特表 2024-530506 フローセルイメージングシステムおよび方法、ならびにそれらに使用されるフローセルおよび他の基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-08-21

(54)【発明の名称】フローセルイメージングシステムおよび方法、ならびにそれらに使用されるフローセルおよび他の基板

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20210101AFI20240814BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20240814BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20240814BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20240814BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

G02B7/28 J

G03B13/36

G02B7/04 C

G02B21/06

G02B21/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024508468

(86)(22)【出願日】2022-08-08

(85)【翻訳文提出日】2024-04-08

(86)【国際出願番号】 CN2022110819

(87)【国際公開番号】W WO2023016394

(87)【国際公開日】2023-02-16

(31)【優先権主張番号】63/231,488

(32)【優先日】2021-08-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【識別番号】516122667

【氏名又は名称】深▲セン▼華大智造科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＭＧＩ Ｔｅｃｈ Ｃｏ．，ＬＴＤ

【住所又は居所原語表記】Ｍａｉｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｎｄ Ｓｅｃｏｎｄ Ｆｌｏｏｒ ｏｆ Ｎｏ．１１ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ，Ｂｅｉｓｈａｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｚｏｎｅ，Ｙａｎｔｉａｎ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８０８３，Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100189555

【弁理士】

【氏名又は名称】徳山 英浩

(74)【代理人】

【識別番号】100100479

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 三喜夫

(72)【発明者】

【氏名】リンドキスト，ポール

(72)【発明者】

【氏名】ウルリヒ，クレイグ

(72)【発明者】

【氏名】チリタ，ラズヴァン

(72)【発明者】

【氏名】ツプリク，アンドリイ

(72)【発明者】

【氏名】イェン，チンタン

【テーマコード（参考）】

2H011

2H044

2H052

2H151

【Ｆターム（参考）】

2H011AA06

2H011BA00

2H011BB01

2H011CA01

2H044BB05

2H044BB07

2H052AA09

2H052AC14

2H052AC34

2H052AD09

2H052AD25

2H052AF02

2H052AF14

2H052AF25

2H151AA11

2H151BA52

2H151CB02

2H151CB11

2H151CC02

2H151CC03

(57)【要約】

両面フローセルおよびその他の基板イメージングシステム（核酸配列決定や同様のプロセスで使用されるイメージングシステムなど）。一例では、イメージングシステムは、フローセルまたは他の基板の異なる表面のイメージングを容易にするフリッパーを含む。他の例では、イメージングシステムは、フローセルまたは他の基板の異なる表面を撮像するための２つの光学システムを含む。他の例では、イメージングシステムは液浸システムである。これらおよび別の例では、システムは、フローセルの他方の表面からの干渉なしで、両面フローセルの一方の表面に光学系を正確に合焦するように構成された自動焦点サブシステムを含んでもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検体を受け取るように構成されたキャリアを保持するように構成されたステージと、
光ビームを用いて検体を照射するように構成された光源であって、光ビームは光学経路によって特徴付けられる、光源と、
光を検出するように構成された検出器と、
光ビームが検体を照射した後、検体からの光を検出器上に合焦するように構成されたレンズシステムとを備え、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
光ビームは、レンズシステムを通って伝搬し、検体を照射するように構成され、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない、イメージングシステム。

【請求項2】

キャリアとレンズシステムとの間の距離を変化させて、検体からの光を検出器上に合焦させるように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載のイメージングシステム。

【請求項3】

検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて、第１光強度を計算し、
検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて、第２光強度を計算し、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成し、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御する、
ように構成された１つ以上のプロセッサをさらに備える、請求項２に記載のイメージングシステム。

【請求項4】

検出器は、該検出器に入射する光のスポットに焦点を合わせるように構成されたアレイ検出器である、請求項１に記載のイメージングシステム。

【請求項5】

アレイ検出器は、１次元アレイである、請求項４に記載のイメージングシステム。

【請求項6】

キャリアは、フローセルを備え、
該フローセルは、ある幅で分離した第１検体受容面と第２検体受容面とを備える、請求項１に記載のイメージングシステム。

【請求項7】

レンズシステムの焦点深度が、前記幅よりも小さい、請求項６に記載のイメージングシステム。

【請求項8】

ステージは、移動して、レンズシステムが第１検体受容面からの光を検出器上に合焦し、そして同時にではないが、第２検体受容面からの光を検出器上に合焦するように構成される、請求項６に記載のイメージングシステム。

【請求項9】

光ビームは、ビーム幅によって定義され、
該ビーム幅は、キャリアにおいて測定され、
該ビーム幅は、２ｍｍ以下、および／または、１０ミクロン以上である、請求項１に記載のイメージングシステム。

【請求項10】

レンズシステムは、流体中に浸漬されるように構成された遠位レンズ表面を備えた液浸対物レンズを備える、請求項６に記載のイメージングシステム。

【請求項11】

（ａ）第１構成の場合、システムは、第１検体受容面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第１検体受容面から第１垂直距離だけ離隔しており、
第１垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｂ）第２構成の場合、システムは、第２検体受容面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第２検体受容面から第２垂直距離だけ離隔しており、
第２垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｃ）第１垂直距離は、第２垂直距離と実質的に同じであり、
第１垂直距離の流体セグメントは、第２垂直距離の流体セグメントと実質的に同じである、請求項１０に記載のイメージングシステム。

【請求項12】

液浸対物レンズは、遠位レンズ表面と第１検体受容面との間に空隙が存在しないように、第１検体受容面上にあるリザーバに少なくとも部分的に浸漬される、請求項１１に記載のイメージングシステム。

【請求項13】

撮像中に、液浸対物レンズがリザーバに少なくとも部分的に浸漬される間に、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して並進させるように構成されたｘ－ｙ並進ステージをさらに備える、請求項１２に記載のイメージングシステム。

【請求項14】

リザーバ内の流体は、前記第１および第２検体受容面の間のフローセルの流体通路内の流体と実質的に同じ屈折率を有する、請求項１３に記載のイメージングシステム。

【請求項15】

（ａ）第１表面を含む第１基板と、第２表面を含む第２基板と、第１表面と第２表面との間に流体通路とを備えるフローセルと、
（ｂ）液浸対物レンズを含み、該液浸対物レンズは、遠位レンズ表面を含み、液浸対物レンズは、少なくとも部分的に流体に浸漬される、イメージャと、を備え、
（ｃ）第１構成の場合、システムは、第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第１表面から第１垂直距離だけ離隔しており、
第１垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｄ）第２構成の場合、システムは、第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第２表面から第２垂直距離だけ離隔しており、
第２垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｅ）第１垂直距離は、第２垂直距離と実質的に同じであり、
第１垂直距離の流体セグメントは、第２垂直距離の流体セグメントと実質的に同じである、イメージングシステム。

【請求項16】

液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して垂直に並進させるように構成されたｚ並進ステージをさらに備える、請求項１５に記載のイメージングシステム。

【請求項17】

該システムは、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して、流体通路の高さに実質的に等しい距離だけ垂直に並進させることによって、前記第１構成から前記第２構成に変化させるように構成される、請求項１５に記載のイメージングシステム。

【請求項18】

自動焦点サブシステムをさらに備え、
該自動焦点サブシステムは、システムが前記第１構成にある場合、第１表面に合焦するように構成され、
該自動焦点サブシステムは、システムが前記第２構成にある場合、第２表面に合焦するように構成される、請求項１７に記載のイメージングシステム。

【請求項19】

第１表面は、第１基板の内面であり、
第２表面は、第２基板の内面であり、
第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向している、請求項１５に記載のイメージングシステム。

【請求項20】

第１表面および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を刺激するように構成された放射線源をさらに備える、請求項１９に記載のイメージングシステム。

【請求項21】

第１基板は、放射線源からの放射線に対して実質的に透明であり、第１および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線に対して実質的に透明である、請求項２０に記載のイメージングシステム。

【請求項22】

液浸対物レンズは、遠位レンズ表面とフローセルの第１表面との間に空隙が存在しないように、第１基板上にあるリザーバに少なくとも部分的に浸漬される、請求項１５に記載のイメージングシステム。

【請求項23】

撮像中に、液浸対物レンズがリザーバに少なくとも部分的に浸漬される間に、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して並進させるように構成されたｘ－ｙ並進ステージをさらに備える、請求項２２に記載のイメージングシステム。

【請求項24】

リザーバ内の流体は、前記流体通路内の流体と実質的に同じ屈折率を有する、請求項２２に記載のイメージングシステム。

【請求項25】

（ａ）第１表面および第２表面を含む両面基板と、
（ｂ）イメージャと、
（ｃ）基板を第１配向と第２配向との間で反転させるように構成されたフリッパーであって、基板が第１配向にある場合、システムは、第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、そして、基板が第２配向にある場合、システムは、第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成されるフリッパー、とを備えるイメージングシステム。

【請求項26】

両面基板は、第１表面と第２表面との間に位置する流体通路を備えるフローセルである、請求項２５に記載のイメージングシステム。

【請求項27】

フローセルは、第１基板と第２基板を備え、
第１表面は、第１基板の内面であり、
第２表面は、第２基板の内面であり、
第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向している、請求項２６に記載のイメージングシステム。

【請求項28】

第１基板は、第１厚さを有し、
第２基板は、第２厚さを有し、
第１厚さおよび第２厚さは、実質的に同じである、請求項２７に記載のイメージングシステム。

【請求項29】

第１表面および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を刺激するように構成された放射線源をさらに備える、請求項２８に記載のイメージングシステム。

【請求項30】

第１基板および第２基板は、放射線源からの放射線に対して実質的に透明であり、第１基板および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線に対して実質的に透明である、請求項２９に記載のイメージングシステム。

【請求項31】

両面基板は、第２基板に接合された第１基板を備え、第１表面および第２表面は、両面基板の外面である、請求項２５に記載のイメージングシステム。

【請求項32】

自動焦点サブシステムをさらに備え、
該自動焦点サブシステムは、両面基板が前記第１配向にある場合、第１表面に合焦するように構成され、
該自動焦点サブシステムは、両面基板が前記第２配向にある場合、第２表面に合焦するように構成される、請求項２５に記載のイメージングシステム。

【請求項33】

イメージングステーションと、少なくとも１つの追加のステーションと、搬送デバイスとをさらに備え、
該搬送デバイスは、前記ステーション間で両面基板を移動するように構成される、請求項２５に記載のイメージングシステム。

【請求項34】

搬送デバイスは、前記フリッパーを含む、請求項３３に記載のイメージングシステム。

【請求項35】

（ａ）第１表面および第２表面を含む両面基板と、
（ｂ）第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成された第１イメージャと、
（ｃ）第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成された第２イメージャと、を備えるイメージングシステム。

【請求項36】

両面基板は、フローセルを含む、請求項３５に記載のイメージングシステム。

【請求項37】

フローセルは、第１基板と第２基板を備え、
第１表面は、第１基板の内面であり、
第２表面は、第２基板の内面であり、
第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向している、請求項３６に記載のイメージングシステム。

【請求項38】

放射線源をさらに備え、
該放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を刺激するように構成される、請求項３７に記載のイメージングシステム。

【請求項39】

放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を同時に刺激するように構成される、請求項３８に記載のイメージングシステム。

【請求項40】

放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を同時に刺激するように構成された単一のレーザビームを含む、請求項３９に記載のイメージングシステム。

【請求項41】

該イメージングシステムは、第１イメージャを用いて第１表面に取り付けられた検体から放出される放射線と、第２イメージャを用いて第２表面に取り付けられた検体から放出される放射線とを同時に撮像するように構成される、請求項３５に記載のイメージングシステム。

【請求項42】

第１イメージャは、第１光軸を含む第１対物レンズを備え、第２イメージャは、第２光軸を含む第２対物レンズを備え、
システムは、第１対物レンズと第２対物レンズとの間にフローセルを位置決めするように構成される、請求項３５に記載のイメージングシステム。

【請求項43】

フローセルが第１対物レンズと第２対物レンズとの間に位置決めされる場合、第１対物レンズは第１基板に面し、第２対物レンズは第２基板に面する、請求項４２に記載のイメージングシステム。

【請求項44】

第１光軸および第２光軸は、同一線上の光軸を含む、請求項４２に記載の撮像システム。

【請求項45】

第１平面と、第１平面上の検体結合部位のアレイと、第２平面と、第２平面上の検体結合部位のアレイと、を備える両面基板。

【請求項46】

第１平面は、第１基板の外面であり、第２平面は、第２基板の外面であり、第１基板および第２基板は、内面で共に接合される、請求項４５に記載の両面基板。

【請求項47】

検体を有するキャリアを保持するように構成されたステージと、
光ビームで検体を照射するように構成された光源と、
光を検出するように構成された検出器と、
光ビームが検体を照射した後、検体からの光を検出器上に合焦するように構成されたレンズシステムとを備え、
前記キャリアは、検体が光ビームによって照射される間、ステージに取り付けられるように構成され、
光ビームは、光学経路によって特徴付けられ、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
光ビームは、レンズシステムを通って伝搬し、検体を照射するように構成され、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない、イメージングシステム。

