TW202242381A - 用於樣品分析的適應性照明圖案 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於分析基板處之樣品的系統，其包含：光源，其用以產生第一光；及空間光調變器，其用以自該第一光形成第二光，其中該基板包括至少一個感測器以偵測基於該第二光而發射之發射，其中在該基板處，該第二光形成基於該至少一個感測器而選擇之形狀，其中該第二光照明該基板之對應於該形狀的區域。

Description

用於樣品分析的適應性照明圖案
本發明關於一種用於樣品分析的適應性照明圖案。 相關申請案之交叉參考
本申請案主張2021年4月7日申請且題為「用於樣品分析的適應性照明圖案（ADAPTABLE ILLUMINATION PATTERN FOR SAMPLE ANALYSIS）」之美國臨時申請案63/200,982的優先權，該案之內容以引用之方式併入本文中。
可使用多種分析程序中之一或多者分析不同材料之樣品。舉例而言，諸如高通量DNA定序之定序可為用於基因體分析及其他基因研究的基礎。在此類型及其他類型之分析中，樣品之特性可藉由照明樣品及藉由偵測回應於照明而產生之發射（例如，螢光）來判定。
在第一態樣中，一種用於分析基板處之樣品的系統包含：光源，其用以產生第一光；及空間光調變器，其用以自第一光形成第二光，其中該基板包括至少一個感測器以偵測基於第二光而發射之發射，其中在該基板處，第二光形成基於至少一個感測器而選擇之形狀，其中該第二光照明基板之對應於該形狀之區域。
實施方案可包括以下特徵中之任一者或全部。該空間光調變器為透射式空間光調變器。該空間光調變器為反射式空間光調變器。該空間光調變器為振幅型空間光調變器。該振幅型空間光調變器包括可定向之多個鏡，且其中該振幅型空間光調變器定向這些鏡中之至少第一鏡以形成第二光。該系統進一步包含光束捕集器，其中該振幅型空間光調變器定向這些鏡中之至少第二鏡以將第三光導向光束捕集器處，該第三光為第一光之部分。該空間光調變器為相位型空間光調變器。該基板之區域包括多邊形。該第二光照明基板之多個區域，該多個區域中之每一者為多邊形區域。該基板之區域包括橢圓形。該第二光照明基板之多個區域，該多個區域中之每一者為橢圓形區域。第二光照明基板之多個區域。該多個區域中之至少兩者具有彼此不同的形狀。該感測器包含互補金屬氧化物半導體裝置。該基板包括用於樣品之流量槽。該基板包括由流量槽覆蓋之多個感測器。該基板包括多個流量槽。該基板包括多個感測器，且其中多個流量槽中之每一者覆蓋多個感測器中之至少一對應者。該基板進一步包括與感測器相關之識別符，其中該系統偵測基板處之識別符，且其中基於偵測到之識別符而選擇形狀。該識別符包含射頻識別標籤或視覺碼中之至少一者。該發射包含螢光。
在第二態樣中，一種方法包含：將第一光導向系統中之空間光調變器，該系統經組態以用於分析基板處之樣品，其中該基板包括至少一個感測器；控制該空間光調變器以自第一光形成第二光；將第二光導向基板處，其中該第二光照明基板之區域，該區域具有基於至少一個感測器而選擇之形狀；及偵測基於第二光而發射之發射。
實施方案可包括以下特徵中之任一者或全部。該空間光調變器為振幅型空間光調變器，其中該振幅型空間光調變器包括可定向之多個鏡，且其中控制該振幅型空間光調變器以形成第二光包含定向這些鏡中之至少第一鏡。該第一鏡經定向以採用至少兩種狀態中之一者。該方法進一步包含定向這些鏡中之至少第二鏡以將第三光導向光束捕集器處，該第三光為第一光之部分。該空間光調變器為相位型空間光調變器，且其中控制該相位型空間光調變器以形成第二光包含改變第二光之強度剖面或輻照度剖面。改變強度剖面或輻照度剖面包含將第二光自照明基板之複數個區域改變為照明少於複數個區域之至少一個區域，且其中至少一個區域中之亮度增加。第二光照明基板之多個區域。該多個區域中之至少兩者具有彼此不同的形狀。該基板進一步包括與感測器相關之識別符，該方法進一步包含藉由系統偵測基板處之識別符，且其中基於偵測到之識別符而選擇形狀。偵測識別符包含自射頻識別標籤接收信號或讀取視覺碼中之至少一者。該方法進一步包含提供關於第二光之即時反饋；及使用即時反饋控制空間光調變器。提供即時反饋包含：產生第二光之成像圖案的反轉；及將該反轉與在基板處獲得之成像相乘。該發射包含螢光。
本文件描述用於提供適應性照明圖案以供對基板處之樣品執行分析的系統及技術之實例。舉例而言，本發明主題可在基板處產生一或多個照明足跡以供樣品分析。照明圖案可適於容納特定數目個感測器（例如，一或多個），基板包括這些感測器以用於樣品成像及/或此（等）感測器之大小或位置。在一些實施方案中，照明圖案可替代地或另外經調適用於藉由不包括於基板中之一或多個感測器進行發射偵測。
本文中所描述之實例涉及成像。可執行成像以分析多種材料中之任一者的樣品。在一些實施方案中，作為對生物材料之生物分析或對任何材料之化學分析的部分，可執行一或多種類型之成像。舉例而言，可執行對基因物質進行定序的程序。在一個實例中，該程序可為DNA定序程序，例如合成定序或下一代定序（亦稱為高通量定序）。在另一實例中，該程序可用以啟用基因分型。基因分型涉及藉由使用生物測定法檢驗個體之DNA序列及將其與另一個體之序列或參考序列進行比較來判定個體之基因組成（基因型）的差異。此類程序可涉及螢光成像，其中基因物質之樣品受到激發光（例如，雷射光束）時，以藉由與基因物質相關聯之一或多個標記觸發螢光發射回應。一些核苷酸可具有施加至其且與樣品基因物質之互補核苷酸配對的螢光標籤。螢光標籤可回應於曝露於激發能量源而發螢光。螢光發射回應之一或多個波長光譜可用以判定對應核苷酸之存在。螢光發射回應可在定序程序之過程中偵測且用以建置樣品中的核苷酸之記錄。
本文中所描述之實例涉及空間光調變器。如本文中所使用，空間光調變器修改光之振幅或光之相位中之至少一者，以便控制光之空間特性。空間光調變器可為反射式（例如，藉助於反射來執行光修改）或透射式（例如，藉助於透射來執行光修改）。可使用空間光調變器之多種技術中之任一者。在一些實施方案中，空間光調變器使用可定向鏡。在一些實施方案中，空間光調變器使用液晶。在一些實施方案中，空間光調變器使用主動矩陣技術（例如，矽上液晶）。在一些實施方案中，可將準直光提供至本文中所提及的任何空間光調變器。舉例而言，照明光可在到達空間光調變器之前通過至少一個準直儀。
本文中所描述之實例涉及基板。基板可指提供實質上剛性結構之任何材料，或指保持其形狀而非呈現置放成與其接觸之容器之形狀的結構。材料可具有可附著有另一種材料之表面，其包括例如光滑的支撐物（例如，金屬、玻璃、塑膠、矽及陶瓷表面）以及紋理化及/或多孔材料。可能的基板包括但不限於玻璃及經改質或功能化玻璃、塑膠（包括丙烯酸、聚苯乙烯以及苯乙烯與其他材料之共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁烯、聚胺基甲酸酯、Teflon™等）、多醣、耐綸或硝化纖維、樹脂、二氧化矽或二氧化矽基材料（包括矽及經改質矽）、碳、金屬、無機玻璃、塑膠、光纖束及多種其他聚合物。一般而言，基板允許光學偵測且自身並不明顯發螢光。
本文中之實例涉及包括感測器之基板。如本文中所使用，基板可包括經設計以偵測事件、性質、品質或特性之一或多個感測器。晶片上成像可涉及成像基板相對於影像感測器位於晶片上之組態。舉例而言，此可減少且在一些情況下甚至消除在樣品與影像感測器之間使用發射光學件，此類發射光學件包括但不限於物鏡、透鏡及濾光片。可使用多種類型之感測器技術中之任一者。在一些實施方案中，金屬氧化物半導體（metal-oxide-semiconductor；MOS）裝置可用於晶片上成像。舉例而言，可使用互補MOS（complementary MOS；CMOS）裝置（例如，CMOS晶片）。在一些實施方案中，電荷耦合裝置（charge-coupled device；CCD）用於晶片上成像。另外或替代地，可使用其他類型之感測器。
