KR20200016888A - 발광 이미징 장치 - Google Patents

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Abstract

장치는 공간적 패턴의 복수의 이미징 픽셀을 포함하고 특징의 대형은 픽셀 상에 배치된다. 특징의 대형 중 제1 및 제2 특징은 제1 특징 상에 배치된다. 제1 발광단은 제1 특징 내에 또는 상에 배치된다. 제2 발광단은 제2 특징 내에 또는 상에 배치된다. 구조화 조명 소스는 제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하고, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도한다. 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 포함한다.

Description

발광 이미징 장치
이 출원은 내용 전체가 본 명세서에 참조로서 통합되는, 2018년 6월 14일 출원된 미국 가출원 제62/684,907호 및 2018년 7월 5일 출원된 네덜란드 출원 N2021258호에 대한 우선권을 주장한다.
특정 시퀀싱 도구는 DNA나 RNA 시퀀스와 같은 폴리뉴클레오티드 시퀀스를 결정하는데 다양한 "SBS(sequencing by synthesis)" 화학에 의존한다. 시퀀싱은 각 형광 마커의 발광 파장에 의해 뉴클레오티드나 동일 뉴클레오티드의 국소화 클러스터를 식별하기 위해 형광 현미경 시스템과 같은 발광 이미징 사용을 수반할 수 있다. 개발 중 일부 SBS 화학이 단일 다이를 사용할 수 있지만, DNA의 A, G, C 및 T 뉴클레오티드와 같이 폴리뉴클레오티드의 뉴클레오티드를 고유하게 식별할 수 있도록 다수의 형광 다이(4개까지)가 일반적으로 상업적 시스템에 사용된다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
제1 양태에서, 장치는 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀; 복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형; 특징의 대형 중 제1 특징; 특징의 대형 중 제2 특징; 제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단; 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단; 및 제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하고, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 구조화 조명 소스를 포함하고, 제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고, 제2 특징은 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징과 공간적으로 떨어져 있고, 제1 픽셀은 제1 시간에 제1 광자의 일부에 응답하여 제1 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하고 제2 시간에 제2 광자의 일부에 응답하여 제2 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하고, 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기를 포함한다.
제1 양태의 일례에서, 조명 패턴은 복수의 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가진다.
제1 양태의 일례의 추가 예시에서, 구조화 조명 소스는 제1 광자와 제2 광자로 조명 패턴 생성기를 플러드 조명한다.
제1 양태의 일례의 추가 예시의 또 다른 예시에서, 구조화 조명 소스는 레이저를 포함한다.
제1 양태의 제2 예시에서, 조명 패턴 생성기는 마스크 층을 포함하고 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 마스크 층을 병진 또는 회전시키기 위하여 마스크 층에 연결된 마스크 층 액추에이터를 포함한다.
제1 양태의 제2 예시의 일례에서, 마스크 층의 제1 위치는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 마스크 층의 제2 위치는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기한다.
제1 양태의 제2 예시의 추가 예시에서, 마스크 층은 주기적으로 이격된 광 투과 영역 및 불투명 영역이 번갈아 나오는 격자를 포함하고; 광 투과 영역은 마스크 층 상에 배치된 마스크 흡수기의 평행한 스트립에 의해 정의되고; 제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 평행한 조명 스트라이프를 조명한다.
제1 양태의 제2 예시의 또 다른 예시에서, 마스크 층은 불투명 필드 영역 상에 정의된 주기적으로 이격된 광 투과 영역의 2차원 배열을 포함하고; 불투명 필드 영역은 마스크 기판 상에 배치된 마스크 흡수기에 의해 정의되고; 광 투과 영역은 불투명 필드 영역에 정의된 마스크 기판의 존이고, 존은 그 위에 마스크 흡수기가 배치되는 것을 배제하고; 제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 대응하는 특징을 조명한다.
제1 양태의 제3 예시에서, 조명 패턴 생성기는: 특징의 대형 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파하는 간섭 패턴 생성기를 포함하고, 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 간섭 패턴이 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 간섭 패턴 생성기의 위치 상태 또는 회전 상태를 변경하기 위하여 간섭 패턴 생성기에 연결된 간섭 생성기 액추에이터를 포함한다.
제1 양태의 제3 예시의 일례에서, 간섭 패턴 생성기의 제1 위치 상태 또는 회전 상태는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 간섭 패턴 생성기의 제2 위치 상태 또는 회전 상태는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기한다.
제1 양태의 제3 예시의 추가 예시에서, 다중 빔 간섭 패턴은 이중 빔 간섭 패턴이고; 간섭 패턴 생성기는 특징의 대형 상에 평행한 선형 간섭 무늬를 투영하고; 평행한 선형 간섭 무늬는 픽셀 간격과 동일한 기결정된 주기성을 가진다.
제1 양태의 제3 예시의 다른 예시에서, 다중 빔 간섭 패턴은 적어도 4개의 간섭 빔으로부터의 간섭 패턴이고; 간섭 패턴은 픽셀 간격과 동일한 기결정된 주기성을 가지는 간섭 최대값을 가지는 2차원 간섭 패턴이다.
제1 양태의 제3 예시의 또 다른 예시에서, 간섭 패턴 생성기는 레이저 빔을 간섭 빔 세트로 분할하기 위한 2차원 투과 위상 마스크를 포함한다.
제1 양태의 제4 예시에서, 구조화 조명 소스는 광학 컴포넌트를 포함하고; 장치는 제1 시간에 조명 패턴의 제1 광자의 일부를 제1 특징으로 유도하고 제2 시간에 조명 패턴의 제2 광자의 일부를 제2 특징으로 유도하기 위하여 광학 컴포넌트를 제어하기 위하여 광학 컴포넌트에 연결된 컨트롤러를 더 포함한다.
제1 양태의 제4 예시의 일례에서, 광학 컴포넌트는 빔 조향 컴포넌트를 포함한다.
제1 양태의 제5 예시에서, 제2 특징은 제1 특징으로부터 측 방향으로 떨어져 있다.
제1 양태의 제6 예시에서, 장치는: 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징 및 제2 특징 각각으로부터 공간적으로 떨어져 있는 특징의 대형 중 제3 특징; 제3 특징 내에 또는 상에 배치된 제3 발광단; 제3 시간에 제3 특징으로 제3 광자의 적어도 일부를 유도하는 구조화 조명 소스; 및 제3 시간에 제3 광자의 일부에 응답하여 제3 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하는 제1 픽셀을 더 포함하고, 제3 시간은 제1 시간 및 제2 시간과 다르다.
제1 양태의 제6 예시에서, 장치는: 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징, 제2 특징 및 제3 특징 각각으로부터 공간적으로 떨어져 있는 특징의 대형 중 제4 특징; 제4 특징 내에 또는 상에 배치된 제4 발광단; 제4 시간에 제4 특징으로 제4 광자의 적어도 일부를 유도하는 구조화 조명 소스; 및 제4 시간에 제4 광자의 일부에 응답하여 제4 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하는 제1 픽셀을 더 포함하고, 제4 시간은 제1 시간, 제2 시간 및 제4 시간과 다르다.
제1 양태의 제7 예시에서, 제1 및 제2 광자는 약 300nm 내지 약 800nm 범위의 파장을 가진다.
장치의 제1 양태의 임의의 요소는 임의의 바람직한 방식 및/또는 구성으로 함께 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
제2 양태에서, 방법은: 구조화 조명 소스에 의하여, 제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계; 구조화 조명 소스에 의하여, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계; 제1 픽셀에 의하여, 제1 시간에 제1 광자의 일부에 응답하여 제1 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계; 및 제1 픽셀에 의하여, 제2 시간에 제2 광자의 일부에 응답하여 제2 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계를 포함하고, 제1 특징은 발광 이미징 장치에 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고, 제2 시간은 제1 시간과 다르고, 제2 특징은 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제2 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 및 제1 특징과 공간적으로 떨어져 배치되고, 제1 발광단은 제1 특징 내에 또는 상에 배치되고, 제2 발광단은 제2 특징 내에 또는 상에 배치되고, 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기를 포함한다.
이 제2 양태의 제1 예시에서, 조명 패턴은 복수의 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가진다.
이 제2 양태의 제1 예시의 다른 예시에서, 조명 패턴 생성기는 마스크 층을 포함하고 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 마스크 층을 병진 또는 회전시키기 위하여 마스크 층에 연결된 마스크 층 액추에이터를 포함하고; 마스크 층의 제1 위치는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 마스크 층의 제2 위치는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 마스크 층은 주기적으로 이격된 광 투과 영역 및 불투명 영역이 번갈아 나오는 격자를 포함하고; 광 투과 영역은 마스크 층 상에 배치된 마스크 흡수기의 평행한 스트립에 의해 정의되고; 제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 평행한 조명 스트라이프를 조명한다.
이 제2 양태의 제1 예시의 또 다른 예시에서, 조명 패턴 생성기는: 특징의 대형 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파하는 간섭 패턴 생성기를 포함하고, 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 간섭 패턴이 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 간섭 패턴 생성기의 위치 상태 또는 회전 상태를 변경하기 위하여 간섭 패턴 생성기에 연결된 간섭 생성기 액추에이터를 포함한다.
방법의 제2 양태의 임의의 요소는 임의의 바람직한 방식 및/또는 구성으로 함께 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
제3 양태에서, 장치는: 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀; 복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형; 조명 패턴 생성기; 특징의 대형 중 제1 특징; 및 특징의 대형 중 제2 특징을 포함하고, 제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고, 제2 특징은 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징과 공간적으로 떨어져 있고, 조명 패턴 생성기는 제1 시간에 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가지는 조명 패턴이 제1 특징을 광으로 선택적으로 방사하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 포함하고, 조명 패턴 생성기는 제2 시간에 제2 특징을 광으로 선택적으로 방사하도록 조정되고, 제2 시간은 제1 시간과 다르다.
이 제3 양태의 제1 예시에서, 장치는: 제1 시간에 제1 광자를 생성하고, 제2 시간에 제2 광자를 생성하는 구조화 조명 소스; 제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단과 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단; 및 제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 타겟 분석물과 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 타겟 분석물을 더 포함하고, 제1 타겟 분석물은 제2 타겟 분석물과 다르고, 제1 타겟 분석물과 제2 타겟 분석물은 상이한 시퀀스를 가지는 핵산을 포함한다.
이 제3 양태의 제2 예시에서, 조명 패턴 생성기는 특징의 대형 상에 배치된다.
장치의 제3 양태의 임의의 요소는 임의의 바람직한 방식 및/또는 구성으로 함께 조합될 수 있음을 이해할 것이다. 나아가, 장치의 제3 양태 및/또는 방법의 제2 양태 및/또는 장치의 제1 양태의 요소의 임의의 조합이 함께 사용될 수 있고, 및/또는 이들 양태 중 임의의 하나 이상으로부터의 임의의 요소가 본 명세서에 개시되는 임의의 예시와 조합될 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 명세서의 예시의 특징은 비슷한 참조 번호가 유사하지만 동일하지 않을 수 있는 컴포넌트에 대응하는, 다음의 상세한 설명 및 도면을 참조하여 명백해질 것이다. 간결성을 위하여, 이전에 서술된 특징을 가지는 참조 번호 또는 특징은 그들이 나타나는 다른 도면과 관련하여 서술될 수 있거나 서술되지 않을 수 있다.
도 1a는 본 명세서에 따른 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 1b는 본 명세서에 따른 특징의 대형의 예시의 개략적 사시도이다.
도 1c는 본 명세서에 따른 특징의 대형의 제3 및 제4 특징을 포함하는 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 2a는 제1 시간에 도시된 도 1a에 도시된 장치의 일부를 포함하는, 본 명세서에 따른 장치의 예시의 개략적 단면도이다.
도 2b는 제2 시간에 도시된 도 2a에 도시된 장치의 예시의 개략적 단면도이다.
도 3a는 본 명세서에 개시된 바와 같이 제1 시간의 구조화 조명 소스의 예시를 도시하는 블록도이다.
도 3b는 본 명세서에 개시된 바와 같이 제2 시간의 도 3a에 도시된 구조화 조명 소스의 예시를 도시하는 블록도이다.
도 4a는 본 명세서에 따른 제1 시간에 도시된 장치의 예시의 개략적 측면도이다.
도 4b는 본 명세서에 따른 제2 시간에 도 4a에 도시된 장치의 예시의 개략적 측면도이다.
도 5a는 본 명세서에 따른 제1 시간에 도시된 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 5b는 본 명세서에 따른 제2 시간에 도 5a에 도시된 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 6a는 본 명세서에 따른 제1 시간에 도시된 장치의 일부의 추가 예시의 개략적 사시도이다.
도 6b는 본 명세서에 따른 제2 시간에 도 6a에 도시된 장치의 일부의 추가 예시의 개략적 사시도이다.