【請求項48】

キャリアとレンズシステムとの間の距離を変化させて、検体からの光を検出器上に合焦するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項４７に記載のイメージングシステム。

【請求項49】

検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて、第１光強度を計算し、
検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて、第２光強度を計算し、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成し、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御する、
ように構成された１つ以上のプロセッサをさらに備える、請求項４８に記載のイメージングシステム。

【請求項50】

キャリアは、フローセルである、請求項４７に記載のイメージングシステム。

【請求項51】

検出器は、該検出器に入射する光のスポットに焦点を合わせるように構成されたアレイ検出器である、請求項４７に記載のイメージングシステム。

【請求項52】

アレイ検出器は、１次元アレイである、請求項５１に記載のイメージングシステム。

【請求項53】

キャリアは、第１表面と第２表面を備え、
第１表面は、第２表面から、ある幅で分離している、請求項４７に記載のイメージングシステム。

【請求項54】

レンズシステムの焦点深度が、前記幅よりも小さい、請求項５３に記載のイメージングシステム。

【請求項55】

検体は、第１検体であり、
第１検体は、第１表面に付着され、
第２検体が、第２表面に付着される、請求項５３に記載のイメージングシステム。

【請求項56】

ステージは、移動して、レンズシステムが第１検体からの光を検出器上に合焦し、そして同時にではないが、第２検体からの光を検出器上に合焦するように構成される、請求項５５に記載のイメージングシステム。

【請求項57】

光ビームは、ビーム幅によって定義され、
ビーム幅は、キャリアにおいて測定され、
ビーム幅は、２ｍｍ以下、および／または１０ミクロン以上である。請求項４７に記載のイメージングシステム。

【請求項58】

キャリアをステージに取り付けるステップであって、キャリアは、検体を含む、ステップと、
光源の光ビームをレンズシステムを通して検体に伝送することによって、光源で検体を照射するステップであって、
光ビームは、光学経路によって特徴付けられ、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない、ステップと、
レンズシステムを用いて、検体からの光を検出器に合焦するステップと、
検出器を用いて検体からの光を検出するステップと、を含むイメージング方法。

【請求項59】

キャリアに対してレンズシステムの動きを、レンズシステムの光軸と平行な方向に制御し、検体からの光を検出器に合焦するステップをさらに含む、請求項５８に記載のイメージング方法。

【請求項60】

キャリアに対してレンズシステムの動きを制御するステップは、
第１光強度を計算するステップであって、第１光強度は、検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第２光強度を計算するステップであって、第２光強度は、検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成するステップと、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御するステップとを含む、請求項５８に記載のイメージング方法。

【請求項61】

検出器の第１画素ブロックを画定するステップと、
検出器の第２画素ブロックを画定するステップと、
軸外光ビームで検体を照射するステップと、
検体からの光がレンズシステムを通過した後、検出器を用いて検体からの光を検出するステップと、
第１光強度を計算するステップであって、第１光強度は、第１画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第２光強度を計算するステップであって、第２光強度は、第２画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成するステップと、
焦点エラー信号に基づいて、レンズシステムと検体の間の距離を調整するステップと、を含むイメージング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本願は、米国仮特許出願第６３／２３１４８８号（２０２１年８月１０日出願）の出願日の優先権および利益を主張するものであり、その全体内容はこの参照によりここに組み込まれる。

【0002】

（関連分野）
本特許は、核酸配列決定や同様のプロセスで使用されるイメージングシステムなど、フローセルおよびその他の基板イメージングシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

現在の核酸配列決定システムおよびプロセスの多くは、リソース集約型であり、とりわけ、相当の量の試薬および相当の量の時間を必要とする。リソースをより効率的に使用するために、大規模な並列システムとプロセスが開発されているが、改善の余地がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

本特許において、フローセルおよび他の基板、そしてこれらのフローセルおよび他の基板を撮像するためのシステムおよび方法のいくつかの例を説明しており、フローセルまたは他の基板の両面は、分析用の検体を有する、本特許において説明されるフローセル、他の基板、ならびにこれらのフローセルおよび他の基板を撮像するためのシステムおよび方法は、リソースのより効率的な使用を促進することができ、例えば、試薬の使用を最小限に抑え、サンプルが処理できる速度を改善できる。

【0005】

一例では、イメージングシステムが、
検体を受け取るように構成されたキャリアを保持するように構成されたステージと、
光ビームを用いて検体を照射するように構成された光源であって、光ビームは光学経路によって特徴付けられる、光源と、
光を検出するように構成された検出器と、
光ビームが検体を照射した後、検体からの光を検出器上に合焦させるように構成されたレンズシステムとを備え、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
光ビームは、レンズシステムを通って伝搬し、検体を照射するように構成され、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない。

【0006】

イメージングシステムはまた、キャリアとレンズシステムとの間の距離を変化させて、検体からの光を検出器上に合焦させるように構成されたコントローラを含んでもよい。

【0007】

イメージングシステムはまた、下記の動作を行うように構成された１つ以上のプロセッサを含んでもよい。
検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて、第１光強度を計算し、
検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて、第２光強度を計算し、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成し、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御する。

【0008】

検出器は、該検出器に入射する光のスポットに焦点を合わせるように構成されたアレイ検出器でもよい。

【0009】

アレイ検出器は、１次元アレイでもよい。

【0010】

キャリアは、フローセルでもよく、該フローセルは、ある幅で分離した第１検体受容面と第２検体受容面とを含む。

【0011】

レンズシステムの焦点深度は、前記幅よりも小さくもてよい。

【0012】

ステージは、移動して、レンズシステムが第１検体受容面からの光を検出器上に合焦させ、そして同時にではないが、第２検体受容面からの光を検出器上に合焦させるように構成されてもよい。

【0013】

光ビームは、ビーム幅によって定義されてもよく、該ビーム幅は、キャリアにおいて測定されてもよく、該ビーム幅は、２ｍｍ以下、および／または、１０ミクロン以上でもよい。

【0014】

レンズシステムは、流体中に浸漬されるように構成された遠位レンズ表面を備えた液浸対物レンズを含んでもよい。

【0015】

イメージングシステムは、下記のように構成してもよい。
（ａ）第１構成の場合、システムは、第１検体受容面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第１検体受容面から第１垂直距離だけ離隔しており、
第１垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｂ）第２構成の場合、システムは、第２検体受容面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第２検体受容面から第２垂直距離だけ離隔しており、
第２垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｃ）第１垂直距離は、第２垂直距離と実質的に同じであり、
第１垂直距離の流体セグメントは、第２垂直距離の流体セグメントと実質的に同じである。

【0016】

液浸対物レンズは、遠位レンズ表面と第１検体受容面との間に空隙が存在しないように、第１検体受容面上にあるリザーバに少なくとも部分的に浸漬されてもよい。

【0017】

イメージングシステムはまた、撮像中に、液浸対物レンズがリザーバに少なくとも部分的に浸漬される間に、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して並進させるように構成されたｘ－ｙ並進ステージを含んでもよい。

【0018】

リザーバ内の流体は、前記第１および第２検体受容面の間のフローセルの流体通路内の流体と実質的に同じ屈折率を有してもよい。

【0019】

他の例では、イメージングシステムは、
（ａ）第１表面を含む第１基板と、第２表面を含む第２基板と、第１表面と第２表面との間に流体通路とを備えるフローセルと、
（ｂ）液浸対物レンズを含み、該液浸対物レンズは、遠位レンズ表面を含み、液浸対物レンズは、少なくとも部分的に流体に浸漬される、イメージャと、を備え、
（ｃ）第１構成の場合、システムは、第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第１表面から第１垂直距離だけ離隔しており、
第１垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｄ）第２構成の場合、システムは、第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、
遠位レンズ表面は、第２表面から第２垂直距離だけ離隔しており、
第２垂直距離は、流体セグメントと基板セグメントとを含み、
（ｅ）第１垂直距離は、第２垂直距離と実質的に同じであり、
第１垂直距離の流体セグメントは、第２垂直距離の流体セグメントと実質的に同じである。

【0020】

システムは、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して垂直に並進させるように構成されたｚ並進ステージをさらに含んでもよい。

【0021】

システムは、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して、流体通路の高さに実質的に等しい距離だけ垂直に並進させることによって、前記第１構成から前記第２構成に変化させるように構成されてもよい。

【0022】

システムはさらに、自動焦点サブシステムを含んでもよく、該自動焦点サブシステムは、システムが前記第１構成にある場合、第１表面に合焦するように構成され、該自動焦点サブシステムは、システムが前記第２構成にある場合、第２表面に合焦するように構成される。

【0023】

第１表面は、第１基板の内面でもよく、第２表面は、第２基板の内面でもよく、第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向してもよい。

【0024】

システムはさらに、第１表面および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を刺激するように構成された放射線源を含んでもよい。

【0025】

第１基板は、放射線源からの放射線に対して実質的に透明であり、第１および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線に対して実質的に透明でもよい。

【0026】

液浸対物レンズは、遠位レンズ表面とフローセルの第１表面との間に空隙が存在しないように、第１基板上にあるリザーバに少なくとも部分的に浸漬されてもよい。

【0027】

システムはさらに、撮像中に、液浸対物レンズがリザーバに少なくとも部分的に浸漬される間に、液浸対物レンズまたはフローセルの一方を、液浸対物レンズまたはフローセルの他方に対して並進させるように構成されたｘ－ｙ並進ステージを含んでもよい。

【0028】

リザーバ内の流体は、前記流体通路内の流体と実質的に同じ屈折率を有してもよい。

【0029】

他の例では、イメージングシステムは、（ａ）第１表面および第２表面を含む両面基板と、（ｂ）イメージャと、（ｃ）基板を第１配向と第２配向との間で反転させるように構成されたフリッパー（反転器）であって、基板が第１配向にある場合、システムは、第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成され、そして、基板が第２配向にある場合、システムは、第２表面に取り付けられた検体から放射されるた放射線を撮像するように構成されるフリッパー、とを含む。

【0030】

両面基板は、第１表面と第２表面との間に位置する流体通路を備えるフローセルでもよい。

【0031】

フローセルは、第１基板と第２基板を含んでもよく、第１表面は、第１基板の内面であり、第２表面は、第２基板の内面であり、第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向している。

【0032】

第１基板は、第１厚さを含んでもよく、第２基板は、第２厚さを含んでもよく、第１厚さおよび第２厚さは、実質的に同じである。

【0033】

システムは、第１表面および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を刺激するように構成された放射線源をさらに含んでもよい。

【0034】

第１基板および第２基板は、放射線源からの放射線に対して実質的に透明であり、第１基板および第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線に対して実質的に透明でもよい。

【0035】

両面基板は、第２基板に接合された第１基板を含んでもよく、第１表面および第２表面は、両面基板の外面である。

【0036】

システムは、自動焦点サブシステムをさらに含んでもよく、該自動焦点サブシステムは、両面基板が前記第１配向にある場合、第１表面に合焦するように構成され、該自動焦点サブシステムは、両面基板が前記第２配向にある場合、第２表面に合焦するように構成される。

【0037】

イメージングシステムは、イメージングステーションと、少なくとも１つの追加のステーションと、搬送デバイスとをさらに含んでもよく、該搬送デバイスは、前記ステーション間で両面基板を移動するように構成される。

【0038】

搬送デバイスは、フリッパーを含んでもよい。

【0039】

別の例では、イメージングシステムは、（ａ）第１表面および第２表面を含む両面基板と、（ｂ）第１表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成された第１イメージャと、（ｃ）第２表面に取り付けられた検体から放射される放射線を撮像するように構成された第２イメージャと、を含む。

【0040】

両面基板は、フローセルでもよい。

【0041】

フローセルは、第１基板と第２基板を有してもよく、第１表面は、第１基板の内面であり、第２表面は、第２基板の内面であり、第１表面および第２表面は、流体通路を挟んで互いに対向している。

【0042】

イメージングシステムは、放射線源をさらに含んでもよく、該放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を刺激するように構成される。

【0043】

放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を同時に刺激するように構成されてもよい。

【0044】

放射線源は、第１表面および第２表面に取り付けられた検体からの放射線の放射を同時に刺激するように構成された単一のレーザビームを含んでもよい。

【0045】

イメージングシステムは、第１イメージャを用いて第１表面に取り付けられた検体から放出される放射線と、第２イメージャを用いて第２表面に取り付けられた検体から放出される放射線とを同時に撮像するように構成されてもよい。