本文中所描述之實例涉及流量槽。流量槽為可用於在分析程序之至少一個階段中製備及容納或攜載一或多個樣品的基板。該流量槽由可與樣品基因物質以及其將曝露之照明及化學反應一起使用的材料製成。該基板可具有一或多個通道，樣品基因物質可沈積於該一或多個通道中。可使物質（例如，液體）流過存在樣品基因物質之通道以觸發一或多個化學反應及/或移除不想要的材料。該流量槽可藉由促進流量槽通道中之樣品可受到照明激發光且可偵測來自樣品之任何螢光發射回應來實現成像。一些實施方案可經設計以與至少一個流量槽一起使用，但在一或多個階段期間，諸如在裝運期間或在交付給客戶時，可能不包括流量槽。舉例而言，可將流量槽安裝至客戶場所之實施中以便執行分析。
相較於先前方法，本文中所描述之實例可提供優點。可改善分析操作之靈活性、可擴展性及/或通量。分析系統中之照明可基於固持樣品之基板中的感測器之類型而動態地且自動地重組態。激發光之亮度（例如，強度剖面或輻照度剖面）可藉由分析系統靈活地控制。可促進降低分析系統中之照明光的均勻性要求。可控制照明光之空間尺寸以減少或消除基板處之其他電路系統（例如，非感測器電路系統）的無意照明。分析系統可經設計以便靈活地適應感測器技術中之後期技術進步。
圖1為包括儀器102、套筒104及樣品106之系統100的圖。系統100可用於生物及/或化學分析，僅舉兩個實例。系統100可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用，或用於該一或多個其他實例之實施中。在一些實施方案中，本文中所描述之系統及/或技術可為系統100之部分。
套筒104可充當樣品106之一或多個例項的載體。套筒104可經組態以固持樣品106且將樣品106送入及移出與儀器102之直接相互作用。舉例而言，套筒104可被稱作或可包括流量槽。儀器102包括用以至少在自樣品搜集資訊期間收納及容納套筒104之貯槽108（例如，該儀器之外殼中的開口）。套筒104可由任何合適的材料製成。在一些實施方案中，套筒104包括模製塑膠或其他耐用材料。舉例而言，套筒104可形成用於支撐或固持樣品106之框架。
套筒104可包括經組態以提供樣品106以供儀器102分析之一或多個基板。任何合適的材料可用於基板，包括但不限於玻璃、丙烯酸及/或另一塑膠材料。套筒104可促進液體或其他流體相對於樣品106選擇性地流動。在一些實施方案中，套筒104包括用於樣品106之一或多個流動結構。在一些實施方案中，套筒104可包括至少一個流動通道。舉例而言，流動通道可包括一或多個流體通口以促進流體流動。舉例而言，流量槽可含有樣品106（例如，如下文所例示）。
儀器102可操作以獲得與至少一種生物及/或化學物質相關之任何資訊或資料。操作可受中央單元或一或多個分散式控制器控制。此處，示出儀器控制器110。舉例而言，儀器控制器110可使用以下各者實施：至少一個處理器、保存用於儀器102之操作之指令的至少一個儲存媒體（例如，記憶體及/或驅動機）及一或多個其他組件，例如，如下文中所描述。在一些實施方案中，儀器102可執行光學操作，包括但不限於樣品之照明及/或成像。舉例而言，儀器102可包括一或多個光學子系統（例如，照明子系統及/或成像子系統）。在一些實施方案中，可至少部分地由套筒104執行對來自樣品106（或與樣品相關聯）之一或多個發射（例如，螢光係由螢光標籤回應於激發光而產生）的感測。舉例而言，套筒104可包括經組態以偵測來自樣品106（或與樣品相關聯）之一或多種類型之發射的感測器（例如，如下文所例示）。在一些實施方案中，可至少部分地由儀器102執行對來自樣品106（或與樣品相關聯）之一或多個發射（例如，螢光係由螢光標籤回應於激發光而產生）的感測。舉例而言，儀器102可包括經組態以偵測來自樣品106（或與樣品相關聯）之一或多種類型之發射的感測器。在一些實施方案中，儀器102可執行熱處理，包括但不限於樣品之熱調節。舉例而言，儀器102可包括一或多個熱子系統（例如，加熱器及/或冷卻器）。在一些實施方案中，儀器102可執行流體管理，包括但不限於添加及/或移除與樣品接觸之流體。舉例而言，儀器102可包括一或多個流體子系統（例如，泵及/或儲集器）。
套筒104可包括與套筒104之感測器相關的識別符112。在一些實施方案中，識別符112可至少指示套筒104所包括的感測器之數目（例如，一或多個）。儀器102可偵測識別符112且基於感測器而選擇照明光（例如，激發光）之形狀。舉例而言，當識別符112指示套筒104包括一個感測器時，儀器102可在一個區域中產生照明光；當套筒104中存在兩個感測器時，可產生兩個照明亮區域，等等。在一些實施方案中，可使用多種技術中之一者提供識別符112。舉例而言，識別符112可包括射頻識別（RFID）標籤。作為另一實例，識別符112可包括視覺碼。
在一些實施方案中，識別符112可能與套筒104之任何感測器無關。舉例而言，套筒104可能不包括任何感測器，及/或儀器102可包括一或多個感測器以偵測發射。識別符112可指示待應用於儀器102中之此（等）感測器的設定或其他特性。識別符112可指示感測器之多少區域應該用於偵測，及/或感測器處之此（等）區域的位置，僅舉幾個實例。
圖2為可用於生物及/或化學分析（僅舉兩個實例）之實例系統200（諸如，本文中所描述之彼等系統）的示意圖。在一些實施方案中，本文中所描述之系統及/或技術可為系統200之部分。系統200可操作以獲得與至少一種生物及/或化學物質相關之任何資訊或資料。在一些實施方案中，載體202供應待分析之材料。舉例而言，載體202可包括固持材料之基板。在一些實施方案中，系統200具有用以至少在分析期間收納載體202之貯槽204。貯槽204可在系統200之外殼206中形成開口。舉例而言，系統200之一些或所有組件可在外殼206內。
系統200可包括用於載體202之材料之生物及/或化學分析的光學系統208。光學系統208可執行一或多個光學操作，包括但不限於材料之照明及/或成像。舉例而言，光學系統208可包括本文中別處所描述之任何或所有光學系統。作為另一實例，光學系統208可執行本文中別處所描述之任何或所有操作。在一些實施方案中，載體202包括一或多個感測器210以偵測來自材料（或與材料相關聯）之發射。舉例而言，光學系統208可接著用於將激發光提供至材料。僅出於說明之目的而展示感測器210之當前位置，位於載體202之「底部」處。在一些實施方案中，光學系統208可包括一或多個感測器以偵測來自載體202處之材料（或與材料相關聯）之發射。當光學系統208包括多個感測器時，可基於與載體202相關之偵測而控制激發照明之大小設定及/或定位。舉例而言，可基於偵測到之單個或多個樣品區域之存在（例如，在載體202之相同或不同基板處）來控制激發照明。
系統200可包括用於提供與生物及/或化學分析相關之熱處理的熱系統212。在一些實施方案中，熱系統212熱調節待分析材料之至少部分及/或載體202。
系統200可包括用於管理與生物及/或化學分析相關之一或多個流體的流體系統214。在一些實施方案中，可為載體202或其材料提供流體。舉例而言，可將流體添加至載體202之樣品材料及/或自樣品材料移除。
系統200包括促進與生物及/或化學分析相關之輸入及/或輸出的使用者介面216。使用者介面可用以指定用於系統200之操作的一或多個參數及/或輸出生物及/或化學分析之結果，僅舉幾個實例。舉例而言，使用者介面216可包括一或多個顯示螢幕（例如，觸控螢幕）、鍵盤及/或指標裝置（例如，滑鼠或軌跡墊）。
系統200可包括促進偵測載體202處之識別符220的識別符辨識組件218。回應於此偵測，光學系統208可基於感測器選擇照明光（例如，激發光）之形狀。在一些實施方案中，識別符220可包括RFID標籤及/或視覺碼（例如，以明文或符號表示），僅舉幾個實例。舉例而言，識別符辨識組件218可包括用於RFIDF標籤之無線接收器及/或用於視覺碼之掃描器。