도 7a는 본 명세서에 따른 제1 시간에 도시된 장치의 일부의 또 다른 예시의 개략적 사시도이다.
도 7b는 본 명세서에 따른 제2 시간에 도 7a에 도시된 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 7c는 본 명세서에 따른 제3 시간에 도 7a에 도시된 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 7d는 본 명세서에 따른 제4 시간에 도 7a에 도시된 장치의 일부의 예시의 개략적 사시도이다.
도 8a는 본 명세서에 따른 제1 시간에 도시된 장치의 다른 예시의 개략적 단면도이다.
도 8b는 본 명세서에 따른 제2 시간에 도 8a에 도시된 장치의 예시의 개략적 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 명세서의 예시에서 다중 빔 간섭 패턴의 선택성을 도시하는 개략도이다.
도 10a는 간섭에 관한 특정 기하학과 용어를 도시하는 개략도이다.
도 10b는 간섭 무늬의 도시도 포함하는 도 10a의 단순화 버전이다.
도 11은 도 10a의 "이중 슬릿" 표시의 간섭 관계를 많은 슬릿을 가지는 회절 격자에 적용하는 개략도이다.
도 12는 회절 격자에 의해 회절되는 코히런트 광 빔(76)의 생성되는 m차의 상대 강도를 도시하는 개략도이다.
도 13a 및 13b는 회절 격자에 의해 생성되는 간섭 무늬를 도시하는 개략도이다.
도 13c는 도 13a에 도시되는 회절 격자(60)의 예시의 개략적 단면도이다.
도 13d는 도 13a 및 도 13b에 도시된 직교 회절 격자가 서로 중첩되어 형성된 2차원 회절 격자의 개략도이다.
도 13e는 도 13d에 도시된 바와 같은 2차원 회절 격자에 의해 생성된 간섭 강도 분포를 도시하는 개략도이다.
도 14는 본 명세서에 따른 장치의 예시의 개략도이다.
도 15a는 본 명세서에 따른 장치의 다른 예시의 개략도이다.
도 15b는 본 명세서에 따른 도 15a에 도시된 장치의 예시의 특징의 대형 상의 광의 각 점 패턴 강도 분포이다.
도 16은 2차원 투과 위상 마스크의 예시의 개략적 단면도이다.
도 17a는 2차원 투과 위상 마스크의 다른 예시의 사시도이다.
도 17b는 도 17a에 도시된 2차원 투과 위상 마스크를 사용하여 생성된 간섭 강도 분포를 도시하는 강도 등고선도의 예시이다.
도 18a 내지 18c는 함께 본 명세서에 따른 방법의 예시를 도시하는 흐름도이다.
본 명세서의 예시는 발광 이미징 장치 및 이를 이용한 방법을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 용어는 다르게 명시되지 않는 한 관련 분야의 보통의 의미를 가짐을 이해할 것이다. 본 명세서에 사용되는 몇몇 용어 및 그 의미는 후술된다.
단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수형을 포함한다.
용어 구성되는, 포함하는, 가지는 및 이 용어들의 다양한 형태는 서로 동의어이며 동일한 범위를 의미한다. 나아가, 명백히 다르게 언급되지 않는 한, 특정 속성을 가지는 요소나 복수의 요소들로 구성되거나 포함하거나 가지는 예시는 그 속성을 가지든 말든 추가 요소를 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "우물"은 표면의 격자간 영역(들)에 의해 완전히 둘러싸인 표면 개방부(개구)를 가지는 물질의 별개의 오목한 특징을 의미한다. 우물은 크기(예컨대, 체적, 직경 및 깊이), 단면 형상(예컨대, 둥근, 타원, 삼각, 사각, 다각형, 별 모양(임의의 적절한 수의 꼭지점을 가지는), 불규칙 또는 유전 물질로 분리된 동심 우물들을 가짐) 및 분포(예컨대, 유전 물질 내의 우물의 공간적 위치, 예컨대 규칙적으로 이격되거나 주기적 위치, 또는 불규칙하게 이격되거나 비주기적 위치)와 같은 특성을 가질 수 있다. 우물의 단면은 우물의 길이를 따라 균일할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "기둥"은 물질의 표면으로부터 돌출하고 표면의 격자간 영역(들)에 의해 완전히 둘러싸인 별개의 볼록한 특징을 의미한다. 기둥은 크기(예컨대, 체적, 직경 및 깊이), 형상(예컨대, 둥근, 타원, 삼각, 사각, 다각형, 별 모양(임의의 적절한 수의 꼭지점을 가지는), 불규칙 또는 유전 물질로 분리된 동심 기둥들을 가짐) 및 분포(예컨대, 유전 물질의 표면으로부터 돌출한 기둥의 공간적 위치, 예컨대 규칙적으로 이격되거나 주기적 위치, 또는 불규칙하게 이격되거나 비주기적 위치)와 같은 특성을 가질 수 있다. 기둥의 단면은 기둥의 길이를 따라 균일할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "표면"은 다른 물질과 접촉하는 물질의 일부 또는 층을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "격자간 영역"은 물질 또는 표면의 영역을 분리하는, 물질 또는 표면의 영역을 의미하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 격자간 영역은 특징의 대형의 한 특징을 특징의 대형의 다른 특징으로부터 분리할 수 있거나, 격자간 영역은 매트릭스의 한 장소를 매트릭스의 다른 장소로부터 분리할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "발광성"은 냉체(cold body) 방사의 발산을 의미하고, 용어 "발광단"은 발광성인 물체를 의미한다. 용어 "발광성"은 열의 결과로 물질로부터 발산되는 방사인 백열(incandescence)과는 구분되는 것으로 의도된다.
일반적으로 발광은 에너지원이 원자의 전자를 최저 에너지 바닥 상태에서 더 높은 에너지로 여기된 상태로 옮길 때 발생하는데, 전자가 에너지를 방사의 형태로 반환하면 바닥 상태로 돌아갈 수 있다. 발광성 물체의 한 타입은 에너지가 여기 방사에 의해 제공될 때 냉체 방사를 발산하는 것이다. 이러한 물체는 "광발광성"이라 할 수 있다. 광발광성 물체의 예시는 여기 방사 후 상대적으로 빨리(예컨대, 밀리초 미만) 냉체 방사를 발산하는 "형광성" 물체 및 여기 방사 후 상대적으로 늦게(예컨대, 밀리초 이상) 냉체 방사를 발산하는 "인광성" 물체를 포함한다. 광발광은 다른 파장에서 물체를 조사한 결과인 파장에서 물체에 의한 방사의 발산으로 인지 또는 수신될 수 있다. 다른 타입의 발광성 물체는 에너지가 화학적 또는 생물학적 반응에 의해 제공될 때 냉체 방사를 발산하는 것이다. 이러한 아이템은 "화학 발광성"이라 할 수 있다.
예컨대 방사의 흡수, 발광 발산, 발광 수명, 발광 편광 등; 레일리 및/또는 미 산란; 등과 같은 광학 신호를 포함하여 다양한 신호 중 임의의 것이 본 명세서에 제시되는 장치 및/또는 방법에서 검출될 수 있다. 본 명세서에 제시되는 방법에서 검출될 수 있는 표지의 예시는 제한 없이 형광단, 발광단, 발색단, 나노입자(예컨대, 금, 은, 탄소 나노튜브) 등을 포함한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이 "특징"은 고체 지지체와 같은 물질의 구조나 조성에서 구분되는 변형을 의미한다. 선택적으로, 변형은 물질의 구조나 조성에서 반복될 수도 있다. 특징의 집합은 물질 내에 또는 상에 매트릭스나 격자를 형성할 수 있다. 특징의 예시는 우물, 기둥, 봉우리, 채널, 분석물을 지니는 장소, 다층 물질의 층, 물질 내의 또는 상의 다른 영역의 화학 조성과 다른 화학 조성을 가지는 물질 내의 또는 상의 영역 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 특징은 크기(예컨대, 체적, 직경 및 깊이), 형상(예컨대, 둥근, 타원, 삼각, 사각, 다각형, 별 모양(임의의 적절한 수의 꼭지점을 가지는), 불규칙 또는 유전 물질로 분리된 동심 특징들을 가짐) 및 분포(예컨대, 유전 물질 내의 특징의 공간적 위치, 예컨대 규칙적으로 이격되거나 주기적 위치, 또는 불규칙하게 이격되거나 비주기적 위치)와 같은 특성을 가질 수 있다. 특징의 단면은 특징의 길이를 따라 균일할 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "장소"는 원자나 세포(또는 다른 분석물)의 특정 종에 대한 매트릭스 내의 위치를 의미한다. 장소는 단일 분자(또는 세포나 다른 분석물)만 포함할 수 있거나 동일 종의 몇몇 분자(또는 세포나 분석물)의 집단을 포함할 수 있다. 일부 예시에서, 장소는 특정 분석물 부착 전에 물질 상에 존재한다. 다른 예시에서, 장소는 물질에 분자나 세포(또는 다른 분석물)의 부착에 의해 생성된다. 매트릭스의 장소는 개별적일 수 있다. 개별 장소는 인접할 수 있거나 서로 사이에 공간을 가질 수 있다. 장소는 특징의 한 타입임을 이해할 것이다. 특징은 특징의 대형의 컴포넌트로 기능할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "대형"은 상대 위치에 따라 서로 구별될 수 있는 특징들의 집합을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "피치"는 대형의 특징 또는 공간적 패턴의 요소를 참조하여 사용될 때, 인접한 대형의 특징이나 공간적 패턴의 요소에 대한 중심-대-중심 간격을 지칭하는 것으로 의도된다. 특징의 대형의 주기적 특성은 평균 피치의 관점에서 특성지어질 수 있다. 대형은 평균 피치 주위의 변형의 계수가 작도록 정렬될 수 있다. 평균 피치는 예컨대 적어도 대략 스펙트럼의 하나 이상의 영역의 광의 파장의 차수일 수 있다. 예를 들어, 피치는 하나 이상의 가시 스펙트럼(약 380-700nm), 자외선(UV) 스펙트럼(약 380nm 미만 내지 약 10nm) 및 IR 스펙트럼(약 700nm 초과 내지 약 1mm) 중 하나 이상의 파장에 대응할 수 있다. 특징의 대형은 상이한 방향으로 상이한 피치를 가질 수 있다.
다른 타입에 대한 동일한 타입 또는 상이한 타입의 특징 간 간격은 예컨대 직선 그리드 또는 육각 그리드와 같은 규칙적 반복적 구조를 형성하도록 정렬될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "뉴클레오티드" 또는 "핵산"은 당 및 적어도 하나의 인산염 그룹을 포함하고, 선택적으로 핵염기도 포함하는 분자를 의미하는 것으로 의도된다. 핵염기가 없는 뉴클레오티드는 "무염기"로 지칭될 수 있다. 뉴클레오티드는 데옥시리보뉴클레오티드, 변형된 데옥시리보뉴클레오티드, 리보뉴클레오티드, 변형된 리보뉴클레오티드, 펩티드 뉴클레오티드, 변형된 펩티드 뉴클레오티드, 변형된 인산당 뼈대 뉴클레오티드 및 그 혼합을 포함한다. 뉴클레오티드의 예시는 AMP(adenosine monophosphate), ADP(adenosine diphosphate), ATP(adenosine triphosphate), TMP(thymidine monophosphate), TDP(thymidine diphosphate), TTP(thymidine triphosphate), CMP(cytidine monophosphate), CDP(cytidine diphosphate), CTP(cytidine triphosphate), GMP(guanosine monophosphate), GDP(guanosine diphosphate), GTP(guanosine triphosphate), UMP(uridine monophosphate), UDP(uridine diphosphate), UTP(uridine triphosphate), dAMP(deoxyadenosine monophosphate), dADP(deoxyadenosine diphosphate), dATP(deoxyadenosine triphosphate), dTMP(deoxythymidine monophosphate), dTDP(deoxythymidine diphosphate), dTTP(deoxythymidine triphosphate), dCDP(deoxycytidine diphosphate), dCTP(deoxycytidine triphosphate), dGMP(deoxyguanosine monophosphate), dGDP(deoxyguanosine diphosphate), dGTP(deoxyguanosine triphosphate), dUMP(deoxyuridine monophosphate), dUDP(deoxyuridine diphosphate), dUTP(deoxyuridine triphosphate), rbATP(reversibly blocked adenosine triphosphate), rbTTP(reversibly blocked thymidine triphosphate), rbCTP(reversibly blocked cytidine triphosphate) 및 rbGTP(reversibly blocked guanosine triphosphate)를 포함한다. rbNTP(reversibly blocked nucleotide triphosphates)에 대한 추가 세부 사항은 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 통합되는 미국 특허 공개 공보 제2013/0079232호를 참조하라.
