光能激励器和测试系统技术方案

本申请涉及光能激励器和测试系统。本文提出了一种光能激励器，其可以包括一个或更多个光源。光能激励器可以发射激发光，该激发光朝向可以支撑生物或化学样品的检测器表面被引导。

Light energy exciter and test system

【技术实现步骤摘要】
光能激励器和测试系统相关申请的交叉引用本申请要求2017年12月28日提交的标题为“LightEnergyFluorescenceExcitation”的美国专利申请号62/611,448的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。本申请还要求2018年3月19日提交的标题为“LightEnergyFluorescenceExcitation”的美国专利申请号62/644,805的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。本申请还要求2018年3月20日提交的标题为“LightEnergyFluorescenceExcitation”的荷兰专利申请号2020636的优先权，该申请通过引用以其整体并入本文。
本申请涉及，但不限于光能激励器和测试系统。
技术介绍
生物或化学研究中的各种方案涉及进行受控反应。然后可以观察或检测指定的反应，并且随后的分析可以帮助识别或揭示参与反应的化学物质的性质。在一些多重测定中，具有可识别标记(例如，荧光标记)的未知分析物可以在受控条件下暴露于数千个已知探针。每个已知探针可以被沉积到微孔板的相应阱中。观察阱内已知探针和未知分析物之间发生的任何化学反应能够帮助识别或揭示分析物的性质。这种方案的其他示例包括已知的DNA测序过程，诸如合成测序(SBS)或循环芯片测序(cyclic-arraysequencing)。在一些荧光检测方案中，使用光学系统将激发光引导到荧光团(例如，荧光标记的分析物)上，并且还检测可以从附着有荧光团的分析物发出的荧光发射信号光。然而，这种光学系统可能相对昂贵，并且需要更大的台式占地面积。例如，光学系统可以包括透镜、滤光器、和光源的布置。在其他提出的检测系统中，流动池中的受控反应由固态光传感器阵列(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器或电荷耦合器件(CCD)检测器)确定。这些系统不涉及检测荧光发射的大型光学组件。
技术实现思路
本文提出了一种光能激励器，其可以包括一个或更多个光源。光能激励器可以发射指向检测器表面的激发光，该检测器表面可以支撑生物或化学样品。本文提出了一种方法，包括：用光能激励器发射激发光，其中光能激励器包括第一光源和第二光源，该第一光源发射第一波长发射带中的激发光射线，第二光源发射第二波长发射带中的激发光射线；以及用检测器接收激发光和由激发光的激发产生的发射信号光，该检测器包括用于支撑生物或化学样品的检测器表面和与检测器表面间隔开的传感器阵列，该检测器阻挡激发光并允许发射信号光向传感器阵列中的光传感器进行传播；以及根据由传感器阵列中的光传感器感测到的光子，利用检测器的电路传输数据信号。本文提出了一种光能激励器，包括：发射激发光射线的至少一个光源；以及光导管，其使激发光均匀化并向光能激励器的远端引导激发光，该光导管包括光入射表面和光出射表面，该光导管接收来自至少一个光源的激发光射线；其中，光能激励器的远端适于与检测器组件耦合，该检测器组件包括用于支撑生物或化学样品的检测器表面。本文提出了一种系统，包括：光能激励器，其包括发射激发光射线的至少一个光源、以及使激发光射线均匀化并引导激发光射线的光导管，该光导管包括光入射表面，以接收来自至少一个光源的激发光射线；以及检测器，其包括用于支撑生物或化学样品的检测器表面和包括与检测器表面间隔开的光传感器的传感器阵列，其中检测器接收来自激励器的激发光并发射信号光，其中，检测器包括根据由传感器阵列的光传感器检测到的光子传输数据信号的电路，其中，检测器阻挡激发光并允许发射信号光向光传感器进行传播。应该认识到，前述概念和以下更详细讨论的另外概念的所有组合(假设这些概念不相互矛盾)被认为是本文公开的技术主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的技术主题的一部分。附图说明当参考附图阅读下面的详细描述时，本文提出的这些和其它特征、方面、和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的字符表示相似的部分，其中：图1是根据一个示例的用于执行生物或化学测试的系统的示意性框图，该系统具有光能激励器和具有检测器的检测器组件；图2是根据一个示例的光能激励器的剖面侧视图；图3是根据一个示例示出图2的光能激励器中的光射线传播的射线轨迹图；图4描绘了根据一个示例的光源组，该光源组包括由设置在印刷电路板上的多个LED提供的光源；图5是根据一个示例的由耦合到光导管的光入射表面上的多个LED表面提供的光源的侧视图；图6是根据一个示例的光能激励器的透视示意图；图7是根据一个示例的光能激励器的示意图；图8是示出根据一个示例的具有第一光导管和第二光导管的光能激励器的操作的射线轨迹图；图9是显示根据一个示例的光能激励器的透视剖面侧视图；图10是根据一个示例的具有与检测器组件耦合的光能激励器的系统的透视图；图11是根据一个示例的限定流动池的流动池框架的装配透视图；图12是根据一个示例的检测器组件盒的内部视图，该检测器组件盒限定了用于可在其上耦合和对准的光能激励器的对准的配准特征(registrationfeatures)；图13是根据一个示例的相对于由集成电路提供的检测器所限定的流动池的顶视图；图14是根据一个示例的由限定光导管和透镜的单片材料提供的光能激励器；图15是根据一个示例的光能激励器的透视图，该光能激励器具有共同限定光导管和透镜的单片材料，其中，透镜是通过菲涅耳透镜提供的；图16是根据一个示例的由具有光传感器阵列和对准光导阵列的集成电路提供的检测器的一部分的剖面侧视图；图17是根据一个示例的由具有光传感器和对准光导的集成电路提供的检测器的一部分的剖面侧视图；图18是根据一个示例的过程控制系统的示意图；图19是描绘多个光能激励器光源和可以利用激发光源进行激发的多个荧光团的光谱轮廓的光谱轮廓协调图(spectralprofilecoordinationdiagram)；和图20是描绘可在支持用于DNA序列重建的DNA测序过程中使用的过程的流程图。具体实施方式在图1中，提出了用于在系统100中使用的光能激励器10。系统100可用于执行生物或化学测试。系统100可以包括光能激励器10和检测器组件20。检测器组件20可以包括检测器200和流动池282。检测器200可以包括多个光传感器202和用于支撑样品502(例如，可以通过DNA片段提供的分析物)的检测器表面206。根据一个示例的检测器表面206可以限定多个反应凹部210，并且诸如生物或化学样品的样品502可以被支撑在这样的反应凹部210内。检测器200可以包括多个光导214，其接收激发光和由于激发光的激发而导致的来自检测器表面206的发射信号光。光导214可以引导来自检测器表面206的光。光导214朝向相应的光传感器202延伸，并且可以包括阻挡激发光并允许发射信号光朝向相应的光传感器传播的过滤材料。根据一个示例，检测器200可以通过固态集成电路检测器提供，诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路检测器或电荷耦合器件(CCD)集成电路检测器。根据一个示例，每个光传感器202可以与相应的光导214和相应的反应凹部210对准，使得纵轴268延伸穿过光传感器202、光导214和反应凹部210的横截面几何中心。流动池282可由检测器表面206本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光能激励器，包括：至少一个光源，所述至少一个光源发射激发光射线；和光导管，所述光导管使所述激发光射线均匀化并朝向所述光能激励器的远端引导所述激发光射线，所述光导管包括光入射表面和光出射表面，所述光导管接收来自所述至少一个光源的所述激发光射线；其中，所述光能激励器的远端适于与检测器组件耦合，所述检测器组件包括用于支撑生物或化学样品的检测器表面。

