成像方法、控制序列测定反应的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了成像方法、控制序列测定反应的方法、装置及系统。成像方法用于光学检测系统，光学检测系统包括成像装置和承载装置，承载装置包括温控装置和载台，成像装置包括镜头模组，镜头模组包括光轴，载台用于承载样品，温控装置用于调节样品的温度，成像方法包括：在利用成像装置对样品进行图像采集之前或者在利用成像装置对样品进行图像采集时，利用温控装置设定允许样品的温度波动的范围，以使镜头模组沿光轴的位置波动范围位于预设范围内。如此，利用上述成像方法，能够将镜头模组的位置波动范围控制在预设范围内，减少或避免对成像装置进行图像采集时的不利影响。装置进行图像采集时的不利影响。装置进行图像采集时的不利影响。

【技术实现步骤摘要】
成像方法、控制序列测定反应的方法、装置及系统


[0001]本专利技术涉及光学检测领域，尤其涉及一种成像方法、一种控制序列测定反应的方法、一种控制装置、一种光学检测系统和一种序列测定系统。

技术介绍

[0002]序列测定，即测序，包括核酸序列的测定。目前市面上的测序平台包括一代测序平台、二代测序平台和三代测序平台。从功能控制角度，测序仪器包括探测模块，利用探测模块转化和/或收集序列测定中生化反应产生的信息变化，以测定序列。探测模块一般包括光学检测模块、电流检测模块和酸碱(pH)检测模块。基于光学检测原理的测序平台通过分析采集检测到的测序生化反应中的光信号变化来进行序列测定。
[0003]在采集光信号的过程中，光学检测模块的镜头模组会发生预期外的位置波动，这种位置波动对光信号的采集带来不利影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施方式旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一或者至少提供一种可选择的实用方案。为此，本专利技术实施方式需要提供一种成像方法、一种控制序列测定反应的方法、一种控制装置、一种光学检测系统和一种序列测定系统。
[0005]专利技术人基于以下发现而产生作出本专利技术方案的构思：
[0006]本领域技术人员能够知晓，在成像、图像/信号采集或者测序的过程中，特别是包含了高精度/高倍数的光学系统的平台，光学检测系统的镜头模组(包括物镜)若发生抖动/波动或者发生的抖动/波动不受控，很可能影响图像的采集，影响信号的获取。
[0007]在测序平台上利用成像装置对着反应装置(例如芯片，flow cell)进行追焦时，专利技术人惊奇地发现，镜头模组(包括物镜)的坐标(定为Z轴方向上的坐标)沿追焦方向(例如芯片的通道方向，定为x方向)的变化曲线(z-x)不符合理论上的线性关系或者近似于线性的关系，呈现出剧烈的局部波动，并且该波动呈现周期性的变化，如图1所示。进一步地，专利技术人试验，即使不进行追焦即不给镜头模组Z轴方向运动的指令，只将镜头模组对着同一视野进行拍照，镜头模组Z轴方向仍旧周期性波动，如图2所示，周期约为10.4s。更惊奇地，专利技术人发现该波动的周期与允许反应装置的温度的变化周期非常接近，猜想镜头模组的波动可能与温度的波动有关。一般地，允许反应装置的温度变化的设置是通过与反应装置连接的温控装置进行控制的，例如希望反应装置的温度保持在25℃左右，可通过温控装置设置温度变化范围为[24℃，26℃]，即超出25
±
1℃，温控装置将调节温度使反应装置的温度维持在上述预设范围。
[0008]专利技术人通过控制温度波动证实验证了上述猜想，例如将温控装置撤掉，沿芯片的一条通道来回进行类似于追焦的行为，镜头模组Z-X波动符合理论上的线性或近似线性的关系，未出现上面所说的周期性波动现象。基于以上关系的发现及证实，专利技术人提出一种利用控制温度变化来控制镜头模组波动的方案。
[0009]本专利技术实施方式提供一种成像方法，所述成像方法用于光学检测系统，所述光学检测系统包括成像装置和承载装置，所述承载装置包括温控装置和载台，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述载台用于承载样品，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述方法包括：
[0010]在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集之前或者在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。
[0011]本专利技术实施方式提供一种控制序列测定反应的方法，其利用序列测定系统对所述序列测定反应进行控制，