용어 "뉴클레오티드"나 "핵산"은 변형된 핵염기, 당 및/또는 인산염 모이어티를 포함하는 타입의 뉴클레오티드인 임의의 유사체 뉴클레오티드도 포함하는 것으로 의도된다. 폴리뉴클레오티드에 포함될 수 있는 변형된 핵염기의 예시는, 천연 뼈대 또는 유사체 구조를 가지는지 여부에 관계 없이, 이노신, 잔틴, 하이포잔틴, 이소사이토신, 이소구아닌, 2-아미노퓨린, 5-메틸시토신, 5-수산화메틸 시토신, 2-아미노아데닌, 6-메틸 아데닌, 6-메틸 구아닌, 2-프로필 구아닌, 2-프로필 아데닌, 2-티오우라실, 2-티오티민, 2-티오시토신, 15-할로우라실, 15-할로시토신, 5-프로핀일 우라실, 5-프로핀일 시토신, 6-아조 우라실, 6-아조 시토신, 6-아조 티민, 5-우라실, 4-티오우라실, 8-할로 아데닌 또는 구아닌, 8-아미노 아데닌 또는 구아닌, 8-티올 아데닌 또는 구아닌, 8-티오알킬 아데닌 또는 구아닌, 8-히드록실 아데닌 또는 구아닌, 5-할로 대체 우라실 또는 시토신, 7-메틸구아닌, 7-메틸아데닌, 8-아자구아닌, 8-아자아데닌, 7-디아자구아닌, 7-디아자아데닌, 3-디아자구아닌, 3-디아자아데닌 등을 포함할 수 있다. 본 분야에서 알 수 있는 바와 같이, 특정 뉴클레오티드 유사체는 폴리뉴클레오티드로 통합될 수 없는데, 예컨대 아데노신 5'-인산황산과 같은 뉴클레오티드 유사체이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "폴리뉴클레오티드"는 서로 결합된 일련의 뉴클레오티드를 포함하는 분자를 지칭한다. 폴리뉴클레오티드의 예시는 DNA(deoxyribonucleic acid), RNA(ribonucleic acid) 및 그 유사체를 포함한다. 폴리뉴클레오티드는 RNA나 단일 가닥 DNA와 같은 뉴클레오티드의 단일 가닥 시퀀스, 이중 가닥 DNA와 같은 뉴클레오티드의 이중 가닥 시퀀스일 수 있거나, 뉴클레오티드의 단일 가닥과 이중 가닥 시퀀스의 혼합을 포함할 수 있다. 이중 가닥 DNA(dsDNA)는 유전 DNA, PCR(polymerase chain reaction) 및 증폭 생성물을 포함한다. 단일 가닥 DNA(ssDNA)는 dsDNA로 및 그 반대로 변환될 수 있다. 폴리뉴클레오티드의 뉴클레오티드의 정확한 시퀀스는 공지됐거나 불명일 수 있다. 다음은 폴리뉴클레오티드의 예시이다: 유전체 또는 유전체 절편(예를 들어, 프로브, 프라이머, EST(expressed sequence tag) 또는 SAGE(serial analysis of gene expression) 태그), 유전 DNA, 유전 DNA 절편, 엑손, 인트론, mRNA(messenger RNA), 운반 RNA, 리보솜 RNA, 리보자임, eDNA, 재조합체 폴리뉴클레오티드, 합성 폴리뉴클레오티드, 갈래 폴리뉴클레오티드, 플라스미드, 벡터, 임의의 시퀀스의 유리된 DNA, 임의의 시퀀스의 유리된 RNA, 핵산 프로브, 프라이머 또는 상기 중 임의의 것의 증폭된 사본.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "화학적으로 결합된"은 제1 부위와 제2 부위 사이의 부착을 의미하는 것으로 의도된다. 일부 예시에서, 이러한 부착은 부착된 부위가 사용되는 조건 하에서 비가역적일 수 있다. 다른 예시에서, 이러한 부착은 가역적이지만 적어도 본 명세서에 제시되는 분석적 또는 예비적 기술의 하나 이상의 단계(예컨대, 폴리머의 하위 단위를 검출하는 분석 단계)를 위해 사용되는 기간 동안 지속적일 수 있다. 이러한 부착은 화학 결합을 통해, 예컨대 공유 결합, 수소 결합, 이온 결합, 쌍극자-쌍극자 결합, 런던 분산력 또는 그 임의의 적절한 조합을 통해 형성될 수 있다. 공유 결합은 제1 부위를 제2 부위에 연결하는데 적절히 사용될 수 있는 부착의 한 예이다. 다른 예시는 올리고뉴클레오티드, 펩티드-펩티드 상호작용, 및 스트렙타이비딘-비오틴, 스트렙타이비딘-데스티오비오틴 및 디곡시게닌-항-디곡시게닌과 같은 합텐-항체 상호작용 간의 듀플렉스를 포함한다. 일실시예로, 부착은 제1 폴리뉴클레오티드를, 제2 폴리뉴클레오티드로부터 제1 폴리뉴클레오티드의 분리를 억제하는 제2 폴리뉴클레오티드로 잡종화함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 부착은 물리적 또는 생물학적 상호작용, 예컨대 제1 단백질 및, 제2 단백질로부터 제1 단백질의 분리를 억제하는 제2 단백질 간의 상호작용을 사용하여 형성될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "폴리메라아제"는 뉴클레오티드를 폴리뉴클레오티드로 중합시킴으로써 폴리뉴클레오티드를 모으는 활성 장소를 가지는 효소를 의미하는 것으로 의도된다. 폴리메라아제는 시작 지점이 된(primed) 단일 가닥 폴리뉴클레오티드 템플릿을 결합시킬 수 있고, 이어서 뉴클레오티드를 성장 프라이머에 추가하여 템플릿과 상보적인 시퀀스를 가지는 폴리뉴클레오티드를 형성할 수 있다.
본 명세서의 장치의 예시에서, CMOS 이미징 어레이의 상부 상에 미세 유체 칩의 모놀리식 집적이 DNA 시퀀서의 크기를 감소시키는데 사용될 수 있다. CMOS 기반 시퀀싱 장치의 처리량은 이미징 픽셀의 크기로 제한될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 큰 픽셀 크기는 개별 DNA 분자나 동일 분자의 클러스터로부터 충분한 단일 집단을 제공하는데 유용할 수 있다. 픽셀은 처리량을 증가시키기 위해 작게 만들어질 수 있지만, 이러한 크기 감소는 전체 우물 용량을 감소시킬 수 있고 픽셀 간의 크로스토크를 증가시킬 수 있어, 이로써 이미징과 시퀀싱의 SNR(signal-to-noise ratio)를 감소시킨다. 이러한 접근법은 예컨대 미세 유체 컴포넌트의 이러한 이미징 매트릭스의 집적뿐만 아니라 이미징 매트릭스의 작업량을 증가시킴으로써 이미징 매트릭스의 제조 비용도 증가시킬 수 있다.
장치당 테스트 장소를 더 제공함으로써 처리량을 증가시키는 대안적인 방법은 픽셀당 다수의 발광 장소(예컨대, DNA 클러스터, 마이크로어레이 반응 챔버 등) 도입을 수반할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 일부 예시는 구조화 조명 소스를 사용하여 상이한 장소를 서로 상이한 시간에 선택적으로 여기하고 이러한 각 시간에 각 이미지를 획득함으로써 이미징 픽셀을 사용하여 그 각각이 각 분석물을 포함하는 다수의 장소를 이미징할 수 있다. 예를 들어, 복수의 이미징 픽셀이 제공될 수 있고, 다수의 장소가 이러한 각 이미징 픽셀 상에 배치될 수 있다. 각 주어진 픽셀 상에 한 장소만 배치되는 시퀀싱 장치에 대하여, 본 픽셀당 다중 장소 구성은 주어진 복수의 이미징 픽셀을 사용하여 이미징될 수 있는 장소의 수를 현저히 증가시킬 수 있다. 하지만, 만약 주어진 이미징 픽셀 상에 배치된 모든 장소가 서로 동시에 여기된다면, 이미징 픽셀은 이러한 각 장소로부터 서로 동시에 발광을 수신할 것이고, 따라서 픽셀이 이러한 발광을 수신하는데 응답하여 생성하는 전기 신호에 기반한 이러한 한 장소로부터의 발광과 이러한 다른 장소로부터의 발광 간의 구별 능력을 방해한다.
본 명세서에 개시되는 바와 같은 구조화 조명 소스는 그 시간에 바로 그 장소로부터의 발광에 응답하여 그 픽셀로부터 전기 신호를 획득하기 위하여 주어진 이미징 픽셀 상에 배치된 다수의 장소 중 하나를 주어진 시간에 선택적으로 여기하고, 그 두 번째 장소로부터의 발광에 응답하여 그 픽셀로부터 두 번째 전기 신호를 획득하기 위하여 이어서 그 이미징 픽셀 상의 다수의 장소 중 두 번째를 두 번째 시간에 여기하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같이, 두 장소로부터의 발광은 두 시간에 이미징 픽셀로부터 획득한 전기 신호에 기반하여 서로 구별될 수 있다. 이와 같이, 본 명세서의 장치와 방법의 예시는 복수의 이미징 픽셀의 픽셀 수보다 더 많은 수, 예컨대 픽셀수의 정수 n배(n은 2, 또는 3, 또는 4, 또는 5 이상 또는 5 초과)의 장소의 발광성 이미징을 제공할 수 있다.
본 명세서에 제공되는 바와 같이, 이미징 픽셀 상에 배치된 상이한 장소는 여기 광자를 서로 다른 시간에 장소 중 각 하나로 선택적으로 유도함으로써 선택적으로 여기될 수 있다. 다른 예시로, 장소는 제1 시간에 이미징 픽셀당 장소 중 하나를 선택적으로 여기하는 제1 광학 강도 패턴을 생성하는 방식으로 서로 간섭하는 임의의 적절한 수의 레이저 빔으로 제1 시간에 방사될 수 있고, 제2 시간에 이미징 픽셀당 장소 중 다른 하나를 선택적으로 여기하는 제2 광학 강도 패턴을 생성하는 방식으로 서로 간섭하는 임의의 적절한 수의 레이저 빔으로 제2 시간에 방사될 수 있다. 픽셀은 각 장소로부터의 발광에 응답하여 제1 및 제2 시간에 각 전기 신호를 생성할 수 있다.
도 1a는 이미징 픽셀(20) 내의 복수의 장소(25)의 발광성 이미징을 위해 사용되는 장치(10)의 부분(12)의 예시의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 1a에 도시되는 장치(10)의 부분(12)은 이미지 센서에 기반한 CMOS(complementary metal oxide semiconductor)와 같은 이미징 픽셀(20); 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 적층(81); 및 적층(81) 상에 배치된 복수의 특징층(82) 내에 정의된 특징(30)(도 1a에서, 특징(30)은 두 나노 우물)을 포함한다. 단일 층으로 도시되었지만, 적층(81)은 복수의 층, 예컨대 실리콘 층(들), 유전층(들), 금속층(들) 등을 나타낼 수 있다. 적층은 검출 회로를 포함하는 장치 회로를 이룰 수 있다. 적층(81)은 광학 웨이브가이드(들), 필터(들) 등과 같은 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 하나 이상의 발광단(40), 예컨대 각각이 발광단(40)에 연결된 하나 이상의 분석물, 예컨대 각각이 발광단(40)에 연결된 하나 이상의 뉴클레오티드를 포함하는 장소(25)(예컨대, 도 2a 참조)가 각 나노 우물 내에 배치될 수 있다. 발광단(들)(40)은 나노 우물 내에 배치되고 여기 파장, 예컨대 적절한 파장을 가지는 광자(도 1a에서 제1 광자(61) 및 제2 광자(62)로 도시)에 의해 미세하게 여기될 수 있다. 제2 광자(62)을 나타내는 화살표는 도 1a에 점선으로 도시되는데 제1 광자(61)과 제2 광자(62)는 다른 때에 방출되기 때문이다. 이미징 픽셀(20)은 검출 회로(구체적으로 도시되지 않음)에 적절하게 전자적으로 연결될 수 있는데, 이는 발광단(들)에 의해 생성된 발광에 응답하여 이미징 픽셀(20)에 의해 생성된 전기 신호를 수신 및 분석하기 위하여 구성될 수 있다. 도 1a의 이미징 픽셀(20)은 각 측면 상에 1.75μm 치수를 가질 수 있지만, 임의의 적절한 치수의 이미징 픽셀(20)이 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
선택적으로, 장치(10)의 복수의 임의의 적절한 수의 이러한 부분(12)이 제공되어, 공간적 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 1b는 공간적 패턴(22)으로 배열된 복수(18)(도 1c 참조)의 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 특징(30)의 대형(28)의 예시의 사시도를 개략적으로 도시한다. 도 1c에서, 공간적 패턴(22)은 X-Y 평면에서 3행과 3열을 가지는 매트릭스이다. 본 명세서의 예시에서, 복수의 특징(30)은 각 이미징 픽셀(20)에 대응한다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 특징(30)의 대형(28) 중 제1 특징(31)은 복수의 이미징 픽셀(20) 중 제1 픽셀(21) 상에 배치된다. (도 1a는 도 1b에 도시된 복수(18)의 이미징 픽셀(20)을 가지는 장치(10) 중 일부만임을 이해할 것이다.) 특징(30)의 대형(28) 중 제2 특징(32)은 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 제1 특징(31)과 공간적으로 다른 곳에 있다. 도 1c는 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 다른 특징(30) 각각과 공간적으로 다른 곳에 있는 특징(30)의 대형(28)의 제3 특징(33) 및 제4 특징(34)을 포함하는 예시를 도시한다. 본 명세서의 예시에서, 하나보다 많은 임의의 수의 특징(30)은 각 이미징 픽셀 상에 배치될 수 있는, 예컨대 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 이상의 특징(30) 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치될 수 있다. 도 1a-1c에 도시된 바와 같이, 특징(30)의 대형(28), 예컨대 반복되는 패턴으로 공간적으로 배열된 복수의 나노 우물이 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, 각 이미징 픽셀(20)은 이미징 픽셀(20) 상의 나노 우물 내에 배치된 발광단(들)(40)로부터 발광을 수신하고, 이러한 발광의 수신에 응답하여 적절한 전기 신호를 생성할 수 있다.