在一些實施方案中，識別符220可能與載體202之任何感測器無關。舉例而言，載體202可能不包括任何感測器，及/或系統200（例如，光學系統208）可包括一或多個感測器以偵測發射。識別符220可指示待應用於系統200中之此（等）感測器的設定或其他特性。識別符220可指示感測器之多少區域應該用於偵測，及/或感測器處之此（等）區域的位置，僅舉幾個實例。
系統200可包括系統控制器222，該系統控制器可控制系統200之一或多個態樣以用於執行生物及/或化學分析。系統控制器222可控制以下各者中之一或多者及/或自以下各者中之一或多者接收一或多個信號：貯槽204、感測器210、光學系統208、熱系統212、流體系統214、使用者介面216及/或識別符辨識組件218。系統控制器222可包括至少一個處理器及具有用於處理器之可執行指令的至少一個儲存媒體（例如，記憶體）。
圖3展示系統300之實例。系統300可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。系統300示出樣品分析之實例，其中固持樣品之基板包括用於偵測發射之感測器。系統300包括分析基板301，該分析基板包含定位層302。術語定位在此處用以說明樣品之一或多個態樣將相對於定位層302定位（例如，判定其準確或大致位置）。定位層302可包括與樣品位置及/或電磁輻射限制相關之一或多個特徵。舉例而言，定位層302在此處包括空腔304。在一些實施方案中，空腔304包含奈米井。舉例而言，奈米井可藉由奈米壓印微影形成，奈米壓印微影使用奈米級模板以在壓印樹脂中形成奈米結構。在一些實施方案中，空腔304包含零模波導（例如，藉由表面密度超過
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個限制/mm 2之光學限制形成的小於一奈升之觀測體積）。定位層302處之樣品可經螢光染料標示以由激發光激活。僅出於說明之目的而展示定位層302之當前位置，位於分析基板301之「頂部」處。
分析基板301包含感測器層306，該感測器層包括多個感測器像素。感測器層306之感測器像素可為一或多個個別感測器之部分，例如，如本文中別處所描述。在此實例中，出於說明之目的而展示感測器像素308A至308C。可使用任何數目個感測器像素。感測器層306可包括感測器像素之二維陣列（例如，具有感測器像素之列及行的矩形區域），在當前視圖中展示其中的感測器像素308A至308C。感測器像素308A至308C中之每一者對一或多種形式之光（包括但不限於可見光）敏感。感測器像素308A至308C可包括促進照射電磁輻射之偵測的一或多種類型之電路系統或為該一或多種類型之電路系統的部分。在一些實施方案中，感測器像素308A至308C中之一或多者包括光電二極體。舉例而言，光電二極體可包括兩種類型之半導體材料之間的接面（例如，p-n接面）。在一些實施方案中，感測器像素308A至308C中之一或多者為MOS裝置之晶片之部分。舉例而言，感測器像素308A至308C中之一或多者可為用於偵測電磁輻射之CMOS裝置。舉例而言，感測器層306可包含CMOS晶片。在一些實施方案中，感測器像素308A至308C中之一或多者包括CCD。舉例而言，感測器像素308A至308C中之一或多者包括MOS電容器。在一些實施方案中，系統300可使用位於除基板301以外之別處的一或多個感測器。
感測器層306可經組態以用於偵測由利用至少一種類型之激發光照明樣品而產生的發射或以其他方式與這些發射相容。在一些實施方案中，可使用一或多種色彩之照明光。照明光可具有一種色彩、兩種色彩、三種色彩、四種色彩或多於四種色彩，僅舉幾個實例。舉例而言，可使用紅色/綠色或藍色/綠色系統。
感測器層306可基於感測器像素308A至308C中之一或多者進行的偵測而產生一或多個對應輸出信號。舉例而言，該（等）信號可表示定位層302處之樣品的影像。在一些實施方案中，系統300不包括定位層302與感測器層306之間的間隔物。
系統300包括照明光（illumination light；IL）源310。在一些實施方案中，出於執行分析之目的，照明光源310被導向定位層302。舉例而言，照明光源310可包括一或多個雷射及/或一或多個發光二極體（light-emitting diode；LED）。
系統300包括控制電路系統312。控制電路系統312可使用參看圖11所描述之一或多個實例來實施，且可形成為單個單元或分散在兩個或多於兩個組件當中。控制電路系統312可包括照明光控制電路系統314及影像感測器控制電路系統316。照明光控制電路系統314可使用照明光源310產生照明光（例如，藉由控制照明光之波長範圍、強度、持續時間、振幅及/或相位）。影像感測器控制電路系統316可提供發射偵測（例如，藉由回應於樣品受到照明光而控制感測器像素之陣列，諸如感測器像素308A至308C）。
圖4展示具有空間光調變器402之系統400的實例。系統400及/或空間光調變器402可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。系統400包括光源404。光源404可產生一或多種類型之照明光以供分析樣品。舉例而言，光源404可基於雷射或基於LED。系統400可包括用於光源404之光學件406。舉例而言，光學件406可包括一或多個透鏡、一或多個二向色濾光片及/或一或多個準直儀。
光學件406可將光自光源404提供至空間光調變器402。空間光調變器402可接收由光源404產生之第一光且自第一光形成第二光。在一些實施方案中，相較於第一光，第二光可包括振幅修改。在一些實施方案中，相較於第一光，第二光可包括相移。
空間光調變器402可將光（例如，以上實例中之第二光）提供至系統400中之一或多個組件。此處，鏡408及透鏡410經展示為可自空間光調變器402接收一些或全部光的組件之實例。可使用其他方法。
系統400可將光自空間光調變器402導引至基板412，該基板經組態以用於固持至少一個樣品以供分析。基板412包括用於偵測來自樣品（或與樣品相關聯）之發射的至少一個感測器。在一些實施方案中，基板412包括一或多個流量槽。在一些實施方案中，系統400包括位於除基板412以外之別處的一或多個感測器。
來自空間光調變器402之光可在基板412處形成一或多個形狀。此處，卵形414示意性地展示可在基板412處產生之形狀416之實例。在此等實例中，形狀416中之每一者包括多邊形區域或橢圓形區域。形狀416A包括相對較窄的矩形；形狀416B包括橢圓形；形狀416C包括正方形；形狀416D包括寬於一個形狀416A之矩形；且形狀416E包括兩個或多於兩個多邊形（例如，矩形）。用於系統400之形狀416可包括除所展示之形狀及/或大小以外的其他形狀及/或形狀大小。形狀416中之一或多者可形成於基板412處。形狀416中之兩者或多於兩者可同時及/或依序形成於基板412處。因而，來自空間光調變器402之光可照明基板412之一個或多個區域。此等多個區域中之至少兩者可具有彼此不同的形狀。在一些實施方案中，可使用除此實例中所展示之彼等形狀以外的其他形狀。
在一些實施方案中，照射於基板412處之光的特徵可在於其橫截面面積。舉例而言，可依據基於此入射光照明之基板之區域來描述形狀416中之任一者（例如，照射光為多邊形抑或橢圓形；照射光相對較窄抑或較寬；及/或照射光是否形成一或多個被照明區域）。可指定照射光之一或多個空間尺寸（例如，寬度、長度、高度、深度等）。在利用相位型空間光調變器之情況下，照射光可定義為在基板處具有指定橫截面（例如，特定剖面），在該基板處發生相長及/或相消干涉。在利用振幅型空間光調變器之情況下，照射光可定義為在基板處及/或在振幅型空間光調變器與基板之間的任何點處具有指定橫截面（例如，特定剖面）。
