JP2018151624A5 - - Google Patents

Description

光源１６０（例えば、必要に応じ複数のレーザを含むアセンブリ内の励起レーザ）又は他の光源は、光ファイバインタフェース（必要に応じ１つ以上の再結像レンズ、光ファイバマウントを含み得る）を介して試料内の蛍光シーケンシング反応を照明するために含んでよい。図示の例には低ワット数のランプ１６５、フォーカシングレーザ１５０及び逆ダイクロイックも示されている。いくつかの実施形態において、フォーカシングレーザ１５０は撮像中ターンオフすることができる。他の実施形態において、別のフォーカス構成は第２のフォーカシングカメラ（図示せず）を含んでよく、このフォーカシングカメラは、データ収集と同時に表面から反射される散乱光の位置を測定するために、四分割検出器、位置敏感検出器（ＰＳＤ）又は類似の検出器を含んでよい。

いくつかの実施形態では、ＬＧＭ１８２はより速い走査速度に適応するためにより高い出力で作動し得る光源を含むことができる（例えば、ＬＧＭ１８２内のレーザは５倍大きい出力で作動し得る）。同様に、レーザモジュールの光源も、ナノメータスケールのフォーカス精度を達成するため及びより速い走査速度に適応するために、より高い出力で作動させる及び／又はより高い解像度の光センサを含むことができる。ＦＴＭ１８４の冷却システムは、従来知られている冷却技術を用いて、高出力レーザからの追加の熱出力を吸収するように強化することができる。

各モジュールは、システム１８０に組み込む前に、予めアライメントされ、予め認定される。例えば、ＬＧＭ１８２の組み立て及び設定は、筐体内へのレーザ又はレーザダイオードの結合及びレーザ又はレーザダイオードを作動させる電子機器のインストールを含み得る。その後、完成ＬＧＭ１８２を試験台上に載置し、作動させて筐体内のレーザダイオード並びに任意のオプティクス又は他のコンポーネントをアライメントさせることができる。ＬＧＭ筐体は外部取付け構造、例えばＬＧＭ１８２を試験台に整列させるのみならず、システム１８０内への取り付け時に精密取付け板１９０に整列させるように構成された取付けピン、データム、ノッチ、タブ、スロット、リッジ、又は他の突部若しくは凹部など、を含むことができる。いったんＬＧＭ１８２が設定され、試験されると、そのＬＧＭ１８２はシステム１８０内に取り付けるか、現場取り替え可能ユニット（ＦＲＵ）としてパッケージ化し貯蔵するか、出荷することができる。

ＬＧＭ１１８２は更に、ミラー１００２及び１００４を含むことができる。光源１６５０により発生された光ビームは１００２で反射し、アパーチャ又はミラー１００４の半反射表面を通り、単一のインタフェースポートを通ってＥＯＭ１１８８内へ向けられる。同様に、光源１６６０により発生された光ビームはミラー１００３及びミラー１００４で反射し、単一のインタフェースポートを通ってＥＯＭ１１８８内へ向けられる。いくつかの例では、例えば図１Ｈに示されるように、追加の調整表面を提供するために、追加の調節可能なミラーのセットをミラー１００４に隣接して組み込むことができる。

両光ビームはダイクロイックミラー１００４を用いて合成することができる。両光ビームはパウエルレンズのようなライン形成オプティクスを通るように向けることができる。ミラー１００２及び１００４の各々は、光源１６５０及び１６６０からの光ビームをアライメントするために、手動又は自動制御を用いて調節するように構成することができる。光ビームはシャッタ素子１００６に通してよい。ＥＯＭ１１８８は対物レンズ１４０４と、対物レンズ１４０４を長手方向にターゲット１１９２に近づく又は離れるように動かすｚ台１０２４を含むことができる。例えば、ターゲット１１９２は液体層１５５０と透明カバープレート１５０４を含むことができ、生物試料はカバープレートの内面と液体層の下に位置する基板層の内面に位置させることができる。ｚ台はその後、光ビームがフローセルの内面上にフォーカスする（例えば、生物試料上にフォーカスされる）ように対物レンズを移動することができる。生物試料は、従来知られているように、光学シーケンシングに応答するＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質又は他の生物材料とすることができる。いくつかの実施形態では、対物レンズは、フローセルの表面における光ビームのライン幅が拡大するように、フローセルを越えた焦点に光ビームをフォーカスするように設定することができる。

