸分子的序列的方法可以基于在指定条件下三元复合物(聚合酶、引发的核酸和同源核苷酸之间)的形成。该方法可以包括检查阶段，随后是核苷酸掺入阶段。
检测阶段可以在流通池(或其他容器)中进行，该流通池包含至少一个通过引物将试剂递送至流通池以形成第一反应混合物引发的模板核酸分子。反应混合物可包括引发的模板核酸、聚合酶和至少一种核苷酸类型。可以在核苷酸未共价添加到引物的条件下观察到聚合酶和核苷酸与引发的模板核酸分子的相互作用。使用观察到的聚合酶和核苷酸与引发的模板核酸分子的相互作用，可以鉴定每个模板核酸中的下一个碱基。引发的模板、聚合酶和核苷酸之间的相互作用可以通过多种方案检测到。例如，核苷酸可以包含可检测的标记物。每个核苷酸相对于其他核苷酸可以具有可区分的标记物。或者，一些或所有不同的核苷酸类型可以具有相同的标记物，并且可以基于不同核苷酸类型向流通池的单独递送来区分核苷酸类型。在一些实施例中，可以标记聚合酶。与不同核苷酸类型相关的聚合酶可以具有独特的标记物，以区分与它们相关的核苷酸类型。或者，聚合酶可以具有相似的标记物，并且可以基于不同核苷酸类型向流通池的单独递送来区分不同核苷酸类型。可以使用本文阐述的系统或方法进行检测。
在检测阶段，可以通过三元复合物稳定化来区分正确和不正确的核苷酸。各种条件和试剂都是有用的。例如，引物可包含防止核苷酸共价连接的可逆性封闭部分；和/或延伸所需的辅因子(例如二价金属离子)可能不存在；和/ 或可以存在抑制基于聚合酶的引物延伸的抑制性二价阳离子；检测阶段中存在的聚合酶可以具有化学修饰和/或抑制引物延伸的突变；和/或核苷酸可以具有抑制掺入的化学修饰，例如去除或改变天然三磷酸部分的5’修饰。检测阶段可以包括本文阐述的检测系统和方法。
然后可以通过在流通池中创造条件来进行延伸阶段，在该条件中可以将核苷酸添加到每个模板核酸分子上的引物上。在一些实施例中，这涉及去除在检测阶段中使用的试剂，并用有助于扩展的试剂代替它们。例如，检测试剂可以用能够延伸的聚合酶和核苷酸代替。或者，可以将一种或多种试剂添加到检测阶段反应中以产生延伸条件。例如，可以将催化二价阳离子添加到阳离子不足的检测混合物中，和/或可以除去或禁用聚合酶抑制剂，可以添加能延伸的核苷酸和/或延伸能核苷酸，和/或可以添加解封闭剂以使引物具有延伸能，和/或可以添加延伸能聚合酶。
将理解的是，可以使用本公开的系统或方法来进行多种核酸测序反应中的任何一种。下文阐述了其他示例性测序方法。
可以使用边合成边测序(Sequencing-by-synthesis，SBS)技术。SBS通常涉及通过针对与该引物杂交的模板链的核苷酸来迭代地增加新生引物的酶促延伸。简而言之，可以通过使附着在容器位点的靶核酸与一种或多种标记的核苷酸、DNA聚合酶等接触来启动SBS。使用靶核酸作为模板延伸引物的那些位点将掺入可以检测的标记核苷酸。检测可以采用本文阐述的检测系统或方法。任选地，标记的核苷酸可以进一步包括可逆的终止性质，一旦将核苷酸添加到引物中，该可逆的终止性质终止进一步的引物延伸。例如，可以将具有可逆终止子部分的核苷酸类似物添加至引物，使得随后的延伸直到递送解封闭剂以除去该部分才发生。因此，对于使用可逆终止子的实施例，可以在检测之前或之后将解封闭剂递送至容器。可以在各个输送步骤之间进行洗涤。可以执行该循环n次以将引物延伸n个核苷酸，从而检测长度为n的序列。例如，在Bentley等，Nature 456：53-59(2008)、WO 04/018497、WO91/06678、 WO 07/123744、美国专利7,057,026、7,329,492、7,211,414、7,315,019或7,405,281 和美国专利公开号2008/0108082 A1中描述了可以容易地适于与通过本公开的方法产生的检测系统一起使用的示例性SBS程序、试剂和检测组分，将其每一个通过引用并入本文。还可从Illumina公司(加利福尼亚州圣地亚哥)商购的 SBS方法也是有用的。
可以使用其他测序程序，例如焦磷酸测序。当核苷酸掺入与模板核酸链杂交的新生引物中时，焦磷酸测序可检测无机焦磷酸盐(PPi)的释放(Ronaghi 等,AnalyticalBiochemistry 242(1),84-9(1996)；Ronaghi,Genome Res.11(1), 3-11(2001)、Ronaghi等Science 281(5375),363(1998)、美国专利号6,210,891、 6,258,568和6,274,320，将其每一个均通过引用并入本文)。在焦磷酸测序中，释放的PPi可以通过ATP硫化酶转化为三磷酸腺苷(ATP)来检测，所得的ATP 可以通过萤光素酶产生的光子进行检测。因此，测序反应可以通过发光检测系统进行监测，该系统配置为使用本文所述的系统和方法聚焦和/或检测容器。
连接测序(Sequencing-by-ligation)反应也是有用的，例如Shendure等 Science309:1728-1732(2005)、美国专利号5,599,675、5,750,341，将其每一个通过引用并入本文。一些实施例可以包括如所描述的通过杂交测序 (sequencing-by-hybridization)的程序，例如Bains等,Journal of Theoretical Biology 135(3),303-7(1988)、Drmanac等,Nature Biotechnology 16,54-58 (1998)、Fodor等,Science 251(4995),767-773(1995)或WO 1989/10977，将其每一个都通过引用并入本文在通过连接测序和通过杂交测序程序中，与核酸模板杂交的引物通过寡核苷酸连接而经历重复的延伸循环。通常，寡核苷酸被荧光标记并且可以被检测以确定模板的序列，例如，使用本文阐述的用于聚焦和/或检测的系统或方法。
上述测序方法的步骤可以循环进行。例如，可以重复SBBTM方法的检测和延伸步骤，使得在每个循环中检测单个下一个正确的核苷酸(即，下一个正确的核苷酸是与模板核酸中的核苷酸正确结合的核苷酸，该模板核酸位于与杂交引物3’端杂交的模板碱基的紧靠5’的位置)，然后，将单个下一个正确的核苷酸添加到引物中。可以进行本文阐述的测序方法的任何数量的循环，包括例如至少1、2、5、10、20、25、30、40、50、75、100、150或更多个循环。替代地或另外地，进行不超过150、100、75、50、40、30、25、20、10、5、 2或1个循环。
可以使用多种已知方法中的任何一种将待测序的核酸模板添加到容器中。在一些实施例中，单个核酸分子将被测序。核酸分子可以被递送至容器，并且可以任选地附着至容器中的表面。在一些实施例中，对该分子进行单分子测序。或者，可以制备核酸的多个拷贝，并且可以对所得的集合进行测序。例如，可以使用下面进一步详细阐述的技术在表面(例如，流通池的内壁) 上扩增核酸。