[0012]所述序列测定系统包括光学检测系统，所述光学检测系统包括成像装置和承载装置，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述承载装置包括温控装置和载台，所述载台用于承载样品，所述序列测定反应包括利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，所述方法包括：
[0013]在利用所述序列测定系统进行所述序列测定反应之前或者在利用所述序列测定系统进行所述序列测定时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。
[0014]利用上述成像方法和/或序列测定控制方法，能够将镜头模组的位置波动范围控制在预设范围内，减少或避免对成像装置进行图像采集时的不利影响。
[0015]本专利技术实施方式的一种光学检测系统包括控制装置、成像装置和承载装置，所述承载装置包括温控装置和载台，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述载台用于承载样品，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述控制装置用于：在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集之前或者在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。
[0016]本专利技术实施方式的一种序列测定系统，对序列测定反应进行控制，所述序列测定系统包括光学检测系统，所述光学检测系统包括控制装置、成像装置和承载装置，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述承载装置包括温控装置和载台，所述载台用于承载样品，所述控制装置用于利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，及用于：
[0017]在利用所述序列测定系统进行所述序列测定反应之前或者在利用所述序列测定系统进行所述序列测定时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。
[0018]利用上述光学检测系统和/或序列测定系统，能够将镜头模组的位置波动范围控制在预设范围内，减少或避免对成像装置进行图像采集时的不利影响。
[0019]本专利技术实施方式的一种对成像进行控制的控制装置，用于光学检测系统，所述光学检测系统包括成像装置和承载装置，所述承载装置包括温控装置和载台，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述载台用于承载样品，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述控制装置包括：
[0020]存储装置，用于存储数据，所述数据包括计算机可执行程序；
[0021]处理器，用于执行所述计算机可执行程序，执行所述计算机可执行程序包括完成
上述任一实施方式的方法。
[0022]本专利技术实施方式的一种计算机可读存储介质，用于存储供计算机执行的程序，执行所述程序包括完成上述任一实施方式的方法。计算机可读存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘或光盘等。
[0023]本专利技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实施方式的实践了解到。
附图说明
[0024]本专利技术实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1是检测到的镜头模组的Z轴坐标沿追焦方向的变化曲线示意图。
[0026]图2是检测到的镜头模组的Z轴坐标沿追焦方向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像方法，其特征在于，所述方法用于光学检测系统，所述光学检测系统包括成像装置和承载装置，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述承载装置包括温控装置和载台，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述载台用于承载样品，所述方法包括：在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集之前或者在利用所述成像装置对所述样品进行图像采集时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。2.