對照明光之形狀（例如，形狀416中之一或多者）的選擇可影響照射於樣品處之光的強度剖面及/或輻照度剖面。舉例而言，此可在空間光調變器為相位型空間光調變器時適用。在一些實施方案中，當正使用形狀416E時，此會在基板之被照明部分中產生所得亮度位準（例如，具有均勻照明密度）。藉由改變分析系統以替代地形成另一形狀（例如，形狀416D），相較於在改變之前，可在樣品處獲得照明光之增加亮度。因而，可至少部分地基於照明光亮度之所要位準而選擇照明圖案之形狀。諸如系統400之光學系統可經受影響光之所得功率及/或亮度的透射損失。在一些實施方案中，透射損失可出現在空間光調變器402處。舉例而言，可在選擇用於系統400之光源404時及/或在調整光源404之設定時考量透射損失。
此處之箭頭418將基板412及空間光調變器402彼此連接。在一些實施方案中，箭頭418示意性示出：系統400之特徵可在於照明光之形狀選擇。在一些實施方案中，系統400可偵測基板412處之識別符，該識別符與包括於基板中之感測器相關。基於該偵測，系統400可控制空間光調變器402以在基板412處產生一或多個形狀之照明光。舉例而言，當基板412具有多於一個感測器時，可提供多於一個照明亮區域。偵測到之識別符可包括RFID標籤及/或視覺碼，僅舉兩個實例。
在一些實施方案中，系統400包括偵測識別符（例如，藉由接收無線電發射或藉由掃描諸如條形碼之視覺碼）之無線感測器及/或光學感測器。感測器可輸出指示編碼於識別符中之資料的一或多個信號。系統400可使用來自感測器之信號來控制空間光調變器402。舉例而言，可控制空間光調變器402以基於編碼於識別符中之資料而產生照明光剖面。
在一些實施方案中，基板412處之識別符可能與基板412之任何感測器無關。舉例而言，基板412可能不包括任何感測器，及/或系統400可包括至少一個感測器420以偵測發射。成像光可藉助於透鏡410（例如，物鏡）及鏡408（例如，二向色鏡）自基板412朝向感測器420傳播以用於偵測。基板412處之識別符可指示待應用於系統400中之感測器420的設定或其他特性。識別符可指示感測器420之多少區域應該用於偵測，及/或可定義感測器420處之此（等）區域的位置，僅舉幾個實例。
在一些實施方案中，箭頭418亦可或替代地示意性地示出：系統400之特徵可在於關於如在基板412處偵測到之照明光的即時反饋。基板412處之照明光的均勻性可與樣品分析之品質及/或效率相關。因而，可以意欲在基板412處提供某一位準之照明光均勻性的方式控制空間光調變器402。然而，由於光學路徑之未知或不可避免的特性，可在基板412處偵測到一些量之非均勻信號回應。因此，系統可基於照明光及來自成像之回應信號而執行比較。舉例而言，系統400可利用激發光產生成像圖案之反轉，且將反轉與所獲得成像相乘。原則上，此乘法之結果為真實平坦信號回應。然而，若由乘法產生之乘積不同於真實平坦信號回應，則此可建議對空間光調變器402（及/或光源404）進行調整。因而，即時反饋可有助於改善系統400執行之分析的效率及/或品質。
在一些實施方案中，系統400包括利用激發光產生成像圖案之反轉的圖案反轉組件。舉例而言，圖案反轉組件可經組態以執行變換，該變換與由相位型空間光調變器執行之變換（例如，相移）相反。在一些實施方案中，可獲得所獲得成像之回應信號。舉例而言，此可使用位於樣品基板處之感測器及/或藉由系統中別處之感測器來進行。在一些實施方案中，系統400包括圖案乘法組件。圖案乘法組件可基於所產生反轉及回應信號而執行乘法。舉例而言，圖案乘法組件可獲得反轉及回應信號之傅立葉變換且將其各別係數彼此相乘。若圖案乘法中所涉及之因子確實為彼此之反轉，則可預期乘積為真實平坦信號（例如，在各處具有單位值）。然而，當反轉與回應信號之間存在差異時，乘積可能不平坦（例如，一些值大於或小於一）。當一或多個非平坦（例如，非單位）值出現在乘積中時，可調整空間光調變器402及/或光源404以抵消此情形。
以上實例說明用於分析基板（例如，基板412）處之樣品的系統之實例。此系統（例如，系統400）可包括：光源（例如，光源404），其用以產生第一光；及空間光調變器（例如，空間光調變器402），其用以自第一光形成第二光。基板可包括至少一個感測器（例如，圖3中之感測器層306）以偵測樣品之發射或與樣品相關聯之發射。在基板處，第二光可形成基於至少一個感測器而選擇之形狀（例如，形狀416中之任一者）。第二光可照明基板之對應於該形狀之區域。
圖5展示具有振幅型空間光調變器502之系統500的實例。系統500及/或振幅型空間光調變器502可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。在此實例中，振幅型空間光調變器502藉由反射光來操作。在一些實施方案中，振幅型空間光調變器502可為透射式。系統500包括光源504（例如，一或多個雷射及/或LED裝置）及將光導向基板510處之樣品508的至少一個投影透鏡506。在一些實施方案中，系統500包括有限共軛透鏡。在一些實施方案中，系統500包括管透鏡及顯微鏡物鏡，其兩者之間具有準直區域（例如，一或多個準直儀）。此處，系統500亦包括光束捕集器512。如本文中所使用，光束捕集器為經組態以用於吸收一或多種類型之光的一或多個組件。在一些實施方案中，光可導向光束捕集器以防止光在別處傳播且潛在地以不想要的方式干擾另一組件。舉例而言，光束捕集器可經設計以吸收光中之光子的能量，而幾乎沒有反射。
在操作中，光源504將光514導向振幅型空間光調變器502。系統500控制振幅型空間光調變器502以在其上產生至少一個亮區域516及一暗區域518。亮區域516對應於光514之一部分朝向投影透鏡506之反射。舉例而言，此可導致在樣品508處出現亮區域522。暗區域518對應於光514之一部分在除朝向投影透鏡506以外之別處的反射。舉例而言，暗區域518可將光520朝向光束捕集器512反射。此可導致在樣品508處出現暗區域524。在樣品508處，亮區域522及暗區域524（且視情況，圖中未示之一或多個其他亮/暗區域）可形成至少一個形狀（例如，圖4中之形狀416中之一或多者）。為簡單起見，本實例提及在振幅型空間光調變器502處之兩個區域（亮區域516及暗區域518）及在樣品508處之兩個區域（亮區域522及暗區域524）。在一些實施方案中，可使用更多或更少區域。在一些實施方案中，基板510包括一或多個感測器。在一些實施方案中，系統500包括位於除基板510以外之別處的一或多個感測器。
振幅型空間光調變器502可根據用於在空間上調變光514之多種方法中之至少一者操作。在一些實施方案中，振幅型空間光調變器502可包括可變形鏡。如本文中所使用，可變形鏡包括具有對至少一種類型之光為反射性之表面的任何裝置，其中該表面可控制地變形以使反射光具有不同於在入射光情況下之特性的一或多個特性。舉例而言，可變形鏡可根據以下技術中之一或多者操作：獨立的平面鏡段可在前後方向上移動以實現相移；可變形薄膜藉由其背面之離散致動器控制；連續反射表面由磁性致動器之個別衝程進行運動；微機電鏡藉由致動器控制；薄的導電及反射膜在堅固的平面框架上拉伸且藉由所施加電壓發生靜電變形；壓電或電致伸縮材料藉由施加有電壓之電極結構來圖案化；或鐵磁粒子懸浮於液體載劑中且經受使表面塑形之外部磁場。