在多个实施例中，对多种不同的核酸分子(即具有多种不同序列的群体) 进行测序。分子可以任选地附着于容器中的表面。核酸可以附着在表面上的独特位点上，并且可以在空间上彼此区分的单个核酸分子被并行测序。或者，可以在表面上扩增核酸以产生多个表面附着的集合。可以使用本公开的方法和系统，将集合并行地排序，并以空间可区分的方式进行检测。
本文阐述的方法可以在容器中使用多种扩增技术中的任何一种。可以使用的示例性技术包括但不限于聚合酶链反应(PCR)、滚环扩增(RCA)、多位移扩增(MDA)、桥扩增或随机引物扩增(RPA)。在特定的实施例中，可将一种或多种用于扩增的引物附着于容器的表面。在这样的实施例中，表面附着的引物沿着模板核酸的延伸将导致模板的拷贝附着在表面上。在固体支持物上产生一个或多个位点的方法(其中每个位点连接到特定核酸模板的多个副本)可以称为“聚类”方法。
在PCR实施例中，用于扩增的一种或两种引物可以连接至表面。利用两种类型的附着引物的形式通常被称为桥扩增，因为双链扩增子在两个附着的引物之间形成了桥样结构，该结构位于复制的模板序列的侧面。例如，在美国专利号5,641,658或7,115,400、美国专利公开号2002/0055100 A1、2004/0096853 A1、2004/0002090 A1、2007/0128624 A1或2008/0009420 A1中描述了可用于桥式扩增的示例性试剂和条件，将其每一个均通过引用并入本文。PCR扩增也可以用附着于表面的扩增引物和溶液中的第二引物之一进行。使用一种固相连接的引物和溶液相引物的组合的示例性形式被称为引物步移，并且可以如在美国专利9,476,080中所述进行，将其通过引用并入本文。另一个例子是乳液 PCR，其可以如例如Dressman等,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 100:8817-8822 (2003)、WO 05/010145、美国专利申请公开号2005/0130173 A1或2005/0064460 A1中所述进行，将其每一个均通过引用并入本文。
RCA技术可以在本文阐述的方法中使用。可以在RCA反应中使用的示例性试剂和RCA产生扩增子的原理描述于例如Lizardi等,Nat.Genet.19:225-232 (1998)、美国专利申请公开号2007/0099208 A1中，将其每一个均通过引用并入本文。用于RCA的引物可以在溶液中或附着在流通池的表面上。
MDA技术也可以用在本公开的方法中。例如，在Dean等,Proc Natl.Acad. Sci.USA99:5261-66(2002)、Lage等,Genome Research 13:294-307(2003)、Walker等,MolecularMethods for Virus Detection,Academic Press,Inc.,1995、 Walker等,Nucl.AcidsRes.20:1691-96(1992)或美国专利号5,455,166、5,130,238 或6,214,587中描述了用于MDA的一些试剂和有用条件，将其每一个均通过引用并入本文。用于MDA的引物可以在溶液中或附着在容器的表面上。
在特定的实施例中，可以使用上述示例性扩增技术的组合。例如，RCA 和MDA可以组合使用，其中RCA用于在溶液中产生串联的扩增子(例如，使用溶液相引物)。然后可以使用附着在容器表面的引物将扩增子用作MDA的模板。在此示例中，在合并RCA和MDA步骤后产生的扩增子将附着在容器中。扩增子通常将含有靶核苷酸序列的连环重复。
在本文的方法或组合物中使用的核酸模板可以是DNA，例如基因组DNA、合成DNA、扩增的DNA、互补DNA(cDNA)等。也可以使用RNA，例如mRNA、核糖体RNA、tRNA等。核酸类似物也可用作本文的模板。因此，本文使用的核酸的混合物可以源自生物学来源、合成来源或扩增产物。本文使用的引物可以是DNA、RNA或其类似物。
可以衍生核酸的示例性生物包括，例如，来自哺乳动物如啮齿动物、小鼠、大鼠、兔子、豚鼠、有蹄类动物、马、绵羊、猪、山羊、牛、猫、狗、灵长类动物、人或非人灵长类动物的那些；植物，如拟南芥、玉米、高粱、燕麦、小麦、大米、低芥酸菜子或大豆；诸如莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)之类的藻类；线虫，如秀丽隐杆线虫；昆虫，如果蝇、蚊子、果蝇、蜜蜂或蜘蛛；鱼，如斑马鱼；爬行动物；两栖动物，例如青蛙或非洲爪蟾；盘基网柄菌真菌，如卡氏肺孢子菌、红腹T鱼、酵母、酿酒酵母或粟酒裂殖酵母；或恶性疟原虫。核酸也可以来源于原核生物，例如细菌、大肠杆菌、葡萄球菌或肺炎支原体；古细菌；丙型肝炎病毒或人类免疫缺陷病毒等病毒；或类病毒。核酸可以源自上述生物的均质培养物或种群，或者源自例如群落或生态系统中的几种不同生物的集合。可以使用本领域已知的方法分离核酸，包括例如在Sambrook等,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd edition, ColdSpring Harbor Laboratory,New York(2001)或在Ausubel等,Current Protocols inMolecular Biology,John Wiley and Sons,Baltimore,Md.(1998)中描述的那些，将其每一个均通过引用并入本文。可以从这些生物获得细胞、组织、生物流体、蛋白质和其他样品，并使用本文阐述的系统或方法对其进行检测。
模板核酸可以从制备方法获得，例如基因组分离、基因组片段化、基因克隆和/或扩增。模板可以从扩增技术获得，例如聚合酶链反应(PCR)、滚环扩增(RCA)、多置换扩增(MDA)等。在美国专利号6,355,431或9,045,796 中阐述了用于分离、扩增和片段化核酸以产生用于在阵列上分析的模板的示例性方法，将其每一个均通过引用并入本文。扩增也可以使用Sambrook等, Molecular Cloning:A Laboratory Manual,3rd edition,ColdSpring Harbor Laboratory,New York(2001)或在Ausubel等,Current Protocols inMolecular Biology,John Wiley and Sons,Baltimore,Md.(1998)中提出的方法进行，将其每一个均通过引用并入本文。
已经在用于核酸测序反应的背景下例示了本公开的系统和方法。该系统和方法也可以用于其他分析应用。通常，在扫描显微镜中进行的分析应用可以应用于本公开的系统和方法。例如，该方法或系统可以配置为扫描用于分析酶活性，配体与受体结合，互补核酸相互结合，核酸中存在突变(例如单核苷酸多态性(SNP))，RNA种类的表达水平。通过光学标记例如荧光团检测的微阵列是特别适用的。可以使用本文的方法或系统检测较大的生物样品，例如细胞或组织。其他用途包括对制成品的评估，通过显微镜扫描对其质量或其他特性进行评估。示例性产品包括但不限于计算机芯片、传感器、电子组件和其他微型制造或纳米制造的装置。可以修改分子诊断领域中已知的测试，以用于本文所述的系统或方法中，例如结合测定(例如酶联免疫吸附测定(ELISA))、实时聚合酶链反应测定等。采用光学检测技术的实时聚合酶链反应和定量聚合酶链反应方法可以采用本文提出的聚焦感测系统和方法。