一种控制序列测定反应的方法，其特征在于，利用序列测定系统对所述序列测定反应进行控制，所述序列测定系统包括光学检测系统，所述光学检测系统包括成像装置和承载装置，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述承载装置包括温控装置和载台，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述载台用于承载样品，所述序列测定反应包括利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，所述方法包括：在利用所述序列测定系统进行所述序列测定反应之前或者在利用所述序列测定系统进行所述序列测定时，利用所述温控装置设定允许所述样品的温度波动的范围，以使所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于预设范围内。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光学检测系统预设有允许所述样品的温度波动的范围与所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围的对应关系，根据所述对应关系，控制所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围位于所述预设范围内；任选的，所述对应关系包括：当设定允许所述样品的温度波动的范围为
±
10℃，所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围
±
8微米；当设定允许所述样品的温度波动的范围为
±
5℃，所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围为
±
4微米；当设定允许所述样品的温度波动的范围为
±
1.5℃，所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围为
±
1微米；当设定允许所述样品的温度波动的范围为
±
0.5℃，所述镜头模组沿所述光轴的位置波动范围为
±
0.5微米。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述成像装置包括对焦模组，利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，包括：利用所述对焦模组和所述镜头模组对所述样品进行对焦；任选的，利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，包括：利用所述镜头模组对所述样品进行追焦；任选的，所述对焦包括步骤：利用所述对焦模组发射光至置于所述载台上的所述样品上；使所述镜头模组沿所述光轴移动到第一设定位置；使所述镜头模组从所述第一设定位置以第一设定步长沿所述光轴向所述样品移动并判断所述对焦模组是否接收到由所述样品反射的所述光；在所述对焦模组接收到由所述样品反射的所述光时，使所述镜头模组以小于所述第一设定步长的第二设定步长沿所述光轴移动并利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，
并判断所述成像装置所采集到的图像的锐度值是否达到设定阈值；在所述图像的锐度值达到所述设定阈值时，保存所述镜头模组的当前位置作为保存位置；任选的，所述对焦模组包括光源和光传感器，所述光源用于发射所述光到所述样品上，所述光传感器用于接收由所述样品反射的所述光；任选的，在所述对焦模组接收到由所述样品反射的所述光时，所述对焦还包括步骤：使所述镜头模组以小于所述第一设定步长且大于所述第二设定步长的第三设定步长沿所述光轴向所述样品移动，并根据所述对焦模组接收到的所述光的光强计算出第一光强参数，判断所述第一光强参数是否大于第一设定光强阈值；在所述第一光强参数大于所述第一设定光强阈值时，进行使所述镜头模组以所述第二设定步长沿所述光轴移动并利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，并判断所述成像装置所采集到的图像的锐度值是否达到设定阈值的步骤；任选的，所述对焦模组包括两个光传感器，所述两个光传感器用于接收由所述样品反射的所述光，所述第一光强参数为所述两个光传感器接收到的光的光强的平均值；任选的，在所述对焦模组接收到由所述样品反射的所述光时，所述对焦还包括以下步骤：使所述镜头模组以小于所述第一设定步长且大于所述第二设定步长的第三设定步长沿所述光轴向所述样品移动，并根据所述对焦模组接收到的所述光的光强计算出第一光强参数，判断所述第一光强参数是否大于第一设定光强阈值；在所述第一光强参数大于所述第一设定光强阈值时，使所述镜头模组以小于所述第三设定步长且大于所述第二设定步长的第四设定步长沿所述光轴向所述样品移动，并根据所述对焦模组接收到的所述光的光强计算出第二光强参数，判断所述第二光强参数是否小于第二设定光强阈值；在所述第二光强参数小于所述第二设定光强阈值时，进行使所述镜头模组以所述第二设定步长沿所述光轴移动并利用所述成像装置对所述样品进行图像