【0046】

第１イメージャは、第１光軸を備えた第１対物レンズを有してもよく、第２イメージャは、第２光軸を備えた第２対物レンズを有してもよく、システムは、第１対物レンズと第２対物レンズとの間にフローセルを位置決めするように構成されてもよい。

【0047】

フローセルは、第１対物レンズと第２対物レンズとの間に位置決めされてもよく、第１対物レンズは第１基板に面し、第２対物レンズは第２基板に面する。

【0048】

第１光軸および第２光軸は、同一線上の光軸でもよい。

【0049】

他の例では、両面基板が、第１平面と、第１平面上の検体結合部位のアレイと、第２平面と、第２平面上の検体結合部位のアレイと、を含む。

【0050】

第１平面は、第１基板の外面でもよく、第２平面は、第２基板の外面でもよく、第１基板および第２基板は、内面で共に接合される。

【0051】

他の例では、イメージングシステムは、検体を有するキャリアを保持するように構成されたステージと、
光ビームで検体を照射するように構成された光源と、
光を検出するように構成された検出器と、
光ビームが検体を照射した後、検体からの光を検出器上に合焦するように構成されたレンズシステムとを含み、
前記キャリアは、検体が光ビームによって照射される間、ステージに取り付けられるように構成され、
光ビームは、光学経路によって特徴付けられ、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
光ビームは、レンズシステムを通って伝搬し、検体を照射するように構成され、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない。

【0052】

イメージングシステムは、キャリアとレンズシステムとの間の距離を変化させて、検体からの光を検出器上に合焦するように構成されたコントローラをさらに含んでもよい。

【0053】

システムは、下記の動作を行うように構成された１つ以上のプロセッサをさらに含んでもよい。
検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて、第１光強度を計算し、
検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて、第２光強度を計算し、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成し、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御する。

【0054】

キャリアは、フローセルでもよい。

【0055】

検出器は、該検出器に入射する光のスポットに焦点を合わせるように構成されたアレイ検出器でもよい。

【0056】

アレイ検出器は、１次元アレイでもよい。

【0057】

キャリアは、第１表面と第２表面を含んでもよく、
第１表面は、第２表面から、ある幅で分離していてもよい。

【0058】

レンズシステムの焦点深度が、キャリアの第１表面を第２表面から分離する前記幅よりも小さくてもよい。

【0059】

検体は、第１表面に付着した第１検体を含んでもよく、第２検体が、第２表面に付着されている。

【0060】

ステージは、移動して、レンズシステムが第１検体からの光を検出器上に合焦し、そして同時にではないが、第２検体からの光を検出器上に合焦するように構成されてもよい。

【0061】

光ビームは、キャリアにおいて測定されるビーム幅によって定義されてもよく、ビーム幅は、２．０ｍｍ以下、および／または１０ミクロン以上でもよい。

【0062】

他の例では、イメージング方法は、キャリアをステージに取り付けるステップであって、キャリアは、検体を含む、ステップと、
光源の光ビームをレンズシステムを通して検体に伝送することによって、光源で検体を照射するステップであって、
光ビームは、光学経路によって特徴付けられ、
レンズシステムは、光軸によって特徴付けられ、
キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない、ステップと、
レンズシステムを用いて、検体からの光を検出器に合焦するステップと、
検出器を用いて検体からの光を検出するステップと、を含んでもよい。

【0063】

イメージング方法は、キャリアに対してレンズシステムの動きを、レンズシステムの光軸と平行な方向に制御し、検体からの光を検出器に合焦するステップをさらに含んでもよい。

【0064】

キャリアに対してレンズシステムの動きを制御するステップは、
第１光強度を計算するステップであって、第１光強度は、検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第２光強度を計算するステップであって、第２光強度は、検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成するステップと、
焦点エラー信号に基づいて、キャリアに対するレンズシステムの動きを制御するステップとを含んでもよい。

【0065】

他の例では、イメージング方法は、
検出器の第１画素ブロックを画定するステップと、
検出器の第２画素ブロックを画定するステップと、
軸外光ビームで検体を照射するステップと、
検体からの光がレンズシステムを通過した後、検出器を用いて検体からの光を検出するステップと、
第１光強度を計算するステップであって、第１光強度は、第１画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第２光強度を計算するステップであって、第２光強度は、第２画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される、ステップと、
第１光強度と第２光強度とを比較して、焦点エラー信号を生成するステップと、
焦点エラー信号に基づいて、レンズシステムと検体の間の距離を調整するステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0066】

【図1a】フローセル１００の一例を概略的に示す。

【図1b】ホルダ内の図１ａのフローセルを概略的に示す。

【図1c】フローセルとホルダの他の例を示す。

【図1d】図１ｃのフローセルを保持する図１ｃのホルダを示す。

【図1e】フローセルの他の例を概略的に示す。

【図2】イメージングシステムの一例を概略的に示す。

【図3】イメージングシステムの他の例を概略的に示す。

【図4a】イメージングシステムの対物レンズに対して配向したフローセルを示す。

【図4b】図４ａとは反転した向きのフローセルを示す。

【図5】イメージングシステムの他の例を概略的に示す。

【図6】図５のイメージングシステムの２つの対物レンズの間に配置されたフローセルを示す。

【図7】イメージングシステムの他の例を示す。

【図8】イメージングシステムの他の例を示す。

【図9】イメージングシステムの他の例を示す。

【図10】イメージングシステムの他の例を示す。

【図11】イメージングシステムの他の例を示す。

【図12】イメージングシステムの他の例を示す。

【図13】イメージングシステムの他の例を示す。

【図14】イメージングシステムの他の例を示す。

【図15】イメージングシステムの他の例を示す。

【図16】イメージングシステムの他の例を示す。

【図17】イメージングシステムの他の例を示す。

【図18】イメージングシステムの他の例を示す。

【図19】両面基板の他の例を示す。

【図20】自動焦点システムの一実施形態を示す。

【図21】軸外の狭い照射ビームからの反射の一実施形態を示す。

【図22】異なるフローセル材料に基づく反射からのスポットの実施形態を示す。

【図23】異なるフローセル材料に基づく反射からのスポットの実施形態を示す。

【図24】異なるフローセル材料に基づく反射からのスポットの実施形態を示す。

【図25】２つの反射スポットに焦点を合わせた実施形態からの画像の合成画像である。

【図26】自動焦点アルゴリズムのための画素グループの一実施形態である。

【図27】２つの画素グループを横断してスポットを移動させる実施形態のグラフを示す。

【図28】焦点が変化するときの画素グループからの光の和と差の実施形態のグラフを示す。

【図29】自動焦点信号の一実施形態のグラフを示す。

【図30】フローセルの一実施形態の表面高さのヒートマップを示す。

【図31】フローセルの一実施形態の厚さのヒートマップを示す。

【図32】検出器の一実施形態の遅延時間のチャートを示す。

【図33】フローセルの表面の実施形態の走査中の自動焦点エラーを計算するために使用されるチャートを示す。

【図34】フローセルの表面の実施形態の走査中の自動焦点エラーを計算するために使用されるチャートを示す。

【図35】焦点スイープ中の表面の一実施形態の一連の画像を示す。

【図36】焦点スイープ中の焦点スコアの一実施形態のチャートである。

【図37】焦点スイープ中の表面の一連の画像を示す。

【図38】フローセルを撮像するためのプロセスの一実施形態のフローチャートである。

【図39】フローセル表面の自動焦点のためのプロセスの実施形態のフローチャートである。

【図40】コンピュータシステムの一実施形態のブロック図を示す。

【図41】イメージングシステムの他の例を概略的に示す。

【図42】イメージングシステムの他の例を概略的に示す。

【図43】イメージングシステムの他の例を概略的に示す。

【0067】

図面は、すべて縮尺どおりではない。必要に応じて、参照番号は図面の間で繰り返しており、対応する要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0068】

（フローセル）
図１ａは、フローセル１００の一例を示す。
フローセル１００は、第１基板１０２と第２基板１０４とを含み、これらは第１基板１０２の第１表面１０６が第２基板１０４の第２表面１０８に面するように位置決めされる。表面１０６，１０８は、間隔をあけて配置され、これらの表面の間に流体通路１００を画定する。

【0069】

表面１０６，１０８は、分析のために検体(analyte)１１２を受け入れるように構成される。検体１１２は、配列決定される核酸材料、ＤＮＡまたはＲＮＡなどでもよく、または分析される他の生物学的または非生物学的／合成材料でもよい。１つの特定の例では、検体１１２は、配列決定または分析されるＤＮＡナノボールまたは他の個別の核酸サンプルでもよい。検体１１２は、第１および第２表面１０６，１０８の上に部分的または全体的に離散ユニットの離隔したアレイ状に配置できる。図示していないが、表面１０６，１０８は、互いに離隔した個別の付着部位のアレイを含んでもよく、個々の検体ユニット１１２が隣接する検体ユニット１１２から離隔して保持できる。説明の目的のため、図では、少数の離散検体１１２部位のみしか示していないが、アレイは、数十または数百ナノメートルのオーダーになり得るピッチで離隔した、最大で数百万または数十億の離散検体部位を含むことができることを理解すべきである。

【0070】

フローセル１００は、検体１１２に対して配列決定または他の反応を実行するために、試薬および他の流体が流体通路１１０を通って流されるように構成される。一例では、配列決定の反応中に、蛍光タグ付き分子が検体１１２の一部に選択的に結合できる。以下でより詳細に説明するように、光学イメージングシステムを使用して、タグ付き検体１１２からの蛍光放射を刺激し検出し、検体１１２に関連する配列決定データまたは他のデータを生成できる。

【0071】

図１ａのフローセル１００の基板１０２，１０４は、タグ付き検体１１２からの放射を刺激するために使用される放射波長に対して実質的に透明であり、また、タグ付き検体１１２部位からの放射の放射波長に対して実質的に透明である、１つの材料または複数の材料で製作できる。基板１０２，１０４はまた、タグ付き検体１１２部位からの誘導放射の波長範囲において実質的な放射を発生しない１つの材料または複数の材料でもよい（例えば、基板材料自体の蛍光によって、またはラマン散乱などの非弾性光子散乱プロセスによって）。この段落で使用するような「実質的に」および「実質的な」とは、タグ付き検体１１２部位からの放射の刺激および／または検出に干渉するレベルを指す。一実施形態では、基板１０２，１０４は、両方ともガラスまたは他の適切な光学的に透明な材料である。

【0072】

この例では、基板１０２，１０４の内面上の検体１１２（例えば、ＤＮＡナノボールまたは他の離散した核酸検体）は、基板１０２，１０４の内面上にアレイ状に配置された離散した部位に結合する。これらの結合部位は、２４８ｎｍ ＫｒＦ（フッ化クリプトン）、１９３ｎｍ ＡｒＦ（フッ化アルゴン）リソグラフィーシステム、または電子ビームリソグラフィーシステムなどの周知のリソグラフィーツールによって作製できる。アレイは、典型的には、超高密度、高密度、中密度または低密度で互いに間隔をあけて分離される。超高密度では、分離は、２５０ｎｍ未満である。高密度では、分離は、３００～３５０ｎｍの範囲である。中密度では、分離は、４００ｎｍ～５００ｎｍの範囲である。低密度では、分離は、５００ｎｍ以上である。いくつかの実装（例えば、いくつかの低密度実装）では、フォトレジストを用いた２次元パターニングが、ＤＮＡナノボールまたは他の離散した核酸サンプルを隔離するのに十分である。いくつかの実装（例えば、いくつかの中密度、高密度、または超高密度の実装）では、離散したサンプルが単一の場所に残らないリスクを軽減するために、より小さなサンプルが必要になる場合があり、タグ付きＤＮＡナノボールまたは他のタグ付き核酸サンプルからの蛍光のより効率的な捕獲のために３次元のパターンニングを必要とする場合がある。こうした実装では、ＤＮＡナノボールを隔離するために、ウェル壁としての非結合材料と、ウェル底面のための結合材料とによって、３次元パターン化ウェルナノ構造が開発できる。

【0073】

図１ａのフローセル１００は光学的に対称である。両方の基板１０２，１０４は、実質的に同じ厚さ、材料、形状であり、その他の点では同一またはほぼ同一である。

【0074】

図１ｂは、ホルダ１１４によって保持されたフローセル１００を示す。ホルダ１１４は、フローセルのエッジ／周囲でフローセル１００と接触しており、そのためホルダ１１４による干渉なしに、両方の基板１０２，１０４を経由してフローセル１００が撮像できる。

【0075】

図１ｃと図１ｄは、フローセル１６０を保持するためのホルダ１５０の他の例を示す。図１ｃと図１ｄに示すように、ホルダ１５０は、フローセル１６０をそのエッジで保持し、フローセルの基板を覆わない状態にして、基板を経由して撮像できる。