在一些实施例中，图1中的物镜106与图2中的物镜206相同，关于物镜106 的描述适用于物镜206，关于物镜206的描述适用于物镜106；流通池107可以定位在载物台207上，关于流通池107提供的描述适当地适用于载物台207，关于载物台207提供的描述适当地适用于流通池107；聚焦二向色镜128与聚焦二向色镜228相同，聚焦二向色镜128所提供的描述适当地适用于聚焦二向色镜 228，关于聚焦二向色镜228所提供的描述适当地适用于聚焦二向色镜128；激发二向色镜129与激发二向色镜229相同，关于激发二向色镜129提供的描述适当地适用于激发二向色镜229，关于激发分色镜229的说明适当地适用于激发分色镜129；管透镜130与成像管230相同，关于管透镜130提供的描述适当地适用于成像管230，关于成像管230提供的描述适当地适用于管透镜130；和/ 或传感器110是发射摄像机231的一部分。
图3A和3B示出了流通池300的实施例。图3A是流通池300的俯视图。图3B 是流通池300的剖视图。在图3A中，流体从入口304流过流通池通道308，并通过出口312流出。在图3A中，有多个入口、流通池通道和出口。
在图3B中，示出了流动池300在x/z平面中的横截面。流体流入入口304和流动池通道308。流体在z方向上被基板316和盖玻片320限制。盖玻片320有时被称为左舷，因为从流动池300通过盖玻片320发射的光被成像(例如，通过光学系统100)。在一些实施例中，流通池300安装到载物台207。
基板316有时被称为固体支持物(例如，基板316是刚性的)。示出了具有一种或多种分析物或试剂附着到基板316的表面(例如，附着到基板316的顶表面)的位点324的阵列。因此，位点324的阵列在流通池300内部。在一些实施例中，基板316由玻璃制成。在附着到基板316上的同时对位点324的阵列成像。
图4示出了用于DNA测序的过程400的实施例的流程图。过程400开始于步骤404，使材料通过流通池(例如流通池300)。该材料包括用于DNA测序的样本。在步骤408，用光照射流通池。例如，来自LED的激发光被耦合到物镜 206中并且被物镜206引导到流通池107。在步骤412中，将来自流通池的光成像。例如，发射摄像机231通过物镜206对流通池107成像。物镜206包括具有简单表面的多个透镜(例如，透镜115)；孔径光阑(例如，孔径光阑125)；非球面透镜(例如，非球面透镜120)。非球面透镜位于孔径光阑25毫米内。在一些实施例中，非球面透镜与孔径光阑相邻(例如，在非球面透镜120和孔径光阑125之间没有其他光学元件)。
除非另有说明，否则本文中使用的术语应理解为具有相关领域中的普通含义。术语“包括”在本文中旨在是开放式的，不仅包括所列举的元件，而且还包括任何其他元件。术语“每个”在指代项目集合时，旨在标识集合中的单个项目，但不一定指代集合中的每个项目。如果明确的披露或上下文另有明确规定，则可能会发生异常。
如本文所用，术语“阵列”是指附着于一个或多个固体支持物上的分子的集合，从而可以将一个位点的分子与其他位点的分子区分开。阵列可以包括不同的分子，每个分子位于固体支持物的不同可寻址位置。或者，阵列可以包含单独的固体支持物，每个固体支持物充当带有不同分子的位点，可以根据固体支持物在其上附着的表面上的位置，或根据固体支持物在液体例如流体流中的位置来识别不同的分子。阵列的分子可以是例如核苷酸、核酸引物、核酸模板或核酸酶，例如聚合酶、连接酶、核酸外切酶或其组合。
如本文所用，术语“位点”在用于阵列时是指阵列中存在特定分子的位置。一个位点只能包含一个分子，也可以包含几个相同类型的分子(即这些分子的集合)。或者，位点可包括包含不同类型的分子群(例如，具有不同模板序列的三元复合物群)。阵列的位点通常是离散的。离散的位点可以是连续的，也可以在彼此之间具有间隙。可用于本文的阵列可具有例如小于100 微米、50微米、10微米、5微米、1微米或0.5微米的位点。替代地或另外地，阵列可以具有以大于0.5微米、1微米、5微米、10微米、50微米或100微米分开的位点。位点的面积均可以小于1平方毫米、500平方微米、100平方微米、25 平方微米、1平方微米或更小。阵列的位点在本文中也可以称为阵列的“特征”。
可能已经参考了各种出版物、专利和/或专利申请。这些文件的全部公开内容通过引用结合在本申请中。
注意，可以将实施例描述为被描绘为流程图、数据流程图、结构图或框图的过程。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新安排操作顺序。当一个过程的操作完成时，该过程将终止，但可能会有图中未包含的其他步骤。过程可以对应于方法、功能、过程、子例程、子程序等。
已经描述了多个实施例。然而，将理解，可以进行各种修改。因此，其他实施例在所附权利要求的范围内。

Claims (22)

1.一种对核酸阵列成像的显微镜的物镜，其特征在于，所述物镜包括：
具有简单表面的多个透镜，其中：
多个透镜形成光学系，所述光学系从第一透镜延伸到最后透镜，多个透镜包括四个双合透镜而没有三合透镜，
孔径光阑，其中：
孔径光阑为物理孔径光阑，孔径光阑位于第一透镜和最后透镜之间；以及
在第一透镜和最后透镜之间的非球面透镜，其中：
非球面透镜位于孔径光阑25毫米内。
2.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，非球面透镜位于孔径光阑10毫米内。
3.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，第一透镜配置为比最后透镜更接近样品，孔径光阑在光学系中位于从第一双合透镜测量的70％到90％之间的距离处。
4.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，非球面透镜的直径等于或大于40毫米且等于或小于60毫米。
5.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述物镜的景深等于或小于1.5微米。
6.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述物镜的数值孔径在0.6至0.8之间。
7.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述物镜的视场至少为1mm2。
