具样品加热能力的高通量荧光成像系统与装置以及相关方法_3

文档序号:9749090阅读:来源:国知局
源(resistive heat source)534,其为热源334(图3)的实施例。电阻式热源534包括一个或多个电阻,例如一个或多个薄膜铂电阻。电阻式热源534包括至少两个电触点544用于使电流通过电阻式热源534以产生热。尽管电阻式热源534位于图5B的横截面图之外,然而热源534的投影位置以虚线标示于图5B上。电阻式热源534可如图5B所示排列成一蛇形图案,或排列成其它图案诸如螺旋图案或单回路,而不脱离本发明的范围。
[0055]图像传感器晶元110包括位于从图像传感器112至电连接垫516的电连接514,电连接垫516是位于图像传感器晶元110与加热模块130间的接口。为清楚说明,图5A与5B对每一图像传感器112只显示一个电连接514以及一个电连接垫。然而,一个或多个图像传感器112可与多个电连接514及/或多个电连接垫516相关联,而不脱离本发明的范围。也为清楚说明,图5A上只标示一个电连接514,图5A与图5B上也只各标示电连接垫516。高通量荧光成像装置500进一步包括连结电连接垫516至加热模块530的区域536的电连接546。为清楚说明,图5B只显示两个电连接546。区域536为可从高通量图像传感器装置500外部接近的加热模块530的表面部分。区域536包括图像读出触点(image readout contact)542形成用来读出被图像传感器112获取的荧光图像170的接口。为清楚说明,图5A与5B中只各显示两个图像读出触点542。然而高通量荧光成像装置500可包括多于两个的图像读出触点542或只有一个图像读出触点542,而不脱离本发明的范围。此外,只要图像读出触点542不干扰电阻式热源534,图像读出触点542可位于区域536的任何位置。
[0056]因为热源534位于加热模块130背对图像传感器晶元110的表面上,电连接垫516与电连接546不会干扰电阻式热源534。另外,图像读出触点542可位于能让与图像传感器112和图像读出触点542间通讯相关联的电子电路(及/或其它与处理往返图像传感器112的电子讯号相关联的电子电路)不干扰电阻式热源534的地方。
[0057]图6A与6B绘示一示例性的高通量荧光成像装置600,其具有位于加热模块与图像传感器晶元两者间的接口的热源。高通量荧光成像装置600为高通量荧光成像装置100(图1)的一实施例,且其与高通量荧光成像装置500(图5)相似。与高通量荧光成像装置500相比,高通量荧光成像装置600包括加热模块630而非加热模块530。图6B为类似于图5B的横截面俯视图。图6A为图6B中高通量荧光成像装置500沿着线段6A—6A的侧面剖视图。图6A与图6B—起检视为最佳。以下讨论是关于加热模块630与加热模块530不同的特色。
[0058]加热模块630包括位于图像传感器晶元110和加热模块630间的接口上的电阻式热源634。电阻式热源634为热源334(图3)的一实施例,类似于电阻式热源534(图5),其编排通过电连接546但不干扰电连接546或电连接垫536。如图6B所示,加热模块630可在背对图像传感器晶元110的区域536的一部分建置电子触点(electrical contact)544,而不接触图像传感器晶元110,或在区域536内的其它位置。
[0059]图7绘示一示例性的可分开加热图像传感器晶元110(图1)不同区域的加热模块700,因此使图像传感器晶元110能有对位置灵敏的温度控制。加热模块700与高通量荧光成像装置500(图5)的加热模块530类似。图7显示加热模块700取代加热模块530而施行于高通量荧光成像装置500中。图7为类似于图5B的俯视剖面图。
[0060]加热模块700与加热模块530类似,除了加热模块700包括多个电阻式热源734外。电阻式热源734位于加热模块700背离图像传感器晶元110的表面上。图7以虚线显示电阻式热源734在图7俯视剖面图上的投影。电阻式热源734与电阻式热源534类似,并且包括与电子触点544类似的电子触点744。为清楚说明,图7上只标示一个电阻式热源734。
[0061]尽管未于图7说明,电阻式热源734可位于加热模块700与图像传感器晶元110间的接口,在此情况下,额外的电连接被并入加热模块700以将电子触点734连接至区域536。
[0062]图8绘示一示例性的高通量荧光成像系统800,其接收高通量荧光装置100(图1)并控制高通量荧光成像装置100的功能以依据方法200(图2)平行处理多重样品。高通量荧光成像系统800包括光源165、与高通量荧光成像装置100和光源165通讯耦合的控制模块810以及与高通量荧光成像装置10通讯耦合的分析模块820。尽管未于图8说明,控制模块810及/或分析模块820可经由加热模块130与图像传感器晶元110通讯耦合,如参照图5A和58的讨论。
