RU2012121143A - Устройство для мониторинга множества дискретных сигналов флуоресценции - Google Patents

Устройство для мониторинга множества дискретных сигналов флуоресценции Download PDF

Info

Publication number
RU2012121143A
RU2012121143A RU2012121143/28A RU2012121143A RU2012121143A RU 2012121143 A RU2012121143 A RU 2012121143A RU 2012121143/28 A RU2012121143/28 A RU 2012121143/28A RU 2012121143 A RU2012121143 A RU 2012121143A RU 2012121143 A RU2012121143 A RU 2012121143A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
detection
detector
signal
signals
fluorescent
Prior art date
Application number
RU2012121143/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2543429C2 (ru
Inventor
Дэвид Эндрю ФИШ
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
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 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2012121143A publication Critical patent/RU2012121143A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2543429C2 publication Critical patent/RU2543429C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • 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
    • G01N21/62—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
    • G01N21/6452—Individual samples arranged in a regular 2D-array, e.g. multiwell plates
    • 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
    • G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
    • G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

1. Детектор (118) для детектирования флуоресцентных сигналов из множества источников (104) флуоресцентных сигналов,причем упомянутый детектор (118) содержит:- множество пикселов (130) для отдельного детектирования упомянутых флуоресцентных сигналов из множества источников флуоресцентных сигналов, причем каждый пиксел (130) содержит предварительно определенное число из, по меньшей мере, двух элементов (D1, Dn) детектирования для детектирования принимаемого флуоресцентного сигнала и для формирования сигналов детектирования, и- схему (140) преобразования сигналов для приема упомянутых сигналов детектирования из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов (D1, Dn) детектирования и для формирования пиксельного выходного сигнала, указывающего то, какой из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов детектирования сформировал самый сильный сигнал детектирования.2. Детектор по п.1,в котором каждый пиксел (130) содержит, по меньшей мере, четыре, в частности, от 8 до 16 элементов (D1, Dn) детектирования.3. Детектор по п.1,в котором упомянутая схема (140) преобразования сигналов выполнена с возможностью формирования цифрового пиксельного выходного сигнала.4. Детектор по п.1,в котором упомянутое множество пикселов (130) размещается в виде матрицы вдоль столбцов и строк, и в котором упомянутый детектор дополнительно содержит средство (132, 134) считывания и адресации для отдельной адресации и считывания упомянутых пиксельных выходных сигналов из упомянутых пикселов.5. Детектор по п.4,в котором упомянутое средство считывания и адресации содержит избирательный переключатель (T3) для каждого элемента детектирования, в частности, MOSFET-транзистор (полевой М

Claims (15)