8.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，四个双合透镜包括具有第一透镜和第二透镜的第一双合透镜，第一双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第一双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面。
9.根据权利要求8所述的物镜，其特征在于，四个双合透镜还包括具有第一透镜和第二透镜的第二双合透镜，第二双合透镜的第一透镜具有凹面和凸面，第二双合透镜的第二透镜具有凹面和凸面。
10.根据权利要求9所述的物镜，其特征在于，四个双合透镜还包括具有第一透镜和第二透镜的第三双合透镜，第三双合透镜的第一透镜具有两个凸面，第三双合透镜的第二透镜具有两个凹面，第二双合透镜在第一双合透镜和第三双合透镜之间。
11.根据权利要求10所述的物镜，其特征在于，四个双合透镜还包括具有第一透镜和第二透镜的第四双合透镜，第四双合透镜的第一透镜具有两个凹面，第四双合透镜的第二透镜具有两个凸面，第三双合透镜在第二双合透镜和第四双合透镜之间。
12.根据权利要求11所述的物镜，其特征在于，所述物镜还包括在第二双合透镜和第三双合透镜之间的第一单透镜，所述第一单透镜具有两个凸面。
13.根据权利要求12所述的物镜，其特征在于，所述物镜还包括在第二双合透镜和第三双合透镜之间的第二单透镜，所述第二单透镜具有两个凸面。
14.根据权利要求13所述的物镜，其特征在于，非球面透镜在第三双合透镜和第四双合透镜之间。
15.根据权利要求14所述的物镜，其特征在于，孔径光阑在第三双合透镜和第四双合透镜之间。
16.根据权利要求15所述的物镜，其特征在于，在穿过第一双合透镜至第四双合透镜后，光线没有被无限校正。
17.根据权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述物镜具有不超过22个影响物镜光焦度的透镜表面，包括四个双合透镜中的16个表面，两个单透镜中的4个表面以及非球面透镜中的2个表面。
18.一种用于DNA测序的系统，其特征在于，所述系统包括：
根据权利要求1-17中任一项所述的物镜；
固体支持物，配置为用于附着核酸阵列；以及
摄像机，配置为使用物镜对阵列成像。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统还包括在物镜和摄像机之间的管透镜，所述管透镜配置为将来自物镜的光聚焦到摄像机的传感器上。
20.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，固体支持物是流通池的一部分，流通池的盖玻片的厚度等于或大于0.3毫米且等于或小于2.0毫米。
21.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，物镜的第一透镜与固体支持物隔开一距离，所述距离等于或小于10毫米且等于或大于3毫米。
22.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述系统还包括附着于固体支持物的核酸阵列。
CN202020830600.1U 2019-07-24 2020-05-18 对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于dna测序的系统 Active CN212515199U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/521,464 2019-07-24
US16/521,464 US10656368B1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Method and system for biological imaging using a wide field objective lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN212515199U true CN212515199U (zh) 2021-02-09

Family

ID=70736405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202020830600.1U Active CN212515199U (zh) 2019-07-24 2020-05-18 对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于dna测序的系统

Country Status (4)

Country Link
US (2) US10656368B1 (zh)
JP (1) JP7384996B2 (zh)
CN (1) CN212515199U (zh)
WO (1) WO2021015838A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114205929A (zh) * 2022-02-15 2022-03-18 之江实验室 一种加热悬浮纳米微粒的红外光学系统
CN115524839A (zh) * 2022-10-08 2022-12-27 格物致和生物科技(北京)有限公司 一种用于数字elisa的大视野、高分辨成像系统和检测方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11644406B2 (en) 2019-06-11 2023-05-09 Pacific Biosciences Of California, Inc. Calibrated focus sensing
US10656368B1 (en) * 2019-07-24 2020-05-19 Omniome, Inc. Method and system for biological imaging using a wide field objective lens
US11053540B1 (en) 2020-01-17 2021-07-06 Element Biosciences, Inc. High performance fluorescence imaging module for genomic testing assay
WO2023183289A1 (en) * 2022-03-21 2023-09-28 Beckman Coulter, Inc. Cover glass thickness correction by tube lens placement