도 2a는 도 1a에 도시된 장치의 부분(12)을 포함하는, 본 명세서의 장치(10)의 예시의 개략적 단면도이다. 도 2a에서, 장치(10)의 예시는 공간적 패턴(22)으로 배열된 복수(18)의 이미징 픽셀(20)을 포함한다. 공간적 패턴(22)은 도 1b에서 가장 잘 보여진다. 특징(30)의 대형(28)은 복수(18)의 이미징 픽셀(20) 상에 배치된다. 특징(30)의 대형(28) 중 제1 특징(31)은 복수(18)의 이미징 픽셀(20) 중 제1 픽셀(21) 상에 배치된다. 특징(30)의 대형(28) 중 제2 특징(32)은 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 제1 특징(31)과 공간적으로 다른 곳에 있다. 일례로, 제2 특징(32)은 제1 특징(31)으로부터 측 방향으로 떨어진다.
다시 도 2a를 참조하면, 제1 발광단(41)은 제1 특징(31) 내에 또는 상에 배치된다. (예를 들어, 만약 제1 특징(31)이 나노 우물이면, 제1 발광단(41)은 제1 특징(31)(나노 우물) 내에 배치될 수 있고, 만약 제1 특징(31)이 기둥이면, 제1 발광단(41)은 제1 특징(31)(기둥) 상에 배치될 수 있다.) 제2 발광단(42)은 제2 특징(32) 내에 또는 상에 배치된다. 구조화 조명 소스(50)는 제1 시간에 제1 특징(31)에 조명 패턴으로 제1 광자(61)의 적어도 일부를 유도하기 위한 것이다. 제1 시간은 도 2a에 시계판(65)으로 개략적으로 표시된다. 구조화 조명 소스(50)는 제2 시간에 제2 특징(32)에 조명 패턴으로 제2 광자(62)의 적어도 일부를 유도하기 위한 것이고, 제2 시간은 제1 시간과 다르다. 제2 시간은 시계판(65')으로 표시된다. 제1 픽셀(21)은 제1 시간에 제1 광자(61)에 응답하여 제1 발광단(41)에 의해 방출된 발광(71)을 선택적으로 수신하고(도 2a), 제2 시간에 제2 광자(62)에 응답하여 제2 발광단(42)에 의해 방출된 발광(72)을 선택적으로 수신하기(도 2b) 위한 것이다. 구조화 조명 소스(50)는 조명 패턴 생성기(52)에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기(52)를 포함하여 조명 패턴이 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기한다. 예시에서, 조명 패턴 생성기 액추에이터는 조명 패턴이 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위해 조명 패턴 생성기(52)에 연결된 임의의 액추에이터일 수 있다. 조명 패턴 생성기 액추에이터는 조명 패턴 생성기 액추에이터의 동작에 의해 동시에 조명 패턴을 이동시킴을 이해할 것이다. 예를 들어, 조명 패턴 생성기 액추에이터는 마스크 층(53)을 동작시키는 마스크 층 액추에이터(55)일 수 있다. 다른 예시에서, 간섭 패턴 생성기(93)에 연결된 간섭 패턴 생성기 액추에이터(95)는 간섭 패턴이 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위해 간섭 패턴 생성기(93)의 위치 상태를 변경시킨다. 또 다른 예시에서, 컨트롤러(47)는 조명 패턴을 병진 또는 회전시키기 위하여 광학 컴포넌트(46)에 연결되어 광학 컴포넌트(46)를 제어한다. 따라서, 컨트롤러(47)(즉, 액추에이터)는 미러(즉, 광학 컴포넌트)를 회전시켜 전체 조명 패턴이 제1 시간에 제1 특징(31)에, 제2 시간에 제2 특징(32)에 대응하는 개별 픽셀에 대해 위치를 가지는 특징(30) 전부를 조명하도록 이동시킬 수 있다.
본 명세서에 제공되는 바와 같이, 특징(30)의 양은 서로 상이한 시간에 이러한 특징(30) 중 상이한 것을 선택적으로 여기함으로써 이미징 픽셀(20)의 양의 정수 n>1배로 증가할 수 있다. 예를 들어, 도 1b는 본 명세서에 제공되는 것과 같은 특징(30)의 대형(28)의 예시의 사시도를 개략적으로 도시하는데, 다수의 특징(30)은 각 이미징 픽셀(20)에 대응한다. 특징(30)의 대형(28)은 복수(18)의 이미징 픽셀(20)이 배열되는 동일 공간적 패턴(22)으로 반복되는 특징(30)을 가진다. 도 1c에 도시된 비제한적 예시에서, 4개의 특징(30)(각각 제1 특징(31), 제2 특징(32), 제3 특징(33) 및 제4 특징(34)로 도시됨)이 이미징 픽셀(20)당 제공되지만, 임의의 적절한 수의 특징(30)이 픽셀당, 예컨대 픽셀당 둘 이상의 특징, 픽셀당 셋 이상의 특징, 픽셀당 넷 이상의 특징 또는 픽셀당 다섯 이상의 특징 제공될 수 있음을 이해하여야 한다. 이러한 특징은 임의의 적절한 기하학적 특성을 사용하여 제공될 수 있다. 복수의 나노 우물과 같은 복수의 특징(30)이 특징층(82)에 정의될 수 있다(도 1a 참조).
도 1a-1b에 도시된 바와 같이, 다수의 특징(30), 예컨대 다수의 나노 우물이 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치될 수 있다. 이와 같이, 각 이미징 픽셀(20)은 상이한 시간에 이미징 픽셀(20) 상의, 각 이러한 특징(30) 내에 또는 상에, 예컨대 각 이러한 나노 우물 내에 배치된 발광단(들)(40)로부터 발광을 수신하고, 이러한 발광의 수신에 응답하여 이러한 상이한 시간에 적절한 전기 신호를 생성할 수 있다. 이미징 픽셀(20), 적층(81) 및 특징(30)은 선택적으로 서로 모놀리식으로 통합될 수 있다.
본 명세서의 일부 예시에서, 도 2a에 도시된 것과 유사한 방식으로 특징(30)의 대형(28)은 복수의 우물을 포함할 수 있고; 제1 특징(31)은 제1 발광단이 배치되는 제1 우물을 포함할 수 있고, 제2 특징(32)은 제2 발광단이 배치되는 제2 우물을 포함할 수 있다. 다른 예시에서, 특징(30)의 대형(28)은 복수의 기둥을 포함할 수 있고; 제1 특징(31)은 제1 발광단이 배치되는 제1 기둥을 포함할 수 있고, 제2 특징(32)은 제2 발광단이 배치되는 제2 기둥을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 특징(예컨대, 우물이나 기둥) 각각은 실질적으로 원형의 단면을 가질 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 명세서 개시되는 구조화 조명 소스(50)의 예시를 도시하는 블록도이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 예시에서, 구조화 조명 소스(50)는 조명 패턴 생성기(52)를 포함할 수 있다. 구조화 조명 소스(50)는 제1 광자(61)(도 3a) 및 제2 광자(62)(도 3b)로 조명 패턴 생성기(52)를 플러드 조명하기 위한 것일 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "플러드 조명"은 표면의 일부 상에 좁은 빔을 스캐닝하는 것이 아닌 조명이 표면 전부에 한번에 제공되는 것을 의미한다. 예시에서, 구조화 조명 소스(50)는 광원(54)를 포함할 수 있다. 광원(54)은 백색광, 모노크롬 광 또는 파장의 임의의 조합의 광자를 방출할 수 있다. 광원(54)은 LED(light emitting diode)(54')(예컨대, 도 15a 참조)와 같은 광의 광대역 소스 또는 레이저(54'')(예컨대, 도 14 참조)와 같은 협대역 여기 소스 또는 광자의 다른 임의의 적절한 소스일 수 있다. 선택적 컴포넌트가 광원(54)과 조명 패턴 생성기(52) 사이에 포함될 수 있다. 예를 들어, 광학 컴포넌트가 백색광을 좁은 주파수 대역으로 필터링하고, 광원(54)이 방출한 빔을 편광시키고, 시준시키고 및/또는 확장시키기 위해 포함될 수 있다. 광원(54)이 방출한 제1 및 제2 광자는 스펙트럼의 광학 범위에 있을 수 있는데, 예컨대 제1 및 제2 광자는 약 300nm 내지 약 800nm의 범위의 파장을 가질 수 있다.
도 4a는 본 명세서의 장치(10)의 예시의 개략적 측면도이다. 도4a가 구조화 조명 소스(50)의 예시의 개략적 세부 사항을 도시하는 것을 제외하면 도 4a는 도 2a와 유사하다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 장치(10)의 예시에서, 조명 패턴 생성기(52)는 마스크 층(53) 및 특징(30)의 대형(28)에 대해 마스크 층(53)을 병진 또는 회전시키기 위해 마스크 층(53)에 연결된 마스크 층 액추에이터(55)를 포함하는 조명 패턴 생성기 액추에이터를 포함할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 마스크 층(53)의 제1 위치는 제1 광자(61)의 일부가 제1 특징(31)을 선택적으로 조명하도록 야기한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 마스크 층(53)의 제2 위치는 제2 광자(62)의 일부가 제2 특징(32)을 선택적으로 조명하도록 야기한다.
본 명세서의 일부 예시에서, 장치(10)는 공간적 패턴(22)으로 배열된 복수(18)의 이미징 픽셀(20)을 포함한다. 특징(30)의 대형(28)은 복수(18)의 이미징 픽셀(20) 상에 배치된다. 일부 예시에서, 조명 패턴 생성기(52)는 특징(30)의 대형(28) 상에 배치될 수 있다. 다른 예시에서, 조명 패턴 생성기(52)는 특징(30)의 대형(28)을 가지는 구조체의 일부로 형성될 수 있다. 다른 예시에서, 조명 패턴 생성기(52)는 특징(30)의 대형(28)과 별개의 구조체로 형성될 수 있다. 특징(30)의 대형(28) 중 제1 특징(31)은 복수(18)의 이미징 픽셀(20) 중 제1 픽셀(21) 상에 배치된다. 특징(30)의 대형(28) 중 제2 특징(32)은 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 제1 특징(31)과 공간적으로 다른 곳에 있다. 조명 패턴 생성기(52)는 제1 시간에 광으로 제1 특징(31)을 선택적으로 방사하기 위해 복수(18)의 이미징 픽셀(20)의 공간적 패턴(22)의 픽셀 간격(94)에 대응하는 주기성(92)으로 조명 강도 최대값을 가지는 조명 패턴을 야기하기 위해 조명 패턴 생성기(52)에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 포함한다. 조명 패턴 생성기(52)는 제2 시간에 제2 특징(32)을 선택적으로 방사하기 위해 조명 패턴을 야기하는데, 제2 시간은 제1 시간과 다르다. 예시에서, 조명 강도 최대값은 간섭 최대값(73) 또는 조명 스트라이프(67)(예컨대, 도 5b)나 스팟(예컨대, 도 6b)와 같은 조명 강도의 다른 위치일 수 있다.
장치(10)는 제1 시간에 제1 광자(61)를 생성하고, 제2 시간에 제2 광자(62)를 생성하기 위해 구조화 조명 소스(50)를 더 포함할 수 있다. 제1 발광단(41)은 제1 특징(31) 내에 또는 상에 배치될 수 있고 제2 발광단(42)은 제2 특징(32) 내에 또는 상에 배치될 수 있다. 제1 타겟 분석물은 제1 특징(31) 내에 또는 상에 배치될 수 있고 제2 타겟 분석물은 제2 특징(32) 내에 또는 상에 배치된다. 제1 타겟 분석물은 제2 타겟 분석물과 다를 수 있다. 제1 타겟 분석물과 제2 타겟 분석물은 상이한 시퀀스를 가지는 핵산을 포함할 수 있다.