【0076】

図１ｅは、フローセル１８０の他の例を示す。フローセル１８０は、分析用の検体１１２を受け入れるように構成された表面１０６を備えた第１基板１０２と、分析用の検体１１２を受け入れるように構成された表面１０８を備えた第２基板１８２とを含む。図１ａのフローセル１００とは異なり、図１ｅのフローセル１８０は、光学的に対称ではない。図１ｅでは、基板１０２は光学的に透明であり、基板１８２は異なる非光学的透明な材料からなり、またより厚い。図１ｅの特定の例では、基板１０２はＳｉＯ_２であり、基板１０８はＳｉである。

【0077】

（フローセル－製造方法の例）
一般に、付着部位のアレイを備えた基板は、例えば、レーザダイシングまたはソーダイシングなどによって、完全な８インチウェハからダイシングできる。ガラス基板の場合、例えば、図１ａのフローセル１００の基板１０２，１０４などの場合、ウエハ全体からのダイシング許容誤差は、ｘｙ面方向の両方で±５０μｍにできる。図１ａの対称フローセル１００の場合、ダイシングされた底部ガラス基板１０４は、流体入口および出口ポートとして４つのドリル孔と、２つの上部および底部トレンチを有することができ、一方、ダイシングされた上側ガラス基板１０２は、ドリル孔およびトレンチを有していない。

【0078】

フローセル１００の２つの基板は、接着材料、例えば、特定のサイズを備えたポリスチレンビーズと混合したＵＶ／可視光硬化性接着剤、または、間隔構造として画定するためのに特定の厚さを備えた感圧接着剤（ＰＳＡ）などによって支持できる。ＵＶ／可視光硬化性接着剤は、ガラス表面の１つの上に複数の接着剤のドット、ライン、または特定のチャネル構造として塗布され、上側および下側ガラス基板１０２，１０４を接合できる。他の手法は、所定のチャネル形状を備えたプレカットＰＳＡテープを使用して、２つのガラス基板１０２，１０４を接合することである。

【0079】

フローセル１００の製造中に、底部ガラス基板は、位置合わせピンによって位置合わせされた真空事前組立チャックによって保持でき、ＵＶ接着剤は、自動接着剤塗布システムを用いて底部ガラス基板１０４の表面１０８上に塗布できる。設計された塗布プログラムを実行して、ビーズを備えた接着剤を表面上に所望のパターンに塗布できる。上側ガラス基板１０２は、ボール形状のピンを備えた真空ウエイト（重り）によって持ち上げることができ、事前組み立てチャック孔を位置合わせすることによって接着剤パターン上に配置でき、下側ガラス基板１０４上の接着剤との完全な接触を確保できる。接着剤がＵＶ光に露出することによって完全に硬化するまで、ウエイトからの均一な下向き力がガラス基板に印加できる。硬化時間は、接着剤の硬化要件に応じて変化することがある。ガラス基板１０２，１０４に印加されるウエイトは、フローセル流体通路ギャップの均一性を確保するために均一な荷重にでき、一方、使用するスペーサのサイズは、特定のフローセルギャップまたは間隔を定義できる。一般に、フローセルのギャップ高さは、フローセルの平面に対して垂直に測定した上部ガラス表面と底部ガラス表面との間の距離として定義できる。ギャップ高さは、一例では、約５０μｍであり、許容誤差は±５μｍである。

【0080】

他の例では、フローセルの製造は、接着材料としてプレカットされたチャネル感圧接着剤（ＰＳＡ）テープが使用できる。ＰＳＡテープの厚さは、フローセルのギャップ高さを定義する機械的スペーサーとして機能できる。プレカットされたチャネルＰＳＡテープは、上部ガラス基板１０２の表面１０６に付与できる。次に、プレカットされたチャネルＰＳＡテープが接着された上側ガラス基板１０２は、真空ウエイトによって持ち上げることができ、底部ガラス基板１０４の表面１０８上に配置できる。ウエイトは、ガラス基板がＰＳＡテープと完全に接触することを確保するために、所望の時間にガラス基板上に留まることができる。

【0081】

上述した両方の製造手法において、フローセル１００内の上部ガラス基板１０２と底部基板１０４との間に１００～２００μｍの配置許容誤差が存在し得る。

【0082】

（図２ イメージングシステム）
図２は、光学イメージングシステム２００の一例を概略的に示す。図２の例では、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１００に向けられ、検体部位１１２の一部に取り付けられたタグからの放射を刺激する。放射は、検出器２２２によって撮像される。光学イメージングシステム２００は、コントローラ２２６によって制御され、これは、システム２００の種々のコンポーネントを制御し、システムの種々のコンポーネントによって収集されたデータを処理するように構成された１つ以上のコンピュータまたは他のデバイスでもよい。

【0083】

図２の例では、放射線源２０４は、フローセル１００内の蛍光タグ付き検体１１２による蛍光放射を刺激するレーザ光を放射するように構成されたレーザである。レーザ２０４からのレーザ光は、調整光学系２０６を通過し、光学系２０８および対物レンズ２１０をフローセル１００に案内する。方向付け光学系２０８は、放射線源２０４からの光波長を反射するとともに、他の光波長（検体１１２からの蛍光放射を含む）が方向付け光学系２０８を通過して、光学経路２２８に沿って検出器２２２に到達できるように構成された、ダイクロイックビームスプリッタまたは他の光学部品でもよい。図２は、検体１１２による蛍光放射を刺激するための単一の放射線源２０４だけを示しているが、異なる波長で動作する追加の放射線源が、これらの追加の放射線源のための追加の調整および方向付け光学系と併せて含まれてもよい。

【0084】

Ｘ－Ｙステージ２０２は、フローセル１００をｘ方向およびｙ方向（対物レンズ２１０の光軸２１０ａに対して垂直）に並進させ、放射線源２０４からのレーザビームがフローセル１００を横断して走査できる。

【0085】

図２において、検出器２２２は、検体１１２からの蛍光放射を撮像する。検出器２２２は、検体１１２に取り付けられたタグからの誘導放射を撮像するように構成された任意の適切なカメラまたは他のデバイスであり得るもよい。検出器２２２は、電荷結合素子イメージセンサ（ＣＣＤ）、相補型金属酸化物半導体イメージセンサ（ＣＭＯＳ）、または他の適切なイメージセンサを含んでもよい。検出器２２２は、時間遅延積分（ＴＤＩ）検出器でもよい。

【0086】

図２の例では、フローセルに方向付けされたレーザ光は、フローセル１００の両方の表面１０６，１０８に取り付けタグ付き検体からの蛍光放射を同時に刺激できる。イメージングシステム２００は、フローセル１００の他方の表面上の検体からの蛍光放射による過度の干渉なしに、フローセル１００の一方の表面上の検体からの蛍光放射の撮像を容易にする自動焦点サブシステムを含む。図２の例では、自動焦点サブシステムは、放射線源２１４（例えば、赤外線レーザ）、方向付け光学系２１８，２２０、およびフローセル１００の表面による放射線源２１４からの反射光を受信する検出器２１６を含む。コントローラ２２６は、検出器２１６からデータを受信し、該データに基づいてｚ並進ステージ２１２を駆動し、対物レンズ２１０ａの光軸に沿って対物レンズ２１０をｚ方向に並進させる。

【0087】

（図３ イメージングシステム）
図３は、イメージングシステム３００の他の例を示す。この例では、システムは、イメージングシステム３００内のフローセル１００の向きを変化させるように構成されたアクチュエータ３０２を含む。例えば、アクチュエータ３０２は、第１基板１０２が第２基板１０４の上にある向き（即ち、図４ａに示すように）と、第２基板１０４が第１基板１０２の上にある向き（即ち、図４ｂに示すように）との間でフローセルを反転させるように構成できる。

【0088】

フローセルが図４ａに示す配きにある場合、システム３００は、フローセル１００の第１表面１０６上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するように構成される。図４ａに示す配きでは、対物レンズ２１０は、フローセル１００の第１表面１０６の上またはその近傍（または第１表面１０６に取り付けられた検体１１２）に合焦するため、検出器２２２は、第１表面１０６上のタグ付き検体による刺激放射の合焦画像を捕捉するが、第２表面１０８上のタグ付き検体による刺激放射の合焦画像は充分には捕捉しない。

【0089】

フローセルは、図４ｂに示す向きにある場合、システム３００は、フローセル１００の第２表面１０８上のタグ付け検体から放射される放射線を撮像するように構成される。図４ｂに示す向きでは、対物レンズ２１０は、フローセル１００の第２表面１０８上またはその近傍に合焦するため、検出器２２２は、第２表面１０８上のタグ付け検体による刺激放射の画像を捕捉するが、第１表面１０６上のタグ付き検体による刺激放射の画像は捕捉しない。

【0090】

図３に戻って、アクチュエータ３０２は、図４ａに示す向きと、図４ａに示す向きから１８０度反転した図４ａに示す向きとの間でフローセルを再配向するように構成される。図３に示す例では、アクチュエータ３０２が、フローセル輸送デバイス３０４のコンポーネントである。フローセル輸送デバイス３０４は、フローセル１００を再配置および再配向するように構成されたロボットアーマチュアまたは他の多自由度デバイスでもよい。フローセル輸送デバイス３０４は、フローセル１００を把持するための（またはホルダ１１４などのフローセルホルダを把持するための）グリッパ３０６を含む。アクチュエータ３０２は、フローセル輸送デバイス３０４がグリッパ３０６の向きを反転できるようにするロータリージョイントまたは他の適切な機械的リンクでもよい。

【0091】

フローセル１００を反転可能であることに加えて、フローセル輸送デバイス３０４は、種々のステーション間でフローセル１００を移動するようにも構成される。図３では、フローセル１００は、イメージングステーションに位置決めされ、フローセル輸送デバイス３０４は、フローセル１００を、例えば、ステーション３０８，３１０などの他のステーションに移動させ、そこでは試薬をフローセル１００を通して流し、検体との配列決定反応または他の反応を容易にする他の動作が実行され、ステーション３１２では、フローセル１００は他のステーションの利用可能性の保留して一時的に保持できる。

【0092】

（図３ イメージングシステム 動作方法の例）
図３に示すイメージングシステム３００の動作方法の一例では、フローセル輸送デバイス３０４は、撮像のためにフローセル１００を位置決めでき、フローセル１００は、最初に図４ａに示すように配向し、第１表面１０６は、第２面１０８よりも対物レンズ２１０により接近している。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システム３００は、図４ａに示すように、フローセル１００の第１表面１０６上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１００の検体アレイ１１２に渡って走査され、一方、検出器２２２は、フローセル１００の第１表面１０６上のタグ付き検体１１２部位からの刺激放射の画像を捕捉する。

【0093】

次に、フローセル輸送デバイス３０４は、フローセル１００を、図４ｂに示す向きに再配向でき、第２表面１０８は、第１表面１０６よりも対物レンズ２１０に接近している。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システムは、図４ｂに示すように、フローセル１００の第２表面１０８上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１００の検体アレイ１１２に渡って走査され、一方、検出器２２２は、フローセル１００の第２表面１０８上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を捕捉する。

【0094】

次に、フローセル輸送デバイス３０４は、フローセル１００を他のステーションに再配置し、撮像のために新しいフローセルを位置決めできる。

【0095】

（図５ イメージングシステム）
図５は、イメージングシステム５００の他の例を示す。この例では、イメージングシステム５００は、フローセル１００の両面１０６，１０８で放射される放射線を同時にイメージングするための２つのイメージャを含む。図５のイメージングシステム５００は、図２のイメージングシステム２００と同じコンポーネントを含み、追加の対物レンズ５１０、Ｚ並進ステージ５１２、検出器５２２、検出器光学系５２４、および自動焦点コンポーネント５１４，５１６，５１８，５２０も含む。

【0096】

この例では、自動焦点コンポーネント２１４，２１６，２１８，２２０は、対物レンズ２１０に最も近い両面フローセル１００の内面、即ち、第１基板１０２の第１表面１０６の上に対物レンズ２１０の焦点を合わせるのを容易にする。そして、焦点コンポーネント５１４，５１６，５１８，５２０は、対物レンズ５１０に最も近い両面フローセル１００の内面、即ち、第２基板１０４の第２表面１０８の上に対物レンズ５１０の焦点を合わせるのを容易にする（図６を参照）。システム５００は、自動焦点対物レンズ２１０のための放射線源２１４によって発生するＩＲレーザまたは他の放射線が、他の対物レンズ５１０の自動焦点合わせを干渉しないように構成できる。例えば、自動焦点サブシステムの各々の幾何形状は、自動焦点対物レンズ２１０に使用されるＩＲレーザまたは他の放射線が他の自動焦点対物レンズの検出器５１６によって検出されないように、またはこれと干渉しないように、そして逆も同様に構成できる。代替として、対物レンズ２１０のために使用される自動焦点サブシステムは、対物レンズ５１０のために使用される自動焦点サブシステムとは異なる波長で動作するように構成できる。