Family Cites Families (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3039361A (en) * 1959-08-17 1962-06-19 James G Baker Lens systems having wide angle objectives
US4124798A (en) 1965-12-09 1978-11-07 Thompson Kenneth B Optical viewing apparatus
US3481665A (en) 1968-05-02 1969-12-02 Bausch & Lomb Multi-powered micro-objective group having common aberration correcting means
DE2306346C3 (de) 1973-02-09 1982-03-04 Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim Lichtstarkes Weitwinkelobjektiv
JPS5147426A (en) 1974-10-21 1976-04-23 Canon Kk Kinkyoriseinoo hoseisururetoro fuookasugatakokakutaibutsurenzu
GB8810400D0 (en) 1988-05-03 1988-06-08 Southern E Analysing polynucleotide sequences
US5130238A (en) 1988-06-24 1992-07-14 Cangene Corporation Enhanced nucleic acid amplification process
EP0450060A1 (en) 1989-10-26 1991-10-09 Sri International Dna sequencing
US5455166A (en) 1991-01-31 1995-10-03 Becton, Dickinson And Company Strand displacement amplification
KR100230718B1 (ko) 1994-03-16 1999-11-15 다니엘 엘. 캐시앙, 헨리 엘. 노르호프 등온 가닥 변위 핵산 증폭법
US5552278A (en) 1994-04-04 1996-09-03 Spectragen, Inc. DNA sequencing by stepwise ligation and cleavage
US5508846A (en) 1994-06-15 1996-04-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Wide field of view objective lens assembly
US5641658A (en) 1994-08-03 1997-06-24 Mosaic Technologies, Inc. Method for performing amplification of nucleic acid with two primers bound to a single solid support
US5695934A (en) 1994-10-13 1997-12-09 Lynx Therapeutics, Inc. Massively parallel sequencing of sorted polynucleotides
US5625495A (en) 1994-12-07 1997-04-29 U.S. Precision Lens Inc. Telecentric lens systems for forming an image of an object composed of pixels
US5750341A (en) 1995-04-17 1998-05-12 Lynx Therapeutics, Inc. DNA sequencing by parallel oligonucleotide extensions
US5805359A (en) 1995-05-19 1998-09-08 Olympus Optical Co., Ltd. Wide-angle lens system
US6366398B1 (en) * 1995-08-17 2002-04-02 Nikon Corporation Observation apparatus
GB9620209D0 (en) 1996-09-27 1996-11-13 Cemu Bioteknik Ab Method of sequencing DNA
GB9626815D0 (en) 1996-12-23 1997-02-12 Cemu Bioteknik Ab Method of sequencing DNA
US7622294B2 (en) 1997-03-14 2009-11-24 Trustees Of Tufts College Methods for detecting target analytes and enzymatic reactions
US6023540A (en) 1997-03-14 2000-02-08 Trustees Of Tufts College Fiber optic sensor with encoded microspheres
US6327410B1 (en) 1997-03-14 2001-12-04 The Trustees Of Tufts College Target analyte sensors utilizing Microspheres
JP2001517948A (ja) 1997-04-01 2001-10-09 グラクソ、グループ、リミテッド 核酸配列決定法
US5888737A (en) 1997-04-15 1999-03-30 Lynx Therapeutics, Inc. Adaptor-based sequence analysis
AR021833A1 (es) 1998-09-30 2002-08-07 Applied Research Systems Metodos de amplificacion y secuenciacion de acido nucleico
US6201642B1 (en) 1999-07-27 2001-03-13 Donnelly Corporation Vehicular vision system with a wide angle lens including a diffractive element
WO2000063437A2 (en) 1999-04-20 2000-10-26 Illumina, Inc. Detection of nucleic acid reactions on bead arrays