在一些實施方案中，可變形鏡之一或多個部分可變形以提供亮區域516及暗區域518。在一些實施方案中，振幅型空間光調變器502可包括可定向以採用至少兩種不同狀態中之任一者的鏡。此處，圓圈526示意性地展示基板528，該基板為振幅型空間光調變器502之部分。基板528可至少具備鏡530及532。可使用比所展示鏡多的鏡。舉例而言，鏡530及532可為微機械電系統（micro-electrical-mechanical system；MEMS）中之微鏡陣列之部分。在本實例中，鏡530將形成亮區域516之至少部分且因此以白色展示。在此實例中，鏡532將形成暗區域518之至少部分且因此以黑色展示。鏡530及532可由彼此相同的材料製成。鏡530及532之定向可相對於任何參考來定義，諸如圖示中所指示之線534。鏡530相對於線534之位置可由機構536控制。鏡532相對於線534之位置可由機構538控制。機構536及538可根據多種MEMS技術方法中之任一者操作。在一些實施方案中，機構536及538中之每一者包括扭轉鉸鏈，該扭轉鉸鏈由CMOS記憶體元件控制以便使用一或多個彈簧控制鏡530及532中之對應者的位置。
在操作中，作為光514之部分，光540及光542可到達振幅型空間光調變器502。光540及542可被稱作導向振幅型空間光調變器502處之第一光。鏡530可自光540反射光544。光544可被稱作導向投影透鏡506之第二光。鏡532可自光542反射光546，光546形成光520之至少部分。光546可被稱作導向光束捕集器512之第三光。
可基於一或多個考慮因素來選擇振幅型空間光調變器502、投影透鏡506及基板510相對於彼此的位置。此處，指示振幅型空間光調變器502與投影透鏡506之間的距離548。又，指示投影透鏡506與樣品508之間的距離550。為了在系統500中提供大約單位或1:1的放大率，距離548及550可至少實質上彼此相等。舉例而言，距離548及550可均大約等於2 f，其中 f表示系統500之焦距。距離548及550可具有其他長度，例如使得其不相等。
圖6展示具有相位型空間光調變器602之系統600的實例。系統600及/或相位型空間光調變器602可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。在此實例中，相位型空間光調變器602藉由透射光來操作。在一些實施方案中，相位型空間光調變器602可為反射式。系統600包括光源604（例如，一或多個雷射及/或LED裝置）及將光導向基板610處之樣品608的至少一個投影透鏡606。在一些實施方案中，相位型空間光調變器602可位於投影透鏡606之入射光瞳處（例如，直接地或使用光學中繼系統）。在一些實施方案中，相位型空間光調變器602可產生待形成於樣品608處之圖案的傅立葉變換。舉例而言，給定相位型空間光調變器602之能力（例如，可達成的其解析度及/或相移），迭代演算法可用以計算相位模式。
在操作中，光源604將光612導向相位型空間光調變器602。系統600控制相位型空間光調變器602以自光612形成光。此處，示意性地示出來自相位型空間光調變器602之光614及616。舉例而言，相位型空間光調變器602可使光614及616中之一者相對於另一者相移。相位型空間光調變器602可基於液晶。在一些實施方案中，取決於光（亦即，待雙折射）之偏振及/或傳播方向，液晶配置可具有不同折射率。相較於施加不同電壓（或不施加電壓）之光之另一部分，可控制液晶（例如，藉由在一定厚度之液晶層上施加電壓）以改變光之一個部分的有效折射率。應用於一些光之改變的折射率導致光之至少一個部分相對於光之另一部分相移。因而，由空間光調變器602形成之光的特徵可在於具有一或多個相移。
相移可導致樣品608處之相長或相消干涉。舉例而言，出現在樣品608處之亮區域618可由光614與616之間的相長干擾產生。作為另一實例，出現在樣品608處之暗區域620可由光614與616之間的相消干涉產生。在樣品508處，亮區域618及暗區域620（且視情況，圖中未示之一或多個其他亮/暗區域）可形成至少一個形狀（例如，圖4中之形狀416中之一或多者）。在一些實施方案中，基板610包括一或多個感測器。在一些實施方案中，系統600包括位於除基板610處以外之別處的一或多個感測器。
可基於一或多個考慮因素來選擇相位型空間光調變器602、投影透鏡606及基板610相對於彼此的位置。此處，指示相位型空間光調變器602與投影透鏡606之間的距離622。又，指示投影透鏡606與樣品608之間的距離624。為了在系統600中提供大約單位或1:1的放大率，距離622及624可至少實質上彼此相等。舉例而言，距離622及624可均大約等於1 f，其中 f表示系統600之焦距。距離622及624可具有其他長度，例如其中這些距離不相等。
圖7展示具有對空間光調變器702之即時反饋的系統700之實例。系統700及/或空間光調變器702可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。系統700可包括一或多個光源。此處，展示LED陣列704A至704C。LED陣列704A至704C中之每一者可產生一或多個波長帶之光。舉例而言，可產生藍光、綠光及/或紅光。來自LED陣列704A至704C中之任一者的光可穿過一或多個透鏡，例如，如所展示。來自LED陣列704A至704C中之一些或全部的光可進入共同光學路徑。舉例而言，可使用二向色濾光片706A及/或二向色濾光片706B。可例如使用至少一個聚光透鏡708使來自LED陣列704A至704C中之一或多者的光會聚。可例如使用至少一個準直儀710使來自LED陣列704A至704C中之一或多者的光準直。其他光學件可應用於來自LED陣列704A至704C中之一或多者的光，如此處由透鏡712示意性地示出。透鏡712可將來自LED陣列704A至704C中之一或多者的光中之至少一些導向空間光調變器702。
來自空間光調變器702之光可朝向投影透鏡714傳播。在此實例中，空間光調變器702藉由反射至少一些光來操作。在一些實施方案中，空間光調變器702可藉由透射至少一些光來操作。投影透鏡714可將光導向基板718處之樣品716。基板718可包括一或多個感測器以回應於照明光而偵測來自樣品716（或與樣品相關聯）之一或多種類型之發射。舉例而言，可回應於激發光而偵測螢光。基板718之感測器可用於將即時反饋提供至空間光調變器702，如由箭頭720示意性地指示。在一些實施方案中，即時反饋可基於涉及在感測器處俘獲之成像信號之反轉的比較。反轉可與如由空間光調變器702所定義之照明圖案相乘。在一些實施方案中，若結果並非平坦信號，則系統700可調整一或多個參數（例如，藉由控制空間光調變器702）。舉例而言，若非平坦信號指示空間光調變器702之照明足跡使光照射於基板之特定區域中（或基板之外），則可調整足跡以免在彼區域中產生光。作為另一實例，若非平坦信號指示空間光調變器702之照明足跡使得幾乎沒有光照射於基板之特定區域中，則可調整足跡以便在彼區域中產生光。舉例而言，以上控制操作可涉及調整振幅型空間光調變器（例如，藉由使更多或更少鏡變亮或變暗）。作為另一實例，以上控制操作可涉及調整相位型空間光調變器（例如，以調整變換，從而導致在特定區域中發生相長干涉或導致在特定區域中發生相消干涉）。在一些實施方案中，系統700包括位於除基板718處以外之別處的一或多個感測器。
圖8展示具有流量槽802及感測器804A至804B之基板800的實例。基板800、流量槽802及/或感測器804A至804B可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。流量槽802在此處使用虛線輪廓來示意性地示出，且可包括用於使流體（例如，具有螢光染料之試劑及/或液體）流動以與樣品（圖中未示）接觸之一或多個通道。僅出於說明之目的而展示流量槽802之當前位置，位於基板800之「頂部」處。除流量槽802以外，基板800亦可包括一或多個其他流量槽（圖中未示）。