【0097】

該対物レンズに最も近いフローセルの表面の各対物レンズを焦点合わせすることによって、イメージングシステム５００は、両面フローセル１００の水ギャップの厚さの変動を補正する必要がない。

【0098】

図５と図６に示すように、フローセル１００は、２つの対物レンズ２１０，５１０の間に位置決めされ、対物レンズ２１０は、フローセル１００の第１基板１０２に面しており、対物レンズ５１０は、フローセル１００の第２基板１０４に面している。また図５と図６に示すように、対物レンズ２１０，５１０の光軸２１０ａは同一直線上にある。

【0099】

図５のイメージングシステム５００では、放射線源２０４からの放射線が、フローセル１００の両方の表面１０６，１０８上のタグ付き検体１１２からの放射を同時に刺激する。図示の特定の例では、単一のレーザビームが、ｘ／ｙステージ２０２を使用してｘ軸およびｙ軸に沿ってフローセルを横断して走査され、レーザビームの場所において両方の表面１０６，１０８上のタグ付き検体１１２からの放射を同時に刺激する。

【0100】

レーザビームがフローセル１００を横断して走査されると、システム５００は、表面１０６上のタグ付き検体から放出される放射線および表面１０８上のタグ付き検体から放出される放射線を同時に撮像する。システム５００は、対物レンズ２１０、光学系２２４および検出器２２２を使用して、表面１０６上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像する。システム５００は、対物レンズ５１０、光学系５２４および検出器５２２を使用して、表面１０８上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像する。

【0101】

（図５ イメージングシステム 動作方法の例）
図５に示すイメージングシステム５００の動作方法の一例では、フローセル１００は、撮像のために対物レンズ２１０，５１０の間に位置決めできる。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、図６に示すように、システム５００は、フローセル１００の第１表面１０６上の蛍光タグ付き検体からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせ、そして、第２表面１０８上の蛍光タグ付き検体からの放射を撮像するために対物レンズ５１０の焦点を合わせる。この例では、放射線源２１４、検出器２１６、および方向付け光学系２１８，２２０は、フローセルの第１表面１０６上の蛍光タグ付き検体からの放射の合焦撮像のために対物レンズ２１０を位置決めするデータを収集する際に使用される。そして、放射線源５１４、検出器５１６、および方向付け光学系５１８，５２０は、フローセルの第２表面１０８上の蛍光タグ付き検体からの放射の合焦撮像撮像のために対物レンズ５１０を位置決めするデータを収集する際に使用される。次に、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１００の検体アレイ１１２を横断して走査されるとともに、検出器２２２は、フローセル１００の第１表面１０６上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を捕捉し、検出器５２２は、フローセルの１０８の第２表面上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を同時に取得する。放射線源２０４を走査するとき、自動焦点サブシステムは、対物レンズ２１０，５１０の焦点を調整して、第１表面１０６と第２表面１０８との間の水ギャップの厚さの変動を考慮できる。

【0102】

（図７ イメージングシステム）
図７は、フローセルの両面において放射される放射線を同時に撮像するための２つのイメージングサブシステムを含むイメージングシステム７００の他の例を示す。図７のイメージングシステム７００は、フローセルの両面（例えば、図１ａに示すフローセル１００の表面１０６，１０８）上のタグ付き検体からの放射を同時に刺激するための単一の放射線源７０４を含む。フローセルの各側面を撮像イメージングするための別個の光学サブシステムが存在する。対物レンズ７１０ａ、検出器７２２ａ、および自動焦点サブシステム７３０ａは、フローセルの表面のうちの１つ（例えば、図１ａではフローセル１００の第１表面１０６）を撮像するように構成される。そして対物レンズ７１０ｂ、検出器７２２ｂ、および自動焦点サブシステム７３０ｂは、他方の表面（例えば、図１ａではフローセル１００の第２表面１０８）を撮像するように構成される。

【0103】

図８～図１０は、図７のイメージングシステム７００の追加図を示す。図８は、２つの対物レンズ７１０ａ，７１０ｂの間にフローセル１００を位置決めするためのトランスポート７４０とともに、イメージングシステム７００を平面図で示す。図９と図１０は、２つの対物レンズ７１０ａ，７１０ｂの間に位置決めされたホルダ１５０内のフローセル１００の拡大図を示し、２つの対物レンズの光軸は同一線上に配置される。

【0104】

図１１と図１２は、イメージングシステム７００のトランスポート７４０の追加図を示す。図１１は、トランスポート４０のｘステージ７４２を示し、図１２は、トランスポート７４０のｘステージ７４２とｙステージ７４４の両方を示す。ｘステージ７４２は、フローセル１００をｘ軸７４６に沿って並進させるように構成される。ｙステージ７４４は、フローセル１００をｙ軸７４８に沿って並進させるように構成される。トランスポート７４０は、全体移動（イメージングシステム７００の２つの対物レンズの間のある場所にフローセル１００を運ぶ）と、微細移動（フローセル１００を横断して放射線を走査するために、ｘ軸７４６およびｙ軸７４８に沿ってフローセル１００を並進する）の両方のために構成できる。

【0105】

図１３～図１８は、フローセル１００を、イメージングシステム７００の２つの対物レンズの間のある位置に運ぶためのトランスポート７４０の使用を示す。図１３では、フローセル１００は、トランスポート７４０のホルダ１５０内に位置決めされる。図１４では、ｙステージ７４４が駆動されて、フローセル１００およびホルダ１５０を、ｘステージ７４２を通って延びるスロット７５０を通って下方に並進させる（図１１を参照）。図１５では、ｘステージ７４２が駆動されて、フローセル１００およびホルダ１５０を、イメージングシステム７００の対物レンズに並進させ、図１６と図１７では、ｙステージ７４２が駆動され、フローセル１００およびホルダ１５０を並進させてｘステージ７４２でのスロット７５０を通って後退させ、そのためフローセル１００は、イメージングシステム７００の対物レンズの間に位置決めされる。

【0106】

（図４１ イメージングシステム）
図４１は、イメージングシステム６００の他の例を示す。この例では、対物レンズ２１０は、液浸対物レンズ、例えば、水浸対物レンズである。イメージングシステム６００は、２つの表面１０６，１０８が流体通路によって分離されているにも関わらず、フローセル１８０の第１および第２表面１０６，１０８で放射される放射線が、等しいまたは実質的に等しい厚さの流体を通して対物レンズ２１０により撮像できるように構成される。

【0107】

対物レンズ２１０の遠位端は、流体６０２（例えば、水）の中に浸漬され、そのため対物レンズ２１０の遠位端（または対物レンズ２１０の遠位レンズ）とフローセル１８０との間に空気ギャップが存在しない。流体は、フローセル１８０の上部基板を覆うリザーバ内に保持できる。図示した特定の例では、ホルダ１１４の壁は、第１基板１０２の上部にあるリザーバ内に流体６０２を保持する。１つの非限定的な例では、リザーバの深さは、深さ２００～５００マイクロメートル、または約３５０マイクロメートルにできる。他の例では、流体は、他の方法でフローセル１０８の上の一定の空間内に保持されてもよく、異なる深さでもよい。イメージングシステム６００は、流体６０２を所望のレベルに維持するように構成された流体監視配送サブシステム６０６を含む。

【0108】

いくつかの実装では、フローセル１８０の上方にある流体６０２は、フローセル１８０の第１基板１０２と第２基板１８２との間の流体通路内の流体と同じまたは実質的に同じ光学特性（例えば、屈折率）を有してもよい。いくつかの実装では、フローセル１８０の上方にある流体６０２は、フローセル１８０の第１基板１０２と第２基板１８２との間の流体通路内の流体と同じまたは実質的に同じでもよい。

【0109】

この特定の例では、対物レンズ２１０の遠位端は、Ｘ－Ｙステージ２０２による並進中に流体６０２内に浸漬された状態になるため、流体６０２内に望ましくない乱流が発生し、画像品質に影響を及ぼす可能性がある。いくつかの実装では、システムの対物レンズ２１０および他のコンポーネントは、運動によって引き起こされる流体内のあらゆる乱流を低減するように構成できる。例えば、いくつかの構成では、対物レンズ２１０は、対物レンズに対して流体のより層状の流れを促進して乱流を減少させるために、平坦な遠位面を含んでもよい。これらの構成または他の構成では、対物レンズ２１０（または流体６０２に浸漬される対物レンズ２１０の少なくとも一部）は、対物レンズに対して流体のより層状の流れを促進して乱流を減少させるために、非テーパー形状（例えば、円筒形）にできる。

【0110】

図４１のイメージングシステム６００では、ｚ並進ステージ２１２は、対物レンズ２１０を光軸２１０ａに沿って並進させて、フローセル１８０の第１表面上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するために対物レンズ２１０が位置決めされる場所から、フローセル１８０の第２表面１０８上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するために対物レンズ２１０が位置決めされる場所に、対物レンズ２１０を移動させるように構成される。図４２は、フローセル１８０の第１表面１０６上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するために位置決めされた対物レンズ２１０を示す。図４３は、フローセル１８０の第２表面１０８上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するために位置決めされた対物レンズ２１０を示す。

【0111】

イメージングシステム６００は、対物レンズ２１０が第１表面１０６上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するように位置決めされたときの対物レンズ２１０の遠位表面と第１表面１０６との間の垂直距離６０４（図４２）が、対物レンズ２１０が第２表面１０８上のタグ付き検体から放射される放射線を撮像するように位置決めされたときの対物レンズ２１０の遠位表面と第２表面１０８との間の垂直距離６０８（図４３）と同じまたは実質的に同じであるように構成される。さらに、流体（フローセル１８０の上方の領域にある流体６０２およびフローセル１８０の流体通路内の流体を含む）を通って延びる光学経路の垂直長さ、およびフローセル基板１０２を通って延びる光学経路の垂直長さは、図４２と図４３に示す２つの対物レンズ位置では同じである。図４２では、流体を通過する光学経路の垂直セグメントは、符号ｄ１が付与される。図４３では、流体（フローセル１８０の上方にある流体６０２およびフローセル１８０の流体通路内の流体を含む）を通って進む光学経路の垂直セグメントは、それぞれ符号ｄ２，ｄ３が付与される。

【0112】

イメージングシステム６００は、ｄ１（対物レンズ２１０が第１表面１０６で放射される放射線を撮像するように位置決めされる場合）が、ｄ２＋ｄ３（対物レンズ２１０が第２表面１０８で放射される放射線を撮像するために位置決めされる場合）に等しいか、またはほぼ等しいように構成される。対物レンズ２１０が、第２表面１０８で放射される放射線を撮像するために再位置決めされた場合、対物レンズ２１０は、ｚ並進ステージ２１２によって、ｄ３（フローセル１８０内の流体通路の高さ）に等しいかほぼ等しい距離だけ流体６０２の中により奥深くに並進される。

【0113】

（等価光学経路）
図４１～４３のイメージングシステム６００は、対物レンズ２１０の遠位端と撮像されるフローセル１８０の表面との間の対物レンズ２１０ａの光軸に沿った光学経路が、第１表面１０６または第２表面１０８で放射される放射線が撮像されるか否かに関係なく、同等または実質的に同等となるように構成される。光学経路は、対物レンズ２１０が第１表面１０６で放射される放射線を撮像するように位置決めされるか（図４２）、または第２表面１０８で放射される放射線を撮像するように位置決めされる（図４３）かに関係なく、同じ厚さの流体および基板を通って垂直に延びている。このように高い開口数（ＮＡ）の対物レンズを含む光学系、その他特定の撮像条件のために特別に設計された光学系を使用して、望ましくない収差を導入したり、撮像品質に悪影響を及ぼしたりすることなく、フローセル１８０の２つの異なる表面で放射される放射線を撮像できる。図３と図５のシステム３００，５００はまた、撮像される２つの表面間に同等の光学経路を有する。これらの例では、フローセル１００は光学的に対称であり（両方の基板１０２，１０４が同じまたは実質的に同じ材料および厚さである）、それ以外でも対物レンズの遠位端と撮像される表面との間の光学経路は同等である。

【0114】

（図４１ イメージングシステム 動作方法の例）
図４１に示すイメージングシステム６００の動作方法の一例では、フローセル１８０撮像のために位置決めでき、流体モニタリング／配送サブシステム６０６は、流体６０２がフローセル１８０上方のリザーバを充分に充満することを確保する。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システム６００は、図４２に示すように、フローセル１８０の第１表面１０６上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１８０の検体１１２アレイを横断して走査され、一方、検出器２２２は、フローセル１８０の第１表面１０６上のタグ付き検体１１２部位からの刺激放射の画像を捕捉する。