【技术特征摘要】
2018.03.20 NL N2020636;2017.12.28 US 62/611,448;201.一种光能激励器，包括：至少一个光源，所述至少一个光源发射激发光射线；和光导管，所述光导管使所述激发光射线均匀化并朝向所述光能激励器的远端引导所述激发光射线，所述光导管包括光入射表面和光出射表面，所述光导管接收来自所述至少一个光源的所述激发光射线；其中，所述光能激励器的远端适于与检测器组件耦合，所述检测器组件包括用于支撑生物或化学样品的检测器表面。2.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述光能激励器的远端包括适于装配到所述检测器组件的对应成形的壳体部分中的成形的壳体部分。3.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述光能激励器包括透镜，当所述光能激励器的远端耦合到所述检测器组件时，所述透镜将由所述光出射表面限定的物平面成像到由所述检测器组件的检测器表面限定的像平面上。4.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述至少一个光源包括表面耦合到所述光导管的光入射表面的发光二极管。5.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述至少一个光源包括第一光源和第二光源，其中，所述光导管接收来自所述第一光源的激发光射线，并且其中，所述光能激励器包括与所述光导管一起容纳在公共壳体中的第二光导管，其中，所述第二光导管接收来自所述第二光源的激发光射线，其中，所述光导管和所述第二光导管分别传播从所述第一光源和所述第二光源发射的激发光射线，并且其中，所述光能激励器对分别传播通过所述光导管和所述第二光导管的激发光射线进行整形，以限定第一照射图案和分离的第二照射图案。6.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述至少一个光源包括表面耦合到所述光导管的光入射表面的第一发光二极管，以及表面耦合到所述光导管的光入射表面的第二发光二极管，所述第一发光二极管发射第一波段中的光，所述第二发光二极管发射第二波段中的光。7.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述光导管具有锥形结构，并且包括在从所述光导管的光入射表面到所述光导管的光出射表面的方向上、在所述光导管的整个长度上增加的直径，所述光导管反射所述激发光射线，使得离开所述光导管的光出射表面的光导管出射光射线限定了相对于所述光能激励器的光轴发散的发散光锥。8.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述光导管具有锥形结构，并且包括在从所述光导管的光入射表面到所述光导管的光出射表面的方向上、在所述光导管的整个长度上增加的直径，所述光导管反射所述激发光射线，使得离开所述光导管的光出射表面的出射光射线限定相对于所述光能激励器的光轴发散的发散光锥，其中，所述出射光射线相对于参考光射线以从零度到最大发散角度范围内的角度发散，所述参考光射线在平行于所述光轴的方向上从所述光出射表面延伸，其中，所述最大发散角度是小于60度的角度。9.根据权利要求1所述的光能激励器，其中，所述光导管具有锥形结构，并且包括在从所述光导管的光入射表面到所述光出射表面的方向上在所述光导管的整个长度上增加的直径，所述光导管反射所述激发光射线，使得离开所述光导管的光出射表面的光导管出射光射线限定相对于光轴形成角度的发散光锥，所述发散光锥相对于没有所述锥形结构形成的发散角度的发散...

【专利技术属性】
技术研发人员：江锐，约瑟夫·平托，
申请(专利权)人：伊鲁米那股份有限公司，
类型：新型
国别省市：美国,US