ＬＧＭアライメントシステムは、ＬＧＭ内のレンズ、レーザ又は他のコンポーネント又はオプティクスのみならず、ミラー１００２及び１００４の相対位置を調整又は操作するための制御表面を含むことができる。例えば、これらの調整は制御ノブ、ネジ、又は他のコンポーネントの手動操作によって行うことができる。他の実施形態では、１つ以上の光学コンポーネントは自動的に調整又は操作され得る。自動制御装置は電動並進台、作動装置、１つ以上の圧電台、並びに／又は１つ以上の自動スイッチ及びフリップミラー及びレンズを含み得る。すべての装置、試験システム、キャリブレーション、および試験プロシージャを制御するためにソフトウェアインタフェースを使用することができる。アライメントシステムは、ビームプロファイラ（例えば、２Ｄイメージセンサ）、撮像レンズ（交換用ＥＯＭ対物レンズ）、減衰器、及び／又はアライメントターゲットを含む。ソフトウェアインタフェースは品質制御及び製品評価のための報告を出力するためにも使用することができる。例えば、報告は、ビームプロファイラにより発生される、ＬＧＭの光学コンポーネントの各アライメント設定に対するビーム強度及びプロファイルに関するデータを含むことができる。

本明細書において、「コンピュータプログラム媒体」及び「コンピュータ可用媒体」という用語は、例えば、メモリ９０８、記憶装置９２２、媒体９１４、及びチャネル９２８などの媒体を総称するために使用される。これらの及び他の様々な形態のコンピュータプログラム媒体又はコンピュータ可用媒体は、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行のためにプロセシング装置へ搬送する処理に従事することができる。媒体に具体化されたこのような命令は一般に「コンピュータプログラムコード」又は「コンピュータプログラムプロダクト」と呼ばれている（これは、コンピュータプログラムの形で又は他の形でグループ化することもできる）。実行時に、これらの命令は本明細書で述べたように開示の技術の特徴又は機能を実行するようにコンピューティングエンジン９００をイネーブルすることができる。

Claims (20)