感測器804A至804B在此處係使用虛線輪廓示意性地示出，且可包括經設計以用於偵測來自樣品（或與樣品相關聯）之發射的一或多個裝置。感測器804A至804B在此處由流量槽802覆蓋。僅出於說明之目的而展示感測器804A至804B之當前位置，位於基板800中之流量槽802「下方」。除感測器804A至804B以外，基板800亦可包括一或多個其他感測器（圖中未示）。
基板800可包括與感測器804A至804B相關之識別符806。在一些實施方案中，識別符806可至少指示包括於基板800中之感測器之數目（例如，一或多個）。系統可偵測識別符806且基於感測器804A至804B而選擇照明光（例如，激發光）之形狀。在一些實施方案中，可使用RFID標籤及/或視覺碼提供識別符806。
在一些實施方案中，識別符806可能與基板800之任何感測器無關。舉例而言，基板800可能不包括任何感測器，及/或使用基板800之系統可包括一或多個感測器以偵測發射。識別符806可指示待應用於系統中之此（等）感測器的設定或其他特性。識別符可指示感測器之多少區域應該用於偵測，及/或感測器處之此（等）區域的位置，僅舉幾個實例。
圖9展示具有流量槽902A至902B及感測器904A至904B之基板900的實例。基板900、流量槽902A至902B及/或感測器904A至904B可與本文中別處所描述之一或多個其他實例一起使用。流量槽902A至902B在此處使用虛線輪廓來示意性地示出，且可各自包括用於使流體（例如，具有螢光染料之試劑及/或液體）流動以與樣品（圖中未示）接觸之一或多個通道。僅出於說明之目的而展示流量槽902A至902B之當前位置，位於基板900之「頂部」處。除流量槽902A至902B以外，基板900亦可包括一或多個其他流量槽（圖中未示）。
感測器904A至904B在此處使用虛線輪廓示意性地示出，且可各自包括經設計以用於偵測來自樣品（或與樣品相關聯）之發射的一或多個裝置。此處，感測器904A由流量槽902A覆蓋。感測器904B由流量槽902B覆蓋。僅出於說明之目的而展示感測器904A至904B之當前位置，位於基板900中之各別流量槽902A至902B「下方」。除感測器904A至904B以外，基板900亦可包括一或多個其他感測器（圖中未示）。
基板900可包括與感測器904A至904B相關之識別符906。在一些實施方案中，識別符906可至少指示包括於基板900中之感測器之數目（例如，兩個或多於兩個）。系統可偵測識別符906且基於感測器904A至904B而選擇照明光（例如，激發光）之形狀。在一些實施方案中，可使用RFID標籤及/或視覺碼提供識別符906。
在一些實施方案中，識別符906可能與基板900之任何感測器無關。舉例而言，基板900可能不包括任何感測器，及/或使用基板900之系統可包括一或多個感測器以偵測發射。識別符906可指示待應用於系統中之此（等）感測器的設定或其他特性。識別符可指示感測器之多少區域應該用於偵測，及/或感測器處之此（等）區域的位置，僅舉幾個實例。
圖10展示方法1000之實例。方法1000可與本文中別處描述之一或多個其他實例一起使用。可執行更多或更少操作。除非另外指示，否則可以不同次序執行兩個或多於兩個操作。
在操作1002處，可選擇基板。此選擇可由分析程序中所涉及的人員進行，且可考量樣品之類型及/或待偵測發射之種類。可自數個類型之基板當中進行選擇。舉例而言，可選擇基板800（圖8）或基板900（圖9）。
在操作1004處，可將至少一個樣品施加至選定基板。在一些實施方案中，樣品包括待定序之基因物質。舉例而言，基因物質之樣品之製備可包括樣品之群聚，包括但不限於模板分子之固相擴增。
在操作1006處，可將基板相對於分析系統置放於適當位置。在一些實施方案中，此可涉及將基板置放於系統之殼體內部，諸如置放於可執行熱控制及/或流體處理之可平移台上。
在操作1008處，可偵測基板之識別符。在一些實施方案中，識別符可與基板之感測器相關。在一些實施方案中，識別符可與位於除基板處以外之別處的一或多個感測器相關。在一些實施方案中，偵測識別符可涉及自RFID標籤接收信號及/或讀取視覺碼。
在操作1010處，可組態分析系統。舉例而言，可定義照明光之特性或其施加至樣品之持續時間。作為另一實例，可定義待由感測器執行之偵測的特性或其操作之持續時間。另外或替代地，可執行其他組態。
在操作1012處，可由光源產生照明光（例如，激發光）。所產生之光可導向空間光調變器處。
在操作1014處，可控制空間光調變器以自作為操作1012之部分接收到的光形成光。可控制空間光調變器以形成光，以便導向樣品處。在一些實施方案中，此可涉及控制空間光調變器以形成一或多個選定形狀之光。舉例而言，可基於基板之感測器之數目而選擇待由光形成之形狀之數目。
在操作1016處，光可導向空間光調變器處。舉例而言，一或多個光學組件（例如，透鏡、準直儀及/或稜鏡）可使用。
在操作1018處，來自空間光調變器之光可導向基板處。在一些實施方案中，振幅型空間光調變器可將一些光導向基板處之樣品，且可將其他光導向別處（例如，導向光束捕集器中）。作為另一實例，相位型空間光調變器可改變所接收光之至少一部分的相位。
在操作1020處，可觸發即時反饋之執行。舉例而言，此可在預分析程序期間或在分析程序之初始階段進行。
在操作1022處，可產生反轉圖案。在一些實施方案中，此涉及使用來自激發光學件之輸出。舉例而言，可利用激發光產生成像圖案之反轉。
在操作1024處，所產生之反轉圖案可與所獲得成像之回應信號相乘。舉例而言，此可涉及使用各別傅立葉變換之圖案乘法。
在操作1026處，可在評估照明光之均勻性時考量操作1024中之乘法的結果。舉例而言，此評估可為決定是否調整分析系統之基礎之部分。
在操作1028處，可控制照明光。舉例而言，此可涉及基於操作1026中之評估而改變或調整分析系統之一或多個特性。
在操作1030處，可偵測來自樣品（或與樣品相關聯）之至少一個發射。在一些實施方案中，可藉由包括於基板中之感測器來偵測發射。舉例而言，發射偵測可涉及藉助於對齊回應於激發光而產生之螢光來對樣品進行成像。
在操作1032處，可分析樣品。可基於發射偵測而判定或評估樣品之一或多個態樣或特性。舉例而言，在基因物質之樣品的情況下，可執行對樣品之定序以判定其一級結構。
圖11示出可用以實施本發明之態樣的計算裝置1100之實例架構，包括本文中所描述之系統、設備及/或技術中之任一者，或可用於各種可能的具體實例中之任何其他系統、設備及/或技術。
圖11中所示出之計算裝置可用以執行本文中所描述之作業系統、應用程式及/或軟體模組（包括軟體引擎）。
在一些具體實例中，計算裝置1100包括至少一個處理裝置1102（例如，處理器），諸如中央處理單元（central processing unit；CPU）。多種處理裝置可購自多個製造商，例如英特爾（Intel）或Advanced Micro Devices。在此實例中，計算裝置1100亦包括系統記憶體1104及將包括系統記憶體1104之各種系統組件耦接至處理裝置1102的系統匯流排1106。系統匯流排1106為可使用的任何數目個類型之匯流排結構中之一者，包括但不限於記憶體匯流排或記憶體控制器；周邊匯流排；及使用多種匯流排架構中之任一者的區域匯流排。
可使用計算裝置1100實施之計算裝置之實例包括桌上型電腦、膝上型電腦、平板電腦、行動計算裝置（諸如，智慧型手機、觸控板行動數位裝置或其他行動裝置），或經組態以處理數位指令之其他裝置。
系統記憶體1104包括唯讀記憶體1108及隨機存取記憶體1110。含有用以諸如在啟動期間傳送計算裝置1100內之資訊之基本常式的基本輸入/輸出系統1112可儲存於唯讀記憶體1108中。
在一些具體實例中，計算裝置1100亦包括用於儲存數位資料之輔助儲存裝置1114，諸如硬碟驅動機。輔助儲存裝置1114藉由輔助儲存介面1116連接至系統匯流排1106。輔助儲存裝置1114及其相關聯之電腦可讀取媒體為計算裝置1100提供對電腦可讀取指令（包括應用程式及程式模組）、資料結構及其他資料之非揮發性及非暫時性儲存。