도 5a와 도 5b에 도시된 예시에서, 마스크 층(53)은 주기적으로 떨어진 광 투과 영역(57)과 불투명 영역(58)이 번갈아 나오는 격자(56)를 포함한다. 광 투과 영역(57)은 마스크 기판(66) 상에 배치된 마스크 흡수기(59)의 평행한 스트립(51)으로 정의될 수 있다. 제1 광자(61)의 일부와 제2 광자(62)의 일부는 광 투과 영역(57)을 투과하여 특징(30)의 대형(28) 상의 평행한 조명 스트라이프(67)를 조명한다.
본 명세서의 예시에서, 마스크 흡수기(59)는 마스크 기판(66) 상에 배치된 얇은 금속 코팅일 수 있다. 제한 없이 예시로, 마스크 흡수기(59)는 크롬, 알루미늄, 산화철, 티타늄 또는 할로겐화은 에멀션일 수 있다. 본 명세서의 마스크 층(53)에서, 광 투과 영역(57) 및 불투명 영역은 마스크 층(53)에 대해 고정됨을 이해할 것이다. 마스크 층(53)은 마스크 층 액추에이터(55)를 사용하여 움직인다. 개별적으로 픽셀을 개방 및 폐쇄하는 것이 아니라 마스크 층(53)을 움직이는 것은 이점적일 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 예시에서, 마스크 층(53)은 주기적으로 이격된, 불투명 필드 영역(49) 상에 정의된 광 투과 영역(57)의 2차원 배열을 포함한다. 불투명 필드 영역(49)은 마스크 기판(66) 상에 배치된 마스크 흡수기(59)에 의해 정의된다. 광 투과 영역(57)은 불투명 필드 영역(49)에 정의된 마스크 기판(66)의 존(48)이다. 존(48)은 그 위에 마스크 흡수기(59)가 배치되는 것을 배제한다. 대안적으로, 마스크 흡수기(59)가 존(48) 상에 배치된 후 마스크 흡수기(59)가 존(48)으로부터 제거될 수 있음을 이해할 것이다. 제1 광자(61)(도 6a)와 제2 광자(62)(도 6b)는 광 투과 영역(57)을 투과하여 특징(30)의 대형(28) 중 대응하는 특징을 조명한다.
예를 들어, 장치는 제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단 및 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 타겟 분석물 및 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 타겟 분석물을 포함할 수 있는데, 제1 타겟 분석물은 제2 타겟 분석물과 다르다. 선택적으로, 제1 타겟 분석물과 제2 타겟 분석물은 상이한 시퀀스를 가지는 핵산을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 픽셀(21)은 제1 시간에 제1 광자(61)에 응답하여 제1 발광단(41)에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신할 수 있고, 제2 시간에 제2 광자(62)에 응답하여 제2 발광단(42)에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 구조화 조명 소스(50)는 제2 발광단에 대해 제1 발광단을 선택적으로 여기할 수 있다. 도 5a와 5b에서, 평행한 조명 스트라이프(67)가 조명되는 영역을 개략적으로 도시하기 위해 투명한 막대로 도시된다. 조명 스트라이프(67)는 균일한 강도 분포 또는 조명 스트라이프(67) 내의 가로 위치의 차츰 상승하는 강도 분포를 가질 수 있다. 예를 들어, 조명 스트라이프(67)는 조명 스트라이프(67)의 축 중심선을 따라 조명 스트라이프(67)의 더 강한 부분에 비해 도시된 조명 스트라이프(67)의 가장자리에서 더 약한 강도를 가질 수 있다. 제1 광자(61)가 제2 특징(32)에서보다 제1 특징(31)에서 현저히 강한 필드 세기(강도)의 공간적 패턴을 생성하고, 따라서 제1 시간에(도 5a) 제2 발광단(42)에 비해 제1 발광단(41)을 선택적으로 여기할 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 이미징 픽셀(20)은 제1 특징(31) 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단(41)의 선택적 여기에 실질적으로 대응하는 제1 시간의 전기 신호를 생성할 수 있다. 제2 광자(62)가 제1 특징(31)에서보다 제2 특징(32)에서 현저히 강한 필드 세기의 공간적 패턴을 생성하고, 따라서 제2 시간에(도 5b) 제1 발광단(41)에 비해 제2 발광단(42)을 선택적으로 여기할 수 있음을 알 수 있다. 이와 같이, 이미징 픽셀(20)은 제2 특징(32) 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단(42)의 선택적 여기에 실질적으로 대응하는 제2 시간의 전기 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 특정 이미징 픽셀(20)의 검출 영역 내에 있는 둘 이상의 발광단(40)은 상이한 시간에 발광단(40)에 인가되는 여기광의 공간적 패턴을 사용하여 서로 구별될 수 있다. 이 여기 이벤트의 공간적 및 시간적 분리의 조합은 이미징 픽셀(20)이 이미징 픽셀(20)의 검출 영역 내의 둘 이상의 발광단(40)을 구별할 수 있게 할 수 있다.
임의의 적절한 수의 장소가 이미징 픽셀(20)당 제공될 수 있음을 이해하여야 한다. 이미징 픽셀당 4개의 장소를 가지는 장치(10)가 도 1c 및 도 7a-7d에 도시된다. 일부 예시에서, 특징(30)의 대형(28)의 제3 특징(33)은 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 제1 특징(31) 및 제2 특징(32) 각각과 공간적으로 떨어질 수 있다. 제3 발광단은 제3 특징(33) 내에 또는 상에 배치될 수 있다. 제3 발광단은 도면에 특별히 도시되지 않았지만, 제3 발광단은 제3 특징(33) 내에 또는 상에 배치되는 것을 제외하면 제1 발광단(41)과 제2 발광단(42)과 유사하게 도시될 것임을 이해할 것이다. 구조화 조명 소스(50)는 제3 시간에 제3 특징(33)으로 제3 광자(63)의 적어도 일부를 유도하기 위한 것일 수 있는데, 제3 시간은 제1 시간 및 제2 시간과 다르다. 제3 시간은 도 7c에서 시계판(65'')으로 표시된다. 제1 픽셀(21)은 제3 시간에 제3 광자(63)의 일부에 응답하여 제3 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신한다.
유사하게, 특징(30)의 대형(28)의 제4 특징(34)은 제1 픽셀(21) 상에 배치되고 제1 특징(31), 제2 특징(32) 및 제3 특징(33) 각각과 공간적으로 떨어질 수 있다. 제4 발광단은 제4 특징(34) 내에 또는 상에 배치될 수 있다. 제4 발광단은 도면에 특별히 도시되지 않았지만, 제4 발광단은 제4 특징(34) 내에 또는 상에 배치되는 것을 제외하면 제1 발광단(41)과 제2 발광단(42)과 유사하게 도시될 것임을 이해할 것이다. 구조화 조명 소스(50)는 제4 시간에 제4 특징(34)으로 제4 광자(64)의 적어도 일부를 유도하기 위한 것일 수 있는데, 제4 시간은 제1 시간, 제2 시간 및 제3 시간과 다르다. 제4 시간은 도 7d에서 시계판(65''')으로 표시된다. 제1 픽셀(21)은 제4 시간에 제4 광자(64)의 일부에 응답하여 제4 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신한다.
도 7a-7d는 각각은 상이한 시간에 선택된 특징에서 광자를 생성하는 구조화 조명 소스(50)를 사용하여 본 명세서에 제공되고 도 7a-7d에 도시되는 것과 같은 특징(30)의 대형(28) 내의 제1, 제2, 제3 및 제4 장소의 선택적 여기의 예시의 사시도를 개략적으로 도시한다. 예를 들어, 도 7a에 도시된 것과 같은 방식으로, 제1 시간에 조명 패턴 생성기(52)는 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 제1 장소를 선택적으로 여기하기 위하여 제1 광자(61)로 방사될 수 있다. 이어서, 도 7b에 도시된 것과 같은 방식으로, 제2 시간에 조명 패턴 생성기(52)는 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 제2 장소를 선택적으로 여기하기 위하여 제2 광자(62)로 방사될 수 있다. 이어서, 도 7c에 도시된 것과 같은 방식으로, 제3 시간에 조명 패턴 생성기(52)는 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 제3 장소를 선택적으로 여기하기 위하여 제3 광자(63)로 방사될 수 있다. 이어서, 도 7d에 도시된 것과 같은 방식으로, 제4 시간에 조명 패턴 생성기(52)는 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 제4 장소를 선택적으로 여기하기 위하여 제4 광자(64)로 방사될 수 있다. 이미징 픽셀(20) 각각은 이러한 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 제1, 제2, 제3 및 제4 장소가 서로 구별될 수 있는 것에 기반하여 제1, 제2, 제3 및 제4 시간에 전기 신호를 생성할 수 있다.
도 8a는 본 명세서의 장치(10)의 예시의 개략적 단면도이다. 도 8a가 구조화 조명 소스(50)의 예시의 개략적 세부 사항을 도시하는 것을 제외하면 도 8a는 도 2a와 유사하다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 장치(10)의 예시에서, 조명 패턴 생성기(52)는 특징(30)의 대형(28) 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파시키기 위하여 간섭 패턴 생성기(93)를 포함할 수 있다. 조명 패턴 생성기 액추에이터는 간섭 패턴이 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위해 간섭 패턴 생성기(93)의 위치 상태나 회전 상태를 변경하기 위해 간섭 패턴 생성기(93)에 연결된 간섭 패턴 생성기 액추에이터(95)를 포함할 수 있다. 예시에서, 간섭 패턴 생성기(93)의 위치 상태는 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이 특징(30)의 대형(28)에 대한 간섭 패턴 생성기(93)의 위치일 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 간섭 패턴 생성기(93)의 제1 위치는 제1 광자(61)가 제1 특징(31)을 선택적으로 조명하도록 야기한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 간섭 패턴 생성기(93)의 제2 위치는 제2 광자(62)가 제2 특징(32)을 선택적으로 조명하도록 야기한다. 다른 예시에서, 간섭 패턴 생성기(93)의 위치 상태는 간섭 패턴이 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하는 간섭 패턴 생성기 액추에이터(95)에 의해 동작 가능한 간섭 패턴 생성기(93)의 컴포넌트의 임의의 위치일 수 있다. 예를 들어, 간섭 패턴 생성기 액추에이터(95)에 의해 야기된 간섭 패턴 생성기(93)의 컴포넌트의 회전, 굽힘, 늘림 또는 압축은 간섭 패턴의 변화가 특징(30)의 대형(28)에 대해 병진 또는 회전하도록 야기할 수 있다.
도 8a에 도시된 예시에서, 간섭 패턴 생성기(93)의 제1 위치 상태 또는 회전 상태는 제1 광자(61)의 일부가 제1 특징(31)을 선택적으로 조명하도록 야기한다. 도 8b에 도시된 예시에서, 간섭 패턴 생성기(93)의 제2 위치 상태 또는 회전 상태는 제2 광자(61)의 일부가 제2 특징(31)을 선택적으로 조명하도록 야기한다. 도 8a 및 도 8b에서, 참조 번호 61과 62의 파선 화살표의 머리는 간섭 패턴의 최대 강도의 위치를 표시한다. 간섭 패턴은 화살표를 따라 다른 최대값 및 최소값을 가질 수 있다. 간섭 패턴과 그 생성은 본 명세서에 더 논의된다.
도 9a와 도 9b는 다중 빔 간섭 패턴의 선택성을 도시하는 개략도이다. 도 9a에 도시된 예시에서, 다중 빔 간섭 패턴은 이중 빔 간섭 패턴이다. 간섭 패턴 생성기는 특징(30)의 대형(28) 상에 평행한 선형 간섭 무늬(91, 91')를 투영한다. 평행한 선형 간섭 무늬(91, 91')는 픽셀 간격(94)과 동일한 기결정된 주기성(92)을 가진다. 도 9a는 제1 시간(시계판(65)으로 표시)의 간섭 무늬(91) 및 제2 시간(시계판(65')으로 표시)의 간섭 무늬(91')를 도시함을 이해할 것이다. 이와 같이, 간섭 무늬(91 및 91')는 본 명세서의 예시에서 동시에 투영되지 않음을 이해할 것이다.