1. Детектор (118) для детектирования флуоресцентных сигналов из множества источников (104) флуоресцентных сигналов,
причем упомянутый детектор (118) содержит:
- множество пикселов (130) для отдельного детектирования упомянутых флуоресцентных сигналов из множества источников флуоресцентных сигналов, причем каждый пиксел (130) содержит предварительно определенное число из, по меньшей мере, двух элементов (D1, Dn) детектирования для детектирования принимаемого флуоресцентного сигнала и для формирования сигналов детектирования, и
- схему (140) преобразования сигналов для приема упомянутых сигналов детектирования из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов (D1, Dn) детектирования и для формирования пиксельного выходного сигнала, указывающего то, какой из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов детектирования сформировал самый сильный сигнал детектирования.
2. Детектор по п.1,
в котором каждый пиксел (130) содержит, по меньшей мере, четыре, в частности, от 8 до 16 элементов (D1, Dn) детектирования.
3. Детектор по п.1,
в котором упомянутая схема (140) преобразования сигналов выполнена с возможностью формирования цифрового пиксельного выходного сигнала.
4. Детектор по п.1,
в котором упомянутое множество пикселов (130) размещается в виде матрицы вдоль столбцов и строк, и в котором упомянутый детектор дополнительно содержит средство (132, 134) считывания и адресации для отдельной адресации и считывания упомянутых пиксельных выходных сигналов из упомянутых пикселов.
5. Детектор по п.4,
в котором упомянутое средство считывания и адресации содержит избирательный переключатель (T3) для каждого элемента детектирования, в частности, MOSFET-транзистор (полевой МОП-транзистор) с каналом n-типа, который может включаться и выключаться посредством использования сигнала (SS) адресации избирательного переключателя для предоставления возможности перенаправления выходного сигнала, сформированного посредством ассоциированного элемента (D1) детектирования, в ассоциированную схему (140) преобразования сигналов.
6. Детектор по п.4,
в котором упомянутое средство считывания и адресации содержит переключатель (T1) сброса для каждого элемента детектирования, в частности, MOSFET-транзистор с каналом n-типа, который может включаться и выключаться посредством использования сигнала (RS) сброса для сброса элемента (D1) детектирования после каждого периода детектирования.
7. Детектор по п.4,
в котором упомянутое средство считывания и адресации содержит элемент (T2) преобразования напряжения в ток для каждого элемента детектирования для преобразования сигнала (V1) детектирования упомянутого элемента детектирования в сигнал (I1) тока детектора.
8. Детектор по п.7,
в котором упомянутый элемент (T2) преобразования напряжения в ток содержит MOSFET-транзистор с каналом p-типа, затвор которого соединяется с выводом ассоциированного элемента (D1) детектирования.
9. Детектор по п.1,
в котором упомянутая схема (140) преобразования сигналов содержит схему (142) по принципу "победитель получает все".
10. Детектор по п.9,
в котором упомянутая схема (142) по принципу "победитель получает все" содержит для каждого подключенного элемента детектирования:
- первый MOSFET-транзистор (T4) с каналом n-типа, в контактный вывод стока которого предоставляется сигнал (I1) тока детектора, представляющий сигнал детектирования, детектированный посредством упомянутого элемента (D1) детектирования, контактный вывод истока которого соединяется с опорным потенциалом, в частности, потенциалом земли, и в контактный вывод затвора которого предоставляется предварительно определенный ток (IB) смещения, и
- второй MOSFET-транзистор (T5) с каналом n-типа, контактный вывод затвора которого соединяется с контактным выводом стока первого MOSFET-транзистора (T4) с каналом n-типа, контактный вывод истока которого соединяется с контактным выводом затвора первого MOSFET-транзистора (T4) с каналом n-типа и в него предоставляется упомянутый предварительно определенный ток (IB) смещения, и контактный вывод стока которого выводит выходной сигнал (I1out) элемента детектора.
11. Детектор по п.9,
в котором упомянутые схемы (142) по принципу "победитель получает все" размещаются вне области множества пикселов (130).
12. Детектор по п.9,
в котором упомянутые схемы по принципу "победитель получает все" размещаются в области множества пикселов (130), в частности, в области ассоциированных пикселов (128).
13. Детектор по п.9,
в котором для каждого пиксела ассоциированы две схемы по принципу "победитель получает все", при этом первая схема по принципу "победитель получает все" размещается вне области множества пикселов (130), а вторая схема по принципу "победитель получает все" размещается в области множества пикселов (130), в частности, в области ассоциированных пикселов (128).
14. Устройство для мониторинга множества дискретных флуоресцентных сигналов, в частности, для секвенирования ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) посредством использования нуклеотидов с флуоресцентной меткой, содержащее:
- подложку (102), имеющую множество источников (104) дискретных флуоресцентных сигналов, расположенных на ней;
- источник (106) освещения возбуждения;
- детектор (118) для детектирования флуоресцентных сигналов из множества источников флуоресцентных сигналов; и
- оптическую систему (110, 112, 114, 116), размещенную так, чтобы одновременно направлять освещение возбуждения из источника освещения возбуждения на упомянутое множество источников дискретных флуоресцентных сигналов на подложке и направлять флуоресцентные сигналы из множества источников флуоресцентных сигналов на детектор,
- при этом упомянутый детектор (118) содержит:
- множество пикселов (130) для отдельного детектирования упомянутых флуоресцентных сигналов из множества источников флуоресцентных сигналов, причем каждый пиксел (130) содержит предварительно определенное число из, по меньшей мере, двух элементов (D1, Dn) детектирования для детектирования принимаемого флуоресцентного сигнала и для формирования сигналов детектирования, и
- схему (140) преобразования сигналов для приема упомянутых сигналов детектирования из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов детектирования и для формирования пиксельного выходного сигнала, указывающего то, какой из упомянутых, по меньшей мере, двух элементов детектирования сформировал самый сильный сигнал детектирования.
15. Устройство по п.14,
в котором упомянутая оптическая система содержит объектив (112), сфокусированный в первой фокальной плоскости на подложке (102), для одновременного сбора флуоресцентных сигналов из множества источников (104) флуоресцентных сигналов на подложке (102), средство (114) спектрального разделения для пространственного разделения спектральных компонент сигналов флуоресценции и фокусирующую линзу (116) для приема пространственно разделенных спектральных компонент флуоресцентных сигналов и фокусировки их на детектор (118).
RU2012121143/28A 2009-10-23 2010-10-18 Устройство для мониторинга множества дискретных сигналов флуоресценции RU2543429C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09173971.4 2009-10-23
EP09173971 2009-10-23
PCT/IB2010/054709 WO2011048539A1 (en) 2009-10-23 2010-10-18 Device for monitoring a plurality of discrete fluorescence signals