儘管本文中所描述之實例環境使用硬碟驅動機作為輔助儲存裝置，但在其他具體實例中，使用其他類型之電腦可讀取儲存媒體。此等其他類型之電腦可讀取儲存媒體之實例包括匣式磁帶、快閃記憶卡、數位視訊磁碟、柏努利盒、緊密光碟唯讀記憶體、數位多功能光碟唯讀記憶體、隨機存取記憶體或唯讀記憶體。一些具體實例包括非暫時性媒體。舉例而言，電腦程式產品可有形地體現於非暫時性儲存媒體中。另外，此類電腦可讀取儲存媒體可包括本端儲存器或基於雲端之儲存器。
數個程式模組可儲存於輔助儲存裝置1114及/或系統記憶體1104中，包括作業系統1118、一或多個應用程式1120、其他程式模組1122（諸如，本文中所描述之軟體引擎）及程式資料1124。計算裝置1100可利用任何合適的作業系統，諸如Microsoft Windows™、Google Chrome™ OS、Apple OS、Unix或Linux及變體，以及適合於計算裝置之任何其他作業系統。其他實例可包括Microsoft、Google或Apple作業系統，或用於平板計算裝置中之任何其他合適的作業系統。
在一些具體實例中，使用者經由一或多個輸入裝置1126將輸入提供至計算裝置1100。輸入裝置1126之實例包括鍵盤1128、滑鼠1130、麥克風1132（例如，用於語音及/或其他音訊輸入）、觸控感測器1134（諸如，觸控板或觸摸敏感式顯示器）及示意動作感測器1135（例如，用於示意動作輸入）。在一些實施方案中，輸入裝置1126提供基於存在、近接及/或運動之偵測。在一些實施方案中，使用者可行走至其家中，且此可觸發至處理裝置中之輸入。舉例而言，輸入裝置1126可接著促進使用者之自動化體驗。其他具體實例包括其他輸入裝置1126。輸入裝置可經由耦接至系統匯流排1106之輸入/輸出介面1136連接至處理裝置1102。此等輸入裝置1126可藉由任何數目個輸入/輸出介面連接，諸如並列埠、串列埠、遊戲埠或通用串列匯流排。輸入裝置1126與輸入/輸出介面1136之間的無線通信亦為可能的，且在一些可能的具體實例中，包括紅外線、BLUETOOTH®無線技術、802.11a/b/g/n、蜂巢式、超寬頻（UWB）、紫蜂（ZigBee）或其他射頻通信系統，僅舉幾個實例。
在此實例具體實例中，諸如監視器、液晶顯示裝置、發光二極體顯示裝置、投影機或觸敏式顯示裝置之顯示裝置1138亦經由諸如視訊配接器1140之介面連接至系統匯流排1106。除顯示裝置1138以外，計算裝置1100亦可包括各種其他周邊裝置（圖中未示），諸如揚聲器或印表機。
計算裝置1100可經由網路介面1142連接至一或多個網路。網路介面1142可提供有線及/或無線通信。在一些實施方案中，網路介面1142可包括用於傳輸及/或接收無線信號之一或多個天線。當用於區域網路連接環境或廣域網路連接環境（諸如，網際網路）中時，網路介面1142可包括乙太網路介面。其他可能的具體實例使用其他通信裝置。舉例而言，計算裝置1100之一些具體實例包括用於跨越網路之通信的數據機。
計算裝置1100可包括至少一些形式之電腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體包括可由計算裝置1100存取之任何可用媒體。作為實例，電腦可讀取媒體包括電腦可讀取儲存媒體及電腦可讀取通信媒體。
電腦可讀取儲存媒體包括在經組態以儲存諸如電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料之資訊的任何裝置中實施的揮發性及非揮發性、抽取式及非抽取式媒體。電腦可讀取儲存媒體包括但不限於隨機存取記憶體、唯讀記憶體、電可抹除可程式化唯讀記憶體、快閃記憶體或其他記憶體技術、緊密光碟唯讀記憶體、數位多功能光碟或其他光學儲存器、匣式磁帶、磁帶、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置，或可用以儲存所要資訊且可由計算裝置1100存取之任何其他媒體。
電腦可讀取通信媒體典型地將電腦可讀取指令、資料結構、程式模組或其他資料體現於經調變資料信號（諸如，載波或其他輸送機制）中，且包括任何資訊傳遞媒體。術語「經調變資料信號」係指具有以使得在信號中編碼資訊之方式設定或改變的其特性中之一或多者的信號。作為實例，電腦可讀取通信媒體包括有線媒體，諸如有線網路或直接有線連接，以及無線媒體，諸如聲學、射頻、紅外線及其他無線媒體。上文各者中之任一者的組合亦包括於電腦可讀取媒體之範圍內。
圖11中所示出之計算裝置亦為可程式化電子裝置之實例，該可程式化電子裝置可包括一或多個此類計算裝置，且當包括多個計算裝置時，此類計算裝置可與合適的資料通信網路耦接在一起，以便共同地執行本文中所揭示之各種功能、方法或操作。
貫穿本說明書所使用之術語「實質上」及「大約」用以描述及考量諸如由於處理變化之小的波動。舉例而言，這些變化可指小於或等於±5%，諸如小於或等於±2%、諸如小於或等於±1%、諸如小於或等於±0.5%、諸如小於或等於±0.2%、諸如小於或等於±0.1%、諸如小於或等於±0.05%。又，當在本文中使用時，諸如「一（a/an）」之不定冠詞意謂「至少一個」。"
應瞭解，前述概念及下文更詳細論述之額外概念的所有組合（限制條件為此等概念並不相互矛盾）預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。詳言之，在本發明結尾處出現之所主張主題的所有組合預期為本文中所揭示之本發明主題的部分。
此外，諸圖中所描繪之邏輯流程不需要所展示之特定次序或依序次序以達成合乎需要之結果。此外，可提供其他程序，或可自所描述之流程消除程序，且其他組件可添加至所描述之系統，或自所描述之系統移除。因此，其他實施方案係在以下申請專利範圍之範圍內。
雖然如本文中所描述，已說明所描述實施方案之某些特徵，但所屬技術領域中具有通常知識者現將想到許多修改、替代、改變及等效物。因此，應理解，所附申請專利範圍意欲涵蓋如落入實施方案之範圍內的所有此等修改及改變。應理解，已僅作為實例而非限制來呈現此等修改及改變，且可進行形式及細節之各種改變。本文中所描述之設備及/或方法之任何部分可以除相互排斥組合之外的任何組合來組合。本文中所描述之實施方案可包括所描述之不同實施方案之功能、組件及/或特徵的各種組合及/或子組合。
100:系統 102:儀器 104:套筒 106:樣品 108:貯槽 110:儀器控制器 112:識別符 200:系統 202:載體 204:貯槽 206:外殼 208:光學系統 210:感測器 212:熱系統 214:流體系統 216:使用者介面 218:識別符辨識組件 220:識別符 222:系統控制器 300:系統 301:分析基板 302:定位層 304:空腔 306:感測器層 308A:感測器像素 308B:感測器像素 308C:感測器像素 310:照明光（IL）源 312:控制電路系統 314:照明光控制電路系統 316:影像感測器控制電路系統 400:系統 402:空間光調變器 404:光源 406:光學件 408:鏡 410:透鏡 412:基板 414:卵形 416:形狀 416A:形狀 416B:形狀 416C:形狀 416D:形狀 416E:形狀 418:箭頭 420:感測器 500:系統 502:振幅型空間光調變器 504:光源 506:投影透鏡 508:樣品 510:基板 512:光束捕集器 514:光 516:亮區域 518:暗區域 520:光 522:亮區域 524:暗區域 526:圓圈 528:基板 530:鏡 532:鏡 534:線 536:機構 538:機構 540:光 542:光 