[0063]高通量荧光成像系统800进一步包括至少提供电源给控制模块810与分析模块820的电源供应器870。此外,高通量焚光成像系统800包括通讯接口( communi cat 1ninterface )880,其促成(a)使用者及/或外部计算机系统与(b)控制模块810和分析模块820两者间的通讯。
[0064]控制模块810包括处理器812与具机器可读指令816存于内存814的非暂存区内的内存814。高通量荧光成像系统800施行方法200的步骤202、210、220与230作为机器可读指令816内的协议818。
[0065]在一实施例中,高通量荧光成像系统800包括流体模块860,其控制至少与处理样品150相关联的流体处理的部分。在此实施例中,由处理器执行时,机器可读指令816可进一步包括控制流体模块860的指令。流体模块860包括接收样品的流体接口 862以及在一些情况下用于处理样品150的检验试剂。流体模块860亦包括流体电路组件(fluidic circuitelement )864如流体通道与阀。流体模块860可进一步包括流体栗866,其抽唧样品和可选择的检验试剂至及/或自流体晶元120的流体通道122。
[0066]分析模块820包括处理器822、具有存于内存824的非暂存区内的机器可读指令830的内存824以及可选用的用于存放如荧光图像170的数据储存834。高通量荧光成像系统800于机器可读指令830中施行步骤240与可选择的步骤250作为荧光图像分析指令832。
[0067]通讯接口880可接收来自使用者及/或高通量荧光成像系统800外部的系统的指令,并将此指令传达至控制模块810和分析模块820两者或其中的一者。例如,通讯接口 880可将协议818传达至控制模块810。分析模块820将荧光图像170及/或从荧光图像170导得的结果185经由通讯接口 880传达至使用者及/或高通量荧光成像系统800外部的系统。此外,通讯接口 880可接收来自通讯接口 880的荧光图像分析指令830。
[0068]高通量荧光成像系统800可包括具有一个或多个开口的外壳890,开口至少可用于接受高通量荧光成像装置100以及可选择的样品150。
[0069]图9绘示一使用高通量荧光成像装置100(图1)用于样品150的高通量、PCR增幅与荧光图像读出的示例性方法900。方法900为方法200(图2)的一实施例。高通量荧光成像系统800(图8)可施行方法900作为机器可读指令,其由协议818与荧光图像分析指令832组成。
[0070]在步骤902中,方法900进行方法200中的步骤202以将样品150沉积于流体通道122内。在步骤902的一实例中,流体模块860经由流体界面862接收样品150并将样品150沉积于流体通道122内。
[0071]在步骤910中,调控由加热模块130生成的热以对样品150中的至少一样品成份进行PCR增幅。步骤910包括步骤912、914、920,以及可选用的步骤930。
[0072]在步骤912中,加热模块130将样品150加热至较室温高的温度范围,例如介于摄氏50到100度范围的温度。在步骤912的一实例中,控制模块810的处理器812执行至少一部分的协议818以藉由加热模块130开启所需等级的发热。可选择地于高通量荧光成像装置100施行多个热源,参照图7的讨论,热源是由控制模块810个别控制以选择性加热高通量荧光成像装置100的某些部分。
[0073]在步骤914中,加热模块130的发热被关闭或减少以将样品150的温度降低至较低的温度范围如室温。在步骤914的一实例中,控制模块810的处理器812执行至少一部分的协议818以藉由加热模块130关闭或减少发热。
[0074]在一实施例中,方法900于完成步骤914后回到步骤912。在进行后续步骤之前,方法900可重复连续步骤912与914数次。
[0075]在步骤920中,方法900藉由进行方法200的平行步骤220与230获取样品180的荧光图像170。在步骤920的一实例中,控制模块810执行至少一部分的协议818以开启光源165并触发图像传感器112获取图像。
[0076]在可选用的步骤930中,方法900根据步骤920中获取得的荧光图像170测定检验结果185。在一实施例中,检验结果185为样品150的某些成份的增幅状态,例如多个DNA链。在另一实施例中,检验结果185为样品150中感兴趣的一个或多个成份的存在与可选择的数量。在步骤930的一实例中,处理器822执行荧光图像分析指令832以(a)在荧光图像170中鉴定出与样品150中至少一个感兴趣的样品成份相关联的荧光事件,以及(b)分析此荧光事件以测定出检验结果185。
[0077]在一实施例中,方法900重复连续步骤912、914、920与930数次以进行数次PCR循环(步骤912和914),且对每一 PCR循环监测样品180中至少一成份的增幅状态或监测样品150中至少一感兴趣的成份的存在
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