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012121143A true RU2012121143A (ru) 2013-11-27
RU2543429C2 RU2543429C2 (ru) 2015-02-27

Family

ID=43500987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012121143/28A RU2543429C2 (ru) 2009-10-23 2010-10-18 Устройство для мониторинга множества дискретных сигналов флуоресценции

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9228947B2 (ru)
EP (1) EP2491370B1 (ru)
JP (1) JP5694342B2 (ru)
KR (1) KR20120101396A (ru)
CN (1) CN102575991B (ru)
BR (1) BR112012009260A2 (ru)
RU (1) RU2543429C2 (ru)
WO (1) WO2011048539A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5772425B2 (ja) 2011-09-13 2015-09-02 ソニー株式会社 微小粒子測定装置
JP6015735B2 (ja) * 2014-11-07 2016-10-26 ソニー株式会社 微小粒子測定装置
FR3048316B1 (fr) * 2016-02-29 2019-06-28 Sagem Defense Securite Dispositif de detection d'un spot laser
US20180052106A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Kerry Gunning Dual detection scheme for dna sequencing
JP2018163162A (ja) * 2018-06-04 2018-10-18 ソニー株式会社 微小粒子測定装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5059814A (en) 1988-11-30 1991-10-22 The California Institute Of Technology Winner-take-all circuits for neural computing systems
US5561287A (en) 1994-09-30 1996-10-01 Board Of Regents Of The University Of Colorado Dual photodetector for determining peak intensity of pixels in an array using a winner take all photodiode intensity circuit and a lateral effect transistor pad position circuit
JP3176821B2 (ja) * 1995-05-24 2001-06-18 シャープ株式会社 入力判定回路
JPH1123532A (ja) * 1997-07-01 1999-01-29 Hitachi Electron Eng Co Ltd 蛍光検出装置
US6046466A (en) * 1997-09-12 2000-04-04 Nikon Corporation Solid-state imaging device
US6992709B1 (en) * 1999-02-26 2006-01-31 Intel Corporation Method and apparatus for high-speed broadband illuminant discrimination
AU4061200A (en) * 1999-03-31 2000-10-16 Regents Of The University Of California, The Multi-channel detector readout method and integrated circuit
US7217573B1 (en) * 1999-10-05 2007-05-15 Hitachi, Ltd. Method of inspecting a DNA chip
US6462586B1 (en) * 2001-05-04 2002-10-08 Winbond Electronics Corp. Selectability of maximum magnitudes for K-winner take all circuit
US6362662B1 (en) 2001-05-04 2002-03-26 Winbond Electronics Corp. Analog W.T.A. circuit reject signal
JP4897164B2 (ja) * 2001-09-27 2012-03-14 三井造船株式会社 電子パルス検出装置および電子パルス検出チップ
US7595883B1 (en) * 2002-09-16 2009-09-29 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Biological analysis arrangement and approach therefor
AU2003290429A1 (en) 2002-12-25 2004-07-22 Casio Computer Co., Ltd. Optical dna sensor, dna reading apparatus, identification method of dna and manufacturing method of optical dna sensor
JP4103581B2 (ja) * 2002-12-25 2008-06-18 カシオ計算機株式会社 Ｄｎａ読取装置及びｄｎａの同定方法
JP4232656B2 (ja) * 2004-03-02 2009-03-04 カシオ計算機株式会社 蛍光検出チップ
US7667205B2 (en) * 2005-10-05 2010-02-23 Organisation Europeenne Pour La Recherche Nucleaire Method for determining a particle and sensor device therefor
US7692783B2 (en) * 2006-02-13 2010-04-06 Pacific Biosciences Of California Methods and systems for simultaneous real-time monitoring of optical signals from multiple sources
US7715001B2 (en) * 2006-02-13 2010-05-11 Pacific Biosciences Of California, Inc. Methods and systems for simultaneous real-time monitoring of optical signals from multiple sources