도 9b에 도시된 예시에서, 다중 빔 간섭 패턴은 적어도 4개의 간섭 빔으로부터의 간섭 패턴이다. 간섭 패턴은 픽셀 간격(94)과 동일한 기결정된 주기성(92')을 가지는 간섭 최대값(73, 73', 73'', 73''')을 가지는 2차원 간섭 패턴이다. 도 9b는 제1 시간(시계판(65)으로 표시)의 간섭 최대값(73), 제2 시간(시계판(65')으로 표시)의 간섭 최대값(73'), 제3 시간(시계판(65'')으로 표시)의 간섭 최대값(73'') 및 제4 시간(시계판(65''')으로 표시)의 간섭 최대값(73''')을 도시함을 이해할 것이다. 이와 같이, 간섭 최대값(73, 73', 73'' 및 73''')는 본 명세서의 예시에서 동시에 투영되지 않음을 이해할 것이다. 도 9b에 도시된 예시에 나타난 바와 같이, "주기성"은 간섭 최대값(73, 73', 73'', 73''')의 중심-대-중심 간격을 의미한다.
도 10a는 간섭에 관한 특정 기하학과 용어를 도시하는 개략도이다. 도 10b는 간섭 무늬(91'')의 도시도 포함하는 도 10a의 단순화 버전이다. 도 10a는 영의 이중 슬릿 실험과 유사한 "이중 슬릿" 간섭 표현의 기하를 도시한다. r1은 s1로부터 점 P까지의 거리이다(경로 길이). r2는 s2로부터 점 P까지의 거리이다(경로 길이). d는 슬릿의 중심 간의 거리이다. L은 장벽과 스크린 간의 거리이다. Y는 중심선 QO 위의 높이이다. Θ는 QO와 QP 간의 각도이다. δ는 경로 차이이다. 참조 번호 76은 파장 λ를 가지는 코히런트 광 빔을 나타낸다. 코히런트 광 빔(76)은 장벽의 슬릿 s1과 s2에 의해 두 코히런트 빔(둘 모두 파장 λ를 가짐)으로 분할된다. r1과 r2 사이의 차이는 광파가 특정 시간에 상이한 위상으로 점 P에 도달하게 한다. r1과 r2가 거의 평행하다고 가정하면, δ = r2 - r1 = d sin Θ이다. 밝은 무늬는 다음 식 δ = d sin Θbright = m λ에 의해 위치하고; 어두운 무늬는 다음 식 δ = d sin Θdark = (m +1/2) λ에 의해 위치한다. 정리하면, sin Θbright = m λ/d이고 sin Θdark = (m +1/2) λ/d이다. 차수 m = (0, +/-1, +/-2, +/-3, …)이다. 따라서, 무늬 사이의 거리는 슬릿 중심간 거리 d에 대한 파장 λ의 비율(λ/d)에 비례한다.
도 11은 도 10a의 "이중 슬릿" 표시의 간섭 관계를 많은 슬릿을 가지는 회절 격자에 적용하는 개략도이다. 도 12는 회절 격자에 의해 회절되는 코히런트 광 빔(76)의 생성되는 m차의 상대 강도를 도시하는 개략도이다.
도 13a 및 13b는 회절 격자(60)에 의해 생성되는 간섭 무늬(91)를 도시하는 개략도이다. 회절 격자(60)는 번갈아 나오는 주기적으로 떨어진 광 투과 영역(57')과 불투명 영역(58')을 가진다. 도 13c는 도 13a에 도시되는 회절 격자(60)의 예시의 개략적 단면도이다. 광 투과 영역(57')은 투명 기판(66') 상에 배치된 마스크 흡수기(59)의 평행한 스트립(51')으로 정의될 수 있다. 도 13c에 도시된 회절 격자(60)는 이진 회절 격자인데 광이 광 투과 영역(57')을 투과하거나 광의 불투명 영역(58') 진입이 차단되기 때문이다. 코히런트 파면(77)은 각각 광 투과 영역(57')을 탈출하는 코히런트 웨이블릿(78)을 생성한다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 간섭 무늬(91)는 광 투과 영역(57')에 평행하다. 도 13d는 도 13a 및 도 13b에 도시된 직교 회절 격자(60)가 서로 중첩되어 형성된 2차원 회절 격자(60')의 개략도이다. 도 13e는 도 13d에 도시된 바와 같은 2차원 회절 격자(60')에 의해 생성된 간섭 강도 분포(74)를 도시하는 개략도이다.
도 14는 본 명세서에 따른 장치(10)의 예시의 개략도이다. 레이저(54'')는 코히런트 광 빔(76)을 생성한다. 2차원 회절 격자(60')는 코히런트 광 빔(76)을 간섭 빔의 세트로 분할한다. 렌즈(68)는 x/y 축에서 간섭 빔의 세트를 0차, 2차 및 고차 빔을 차단하고, 1차 빔을 통과시키는 빔 블로커(69)로 유도한다. 제2 렌즈(68')는 1차 빔을 특징(30)의 대형(28)으로 유도한다. 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 특징(30) 각각(임의의 특정 시간에 이미징 픽셀(20)당 한 특징(30))을 조명하기 위하여 코히런트 광 빔(76)이 시프트될 수 있거나, 2차원 회절 격자(60')가 시프트될 수 있다. 코히런트 광 빔(76) 또는 2차원 회절 격자(60')는 압전 액추에이터에 의해 시프트될 수 있다. 복수의 특징(30)은 각 이미징 픽셀(20)에 대응한다. 도 14에서, 두 특징(30)은 제1 픽셀(21)에 대응하는 것으로 도시되고 두 특징(30)은 제2 픽셀(23)에 대응하는 것으로 도시된다. 하지만, 본 명세서에 언급되는 바와 같이, 본 명세서의 예시는 각 이미징 픽셀(20) 상에 하나보다 많게 배치되는 임의의 수의 특징(30)을 포함할 수 있는데, 예컨대 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 이상의 특징이 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치될 수 있다.
도 15a는 본 명세서에 따른 장치(10)의 예시의 개략도이다. LED(54')(또는 밴드 패스 필터를 가진 백색광)는 광 빔을 생성한다. 마스크 층(53)은 주기적으로 이격된, 불투명 필드 영역(49) 상에 정의된 광 투과 영역(57)의 2차원 배열을 포함한다. 제1 광자(61)(도 6a)의 일부와 제2 광자(62)(도 6b)의 일부는 광 투과 영역(57)을 투과하여 특징(30)의 대형(28) 중 대응하는 특징을 조명한다. 본 명세서의 예시에서, 구조화 조명 소스(50)는 광학 컴포넌트(46)를 포함할 수 있다. 장치(10)는 조명 패턴의 제1 광자의 일부를 제1 시간에 제1 특징(31)으로 유도하고 조명 패턴의 제2 광자의 일부를 제2 시간에 제2 특징(32)으로 유도하기 위하여 광학 컴포넌트(46)에 연결되어 광학 컴포넌트(46)를 제어하는 컨트롤러(47)를 더 포함할 수 있다. 일례로, 광학 컴포넌트(46)는 빔 조향 컴포넌트(45)를 포함할 수 있다. 마스크 층(53)은 도트 패턴 광을 투영 렌즈 세트(68'')로 통과시킨다. 투영 렌즈 세트(68'')는 광학 컴포넌트(46)의 일부이다. 투영 렌즈 세트(68'')는 도트 패턴 광을 특징(30)의 대형(28) 상에 투영한다. 마스크 층(53)은 이미징 픽셀(20) 상에 배치된 특징(30) 각각(임의의 특정 시간에 이미징 픽셀(20)당 하나의 특징(30))을 조명하기 위하여 시프트될 수 있다. 마스크 층(53)은 예컨대 압전 액추에이터에 의하여 시프트될 수 있다. 복수의 특징(30)은 각 이미징 픽셀(20)에 대응한다. 도 15a에서, 두 특징(30)은 제1 픽셀(21)에 대응하는 것으로 도시되고 두 특징(30)은 제2 픽셀(23)에 대응하는 것으로 도시된다. 하지만, 본 명세서에 언급되는 바와 같이, 본 명세서의 예시는 각 이미징 픽셀(20) 상에 하나보다 많게 배치되는 임의의 수의 특징(30)을 포함할 수 있는데, 예컨대 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 이상의 특징이 각 이미징 픽셀(20) 상에 배치될 수 있다. 특징(30)은 임의의 적절한 대형(28)으로 배열될 수 있다. 예를 들어 특징(30)의 대형(28)은 행과 열, 행, 열, 삼각 클러스터, 육각 클러스터 등일 수 있다. 이와 같이, 압전 액추에이터는 마스크 층(53)을 X 및 Y 방향으로 동작시킬 수 있다. 도 15b는 본 명세서에 따른 도 15a에 도시된 장치(10)의 예시의 특징(30)의 대형(28) 상의 광의 각 점 패턴 강도 분포(75)이다.
본 명세서의 예시에서, 레이저 빔을 간섭 빔 세트로 분할하기 위하여 간섭 패턴 생성기(93)는 2차원 투과 위상 마스크(85)를 포함할 수 있다. 도 16은 2차원 투과 위상 마스크(85)의 예시의 개략적 단면도이다. 도 13c에 도시된 이진 회절 격자(60)와는 다르게, 2차원 투과 위상 마스크(85)는 불투명 영역을 가지지 않는다. 2차원 투과 위상 마스크(85)는 투명 기판(66') 상에 정의된 기복 프로필과 두께를 가짐으로써 코히런트 레이저 빔을 간섭 빔으로 분할한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 광이 2차원 투과 위상 마스크(85)의 표면의 기복과 두께에 의해 자식 빔(70)으로 유도되는 위상 변화를 가지는 투과 영역을 이동함에 따라 코히런트 입사 빔(79)은 자식 빔(70)으로 분할된다.
도 17a는 2차원 투과 위상 마스크(85')의 다른 예시의 사시도이다. 도 17a에 도시된 2차원 투과 위상 마스크(85)의 표면은 x축에 평행한 파장 Λx 및 y축에 평행한 파장 Λy을 가지는 2차원 사인 곡선 패턴에 의해 정의된다. 도 17b는 도 17a에 도시된 2차원 투과 위상 마스크(85')를 사용하여 생성된 간섭 강도 분포(74')를 도시하는 강도 등고선도의 예시이다. 도 17b에 도시된 강도 등고선도의 예시에서, 2차원 간섭 패턴은 파장 Λx 및 Λy와 동일한 강도 파장을 가진다.
본 조성, 장치 및 방법은 SBS 시퀀싱에서 발광 이미지를 생성하기 위해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치는 특징(30)의 대형(28)과 접촉하고 특징(30)의 대형(28)에 하나 이상의 분석물의 흐름을 제공하는 적어도 하나의 미세 유체 특징을 더 포함할 수 있다. 또 다른 예시에서, 도 7a-7d를 참조하여 서술된 설명적 예시를 다시 참조하면, 제1 발광단(41)은 제1 핵산에 결합될 수 있고, 제2 발광단(42)은 제2 핵산에 결합될 수 있고, 제3 발광단은 제3 핵산에 결합될 수 있고, 제4 발광단은 제4 핵산에 결합될 수 있다. 예를 들어, 발광 이미징을 사용한 DNA 시퀀싱에서 사용을 위한 조성에서, 제1 발광단(41)은 A에 결합될 수 있고, 제2 발광단(42)은 G에 결합될 수 있고, 제3 발광단은 C에 결합될 수 있고, 제4 발광단은 T에 결합될 수 있다. 다른 예시로, 발광 이미징을 사용한 RNA 시퀀싱에서 사용을 위한 조성에서, 제1 발광단(41)은 A에 결합될 수 있고, 제2 발광단(42)은 G에 결합될 수 있고, 제3 발광단은 C에 결합될 수 있고, 제4 발광단은 U에 결합될 수 있다.
본 명세서에 개시된 장치(10)의 예시에서, 제1 발광단(41)은 시퀀싱되는 제1 폴리뉴클레오티드에 결합될 수 있고, 제2 발광단(42)은 시퀀싱되는 제2 폴리뉴클레오티드에 결합될 수 있다. 예를 들어, 제1 폴리뉴클레오티드는 제1 특징(31)에 결합될 수 있고, 제2 폴리뉴클레오티드는 제2 특징(32)에 결합될 수 있다. 장치는 제1 핵산을 제1 폴리뉴클레오티드에 상보적이며 결합된 제3 폴리뉴클레오티드에 더하는 제1 폴리메라아제를 더 포함할 수 있고, 제1 핵산은 제1 발광단에 결합된다. 장치는 제2 핵산을 제2 폴리뉴클레오티드에 상보적이며 결합된 제4 폴리뉴클레오티드에 더하는 제2 폴리메라아제를 더 포함할 수 있고, 제2 핵산은 제2 발광단(42)에 결합된다. 장치는 제1 및 제2 핵산과 제1 및 제2 폴리메라아제를 포함하는 제1 액체를 제1 및 제2 특징 내로 또는 상으로 흐르게 하는 채널을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 폴리뉴클레오티드는 제1 픽셀(21) 상에 배치되고, 적절한 SBS 스킴을 사용하여 시퀀싱되는 제1 특징(31) 및 제2 특징(32)에 결합될 수 있다. 제1 발광단(41)과 제2 발광단(42) 각각은 예컨대 제1 및 제2 폴리메라아제를 사용하여 각각이 제1 및 제2 폴리뉴클레오티드로 통합중인 제1 및 제2 핵산에 결합될 수 있다. 제1 및 제2 핵산을 제1 및 제2 폴리뉴클레오티드로 통합하는 SBS 단계를 따르면, 제1 폴리뉴클레오티드에 제1 발광단(41)의 존재(즉, 제1 핵산의 제1 폴리뉴클레오티드로의 통합)에 응답하여 및 제2 폴리뉴클레오티드에 제2 발광단(42)의 존재(즉, 제2 핵산의 제2 폴리뉴클레오티드로의 통합)에 응답하여 및 각 전기 신호를 획득하기 위하여 제1 발광단(41)과 제2 발광단(42)은 본 명세서에 제공된 방식으로 서로 상이한 시간에 선택적으로 발광성 이미징될 수 있다.