US6355431B1 (en) 1999-04-20 2002-03-12 Illumina, Inc. Detection of nucleic acid amplification reactions using bead arrays
US6274320B1 (en) 1999-09-16 2001-08-14 Curagen Corporation Method of sequencing a nucleic acid
US6770441B2 (en) 2000-02-10 2004-08-03 Illumina, Inc. Array compositions and methods of making same
CN101525660A (zh) 2000-07-07 2009-09-09 维西根生物技术公司 实时序列测定
EP1354064A2 (en) 2000-12-01 2003-10-22 Visigen Biotechnologies, Inc. Enzymatic nucleic acid synthesis: compositions and methods for altering monomer incorporation fidelity
AR031640A1 (es) 2000-12-08 2003-09-24 Applied Research Systems Amplificacion isotermica de acidos nucleicos en un soporte solido
US6388819B1 (en) 2001-01-12 2002-05-14 Eastman Kodak Company High numerical aperture objective lens assembly
GB0127564D0 (en) 2001-11-16 2002-01-09 Medical Res Council Emulsion compositions
US7057026B2 (en) 2001-12-04 2006-06-06 Solexa Limited Labelled nucleotides
US20040075894A1 (en) 2001-12-10 2004-04-22 Shafer David R. Catadioptric reduction objective
US7190527B2 (en) 2002-03-01 2007-03-13 Carl Zeiss Smt Ag Refractive projection objective
US20040002090A1 (en) 2002-03-05 2004-01-01 Pascal Mayer Methods for detecting genome-wide sequence variations associated with a phenotype
EP3363809B1 (en) 2002-08-23 2020-04-08 Illumina Cambridge Limited Modified nucleotides for polynucleotide sequencing
WO2004070007A2 (en) 2003-01-29 2004-08-19 454 Corporation Method for preparing single-stranded dna libraries
CA2528577C (en) 2003-06-20 2012-08-07 Illumina, Inc. Methods and compositions for whole genome amplification and genotyping
US8048627B2 (en) 2003-07-05 2011-11-01 The Johns Hopkins University Method and compositions for detection and enumeration of genetic variations
EP2789383B1 (en) 2004-01-07 2023-05-03 Illumina Cambridge Limited Molecular arrays
KR101065433B1 (ko) 2004-07-26 2011-09-20 가부시키가이샤 리코 렌즈 배럴, 피사체 촬상용 카메라, 휴대형 정보 단말기 및 렌즈 구동 장치
US7209296B2 (en) 2004-08-03 2007-04-24 Olympus Corporation Zoom lens, and electronic imaging system incorporating the same
AU2005296200B2 (en) 2004-09-17 2011-07-14 Pacific Biosciences Of California, Inc. Apparatus and method for analysis of molecules
JP4871517B2 (ja) 2005-02-22 2012-02-08 キヤノン株式会社 ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP5069220B2 (ja) 2005-04-12 2012-11-07 カリパー・ライフ・サイエンシズ・インク． マイクロ流体デバイス用の小型光学検出システム
GB0507835D0 (en) 2005-04-18 2005-05-25 Solexa Ltd Method and device for nucleic acid sequencing using a planar wave guide
WO2006138257A2 (en) 2005-06-15 2006-12-28 Callida Genomics, Inc. Single molecule arrays for genetic and chemical analysis
US7514952B2 (en) 2005-06-29 2009-04-07 Altera Corporation I/O circuitry for reducing ground bounce and VCC sag in integrated circuit devices
US7405281B2 (en) 2005-09-29 2008-07-29 Pacific Biosciences Of California, Inc. Fluorescent nucleotide analogs and uses therefor
GB0522310D0 (en) 2005-11-01 2005-12-07 Solexa Ltd Methods of preparing libraries of template polynucleotides