US9377407B2 (en) * 2006-04-19 2016-06-28 It-Is International Limited Reaction monitoring
US8815162B2 (en) * 2006-06-08 2014-08-26 Koninklijke Philips N.V. Microelectronic sensor device for DNA detection
JP2008209268A (ja) * 2007-02-27 2008-09-11 Casio Comput Co Ltd 生体高分子分析装置
EP2150806A4 (en) 2007-05-10 2013-01-02 Pacific Biosciences California METHODS AND SYSTEMS FOR ANALYZING FLUORESCENT MATERIAL WITH LIMITED AUTOFLUORESCENCE
RU2339953C1 (ru) * 2007-06-13 2008-11-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт биологического приборостроения" (ФГУП "ГосНИИ БП") Способ многоаналитного иммуноанализа с использованием микрочастиц
CN100573106C (zh) * 2007-06-28 2009-12-23 大连海事大学 一种光纤荧光生物传感器
AU2009204461A1 (en) * 2008-01-10 2009-07-16 Pacific Biosciences Of California, Inc. Methods and systems for analysis of fluorescent reactions with modulated excitation
JP4798204B2 (ja) * 2008-10-17 2011-10-19 カシオ計算機株式会社 蛍光検出チップ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2491370B1 (en) 2023-03-01
EP2491370A1 (en) 2012-08-29
US9228947B2 (en) 2016-01-05
JP5694342B2 (ja) 2015-04-01
RU2543429C2 (ru) 2015-02-27
CN102575991A (zh) 2012-07-11
BR112012009260A2 (pt) 2019-09-24
CN102575991B (zh) 2016-06-15
WO2011048539A1 (en) 2011-04-28
KR20120101396A (ko) 2012-09-13
US20120208263A1 (en) 2012-08-16
JP2013508718A (ja) 2013-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2012121143A (ru) Устройство для мониторинга множества дискретных сигналов флуоресценции
US20210377473A1 (en) Solid-state imaging apparatus, imaging system, and distance measurement method
RU2010148449A (ru) Формирователь сигналов изображения и система камеры
KR102609644B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 촬상 장치
EP3451655B1 (en) Solid-state image sensor and image capture apparatus
TW586315B (en) Correlated double sampling circuit and CMOS image sensor including the same
KR101751090B1 (ko) 거리 화상 센서
JP2012256819A5 (ru)
RU2015132748A (ru) Устройство визуализации излучения и система обнаружения излучения
RU2014135151A (ru) Устройство формирования изображения, система формирования изображения и способ для приведения в действие устройства формирования изображения
CN111179834B (zh) 一种光感驱动电路及其驱动方法、光感显示装置
US10883931B2 (en) Optical measuring instrument, flow cytometer, and radiation counter
JP2009239442A (ja) イメージセンサおよびその駆動方法
US20100123812A1 (en) Photoelectric Conversion Circuit and Solid State Imaging Device Including Same
US8792037B2 (en) Solid-state imaging device and method of driving the same where three levels of potentials including a negative potential are applied in the transfer gate
WO2008099520A1 (ja) 固体撮像装置およびその駆動方法、撮像装置
WO2006049196A1 (ja) 光センサーおよび光センサーの画素選択方法
KR940006394A (ko) 고체촬상장치
TW200719706A (en) Solid-state image sensor and method for producing the same
TW200644267A (en) Semiconductor light receiving device and method of manufacturing the same
RU2012103163A (ru) Устройство формирования изображений, система формирования изображений и способ возбуждения устройства формирования изображений
US20120256079A1 (en) Circuit and method for an active image sensor
JP2004264034A (ja) 光検出装置
KR102145088B1 (ko) 방사선 화상 판독 장치
JP2013138432A (ja) 複数の画素を有するアレイ及び画素情報転送方法