544:光 546:光 548:距離 550:距離 600:系統 602:相位型空間光調變器 604:光源 606:投影透鏡 608:樣品 610:基板 612:光 614:光 616:光 618:亮區域 620:暗區域 622:距離 624:距離 700:系統 702:空間光調變器 704A:LED陣列 704B:LED陣列 704C:LED陣列 706A:二向色濾光片 706B:二向色濾光片 708:聚光透鏡 710:準直儀 712:透鏡 714:投影透鏡 716:樣品 718:基板 720:箭頭 800:基板 802:流量槽 804A:感測器 804B:感測器 806:識別符 900:基板 902A:流量槽 902B:流量槽 904A:感測器 904B:感測器 906:識別符 1000:方法 1002:操作 1004:操作 1006:操作 1008:操作 1010:操作 1012:操作 1014:操作 1016:操作 1018:操作 1020:操作 1022:操作 1024:操作 1026:操作 1028:操作 1030:操作 1032:操作 1100:計算裝置 1102:處理裝置 1104:系統記憶體 1106:系統匯流排 1108:唯讀記憶體 1110:隨機存取記憶體 1112:基本輸入/輸出系統 1114:輔助儲存裝置 1116:輔助儲存介面 1118:作業系統 1120:應用程式 1122:程式模組 1124:程式資料 1126:輸入裝置 1128:鍵盤 1130:滑鼠 1132:麥克風 1134:觸控感測器 1135:示意動作感測器 1136:輸入/輸出介面 1138:顯示裝置 1140:視訊配接器 1142:網路介面
[圖1]為包括儀器、套筒及流量槽之系統的圖。
[圖2]為可用於生物及/或化學分析之實例系統的示意圖。
[圖3]展示系統之實例。
[圖4]展示具有空間光調變器之系統的實例。
[圖5]展示具有振幅型空間光調變器之系統的實例。
[圖6]展示具有相位型空間光調變器之系統的實例。
[圖7]展示具有對空間光調變器之即時反饋的系統之實例。
[圖8]展示具有流量槽及感測器之基板的實例。
[圖9]展示具有流量槽及感測器之基板的實例。
[圖10]展示方法之實例。
[圖11]示出可用以實施本發明之態樣的計算裝置1100之實例架構，包括本文中所描述之系統、設備及/或技術中之任一者，或可用於各種可能的具體實例中之任何其他系統、設備及/或技術。
400:系統
402:空間光調變器
404:光源
406:光學件
408:鏡
410:透鏡
412:基板
414:卵形
416:形狀
416A:形狀
416B:形狀
416C:形狀
416D:形狀
416E:形狀
418:箭頭
420:感測器

Claims (34)

  1. 一種用於分析基板處之樣品的系統，該系統包含： 光源，其用以產生第一光；及 空間光調變器，其用以自該第一光形成第二光，其中該基板包括至少一個感測器以偵測基於該第二光而發射之發射，其中在該基板處，該第二光形成基於該至少一個感測器而選擇之形狀，其中該第二光照明該基板之對應於該形狀的區域。
  2. 如請求項1之系統，其中該空間光調變器為透射式空間光調變器。
  3. 如請求項1之系統，其中該空間光調變器為反射式空間光調變器。
  4. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該空間光調變器為振幅型空間光調變器。
  5. 如請求項4之系統，其中該振幅型空間光調變器包括可定向之鏡，且其中該振幅型空間光調變器定向所述鏡中之至少一第一鏡以形成該第二光。
  6. 如請求項5之系統，其進一步包含光束捕集器，其中該振幅型空間光調變器定向所述鏡中之至少一第二鏡以將第三光導向該光束捕集器處，該第三光為該第一光之部分。
  7. 如請求項1至3中任一項之系統，其中該空間光調變器為相位型空間光調變器。
  8. 如請求項1至7中任一項之系統，其中該基板之該區域包括多邊形。
  9. 如請求項8之系統，其中該第二光照明該基板之多個區域，該多個區域中之每一者為多邊形區域。
  10. 如請求項1至7中任一項之系統，其中該基板之該區域包括橢圓形。
  11. 如請求項10之系統，其中該第二光照明該基板之多個區域，該多個區域中之每一者為橢圓形區域。
  12. 如請求項1至11中任一項之系統，其中該第二光照明該基板之多個區域。
  13. 如請求項12之系統，其中該多個區域中之至少兩者具有彼此不同的形狀。
  14. 如請求項1至13中任一項之系統，其中該感測器包含互補金屬氧化物半導體裝置。
  15. 如請求項1至14中任一項之系統，其中該基板包括用於該樣品之一流量槽。
  16. 如請求項15之系統，其中該基板包括由該流量槽覆蓋之多個感測器。
  17. 如請求項15之系統，其中該基板包括多個流量槽。
  18. 如請求項17之系統，其中該基板包括多個感測器，且其中該多個流量槽中之每一者覆蓋該多個感測器中之至少一對應者。
  19. 如請求項1至18中任一項之系統，其中該基板進一步包括與該感測器相關之識別符，其中該系統偵測該基板處之該識別符，且其中基於偵測到之識別符而選擇該形狀。
  20. 如請求項19之系統，其中該識別符包含射頻識別標籤或視覺碼中之至少一者。
  21. 如請求項1至20中任一項之系統，其中該發射包含螢光。
  22. 一種方法，其包含： 將第一光導向系統中之空間光調變器處，該系統經組態以用於分析基板處之樣品，其中該基板包括至少一個感測器； 控制該空間光調變器以自該第一光形成第二光； 將該第二光導向該基板處，其中該第二光照明該基板之區域，該區域具有基於該至少一個感測器而選擇之形狀；及 偵測基於該第二光而發射之發射。
  23. 如請求項22之方法，其中該空間光調變器為振幅型空間光調變器，其中該振幅型空間光調變器包括可定向之鏡，且其中控制該振幅型空間光調變器以形成該第二光包含定向這些鏡中之至少一第一鏡。
  24. 如請求項23之方法，其中該第一鏡經定向以採用至少兩種狀態中之一者。
  25. 如請求項23或24之方法，其進一步包含定向所述鏡中之至少一第二鏡以將第三光導向光束捕集器處，該第三光為該第一光之部分。
  26. 如請求項22之方法，其中該空間光調變器為相位型空間光調變器，且其中控制該相位型空間光調變器以形成該第二光包含改變該第二光之強度剖面或輻照度剖面。
  27. 如請求項26之方法，其中改變該強度剖面或該輻照度剖面包含將該第二光自照明該基板之複數個區域改變為照明少於該複數個區域之至少一個區域，且其中該至少一個區域中之亮度增加。
  28. 如請求項22至27中任一項之方法，其中該第二光照明該基板之多個區域。
  29. 如請求項28之方法，其中該多個區域中之至少兩者具有彼此不同的形狀。
  30. 如請求項22至29中任一項之方法，其中該基板進一步包括與該感測器相關之識別符，該方法進一步包含藉由該系統偵測該基板處之該識別符，且其中基於偵測到之識別符而選擇該形狀。
  31. 如請求項30之方法，其中偵測該識別符包含自射頻識別標籤接收信號或讀取視覺碼中之至少一者。
  32. 如請求項22至31中任一項之方法，其進一步包含： 提供關於該第二光之即時反饋；及 使用該即時反饋控制該空間光調變器。
  33. 如請求項32之方法，其中提供該即時反饋包含： 產生該第二光之成像圖案的反轉；及 將該反轉與在該基板處獲得之成像相乘。
  34. 如請求項22至33中任一項之方法，其中該發射包含螢光。
TW111113238A 2021-04-07 2022-04-07 用於分析基板處之樣品的系統和方法 TWI838723B (zh)

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