US7329860B2 (en) 2005-11-23 2008-02-12 Illumina, Inc. Confocal imaging methods and apparatus
US20080009420A1 (en) 2006-03-17 2008-01-10 Schroth Gary P Isothermal methods for creating clonal single molecule arrays
SG170802A1 (en) 2006-03-31 2011-05-30 Solexa Inc Systems and devices for sequence by synthesis analysis
JP2009533710A (ja) 2006-04-10 2009-09-17 ニング，アレックス 超広角対物レンズ
TWM307132U (en) 2006-09-22 2007-03-01 Eternal Chemical Co Ltd Optic film
US8343746B2 (en) 2006-10-23 2013-01-01 Pacific Biosciences Of California, Inc. Polymerase enzymes and reagents for enhanced nucleic acid sequencing
EP2639579B1 (en) 2006-12-14 2016-11-16 Life Technologies Corporation Apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
US8349167B2 (en) 2006-12-14 2013-01-08 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for detecting molecular interactions using FET arrays
US8262900B2 (en) 2006-12-14 2012-09-11 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes using large scale FET arrays
CN102037388B (zh) 2008-08-12 2013-11-06 株式会社尼康 变焦透镜、具有其的光学设备及变焦透镜的制造方法
DE102008042221B9 (de) 2008-09-19 2022-06-23 Carl Zeiss Ag Optisches System sowie Fernrohr mit einem optischen System
US20100137143A1 (en) 2008-10-22 2010-06-03 Ion Torrent Systems Incorporated Methods and apparatus for measuring analytes
JP2010284101A (ja) 2009-06-11 2010-12-24 Hitachi High-Technologies Corp 反応容器，並列処理装置、及びシーケンサ
EP2652148B1 (en) 2010-12-17 2016-11-30 Life Technologies Corporation Methods, compositions, systems, apparatuses and kits for nucleic acid amplification
US8951781B2 (en) 2011-01-10 2015-02-10 Illumina, Inc. Systems, methods, and apparatuses to image a sample for biological or chemical analysis
WO2012170936A2 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Illumina, Inc. Patterned flow-cells useful for nucleic acid analysis
KR20130059150A (ko) 2011-11-28 2013-06-05 삼성전자주식회사 내시경용 대물 렌즈, 포커싱을 위한 액츄에이터 및 내시경 시스템
WO2013151622A1 (en) 2012-04-03 2013-10-10 Illumina, Inc. Integrated optoelectronic read head and fluidic cartridge useful for nucleic acid sequencing
US9860443B2 (en) 2012-08-20 2018-01-02 The Regents Of The University Of California Monocentric lens designs and associated imaging systems having wide field of view and high resolution
JP5716137B2 (ja) 2012-09-21 2015-05-13 オリンパス株式会社 光学系及びそれを用いた光学機器、撮像装置及び撮像システム
US9479686B2 (en) 2014-02-19 2016-10-25 Melvyn H Kreitzer Zoom lens optical system
DE102014104977B4 (de) 2014-04-08 2023-11-30 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Anordnung zur Lichtblattmikroskopie sowie Mikroskopobjektiv für die Lichtblattmikroskopie
US10120180B2 (en) 2014-09-28 2018-11-06 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for stretched light field microscope
US10077470B2 (en) 2015-07-21 2018-09-18 Omniome, Inc. Nucleic acid sequencing methods and systems
JP6548261B2 (ja) * 2015-12-15 2019-07-24 オリンパス株式会社 顕微鏡対物レンズ