【0115】

次に、ｚ並進ステージ２１２は、対物レンズ２１０を、フローセル１８０の流体通路の高さに等しいまたは実質的に等しい距離（非限定的な一例では５０ミクロン）だけ下向きに垂直に並進できる。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システムは、図４３に示すように、フローセル１８０の第２表面１０８上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、フローセル１８０の検体１１２アレイを横断して走査され、一方、検出器２２２は、フローセル１８０の第２表面１０８上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を捕捉する。

【0116】

（他の両面基板）
前述した図１ａは、第１基板１０２の第１内面１０６が第２基板１０４の第２内面１０８から離隔して対向し、これらの表面間に流体通路１００を画定するように位置決めされた第１基板１０２と第２基板１０４を含むフローセル１００の例を示す。内面１０６，１０８は、分析のために検体１１２を受け入れるように構成される。

【0117】

図１９は、両面基板９００の他の例を示しており、分析のために検体１１２を受け入れるように構成された２つの表面は、内面ではなく外面９０６，９０８である。両面基板は、最初に２つの個別の基板９０２，９０４の表面９０６，９０８上に検体１１２の結合部位をそれぞれ形成し、続いて、検体１１２のために形成された結合部位を備えた表面９０６，９０８が両面基板の外側になるように２つの基板９０２、９０４を共に接着することによって、形成できる。

【0118】

検体１１２のためのこれらの結合部位は、周知のリソグラフィツール、例えば、２４８ｎｍＫｒＦ（フッ化クリプトン）リソグラフィシステム、１９３ｎｍＡｒＦ（フッ化アルゴン）リソグラフィシステム、または電子ビームリソグラフィシステムなどによって作製できる。アレイは、典型的には、超高密度、高密度、中密度、または低密度で互いに間隔を設けて分離される。超高密度では、分離隔隔は、２５０ｎｍ未満である。高密度では、分離隔隔は、３００～３５０ｎｍの範囲である。中密度では、分離隔隔は、４００ｎｍ～５００ｎｍの範囲である。低密度では、分離隔隔は、５００ｎｍ以上である。いくつかの実装（例えば、いくつかの低密度実装）では、フォトレジストを用いた２次元パターニングが、ＤＮＡナノボールまたは他の離散した核酸サンプルを隔離するのに十分である。いくつかの実装（例えば、いくつかの中密度、高密度、または超高密度の実装）では、離散したサンプルが単一の場所に残らないリスクを軽減するために、より小さなサンプルが必要になる場合があり、タグ付きＤＮＡナノボールまたは他のタグ付き核酸サンプルからの蛍光のより効率的な捕捉のために３次元パターニングが必要になることがある。こうした実装では、３次元パターンニングウェルナノ構造が、ＤＮＡナノボールを隔離するために、ウェル壁として非結合材料およびウェル底面用の結合材料によって開発できる。

【0119】

図１ａのフローセル１００とは異なり、両面基板９００は、２つの基板間に流体通路を有しておらず、検体１１２結合部位は、基板９０２，９０４の外側に面する表面９０６，９０８の上にある。配列決定または他の反応は、両面基板９００を、試薬および他の流体に連続的に浸すか、あるいは浸漬することによって、両面基板９００上の検体１１２に対して実行できる。一例では、配列決定反応中に、蛍光タグ付き分子は、両面基板９００の表面９０６，９０８上の検体１１２の一部に選択的に結合できる。配列決定反応は、米国出願公開第２０２０／００３１８１７７号明細書（２０２０年１０月８日公開、Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ．）に記載された浸漬反応プロトコルと同一または類似しており、両面基板９００上で実行できる。

【0120】

両面基板９００は、上述のイメージングシステムによって撮像できる。例えば、図３に示すイメージングシステム３００では、フローセル搬送デバイス３０４は、撮像のために両面基板９００を位置決めでき、両面基板９００は、最初に第１表面９０６が第２表面９０８より対物レンズ２１０により近くなるように配向される。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システム３００は、両面基板９００の第１表面９０６上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、第１表面９０６上の検体１１２アレイを横断して走査され、一方、検出器２２２は、タグ付き検体１１２部位からの刺激放射の画像を捕捉する。次に、フローセル搬送デバイス３０４は、第２表面９０８が第１表面９０６よりも対物レンズ２１０により近くなるように両面基板９００の再配向できる。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システムは、第２表面９０８上の蛍光タグ付き検体１１２からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせる。次に、放射線源２０４からの放射線は、第２表面９０８上の検体１１２アレイを横断して走査され、一方、検出器２２２は、第２表面９０８上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を捕捉する。次に、搬送デバイス３０４は、両面基板９００を他のステーションに再位置決めし、撮像のために新しい両面基板９００を位置決めできる。

【0121】

他の例として、図５のイメージングシステム５００では、両面基板９００は、撮像のために対物レンズ２１０，５１０の間に位置決めできる。次に、自動焦点サブシステムからのフィードバックに基づいて、システム５００は、両面基板９００の第１表面９０６上の蛍光タグ付き検体からの放射を撮像するために対物レンズ２１０の焦点を合わせ、そして、第２表面９０８上の蛍光タグ付き検体からの放射を撮像するために対物レンズ５１０の焦点を合わせる。この例では、放射線源２１４、検出器２１６、および方向付け光学系２１８，２２０は、第１表面９０６上の蛍光タグ付き検体からの放射の合焦撮像のために対物レンズ２１０を位置決めするためのデータを収集する際に使用される。そして、放射線源５１４、検出器５１６、および方向付け光学系５１８，５２０は、第２表面９０８上の蛍光タグ付き検体からの放射の合焦撮像のために対物レンズ５１０を位置決めするためのデータを収集する際に使用される。次に、放射線源２０４または複数の放射線源（例えば、第１表面９０６上のタグ付き検体１１２の放射を刺激するように構成された１つの放射線源および、第２表面９０８上のタグ付き検体１１２の放射を刺激するように構成された第２放射線源から）放射線が、検体１１２アレイを横断して走査され、一方、検出器２２２は、フローセルの第１表面９０６上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を捕捉し、検出器５２２は、フローセルの第２表面９０８上のタグ付き検体からの刺激放射の画像を同時に捕捉する。放射線源２０４が走査される際、自動焦点サブシステムは、第１および第２表面９０６，９０８の変動を考慮して、対物レンズ２１０，５１０の焦点を調整できる。

【0122】

（自動焦点システム）
フローセルからの光を検出器に合焦するために使用される対物レンズ（例えば、図２の対物レンズ２１０）は、しばしば狭い焦点深度（例えば、１／４μｍのオーダー）を有する。フローセルの水ギャップの厚さが、各フローセルの領域に渡ってフローセルごとに変化することがあり、その変動は、対物レンズの焦点深度よりも大きい。いくつかの実施形態では、両面フローセルの片面または両面上の検体の受け入れ可能な画像品質を得るために、他の表面からの反射によって影響を受けることなく、両面フローセルの片面または両面に焦点を合わせられるシステムを有することが望ましい。

【0123】

いくつかの構成では、サンプル（例えば、検体）は、小さい直径で軸外ビームを用いて照射される。小さな軸外ビームでサンプルを照明することは、良好な感度を提供でき、および／またはフローセルの表面からの反射の分離を可能にする配置である。アレイ検出器を使用して、スポット（例えば、検体および／または反射のスポット）を追跡できる。画素ブロックを適切に定義することによって、所望のスポットを分離でき、システムが「焦点」が位置すると考える場所を制御するために使用できる。合計および／または差分アルゴリズムの使用により、焦点エラー信号の高速および／または効率的な発生を可能にする（例えば、この手法は、スポット重心を測定するよりも数値的に高速である）。

【0124】

（図２０ 自動焦点システム）
図２０を参照すると、フローセルを自動焦点合わせするためのシステム２０００の実施形態が示される。システム２０００は、キャリア２００８（例えば、フローセル）を保持するように構成されたステージ２００４と、キャリア２００８上の検体を照射する光ビーム２０１６を放射するように構成された光源２０１２と（光ビーム２０１６は、光学経路２０２０によって特徴付けられる）、検出器２０２４と、光軸２０３０によって特徴付けられるレンズシステム２０２８とを備える。

【0125】

検体が光ビーム２０１６によって照射されながら、キャリア２００８は、ステージに取り付けられるように構成される。ステージ２００４は、キャリア２００８をＸ／Ｙ平面内で移動させるように構成される。ステージ２００４は、この実施形態では、Ｚ軸（Ｚステージとも称される）に沿ってキャリア２００８を移動させるようにも構成され、Ｚ軸は、レンズシステム２０２８の光軸２０３０に対して平行に定義される。Ｚ軸に沿った動きを制御することにより、レンズシステム２０２８とキャリア２００８との間の距離を変更する。いくつかの実施形態では、ステージ２００４は、Ｘ／Ｙ平面内（例えば、図２のＸ－Ｙステージ２０２）でキャリア２００８を移動し、他のステージ（例えば、図２のＺ並進ステージ２１２）を使用して、レンズシステム２０２８とキャリア２００８との間の距離を制御する。

【0126】

光源２０１２は、レーザ（例えば、赤外線レーザ）である。光源２０１２は、光ビーム２０１６を発生することによって、キャリア２００８上の検体を照射するように構成される。光ビーム２０１６は、レンズシステム２０２８を通って伝搬し、キャリア２００８上の検体を照射するように構成される。

【0127】

検出器２０２４（例えば、アレイ検出器）は、光を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、検出器２０２４は、ＴＤＩ（時間遅延積分）センサを備える。レンズシステム２０２８は、光ビーム２０２０が検体を照射した後、検体からの光を検出器２０２４上に合焦するように構成される。検出器２０２４の第１画素ブロックと第２画素ブロックが定義される。検出器２０２４の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて、第１光強度が計算される。検出器２０２４の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて、第２光強度が計算される。第１光強度は第２光強度と比較され、焦点エラー信号を生成する。アナログ出力２０３８が、焦点エラー信号に基づいて生成され、コントローラ２０４０に供給される。コントローラ２０４０は、ステージ２００４に制御信号を送信し、キャリア２００８をＺ方向に移動させることによって、キャリア２００８とレンズシステム２０２８との間の距離を変更するように構成される。キャリア２００８をＺ方向に移動させるか、またはレンズシステム２０２８をＺ方向に移動させることにより、検出器２０２４上の光の焦点を調整する。

【0128】

（図２１ フローセルからの狭いビーム反射）
いくつかのイメージングシステムでは、光源からの光がレンズシステムの瞳の半分を充満する。これらのシステムでは、様々な表面からの反射が検出器で混合される。図２１は、照射ビーム２１０４からの反射の一実施形態を示し、表面からの反射が区別できる。瞳の半分を充満する代わりに、図２１の照射ビーム２１０４は狭く、軸外照射を提供する。

【0129】

図２１は、カバースリップ２１０８およびフロー層２１１２を示す。カバースリップ２１０８は、上面２１２０および底面２１２４を含む。フロー層２１１２は、カバースリップ２１０８の底面２１２４と基板２１２８（例えば、シリコンまたはガラス基板）との間にある。図２１には、図２０のレンズシステム２０２８の光軸２０３０も示している。入射ビーム２１０４は、光学経路２１３２に沿って伝搬する。光学経路２１３２は、光軸２０３０に対して角度シータ（θ）でカバースリップ２１０８の上面２１２０に入射する。

【0130】

入射ビーム２１０４は、ビーム幅ｗを有する。ビーム幅ｗは、レンズシステム（例えば、図２０のレンズシステム２０２８）の瞳に比べて狭い。いくつかの実施形態では、ビーム幅ｗ（例えば、図２１の上面２１２０など、第１入射面で測定したとき）は、入射瞳の直径の１／３、１／４、または１／６以下である。

【0131】

入射ビーム２１０４は、上面２１２０からの第１反射２１３１、底面２１２４からの第２反射２１３２、および基板２１２８からの第３反射２１３３を生じさせる。入射ビーム２１０４は、狭い幅ｗを有するため、第１反射２１３１、第２反射２１３２、および第３反射２１３３によって形成されるスポットは重ならず、検出器上（例えば、図２０の検出器２０２４上）に別個で区別されるスポットとして現れる。

【0132】

入射ビーム２１０４は、対物レンズ（例えば、図２０のレンズシステム２０２８）の片側に入射される。反射光は、レンズシステムを通過した後、検出器に入射する。検出器上のスポットの場所および／または動きにより、様々な表面の焦点位置（例えば、ｚ方向）に関する情報を提供する。アルゴリズムは、１つ以上のプロセッサ（例えば、図２０のプロセッサ２０３４）によって使用され、アナログ出力信号を生成し、これはＺステージ運動制御電子回路のためのフィードバックとして使用される。