1. ライン発生モジュールと対物レンズとを備え、
   前記ライン発生モジュールは、
   第１の光ビームを第１の波長で放射するための第１の光源と、
   第２の光ビームを第２の波長で放射するための第２の光源と、
   前記第１の光源により放射された光ビームをラインに成形し、前記第２の光源により放射された光ビームをラインに成形するための１つ以上のライン形成オプティクスと、
   を備え、前記対物レンズは、前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを試料構造体の試料の外に位置する焦点にフォーカスする、撮像システム。
2. 前記試料構造体は、カバープレートと、基板と、前記カバープレートと前記基板との間の液体通路とを備え、前記液体通路は上部内面と底部内面を含み、前記試料は前記液体通路の前記上部内面又は前記底部内面に置かれている、請求項１記載の撮像システム。
3. 前記焦点は、前記試料構造体の前記上部内面における前記第１の光ビームのライン幅及び第２のラインビームのライン幅を増大するために前記液体通路の前記底部内面の下方に位置する、請求項２記載の撮像システム。
4. 前記焦点は、前記試料構造体の前記上部内面における前記第１の光ビームのライン幅及び第２のラインビームのライン幅を増大するために前記液体通路の前記底部内面の上方に位置する、請求項２記載の撮像システム。
5. 前記焦点は、前記試料構造体の前記底部内面より約５０μｍ〜約１５０μｍ下方に位置する、請求項３記載の撮像システム。
6. 前記焦点は、前記試料構造体の前記底部内面より約５０μｍ〜約１５０μｍ上方に位置する、請求項４記載の撮像システム。
7. 前記試料からの蛍光放射を検出するために時間遅延積分センサを更に備え、前記時間遅延積分センサは約５μｍ〜約１５μｍの画素サイズ、約０．４ｍｍ〜約０．８ｍｍのセンサ幅、及び約１６ｍｍ〜約４８ｍｍのセンサ長を有する、請求項２記載の撮像システム。
8. 前記第１の光ビームのライン幅及び前記第２の光ビームのライン幅は約１０μｍ〜３０μｍである、請求項２記載の撮像システム。
9. 前記第１の光ビームのライン長及び前記第２の光ビームのライン長は約１ｍｍ〜１．５ｍｍである、請求項５記載の撮像システム。
10. 前記第１の光ビームのライン長及び前記第２の光ビームのライン長は約１ｍｍ〜１．５ｍｍである、請求項６記載の撮像システム。
11. 前記第１の光ビームのライン幅を拡大するとともに前記第２の光ビームのライン幅を拡大する、１つ以上のライン拡幅オプティクスを更に備える、請求項２記載の撮像システム。
12. 前記１つ以上のライン拡幅オプティクスは、デフォーカスレンズ、プリズム又はディフューザを備える、請求項１１記載の撮像システム。
13. 前記１つ以上の拡幅オプティクスは、前記第１の光源及び前記第２の光源から前記対物レンズまでの光路内にデフォーカスレンズの後に配置されたパウエルレンズを備える、請求項１１記載の撮像システム。
14. 前記第１の光ビームのライン幅は、前記試料の表面上の前記第１の光ビームのパワー密度が前記試料上の第１の染料の光飽和閾値より低くなるように、前記試料の表面上の前記第１の光ビームの総合パワー密度が低下するように増大され、且つ前記第２の光ビームのライン幅は、前記試料の表面上の前記第２の光ビームのパワー密度が前記試料上の第２の染料の光飽和閾値より低くなるように、前記試料の表面上の前記第２の光ビームの総合パワー密度が低下するように増大される、請求項２記載の撮像システム。
15. 前記第１の光ビームのライン幅及び前記第２の光ビームのライン幅を調整するために前記対物レンズを調節するｚ台を更に備える、請求項７記載の撮像システム。
16. プロセッサと、コンピュータ実行可能命令が格納された非トランジトリコンピュータ可読媒体とを更に備え、前記コンピュータ実行可能命令は、前記撮像システムに、
    前記時間遅延積分センサからの信号の品質を決定すること、及び
    前記焦点を調整し、前記時間遅延積分センサからの信号の品質を最適にするために前記対物レンズをｚ軸方向に調節すること、
    を実行させるように構成されている、請求項１５記載の撮像システム。
17. ライン発生モジュールと対物レンズとを備え、
    前記ライン発生モジュールは、
    各々光ビームを放射する複数の光源と、
    各光ビームをラインに成形する１つ以上のライン形成オプティクスと、
    を備え、前記対物レンズ又は前記１つ以上のライン形成オプティクスは、フローセルの第１の表面又は第２の表面における各ラインの幅を拡大する、ＤＮＡシーケンシングシステム。
18. 前記対物レンズは、前記フローセルの前記第１の表面又は前記第２の表面における各ラインの幅を拡大するために、各光ビームを前記フローセルの内面の外に位置する焦点にフォーカスする、請求項１７記載のシステム。
19. 前記焦点は前記フローセルの上部内面の上方又は前記フローセルの底部内面の下方に位置する、請求項１８記載のシステム。
20. 前記焦点は、前記フローセルの前記底部内面より約５０μｍ〜約１５０μｍ下方に又は前記フローセルの前記上部内面より約５０μｍ〜約１５０μｍ上方に位置する、請求項１９記載の撮像システム。