도 18a 내지 18c는 함께 본 명세서에 따른 방법(100)의 예시를 도시하는 흐름도이다. 블록(110)에 도시된 바와 같이, 방법은 "구조화 조명 소스에 의하여, 제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계, 제1 특징은 발광 이미징 장치에 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치"를 포함한다.
방법(100)은 블록(120)에 도시된 바와 같이 "구조화 조명 소스에 의하여, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계, 제2 시간은 제1 시간과 다르고, 제2 특징은 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제2 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 및 제1 특징과 공간적으로 떨어져 배치"를 더 포함한다.
방법(100)은 블록(130)에 도시된 바와 같이 "제1 픽셀에 의하여, 제1 시간에 제1 광자의 일부에 응답하여 제1 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계, 제1 발광단은 제1 특징 내에 또는 상에 배치"를 더 포함한다.
방법(100)은 블록(140)에 도시된 바와 같이 "제1 픽셀에 의하여, 제2 시간에 제2 광자의 일부에 응답하여 제2 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계, 제2 발광단은 제2 특징 내에 또는 상에 배치되고, 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기를 포함"을 더 포함한다.
도 18a-18c의 파선은 방법(100)의 선택적 요소를 표시한다. 예를 들어, 블록(150)에 도시된 "조명 패턴은 복수의 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가짐"은 블록(140)에 연결되는 선택적 요소이다. 도 18b에서, 연결 원 "A"는 선택적 요소(160)를 도 18a의 블록(150)에 연결한다. 블록(160)에서, 방법(100)은 선택적으로 "조명 패턴 생성기는 마스크 층을 포함하고 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 마스크 층을 병진 또는 회전시키기 위하여 마스크 층에 연결된 마스크 층 액추에이터를 포함하고; 마스크 층의 제1 위치는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 마스크 층의 제2 위치는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고; 마스크 층은 주기적으로 이격된 광 투과 영역 및 불투명 영역이 번갈아 나오는 격자를 포함하고; 광 투과 영역은 마스크 층 상에 배치된 마스크 흡수기의 평행한 스트립에 의해 정의되고; 제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 평행한 조명 스트라이프를 조명"을 포함한다.
도 18c에서, 연결 원 "B"는 선택적 요소(170)를 도 18a의 블록(150)으로 연결한다. 블록(170)에서, 방법(100)은 선택적으로 "조명 패턴 생성기는: 특징의 대형 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파하는 간섭 패턴 생성기를 포함하고, 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 간섭 패턴이 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 간섭 패턴 생성기의 위치 상태 또는 회전 상태를 변경하기 위하여 간섭 패턴 생성기에 연결된 간섭 생성기 액추에이터를 포함"을 포함한다.
본 명세서의 다양한 설명적 예시가 본 명세서에 명시적으로 서술되었지만, 통상의 기술자에게 다양한 변화와 수정이 본 명세서에서 벗어남 없이 이뤄질 수 있음이 명백할 것이다. 예를 들어, 특정 조성, 장치 및 방법이 본 명세서에 DNA나 RNA와 같은 폴리뉴클레오티드 시퀀싱과 연관된 발광성 이미징을 참조하여 논의되었지만, 본 조성, 장치 및 방법은 임의의 적절한 대상과 연관된 발광성 이미징에서의 사용을 위해 적절히 조정될 수 있음을 이해하여야 한다. 첨부된 청구항은 본 발명의 진정한 사상과 범위에 속하는 모든 이러한 변화와 수정을 포함하는 것으로 의도된다.
추가 주석
상기 개념과 본 명세서에 더 논의되는 추가 개념(제공되는 이러한 개념은 상호 모순되지 않음)의 모든 조합이 본 명세서에 서술되는 독창적인 요소의 일부로 고려됨을 이해하여야 한다. 특히, 본 명세서의 끝에 있는 청구되는 요소의 모든 조합이 본 명세서에 서술되는 요소의 일부로 고려된다.
명세서 전체에 걸친 "일례로", "다른 예시", "예시" 등의 언급은 예시와 관련하여 서술된 특정 요소(예컨대, 특징, 구조 및/또는 특성)가 본 명세서에 서술된 적어도 하나의 예시에 포함되고, 다른 예시에 제시될 수 있거나 제시되지 않을 수 있음을 의미한다. 나아가, 임의의 예시를 위해 서술된 요소는 문맥이 명백히 다르게 언급하지 않는 한 다양한 예시에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에 제공되는 범위는 언급된 범위 및, 마치 언급된 범위 내의 값(들)이나 하위 범위(들)가 명시적으로 언급된 것처럼, 언급된 범위 내의 임의의 값이나 하위 범위를 포함한다. 예를 들어, 약 300nm 내지 약 800nm의 범위는 명시적으로 기술된 약 300nm 내지 약 800nm 한정뿐만 아니라, 약 358nm, 약 425nm, 약 585nm, 약 675.5nm 등과 같은 개별 값 및 약 450nm 내지 약 550nm, 약 355nm 내지 약 580nm 등과 같은 하위 범위도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 나아가, "약" 및/또는 "실질적으로"가 값을 서술할 때 쓰이면, 언급된 값에서 약간의 변화(+/- 10%까지)를 포함하는 것을 의미한다.
몇몇 예시가 자세히 서술되었지만, 개시된 예시는 수정될 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 상기 설명은 비제한적으로 간주되어야 한다.

Claims (25)

  1. 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀;
    복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형;
    특징의 대형 중 제1 특징;
    특징의 대형 중 제2 특징;
    제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단;
    제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단; 및
    제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하고, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 구조화 조명 소스를 포함하고,
    제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고,
    제2 특징은 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징과 공간적으로 떨어져 있고,
    제1 픽셀은 제1 시간에 제1 광자의 일부에 응답하여 제1 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하고 제2 시간에 제2 광자의 일부에 응답하여 제2 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하고, 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기를 포함하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    조명 패턴은 복수의 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가지는 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    구조화 조명 소스는 제1 광자와 제2 광자로 조명 패턴 생성기를 플러드 조명하는 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    구조화 조명 소스는 레이저를 포함하는 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    조명 패턴 생성기는 마스크 층을 포함하고 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 마스크 층을 병진 또는 회전시키기 위하여 마스크 층에 연결된 마스크 층 액추에이터를 포함하는 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    마스크 층의 제1 위치는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고;
    마스크 층의 제2 위치는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하는 장치.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    마스크 층은 주기적으로 이격된 광 투과 영역 및 불투명 영역이 번갈아 나오는 격자를 포함하고;
    광 투과 영역은 마스크 층 상에 배치된 마스크 흡수기의 평행한 스트립에 의해 정의되고;
    제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 평행한 조명 스트라이프를 조명하는 장치.
  8. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
    마스크 층은 불투명 필드 영역 상에 정의된 주기적으로 이격된 광 투과 영역의 2차원 배열을 포함하고;
    불투명 필드 영역은 마스크 기판 상에 배치된 마스크 흡수기에 의해 정의되고;
    광 투과 영역은 불투명 필드 영역에 정의된 마스크 기판의 존이고, 존은 그 위에 마스크 흡수기가 배치되는 것을 배제하고;
    제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 대응하는 특징을 조명하는 장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
    조명 패턴 생성기는:
    특징의 대형 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파하는 간섭 패턴 생성기를 포함하고,
    조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 간섭 패턴이 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 간섭 패턴 생성기의 위치 상태 또는 회전 상태를 변경하기 위하여 간섭 패턴 생성기에 연결된 간섭 생성기 액추에이터를 포함하는 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    간섭 패턴 생성기의 제1 위치 상태 또는 회전 상태는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고;
    간섭 패턴 생성기의 제2 위치 상태 또는 회전 상태는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하는 장치.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    다중 빔 간섭 패턴은 이중 빔 간섭 패턴이고;
    간섭 패턴 생성기는 특징의 대형 상에 평행한 선형 간섭 무늬를 투영하고;
    평행한 선형 간섭 무늬는 픽셀 간격과 동일한 기결정된 주기성을 가지는 장치.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    다중 빔 간섭 패턴은 적어도 4개의 간섭 빔으로부터의 간섭 패턴이고;
    간섭 패턴은 픽셀 간격과 동일한 기결정된 주기성을 가지는 간섭 최대값을 가지는 2차원 간섭 패턴인 장치.
  13. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    간섭 패턴 생성기는 레이저 빔을 간섭 빔 세트로 분할하기 위한 2차원 투과 위상 마스크를 포함하는 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
    구조화 조명 소스는 광학 컴포넌트를 포함하고; 장치는 제1 시간에 조명 패턴의 제1 광자의 일부를 제1 특징으로 유도하고 제2 시간에 조명 패턴의 제2 광자의 일부를 제2 특징으로 유도하기 위하여 광학 컴포넌트를 제어하기 위하여 광학 컴포넌트에 연결된 컨트롤러를 더 포함하는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    광학 컴포넌트는 빔 조향 컴포넌트를 포함하는 장치.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 하나의 항에 있어서,
    제2 특징은 제1 특징으로부터 측 방향으로 떨어져 있는 장치.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 하나의 항에 있어서,
    제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징 및 제2 특징 각각으로부터 공간적으로 떨어져 있는 특징의 대형 중 제3 특징;
    제3 특징 내에 또는 상에 배치된 제3 발광단;
    제3 시간에 제3 특징으로 제3 광자의 적어도 일부를 유도하는 구조화 조명 소스; 및
    제3 시간에 제3 광자의 일부에 응답하여 제3 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하는 제1 픽셀을 더 포함하고,
    제3 시간은 제1 시간 및 제2 시간과 다른 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징, 제2 특징 및 제3 특징 각각으로부터 공간적으로 떨어져 있는 특징의 대형 중 제4 특징;
    제4 특징 내에 또는 상에 배치된 제4 발광단;
    제4 시간에 제4 특징으로 제4 광자의 적어도 일부를 유도하는 구조화 조명 소스; 및
    제4 시간에 제4 광자의 일부에 응답하여 제4 발광단에 의해 방출된 발광을 선택적으로 수신하는 제1 픽셀을 더 포함하고,
    제4 시간은 제1 시간, 제2 시간 및 제4 시간과 다른 장치.
  19. 청구항 1 내지 청구항 18 중 어느 하나의 항에 있어서,
    제1 및 제2 광자는 약 300nm 내지 약 800nm 범위의 파장을 가지는 장치.
  20. 구조화 조명 소스에 의하여, 제1 시간에 제1 특징으로 제1 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계;
    구조화 조명 소스에 의하여, 제2 시간에 제2 특징으로 제2 광자의 적어도 일부를 조명 패턴으로 유도하는 단계;
    제1 픽셀에 의하여, 제1 시간에 제1 광자의 일부에 응답하여 제1 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계; 및
    제1 픽셀에 의하여, 제2 시간에 제2 광자의 일부에 응답하여 제2 발광단에 의해 발광된 발광을 선택적으로 수신하는 단계를 포함하고,
    제1 특징은 발광 이미징 장치에 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고,
    제2 시간은 제1 시간과 다르고, 제2 특징은 특징의 대형의 구성원이고, 특징의 대형 중 제2 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 및 제1 특징과 공간적으로 떨어져 배치되고,
    제1 발광단은 제1 특징 내에 또는 상에 배치되고,
    제2 발광단은 제2 특징 내에 또는 상에 배치되고, 구조화 조명 소스는 조명 패턴이 특징의 대형에 대해 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 가지는 조명 패턴 생성기를 포함하는 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    조명 패턴은 복수의 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가지는 방법.
