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原文传递模块化光学分析系统和方法

专利名称：	模块化光学分析系统和方法
摘要：	本申请涉及模块化光学分析系统和方法。一种用于生物样本分析的系统，包括多个模块化子组件和精密安装板，其中每个模块化子组件包括外壳和多个与外壳预对准的光学部件，并且外壳包括多个精密安装结构，并且每个模块化子组件机械地耦合到精密安装板，使得来自模块化子组件的每个精密安装结构直接附接到位于精密安装板或相邻模块化子组件上的相应精密安装结构，以优化光学机械公差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	伊鲁米那股份有限公司
发明人：	冯文毅;西蒙·普林斯;彼得·克拉克·纽曼;达科塔·沃森;斯坦利·S·洪;马可·A·克鲁姆布格尔;孙英华;安德鲁·詹姆斯·卡森;莫瑞克·C·萧
专利状态：	有效
申请日期：	2017-12-19T00:00:00+0800
发布日期：	2022-12-20T00:00:00+0800
申请号：	CN202211067825.6
公开号：	CN115494061A
代理机构：	北京安信方达知识产权代理有限公司
代理人：	王红英;杨明钊
分类号：	G01N21/85;G01N21/64;C12Q1/6869;G02B7/00;G;C;G01;C12;G02;G01N;C12Q;G02B;G01N21;C12Q1;G02B7;G01N21/85;G01N21/64;C12Q1/6869;G02B7/00
申请人地址：	美国加利福尼亚州
主权项：	1.一种系统，包括：多个模块化子组件和板；其中每个模块化子组件包括外壳和与所述外壳对准的多个光学部件，并且每个外壳包括多个安装结构；以及其中，每个模块化子组件通过将所述模块化子组件的安装结构直接附接到位于所述板上的相应安装结构而机械地耦合到所述板上，从而通过使用所述模块化子组件的所述安装结构和所述板上的所述相应安装结构将每个模块化子组件机械地耦合到所述板上，相邻的模块化子组件在这种附时彼此对准，并且其中，通过将两个模块化分组件之一上的对准结构机械地耦合到两个模块化分组件中另一个上的相应对准结构，机械地耦合到所述板上的所述两个模块化子组件也相互耦合。 2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个模块化子组件包括线生成模块、聚焦跟踪模块、相机模块或发射光学模块。 3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述线生成模块包括以第一波长操作的第一光源、以第二波长操作的第二光源以及以预定角度与每个光源对准的光束整形透镜。 4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述第一波长是绿色波长或蓝色波长，所述第二波长是绿色波长或红色波长，并且所述光束整形透镜是鲍威尔棱镜。 5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述发射光学模块包括光学耦合到线生成模块的物镜和光学耦合到所述物镜的镜筒透镜，所述物镜用于将光聚焦到定位成离所述物镜预定距离的流动池上。 6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述物镜沿着纵向轴线关节式运动，以相对于所述流动池的一个或更多个表面移动所述物镜的焦点。 7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述流动池包括半透明盖板、基板和夹在其间的液体，并且生物样本位于所述半透明盖板的内表面或所述基板的内表面处。 8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述生物样本包括DNA样本或RNA样本。 9.根据权利要求2所述的系统，其中，所述聚焦跟踪模块包括聚焦跟踪光源和聚焦跟踪传感器：所述聚焦跟踪光源用于生成光束，以及通过所述多个光学部件传输该光束，以使得所述光束终止于所述聚焦跟踪传感器；并且所述聚焦跟踪传感器通信地耦合到处理器和其上存储有机器可读指令的非暂时性计算机可读介质，以及所述机器可读指令在被所述处理器执行时使所述处理器：从所述聚焦跟踪传感器接收输出信号，以及分析所述输出信号以确定所述光束的一组特性。 10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述机器可读指令在被所述处理器执行时还使所述处理器生成反馈信号，所述反馈信号指示所述多个光学部件中的一个或更多个应该被重新配置以优化所述光束的所述一组特性。 11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个模块化子组件中的至少一个是现场可更换单元。 12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个安装结构包括狭缝、基准、翼片、销或凹腔。 13.根据权利要求2所述的系统，其中，所述相机模块包括多个光学传感器，并且所述线生成模块包括多个光源，其中每个光学传感器被定向为接收并检测从光学目标发射的荧光光束，所述荧光光束响应于从所述光源之一发射的光束而触发。 14.一种方法，包括：将多个光源设置在第一外壳内；将镜筒透镜和物镜设置在第二外壳内；将多个光学传感器设置在第三外壳内；将聚焦跟踪光源和聚焦跟踪光学传感器设置在第四外壳内；将所述第一外壳、所述第二外壳、所述第三外壳和所述第四外壳中的每一个的相应安装结构附接到位于板上的相应安装结构，使得所述第一外壳、所述第二外壳、所述第三外壳和所述第四外壳的相邻外壳在这种附接时彼此对准；以及通过将所述第一外壳、所述第二外壳、所述第三外壳和所述第四外壳中的两个选定外壳中的一个上的对准结构机械耦合到所述两个选定外壳中的另一个上的相应对准结构，将所述两个选定外壳彼此附接。 15.根据权利要求14所述的方法，还包括将光束整形透镜设置在所述第一外壳内。 16.根据权利要求15所述的方法，还包括在将所述第一外壳安装到所述安装板之前，测试所述多个光源和所述光束整形透镜，并将所述多个光源和所述光束整形透镜对准到所述第一外壳。 17.根据权利要求14所述的方法，还包括：用所述聚焦跟踪光源生成光束；通过所述物镜传输所述光束，使得所述光束反射离开被定向在距所述物镜的远端预定距离处的流动池；在所述聚焦跟踪传感器处接收所述光束的反射；使用所述聚焦跟踪传感器生成反馈信号；以及响应于所述反馈信号，重新定向所述镜筒透镜、所述物镜或者所述第二外壳。 18.根据权利要求17所述的方法，还包括沿着纵向轴线关节式运动所述物镜，以相对于所述流动池的一个或更多个表面移动所述物镜的焦点。 19.根据权利要求17所述的方法，还包括通过将液体夹在半透明盖板和基板之间来制造所述流动池，并且将生物样本设置在所述流动池的一个或更多个表面上。 20.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述生物样本定位在所述液体的顶表面和底表面处，其中所述生物样本包括DNA样本或RNA样本。