【0133】

（図２２～２４ 様々なフローセル材料を用いた集光スポット）
図２２～２４は、様々なフローセル材料に基づく反射からのスポットの実施形態を示す。図２２～２４は、左側にシミュレーション（ＺＥＭＡＸ）を示し、右側に画像を示す。第１スポット２２０４－１（例えば、図２１の第１反射２１３１から）が、第１表面（例えば、図２１の上面２１２０）上の反射からである。第２スポット２２０４－２（例えば、図２１の第２反射２１３２から）が、第２表面（例えば、図２１の底面２１２４）上の反射からである。第３スポット２２０４－３（例えば、図２１の第３反射２１３３から）は、第３表面（例えば、図２１の基板２１２８）上の反射からである。

【0134】

図２２では、第２表面と第３表面との間に空隙があり、第２表面と第３表面はガラスである。図２２の３つのスポット２２０４は、ほぼ等しい明るさである。第２スポット２２０４－２と第３スポット２２０４－３は、第２スポット２２０４－２が第１スポット２２０４－１までに比べて互いにより近い（例えば、図２１ではカバースリップ２１０８の厚さがフロー層２１１２の厚さよりも大きいため）。

【0135】

図２３では、第２表面と第３表面との間に水が存在し、第２表面と第３表面はガラスである。第２スポット２２０４－２および第３スポット２２０４－３は、第１スポット２２０４－１より低い強度であり、これらの表面における屈折率の差がより小さいためである。

【0136】

図２４では、第２表面と第３表面の間に水が存在し、第２表面はガラス、第３表面はシリコンである。シリコン表面からの反射は、カバースリップの表面からの反射よりもかなり明るい。第１スポット２２０４－１と第２スポット２２０４－２との間の間隔は、図２３よりも図２４の方が大きい。理由は、図２３（１７０μｍのカバースリップを使用した）よりも厚いカバースリップ（厚さ２５０μｍ）を図２４で使用したためである。

【0137】

自動焦点システムは、図２２～２４に挙げたものを含む、種々のフローセルタイプに適応するように構成される。

【0138】

（図２５～２９ 画素グループを用いた焦点）
図２５は、２つの反射スポット２５０４に焦点を合わせた実施形態からの画像の合成画像（モンタージュ）である。図２５は、ＺステージがキャリアをＺ方向に移動させるとき、焦点位置２５０８を過ぎて右から左に移動する第１スポット２５０４－１および第２スポット２５０４－２を示す。合成画像は、１から８までの番号が付与された８つのスライド２５１２を含む。スライド２５１２は、１０μｍのＺステップで、ガラス－ガラスフローセル上の焦点掃引からのものである。

【0139】

第１スポット２５０４－１は基板のものであり、第２スポット２５０４－２はカバースリップの底面のものである。スライド２５１２－６、２５１２－７、および２５１２－８に見えるように、第３スポット２５０４－３は、カバースリップの上面からのものである。

【0140】

Ｚステージが上下に移動すると、スポット２５０４は、検出器上でシフトする（例えば、照射ビームが軸外しであるため）。焦点エラーは、検出器上のスポット２５０４のシフトに基づいて測定できる。スポット２５０４は独立しているため、他方からの干渉なしに、フローセルのいずれかの表面に焦点を設定できる。例えば、基板の第１スポット２５０４－１は、第３スライド２５１２－３で合焦している。そして、カバーガラスの底面の第２スポット２５０４－２は、第６スライド２５１２－６で合焦している。

【0141】

図２６は、自動焦点アルゴリズムに使用される画素グループの実施形態である。図２６は、検出器アレイからの第１スポット２６０４－１および第２スポット２６０４－２を示す。第１スポット２６０４－１は、シリコン基板からの反射による。第２スポット２６０４－２は、カバースリップの底面からである。第１画素グループの第１セル２６０８－１が、第２画素グループの第２セル２６０８－２の隣にある。第１信号が、第１セル２６０８－１内の画素によって検出された合計光信号によって生成される。第２信号が、第２セル２６０８－２内の画素によって検出された合計光信号によって生成される。第１信号は第２信号と比較され、エラー信号を生成する。

【0142】

第１信号と第２信号を加算したものをＳＵＭと称する。ＳＵＭは、焦点を測定するのに十分な光が検出器上にあるかどうかの情報を提供する（例えば、ＳＵＭが予め定めた閾値以上である場合、焦点アルゴリズムを実行するのに十分な合計光量がある）。第１信号から第２信号を引算したものをＤＩＦＦと称する。ＤＩＦＦは、セル２６０８内のスポット２６０４の位置の尺度を提供する。出願人は、ＡＦ信号＝ＤＩＦＦ／ＳＵＭのように、ＤＩＦＦをＳＵＭで正規化することによって、自動焦点信号を生成するのに役立つことを経験した。

【0143】

ＡＦ信号がゼロに近づくと、スポット２６０４は焦点に接近する（即ち、スポット２６０４は、第１セル２６０８－１と第２セル２６０８－２との間の境界上にある）。サンプルの焦点をシフトさせる必要がある場合、セル２６０８は、センサ上で定義されるように単純にシフトできる（例えば、左または右）。セル２６０８の幅が、わずかに焦点が外れた場合にスポット２６０４を見つけるのに十分に広くなるように、しかし、他の表面のスポット２６０４からの光を拾うほどには広くないように設計される。いくつかの実施形態では、セル２６０８の幅が、スポット２６０４の中心間の距離の半分以下である。図示のセンサは２次元センサであるが、いくつかの実施形態では、１次元センサが使用され（例えば、より速い応答を提供するため）、光の水平分布がＤＩＦＦを変化させるものであるためである。

【0144】

図２７は、２つの画素グループ（例えば、図２６のセル２６０８）を横断してスポットを移動させる際のセルからの信号のグラフを示す。図２７は、第１セルからの第１信号２７０４－１（例えば、第２スポット２６０４－２が左から右に移動するとき、図２６の第１セル２６０８－１によって検出される光から）および、Ｚステージが焦点を通って上下に移動し、スポットが一方のセルから他方のセルに移動するとき、第２セルからの第２信号２７０４－２（例えば、図２６の第２セル２６０８－２によって検出される光から）を示す。

【0145】

図２８は、焦点が変化するときの画素グループからの光の和と差の実施形態のグラフを示す。図２８では、セルのＳＵＭとＤＩＦＦのプロットを示す。ＤＩＦＦ信号は、正の値と負の値の両方があることに注意する。

【0146】

図２９は、自動焦点（ＡＦ）信号２９０４の一実施形態のグラフを示す。ＡＦ信号２９０４は、ＤＩＦＦをＳＵＭで除算することによって計算される。ＡＦ信号２９０４は、－１と＋１の間の単位なし数字である。ＡＦ信号２９０４は、焦点エラーの大きさと方向を提供する。ＡＦ信号２９０４がゼロに等しい場合（例えば、スポットが図２６の両方のセル２６０８の間に均等にある場合）、スポットは合焦状態である。

【0147】

ＡＦ信号および／またはＳＵＭは、Ｚステージコントローラに出力される。例えば、ＢｒａｉｎＢｏｘ（例えば、モデルＥＤ－５６０）コンピュータ制御出力、またはアナログ信号ドライバを含むことができるカスタム電子回路が使用できる。

【0148】

（図３０～図３１ 表面のヒートマップ）
自動焦点システムを使用して、フローセル内の水ギャップを測定できる。図３０と図３１のヒートマップは、Ｔ７フローセル上の６０×６０ｍｍの領域をカバーする。

【0149】

図３０は、フローセルの一実施形態の表面高さのヒートマップを示す。図３０は、フローセルのシリコン表面の高さを示す。高さは、平均より＋７～－５μｍの範囲で変化する。

【0150】

図３１は、フローセルの一実施形態の厚さのヒートマップを示す。同様の走査が、フローセルのカバースリップの表面上で実行される。シリコン表面のＺ位置をカバースリップのＺ位置から引き算して、水ギャップを測定する。図３１は、差分ΔＺが２９±４μｍにほぼ等しいことを示す。屈折を補正すると、実際のギャップ測定値ΔＺは～５０±６μｍになる。この結果は、フローセルの品質管理データと一致している。ギャップ変動は、対物レンズ（例えば、図２０のレンズシステム２０２８）の焦点深度に比べて大きい。

【0151】

（図３２～図３４ センシングの遅延(lag)）
図３２は、Ｚステージが移動するときの検出器の一実施形態の遅延時間のチャートを示す。ＴＤＩカメラとフレームグラバー（取り込み装置）を使用した実装では遅延が生じることが予想された。遅延を測定するために、Ｚステージを上下に駆動し（Ｚ位置を変化させる）、自動焦点（ＡＦ）信号を記録した。取得されたデータは、ＡＦ信号が実際のＺステージの動きより約１１ｍｓ遅延することを示す。いくつかのアルゴリズムの改善により、遅延は、約２ミリ秒に減少した。遅延をさらに減少するには、１次元センサアレイおよび／またはカスタム電子回路が使用できる。

【0152】

走査中に焦点を合わせ続けるＡＦシステムの能力が、（１）表面の平坦度、および（２）検出器の遅延時間に依存する。トラッキングエラーを測定する１つの方法は、表面に沿って（たとえば、Ｙ方向に）前後に走査し、Ｚ差分を見ることである。

【0153】

図３３と図３４は、フローセルの表面の実施形態の走査中の自動焦点エラーを計算するために使用されるチャートを示す。図３３には、Ｙ位置－時間、およびＺ位置－時間を示しており、自動焦点は表面を追跡している。図３４は、様々な走査速度でのＺ位置－Ｙ位置を示す。ＡＦトラッキングエラーは、同じ色の２つのカーブ間の垂直方向の差の半分である。例えば、青（６ｍｍ／ｓ）：誤差＜０．１μｍ。赤（６０ｍｍ／秒）：誤差＜１μｍ（いくつかの実施形態では大き過ぎる）。

【0154】

（図３５～図３７ 焦点スイープ）
図３５は、焦点スイープ中のカバースリップの実施形態の表面の一連の画像またはスライド３５０４を示す。焦点スイープは、最善の焦点の設定を見つけるための粗い焦点スイープである。１から７まで番号が付与された７つのスライド３５０４が存在する。画像は、ＤＮＡナノボール（ＤＮＢ）も示している。

【0155】

図３６は、焦点スイープ中の焦点スコアプロットの一実施形態のチャートである。横軸は、図３５からのスライドに対応する。図３５の第１スライド３５０４－１は、チャート上の「－３」に対応し、図３５の第７スライド３５０４－７は、チャート上の「３」に対応する。値「１」の位置は、図３５の第５スライド３５０４－５に対応しており、最も鮮鋭な焦点状態の画像である。

【0156】

図３７は、パターン化されたカバースリップ表面上で、３０ｍｍ／秒で走査された一連の走査画像を示しており、カバースリップは、カバースリップに付着したＤＮＢを有する。中央の画像は、前回の走査からの褪色(bleaching)に起因してより暗い。

【0157】

（図３８ フローセルを撮像するためのプロセス）
図３８には、フローセルを撮像するためのプロセス３８００の一実施形態のフローチャートを示す。プロセス３８００は、光源を用いて検体を照射するステップ３８０４で開始する。検体はキャリアの上にあり、キャリアは可動ステージに取り付けられる。検体は、光源の光ビームをレンズシステムを通して検体に伝送することによって照射される。光ビームは、光学経路によって特徴付けられる。レンズシステムは、光軸によって特徴付けられる。キャリアに入射する光ビームの光学経路は、レンズシステムの光軸と平行ではない（例えば、図２１に示すように）。

【0158】

ステップ３８０８では、レンズシステムを使用して、検体からの光が検出器上に合焦される。ステップ３８１２では、検体からの光が検出器によって検出される。

【0159】

（図３９ 自動焦点のためのプロセス）
図３９には、フローセルの自動焦点のためのプロセス３９００の一実施形態のフローチャートを示す。プロセス３９００は、検出器上に第１画素ブロックと第２画素ブロックを画定するステップ３９０４で開始する。例えば、図２６の第１セル２６０８－１および第２セル２６０８－２は、図２０の検出器２０２４のセンサ上に画定される。

【0160】

ステップ３９０８では、検体が軸外光ビームで照射される。次に、検体からの光は、検体からの光がレンズシステムを通過した後、検出器によって検出される（ステップ３９１２）。

【0161】

ステップ３９１６では、第１光強度が計算され、第２光強度が計算され、第１光強度は、検出器の第１画素ブロックによって検出された光に基づいて計算され、第２光強度は、検出器の第２画素ブロックによって検出された光に基づいて計算される。そして、第１光強度は、第２光強度と比較され（例えば、図２６～図２９で説明したようにＳＵＭおよびＤＩＦＦを計算する）、焦点エラー信号を生成する（例えば、図２０の補正信号を生成し、これは図２０の制御信号を生成するために使用され、いくつかの実施形態では、図２０のアナログ出力２０３８は、図３２からのＡＦ信号を含む）（ステップ３９２０）。

【0162】

ステップ３９２４では、焦点エラー信号に基づいて、レンズシステムと検体との間の距離が調整される。例えば、図２０のＺステージは、レンズシステム２０２８に対してＺ方向に近づいたり、および／または、遠ざかるように移動される。