US10443098B2 (en) 2016-08-15 2019-10-15 Omniome, Inc. Method and system for sequencing nucleic acids
KR20180032058A (ko) 2016-09-21 2018-03-29 삼성전자주식회사 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
WO2018076330A1 (zh) 2016-10-31 2018-05-03 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 物距可调的有限远共轭距光学变焦系统
AU2017386515B2 (en) 2016-12-30 2021-08-19 Pacific Biosciences Of California, Inc. Method and system employing distinguishable polymerases for detecting ternary complexes and identifying cognate nucleotides
AU2018210944B2 (en) 2017-01-20 2021-07-22 Pacific Biosciences Of California, Inc. Process for cognate nucleotide detection in a nucleic acid sequencing workflow
US10670842B2 (en) 2017-01-26 2020-06-02 Navitar, Inc. High Etendue zoom lens having five lens groups
NL2018859B1 (en) * 2017-05-05 2018-11-14 Illumina Inc Continuous spherical aberration correction tube lens
WO2018187013A1 (en) 2017-04-04 2018-10-11 Omniome, Inc. Fluidic apparatus and methods useful for chemical and biological reactions
US10161003B2 (en) 2017-04-25 2018-12-25 Omniome, Inc. Methods and apparatus that increase sequencing-by-binding efficiency
JP2019003001A (ja) * 2017-06-14 2019-01-10 オリンパス株式会社 対物レンズ
JP2021500531A (ja) 2017-08-15 2021-01-07 オムニオム インコーポレイテッドＯｍｎｉｏｍｅ， Ｉｎｃ． 化学的および生物学的検体の検出に有用なスキャン装置および方法
US10656368B1 (en) 2019-07-24 2020-05-19 Omniome, Inc. Method and system for biological imaging using a wide field objective lens

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114205929A (zh) * 2022-02-15 2022-03-18 之江实验室 一种加热悬浮纳米微粒的红外光学系统
CN114205929B (zh) * 2022-02-15 2022-08-05 之江实验室 一种加热悬浮纳米微粒的红外光学系统
CN115524839A (zh) * 2022-10-08 2022-12-27 格物致和生物科技(北京)有限公司 一种用于数字elisa的大视野、高分辨成像系统和检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021015838A1 (en) 2021-01-28
JP7384996B2 (ja) 2023-11-21
US20210026094A1 (en) 2021-01-28
US10656368B1 (en) 2020-05-19
US11644636B2 (en) 2023-05-09
JP2022541822A (ja) 2022-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN212515199U (zh) 对核酸阵列成像的显微镜的物镜和用于dna测序的系统
CN111182972B (zh) 用于检测化学和生物分析物的扫描装置和方法
JP2018529314A5 (zh)
KR20210080628A (ko) 생물학적 또는 화학적 분석을 위한 바이오센서들 및 이를 제조하기 위한 방법
JP2005513457A (ja) アレイプレートおよびアレイプレートを構築するための方法
US20170097345A1 (en) Assay plate and uses thereof
JP2011062119A (ja) 生体試料定量用チップ
CN116601469A (zh) 用于多色成像的系统和方法
US11644406B2 (en) Calibrated focus sensing
CN108463287B (zh) 多平面微阵列
Roberts et al. A nanoliter fluidic platform for large-scale single nucleotide polymorphism genotyping
JP5505646B2 (ja) 生体試料定量方法
Guerra Analysis of oligonucleotide microarrays by 3′ end labeling using fluorescent nucleotides and terminal transferase
AU2022334592A1 (en) Flow cell image sensor arrangement with reduced crosstalk

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220601

Address after: 1305 O'Brien Avenue, Menlo Park, California, USA

Patentee after: PACIFIC BIOSCIENCES OF CALIFORNIA, Inc.

Address before: California

Patentee before: OMNIOME, Inc.

TR01 Transfer of patent right