  22. 청구항 20 또는 청구항 21에 있어서,
    조명 패턴 생성기는 마스크 층을 포함하고 조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 마스크 층을 병진 또는 회전시키기 위하여 마스크 층에 연결된 마스크 층 액추에이터를 포함하고;
    마스크 층의 제1 위치는 제1 광자의 일부가 제1 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고;
    마스크 층의 제2 위치는 제2 광자의 일부가 제2 특징을 선택적으로 조명하도록 야기하고;
    마스크 층은 주기적으로 이격된 광 투과 영역 및 불투명 영역이 번갈아 나오는 격자를 포함하고;
    광 투과 영역은 마스크 층 상에 배치된 마스크 흡수기의 평행한 스트립에 의해 정의되고;
    제1 광자의 일부와 제2 광자의 일부는 광 투과 영역을 투과하여 특징의 대형 상의 평행한 조명 스트라이프를 조명하는 방법.
  23. 청구항 20 또는 청구항 21에 있어서,
    조명 패턴 생성기는:
    특징의 대형 상에 다중 빔 간섭 패턴을 정의하는 광을 전파하는 간섭 패턴 생성기를 포함하고,
    조명 패턴 생성기 액추에이터는 특징의 대형에 대하여 간섭 패턴이 병진 또는 회전하도록 야기하기 위하여 간섭 패턴 생성기의 위치 상태 또는 회전 상태를 변경하기 위하여 간섭 패턴 생성기에 연결된 간섭 생성기 액추에이터를 포함하는 방법.
  24. 공간적 패턴으로 배열된 복수의 이미징 픽셀;
    복수의 이미징 픽셀 상에 배치된 특징의 대형;
    조명 패턴 생성기;
    특징의 대형 중 제1 특징; 및
    특징의 대형 중 제2 특징을 포함하고,
    제1 특징은 복수의 이미징 픽셀 중 제1 픽셀 상에 배치되고,
    제2 특징은 제1 픽셀 상에 배치되고 제1 특징과 공간적으로 떨어져 있고,
    조명 패턴 생성기는 제1 시간에 이미징 픽셀의 공간적 패턴의 픽셀 간격에 대응하는 주기성으로 조명 강도 최대값을 가지는 조명 패턴이 제1 특징을 광으로 선택적으로 방사하도록 야기하기 위하여 조명 패턴 생성기에 연결된 조명 패턴 생성기 액추에이터를 포함하고,
    조명 패턴 생성기는 제2 시간에 조명 패턴이 제2 특징을 광으로 선택적으로 방사하도록 야기하고, 제2 시간은 제1 시간과 다른 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    제1 시간에 제1 광자를 생성하고, 제2 시간에 제2 광자를 생성하는 구조화 조명 소스;
    제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 발광단과 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 발광단; 및
    제1 특징 내에 또는 상에 배치된 제1 타겟 분석물과 제2 특징 내에 또는 상에 배치된 제2 타겟 분석물을 더 포함하고,
    제1 타겟 분석물은 제2 타겟 분석물과 다르고,
    제1 타겟 분석물과 제2 타겟 분석물은 상이한 시퀀스를 가지는 핵산을 포함하는 장치.
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ZA (1) ZA201908375B (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030007732A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-09 Erlend Ronnekleiv FBG production system
US20040263841A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Caracci Stephen J. Optical interrogation system and method for using same
US20080020938A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Affymetrix, Inc. System, method, and product for generating patterned illumination
US20100051788A1 (en) * 2004-12-17 2010-03-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Multi-spot investigation apparatus
US20110287387A1 (en) * 2009-04-16 2011-11-24 Carestream Health, Inc. System and method for detecting tooth cracks
US20150053641A1 (en) * 2008-09-30 2015-02-26 Pacific Biosciences Of California, Inc. Process for making high multiplex arrays
WO2017184997A1 (en) * 2016-04-22 2017-10-26 Illumina, Inc. Photonic stucture-based devices and compositions for use in luminescent imaging of multiple sites within a pixel, and methods of using the same

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3856986A (en) 1968-12-06 1974-12-24 American Express Invest Scanned holography systems using temporal modulation
US4213706A (en) 1977-08-19 1980-07-22 The University Of Arizona Foundation Background compensating interferometer
US5327515A (en) * 1993-01-14 1994-07-05 At&T Laboratories Method for forming a Bragg grating in an optical medium
US5510230A (en) * 1994-10-20 1996-04-23 At&T Corp. Device fabrication using DUV/EUV pattern delineation
JP3776485B2 (ja) * 1995-09-18 2006-05-17 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 Ｘ線診断装置
US7041510B2 (en) * 1996-04-25 2006-05-09 Bioarray Solutions Ltd. System and method for programmable illumination pattern generation
US5761085A (en) 1996-11-12 1998-06-02 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method for monitoring environmental parameters at network sites
JP3531494B2 (ja) * 1998-10-05 2004-05-31 株式会社日立製作所 投写型画像ディスプレイ装置及びそれに用いるスクリーン
US6188478B1 (en) 1998-10-21 2001-02-13 Philips Electronics North America Corporation Method and apparatus for film-thickness measurements
US6272207B1 (en) * 1999-02-18 2001-08-07 Creatv Microtech, Inc. Method and apparatus for obtaining high-resolution digital X-ray and gamma ray images
US7274446B2 (en) 2001-04-07 2007-09-25 Carl Zeiss Jena Gmbh Method and arrangement for the deep resolved optical recording of a sample
JP5048899B2 (ja) 2001-09-28 2012-10-17 オリンパス株式会社 顕微鏡
US6947127B2 (en) 2001-12-10 2005-09-20 Carl Zeiss Jena Gmbh Arrangement for the optical capture of excited and/or back scattered light beam in a sample
KR100489431B1 (ko) 2002-06-28 2005-05-12 학교법인연세대학교 스캔식 위상천이 3차원 형상측정 장치 및 측정 방법
JP2005080181A (ja) 2003-09-03 2005-03-24 Nikon Corp 画像読み取り装置および画像読み取りプログラム
US7532323B2 (en) 2003-10-28 2009-05-12 Cha-Min Tang Spatial light modulator apparatus and method
US20050221351A1 (en) 2004-04-06 2005-10-06 Affymetrix, Inc. Methods and devices for microarray image analysis
US7495225B2 (en) * 2004-12-08 2009-02-24 General Electric Company Methods and apparatus for pixilated detector masking
EP1825248A1 (en) * 2004-12-10 2007-08-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-spot investigation apparatus
KR100675882B1 (ko) * 2004-12-22 2007-02-02 주식회사 하이닉스반도체 다중투과 위상 마스크 및 이를 이용한 노광 방법
CN1292227C (zh) 2005-07-12 2006-12-27 中国科学院上海光学精密机械研究所 高分辨数字干涉仪空间分辨率的标定方法
EP1907826B2 (de) 2005-07-22 2020-11-25 Carl Zeiss MicroImaging GmbH Auflösungsgesteigerte lumineszenz-mikroskopie
US7485875B2 (en) * 2005-07-22 2009-02-03 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Resolution-enhanced luminescence microscopy
WO2007061632A2 (en) 2005-11-09 2007-05-31 Geometric Informatics, Inc. Method and apparatus for absolute-coordinate three-dimensional surface imaging
US20070161876A1 (en) 2005-11-18 2007-07-12 Spectrx, Inc. Method and apparatus for rapid detection and diagnosis of tissue abnormalities
DE102006044229B4 (de) 2006-09-20 2023-09-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bildverarbeitung mit höheren Harmonischen eines Beleuchtungsgitters
DE102006047912A1 (de) 2006-10-06 2008-04-10 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Verfahren und Anordnung zur parallelisierten mikroskopischen Bildgebung
EP2093601B1 (en) 2006-12-12 2013-03-13 Nikon Corporation Microscope device and image processing method
EP1972909A1 (en) * 2007-03-23 2008-09-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Luminescence sensor
US8848199B2 (en) 2007-07-10 2014-09-30 Massachusetts Institute Of Technology Tomographic phase microscopy
US8759077B2 (en) 2007-08-28 2014-06-24 Lightspeed Genomics, Inc. Apparatus for selective excitation of microparticles
US8222040B2 (en) 2007-08-28 2012-07-17 Lightspeed Genomics, Inc. Nucleic acid sequencing by selective excitation of microparticles
US20090112482A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Sandstrom Perry L Microarray detector and synthesizer
US8509879B2 (en) 2007-11-06 2013-08-13 The Regents Of The University Of California Apparatus and method for widefield functional imaging (WiFI) using integrated structured illumination and laser speckle imaging
US20090219607A1 (en) 2008-01-17 2009-09-03 Baylor College Of Medicine Method and apparatus for enhanced resolution microscopy of living biological nanostructures
DE102008009216A1 (de) 2008-02-13 2009-08-20 Carl Zeiss Microimaging Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum räumlich hochauflösenden Abbilden einer Struktur einer Probe
US8629389B2 (en) * 2009-07-29 2014-01-14 Geoffrey Louis Barrows Low profile camera and vision sensor
US8502867B2 (en) 2010-03-19 2013-08-06 Lightspeed Genomics, Inc. Synthetic aperture optics imaging method using minimum selective excitation patterns
US9465228B2 (en) 2010-03-19 2016-10-11 Optical Biosystems, Inc. Illumination apparatus optimized for synthetic aperture optics imaging using minimum selective excitation patterns
JP5150711B2 (ja) * 2010-12-07 2013-02-27 富士フイルム株式会社 放射線撮影装置及び放射線撮影システム
US8796185B2 (en) 2011-03-08 2014-08-05 Lightspeed Genomics, Inc. Self-assembling high density ordered patterned biomolecule array and method for making and using the same
US8817362B2 (en) 2011-04-29 2014-08-26 Lightspeed Genomics, Inc. Modular pattern illumination and light beam multiplexing for selective excitation of microparticles
PT3290528T (pt) 2011-09-23 2019-10-14 Illumina Inc Métodos e composições para sequenciamento de ácido nucleico
US9222765B2 (en) * 2011-12-22 2015-12-29 Sekisui Integrated Research Inc. Quantitative phase measurement apparatus
CN107988227A (zh) 2012-01-05 2018-05-04 株式会社百奥尼 高效率的纳米颗粒型双螺旋寡rna结构体及其制备方法
US9357975B2 (en) * 2013-12-30 2016-06-07 Carestream Health, Inc. Large FOV phase contrast imaging based on detuned configuration including acquisition and reconstruction techniques
US20160189387A1 (en) * 2014-12-24 2016-06-30 Lensbricks Technology Private Limited Methods and Apparatus for Depth Sensing
CN113064236B (zh) 2015-03-16 2022-11-01 加利福尼亚太平洋生物科学股份有限公司 用于自由空间光耦合的集成装置及系统
WO2016164751A1 (en) * 2015-04-08 2016-10-13 The Regents Of The University Of California Cathodoluminescence-activated nanoscale imaging
KR102390372B1 (ko) * 2015-06-01 2022-04-25 삼성전자주식회사 개선된 화질을 제공하는 공간 광변조기 및 이를 포함하는 홀로그래픽 디스플레이 장치
JP6627871B2 (ja) 2015-06-08 2020-01-08 株式会社ニコン 構造化照明顕微鏡システム、方法及びプログラム
SG10201906262UA (en) * 2016-03-24 2019-08-27 Illumina Inc Photonic superlattice-based devices and compositions for use in luminescent imaging, and methods of using the same
ES2861350T3 (es) * 2016-03-28 2021-10-06 Illumina Inc Micromatrices de planos múltiples
US10317799B2 (en) * 2016-04-29 2019-06-11 The Regents Of The University Of California Patterned multi-beam nanoshift lithography for on-the-fly, high throughput production of customizable shape-designed microparticles, nanoparticles, and continuous films
KR20190133016A (ko) 2017-03-17 2019-11-29 앱톤 바이오시스템즈, 인코포레이티드 시퀀싱 및 고 해상도 이미징
KR101986256B1 (ko) * 2017-08-23 2019-06-05 연세대학교 산학협력단 형광 초분자 바이오센서 및 이를 제조하는 방법
WO2019136290A1 (en) 2018-01-08 2019-07-11 Illumina, Inc. Multiplexing of an active sensor detector using structured illumination

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030007732A1 (en) * 2001-06-29 2003-01-09 Erlend Ronnekleiv FBG production system
US20040263841A1 (en) * 2003-06-24 2004-12-30 Caracci Stephen J. Optical interrogation system and method for using same
US20100051788A1 (en) * 2004-12-17 2010-03-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Multi-spot investigation apparatus
US20080020938A1 (en) * 2006-07-21 2008-01-24 Affymetrix, Inc. System, method, and product for generating patterned illumination
US20150053641A1 (en) * 2008-09-30 2015-02-26 Pacific Biosciences Of California, Inc. Process for making high multiplex arrays
US20110287387A1 (en) * 2009-04-16 2011-11-24 Carestream Health, Inc. System and method for detecting tooth cracks
WO2017184997A1 (en) * 2016-04-22 2017-10-26 Illumina, Inc. Photonic stucture-based devices and compositions for use in luminescent imaging of multiple sites within a pixel, and methods of using the same

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