采集，并判断所述成像装置所采集到的图像的锐度值是否达到设定阈值的步骤；任选的，所述对焦模组包括两个光传感器，所述两个光传感器用于接收由所述样品反射的所述光，所述第一光强参数为所述两个光传感器接收到的光的光强的平均值，所述两个光传感器接收到的光的光强具有第一差值，所述第二光强参数为所述第一差值与设定补偿值的差值；任选的，在使所述镜头模组以所述第二设定步长移动时，判断所述镜头模组的当前位置所对应的所述图案的第一锐度值是否大于所述镜头模组的前一位置所对应的所述图像的第二锐度值；在所述第一锐度值大于所述第二锐度值且所述第一锐度值和所述第二锐度值之间的锐度差值大于设定差值时，使所述镜头模组以所述第二设定步长继续沿所述光轴向所述样品移动；在所述第一锐度值大于所述第二锐度值且所述第一锐度值和所述第二锐度值之间的锐度差值小于所述设定差值时，使所述镜头模组以小于所述第二设定步长的第五设定步长继续沿所述光轴向所述样品移动以使所述成像装置所采集到的图像的锐度值达到所述设
定阈值；在所述第二锐度值大于所述第一锐度值且所述第二锐度值和所述第一锐度值之间的锐度差值大于所述设定差值时，使所述镜头模组以所述第二设定步长沿所述光轴远离所述样品移动；在所述第二锐度值大于所述第一锐度值且所述第二锐度值和所述第一锐度值之间的锐度差值小于所述设定差值时，使所述镜头模组以所述第五设定步长沿所述光轴远离所述样品移动以使所述成像装置所采集到的图像的锐度值达到所述设定阈值；任选的，在所述镜头模组移动时，判断所述镜头模组的当前位置是否超出第二设定位置；在所述镜头模组的当前位置超出所述第二设定位置时，停止移动所述镜头模组或者停止进行所述对焦步骤；任选的，所述承载装置包括：底板；所述载台固定在所述底板上，所述载台设有容置槽，所述容置槽容置有所述样品，所述容置槽的底部设有通孔，所述温控装置通过所述通孔与所述容置槽中的所述样品相连接；弹性支撑组件，所述温控装置通过所述弹性支撑组件弹性支撑在所述底板上；任选的，所述弹性支撑组件包括导引筒和弹性件，所述温控装置包括温控部和导引柱，所述导引柱设置在远离所述容置槽的所述温控部的一侧上，所述导引筒固定在所述底板上，所述导引柱穿设所述弹性件和所述导引筒，所述弹性件弹性抵触在所述温控部和所述导引筒之间；任选的，所述导引筒为直线轴承，所述导引柱与所述直线轴承的滚珠滑动接触；任选的，所述温控装置包括固定板、温度传导板、温控元件和导引柱，所述温控元件夹设在所述固定板和所述温度传导板之间，所述温控元件均与所述温度传导板和所述固定板接触，所述温度传导板用于与装载在所述容置槽中的所述样品接触，所述导引柱设置在远离所述温控元件的所述固定板的表面上，所述导引柱穿设所述弹性支撑组件；任选的，所述序列测定反应包括第一生化反应和第二生化反应，所述第一生化反应和所述第二生化反应在反应装置上进行，所述序列测定系统包括流体装置，所述流体装置连接所述反应装置，所述反应装置包括第一单元和第二单元，所述样品置于所述第一单元和所述第二单元上，定义所述序列测定反应包含的一种重复执行单位为第二生化反应-第一生化反应-图像采集，所述方法包括在完成以下初始步骤之后，使得当利用所述流体装置使所述第一单元和所述第二单元中的一个进行所述样品的所述第二生化反应和所述第一生化反应的同时，利用所述成像装置对另一个单元的所述样品进行图像采集，所述初始步骤包括步骤：a利用所述流体装置使所述第一单元和所述第二单元中的一个上的所述样品进行第一生化反应，b利用所述成像装置对进行所述第一生化反应后的单元上的所述样品进行图像采集，c利用所述流体装置使所述第一单元和所述第二单元中的另一个上的所述样品进行第
一生化反应；任选的，步骤a和步骤c同时进行，或步骤b和步骤c同时进行，或步骤b在步骤c之前进行，或步骤b在步骤c之后进行；任选的，所述流体装置包括阀体组件及驱动组件，所述驱动组件通过所述反应装置连通所述阀体组件，在利用所述流体装置使所述第一单元和/或所述第二单元上的所述样品进行所述第一生化反应和/或所述第二生化反应时，所述阀体组件用于切换连通不同的试剂，所述驱动组件使所述阀体组件输出所述试剂至所述第一单元和/或所述第二单元；任选的，所述阀体组件包括第一多通阀和第一三通阀，所述第一多通阀切换连通不同的所述试剂至所述第一三通阀，所述第一三通阀将所述第一多通阀输出的所述试剂输出至所述第一单元和/或所述第二单元。5.一种光学检测系统，其特征在于，所述光学检测系统包括控制装置、成像装置和承载装置，所述承载装置包括温控装置和载台，所述成像装置包括镜头模组，所述镜头模组包括光轴，所述载台用于承载样品，所述温控装置用于调节所述样品的温度，所述控...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志良，郑焦，徐家宏，徐剑峰，王光明，姜泽飞，颜钦，
申请(专利权)人：深圳市真迈生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：