【0163】

いくつかの実施形態では、検体は第１検体であり、この方法はさらに、キャリアの第２表面上にある第２検体に焦点を合わせるステップを含む。例えば、第１検体はカバースリップの底面上にあり、第２検体はフローセルの基板（例えば、ガラスまたはシリコン基板）上、または第２カバースリップの表面上にある。

【0164】

（図４０ コンピュータデバイス）
図４０は、コンピュータデバイス４０００の簡略化したブロック図である。コンピュータデバイス４０００は、電子ストレージまたは処理を使用する上述した機能、動作、および／または能力の一部または全て、ならびに明示的に説明していない他の機能、動作、または能力を実装できる。コンピュータデバイス４０００は、処理サブシステム４００２、ストレージサブシステム４００４、ユーザインタフェース４００６、および／または通信インタフェース４００８を含む。コンピュータデバイス４０００はまた、バッテリ、電力コントローラなどの他のコンポーネント（明示的に図示していない）、および種々の強化された能力を提供するように動作可能な他のコンポーネントなどを含むこともできる。種々の実施形態において、コンピュータデバイス４０００は、デスクトップまたはラップトップコンピュータ、モバイルデバイス（例えば、タブレットコンピュータ、スマートフォン、モバイルフォン）、ウェアラブルデバイス、メディアデバイス、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または上述した機能または機能の組合せを実行するように設計された電子ユニットに実装できる。

【0165】

ストレージサブシステム４００４は、ローカルストレージおよび／またはリムーバブルストレージ媒体を使用して、例えば、ディスク、フラッシュメモリ（例えば、セキュアデジタルカード、ユニバーサルシリアルバスフラッシュドライブ）、または任意の他の非一時的ストレージ媒体、またはそれらの組み合わせを使用して実装でき、揮発性および／または不揮発性記憶媒体を含むことができる。ローカルストレージには、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、またはバッテリバックアップ式ＲＡＭを含むランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含むことができる。いくつかの実施形態では、ストレージサブシステム４００４は、コンピュータを使用して実行される上記の動作の一部または全てを実装するためのプログラムを含む、処理サブシステム４００２によって実行される１つまたは複数のアプリケーションおよび／またはオペレーティングシステムプログラムを格納できる。例えば、ストレージサブシステム４００４は、上述の１つ以上の方法ステップを実装するための１つ以上のコードモジュール４０１０を格納できる。

【0166】

ファームウェアおよび／またはソフトウェアの実装は、モジュール（例えば、手順、機能など）を使用して実装できる。命令を有体的に具現化した機械可読媒体は、ここに記載の方法論を実装する際に使用できる。コードモジュール４０１０（例えば、メモリに格納された命令）は、プロセッサ内で実装されてもよく、プロセッサの外部で実装されてもよい。ここで使用される用語「メモリ」は、長期、短期、揮発性、不揮発性、またはその他の記憶媒体のタイプを参照し、特定のタイプのメモリ、メモリの数、または記憶が格納される媒体のタイプに限定されない。。

【0167】

さらに、用語「記憶媒体」または「記憶装置」は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ＲＡＭ、磁気ＲＡＭ、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および／または、情報を保存するための他の機械可読媒体を含む、１つまたは複数のメモリを表すことがある。用語「機械可読媒体」は、これらに限定されないが、ポータブルまたは固定記憶装置、光記憶装置、無線チャネル、および／または、命令および／またはデータを記憶できる様々な他の記憶媒体が含む。

【0168】

さらに、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、スクリプト言語、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、および／または、それらの任意の組み合わせによって実装できる。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、スクリプト言語、および／またはマイクロコードで実装される場合、タスクを実行するためのプログラムコードまたはコードセグメントは、記憶媒体などの機械可読媒体に記憶できる。コードセグメント（例えば、コードモジュール４０１０）または機械実行可能命令は、プロシージャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、スクリプト、クラス、または命令、データ構造、プログラムステートメントの組み合わせを表現できる。コードセグメントが、情報、データ、引数、パラメータ、および／またはメモリ内容を受け渡しおよび／または受信することによって、他のコードセグメントまたはハードウェア回路に結合できる。情報、引数、パラメータ、データなどは、メモリ共有、メッセージパッシング、トークンパッシング、ネットワーク送信などの適切な手段によって受け渡し、転送、または送信できる。

【0169】

上述のテクニック、ブロック、ステップ、および手段の実装は、種々の方法で行うことができる。例えば、これらのテクニック、ブロック、ステップ、および手段は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装できる。ハードウェア実装の場合、処理ユニットは、１つまたは複数のＡＳＩＣ、ＤＳＰ、ＤＳＰＤ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、上記の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、および／またはそれらの組み合わせの内部で実装できる。

【0170】

各コードモジュール４０１０は、コンピュータデバイス４０００のプロセッサに、対応する動作を実行するように指示する、コンピュータ可読媒体上に具現化された命令（コード）のセットを備えてもよい。命令は、順次、並行して（例えば、異なる処理スレッドの下で）、またはそれらの組み合わせで実行するように構成できる。コードモジュール４０１０を汎用コンピュータシステムにロードした後、汎用コンピュータは専用コンピュータシステムに変換される。

【0171】

ここに記載される様々な特徴（例えば、１つ以上のコードモジュール４０１０）を組み込んだコンピュータプログラムは、エンコードされ、様々なコンピュータ可読記憶媒体に記憶できる。プログラムコードでエンコードされたコンピュータ可読媒体は、互換性のある電子デバイスとともにパッケージ化しもよく、プログラムコードは、電子デバイスとは別個に提供されてもよい（例えば、インターネットダウンロードを介して、または別個にパッケージ化されたコンピュータ可読記憶媒体として）。ストレージサブシステム４００４は、通信インタフェース４００８を使用してネットワーク接続を確立するのに役立つ情報を格納できる。

【0172】

ユーザインタフェース４００６は、入力デバイス（例えば、タッチパッド、タッチスクリーン、スクロールホイール、クリックホイール、ダイヤル、ボタン、スイッチ、キーパッド、マイクなど）と、そして出力デバイス（例えば、ビデオスクリーン、インジケータライト、スピーカー、ヘッドフォンジャック、仮想現実または拡張現実ディスプレイなど）と、サポートする電子機器（デジタルからアナログまたはアナログからデジタルへのコンバータ、信号プロセッサーなど）とを含むことができる。ユーザが、ユーザインタフェース４００６の入力デバイスを操作してコンピュータデバイス４０００の機能を呼び出すことができ、そしてユーザインタフェース４００６の出力デバイスを介してコンピュータデバイス４０００からの出力を見たり聞いたりできる。いくつかの実施形態では、ユーザインタフェース４００６は存在しない場合がある（例えば、ＡＳＩＣを使用するプロセスの場合）。

【0173】

処理サブシステム４００２は、１つまたは複数のプロセッサ（例えば、集積回路、１つまたは複数のシングルコアまたはマルチコアマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置、グラフィックス処理装置など）として実装できる。動作の際、処理サブシステム４００２は、コンピュータデバイス４０００の動作を制御できる。いくつかの実施形態では、処理サブシステム４００２は、プログラムコードに応答して種々のプログラムを実行でき、複数の同時実行プログラムまたはプロセスを維持できる。所与の時点で、実行されるプログラムコードの一部または全ては、処理サブシステム４００２内、および／または、ストレージサブシステム４００４などのストレージ媒体内に常駐できる。プログラミングを通じて、処理サブシステム４００２は、コンピュータデバイス４０００に種々の機能を提供できる。処理サブシステム４００２はまた、ストレージサブシステム４００４に格納できるプログラムを含む、コンピュータデバイス４０００の他の機能を制御する他のプログラムを実行できる。

【0174】

通信インタフェース４００８は、コンピュータデバイス４０００のために音声および／またはデータ通信機能を提供できる。いくつかの実施形態では、通信インタフェース４００８は、無線データネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、３Ｇ、４Ｇ／ＬＴＥなど）にアクセスするための無線周波数（ＲＦ）トランシーバコンポーネント、モバイル通信技術、短距離無線通信（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信規格、ＮＦＣなど）、他のコンポーネント、またはテクノロジーの組み合わせを含むことができる。いくつかの実施形態では、通信インタフェース４００８は、無線インタフェースに加えて、またはその代わりに、有線接続（例えば、ユニバーサルシリアルバス、イーサネット、ユニバーサル非同期受信機／送信機など）を提供できる。通信インタフェース４００８は、ハードウェア（例えば、ドライバ回路、アンテナ、変調器／復調器、エンコーダ／デコーダ、および他のアナログおよび／またはデジタル信号処理回路）およびソフトウェアコンポーネントの組み合わせを使用して実装できる。いくつかの実施形態では、通信インタフェース４００８は、複数の通信チャネルを同時にサポートできる。いくつかの実施形態では、通信インタフェース４００８は使用しない。

【0175】

コンピュータデバイス４０００は例示的なものであり、変形および変更が可能であることが理解されよう。コンピュータデバイスが、特に説明していない種々の機能（例えば、携帯電話ネットワークを介した音声通信）を有することができ、そのような機能に適切なコンポーネントを含むことができる。

【0176】

さらに、コンピュータデバイス４０００は特定のブロックを参照して説明しているが、これらのブロックは、説明の便宜のために定義しており、コンポーネントの特定の物理的配置を意味することを意図していないことは理解されたい。例えば、処理サブシステム４００２、ストレージサブシステム４００４、ユーザインタフェース４００６、および／または通信インタフェース４００８は、１つのデバイス内に存在でき、あるいは、複数のデバイスに分散できる。

【0177】

さらに、ブロックは、物理的に別個のコンポーネントに対応する必要はない。ブロックは、例えば、プロセッサをプログラムしたり、適切な制御回路を提供することによって、種々の動作を実行するように構成でき、種々のブロックは、どのように初期構成を取得するかに応じて再構成可能でもよく、再構成可能でなくてもよい。本発明の実施形態は、回路とソフトウェアの組み合わせを使用して実装される電子デバイスを含む種々の装置で実現できる。ここで説明する電子デバイスは、コンピュータデバイス４０００を使用して実装できる。

【0178】

ここで説明する種々の特徴、例えば、方法、装置、コンピュータ可読媒体などは、専用コンポーネント、プログラマブルプロセッサ、および／または他のプログラマブルデバイスの組み合わせを使用して実現できる。ここで説明するプロセスは、同じプロセッサまたは異なるプロセッサ上で実装できる。コンポーネントが特定の動作を実行するように構成されるように説明している場合、こうした構成は、例えば、動作を実行する電子回路を設計することによって、動作を実行するようにプログラマブル電子回路（マイクロプロセッサなど）をプログラムすることによって、またはそれらの組み合わせによって達成できる。さらに、上述の実施形態は、特定のハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを参照しているが、当業者は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアコンポーネントの異なる組み合わせも使用できること、そして、ハードウェアで実装されるものとして説明される特定の動作は、ソフトウェアに実装でき、その逆も同様であることを理解するであろう。

【0179】

実施形態の理解を提供するために、具体的な詳細が上記の説明で与えられている。しかしながら、これらの具体的な詳細がなくても実施形態を実施できることが理解されよう。いくつかの場合、周知の回路、プロセス、アルゴリズム、構造、および技術は、実施形態を曖昧にすることを避けるために、不要な詳細なしで示される場合がある。

【0180】

本開示の原理を特定の装置および方法に関連して上述したが、この説明は単に例としてなされたものであり、本開示の範囲を限定するものではないことは理解されよう。実施形態は、本発明の原理および実際の応用を説明するために選択され説明され、他の当業者は、想定される特定の用途に適するように、種々の実施形態において、種々の変更とともに本発明を利用できるようになる。この説明は、変更および均等物をカバーすることを意図していることが理解されよう。

【0181】

また、実施形態は、フローチャート、フローダイヤグラム、データフローダイヤグラム、構造ダイヤグラム、またはブロックダイヤグラムとして表現されるプロセスとして説明できることに留意されよう。フローチャートは、動作を順次プロセスとして記述できるが、動作の多くは、並列または同時に実行できまる。さらに、動作の順序は、再配置してもよい。その動作が完了すると、プロセスが終了するが、図には含まれていない追加のステップを含んでもよい。プロセスが、メソッド、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラムなどに対応する場合がある。

【0182】

「ａ」、「ａｎ」、または「ｔｈｅ」という記述は、特に反対の記載がない限り、「１つまたは複数」を意味することを意図している。ここで言及している特許、特許出願、出刊行物および説明は、全ての目的のためにその全体が参照により組み込まれる。先行技術と認められるものはない。

【図1a】

【図1b】

【図1c】

【図1d】

【図1e】

【図2】

【図3】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【国際調査報告】