自动同步的荧光显微镜系统的制作方法

本发明涉及时间门控发光检测方案，尤其涉及用于提供时间门控发光检测系统的设备和方法。

本发明主要被开发用作用于提供自动同步的时间门控发光检测方案和显微镜系统的设备方法以及系统，并且将在下文中描述这种应用。然而，应理解本发明不限于这种特定的使用领域。

背景技术：

贯穿说明书，对背景技术的任何讨论绝不应认为承认这种背景技术是现有技术，也不应认为这种背景技术在澳大利亚或全世界是广为人知的或形成本领域公知常识的一部分。

本说明书中引用的所有参考文献，包括任何专利或专利申请，均通过引用并入本文。不承认任何参考文献构成现有技术。对参考文献的讨论陈述了作者的主张，申请人保留质疑所引用文献的准确性和相关性的权利。将清楚地理解，尽管本文引用了许多现有技术出版物，但这种引用并不承认任何这些文献形成澳大利亚或任何其他国家的本领域公知常识的一部分。

荧光是在没有电子自旋态变化的情况下发生的能级之间的跃迁之后的光发射过程的名称。它通常是短暂的现象，其中对于大多数常见的荧光团，激发态寿命以纳秒测量。另一方面，磷光描述了涉及自旋态变化的激发态跃迁，并且当这些跃迁被禁止旋转时，发射寿命可以比荧光衰减延长数千倍。

基于荧光的技术为生物分子的定性和定量检测提供了强大的手段。荧光方法为单分子检测提供了灵敏手段，然而，用于“标记”样品中的特定特征(例如特定生物体或生物分子，例如水样中的贾第虫)以测定样品中特征的存在和/或数量的荧光探针(也称为荧光标志物)，在存在自发荧光的情况下丧失其大部分区分能力。有机和无机自发荧光团在自然界中广泛存在，并且一些材料以极大的强度发出荧光，遮蔽或减弱了合成荧光探针的可见度。光谱选择技术(发射和激发滤光器)可以减少问题，但由于自发荧光的丰度和光谱范围而并不总是适用。

使用诸如时间分辨荧光显微镜(TRFM)的技术，可以在空间上区分荧光寿命相差小于纳秒的荧光区域。TRFM技术在频域内操作，通常采用激发源的正弦调制以诱导荧光强度的相位延迟调制，从该荧光强度可以使用和调制频率参数测定荧光寿命(参见图1A)。

时间门控发光(TGL)技术在时域内操作，并且涉及检测在更长时间范围(磷光)发生的事件。

对于如图1B所示的TGL操作，关闭检测器，同时使用短暂的光脉冲从样品激发发射。检测器在分辨期维持关闭状态(门控延迟)，而短寿命(<1μs)荧光衰减超出检测范围。然后，检测器能够在没有自发荧光的情况下捕获发光，极大增加了信噪比。可以看出，脉冲荧光测定法或时间门控发光技术在长得多的时间范围上操作。可以通过在不同的门控延迟之后观察荧光信号强度来测定荧光寿命常数。TGL技术的一个关键优势是抑制短寿命荧光以增加信噪比(SNR)。

尽管可以使用TRF技术区分探针荧光与自发荧光，但是如果可获得合适的发光探针，则可以使用更简单且成本低得多的TGL仪器。例如，镧系元素(Eu³⁺或Tb³⁺)螯合物发光探针具有特别长的磷光寿命(τ)，对于一些化合物而言达到毫秒。已发现广泛应用于TGL的其他化合物包括铂和钯(原)卟啉，其中取决于其环境，寿命为10-1000μs。典型的自发荧光团与用于TGL的发光团之间的非常大的τ差异有助于确保即使使用依靠斩波轮的简单仪器仍能获得有用的结果。

当在自发荧光环境中搜索遇到的稀有靶生物体时，TGL技术提供的SNR的显著增加是关键因素。例如，检测饮用水中的隐孢子虫卵囊需要过滤大量的水，并产生强烈自发荧光的矿物颗粒、藻类、带藻和植物物质的基质。TGL显微镜已被证明可以极大地抑制这种背景并简化两种重要的水生病原体贾第虫和隐孢子虫的检测。有些情况下使用常规荧光技术检测稀有事件信号非常困难(或不可能)，因此，TGL显微镜具有最大效用。

基于镧系元素Eu³⁺和Tb³⁺的发光探针描述于1960年代，但直到1980年代早期才报道使用这些化合物的有效免疫荧光团。建立TGL显微镜以利用这些新型化合物，然而仪器和发光探针中的各种缺陷导致仪器相对不敏感。随着技术的成熟，对仪器设计和探头质量均进行了改进。

参考图1B，TGL技术采用适当波长(例如，在光谱的紫外范围中)的光学(光)激发脉冲1以从样品激发光子发射。激发脉冲1理想地突然终止(<1μs)，同时检测器维持关闭状态预定时间(分辨期或门控延迟3)，设计其持续时间以允许短寿命自发荧光5衰减。在门控延迟6过去之后，门控打开检测器以启动获取期7的开始，以检测来自发光标记探针的荧光信号，而没有来自样品中自发荧光团的背景噪声。

1988年，Soini等[Soini E J,Pelliniemi L J,Hemmila I A,Mukkala V M,Kankare J.J.,Frojdman K.,Lanthanide chelates as new fluorochrome labels for cytochemistry,Journal of Histochemistry and Cytochemistry 36(11)1988p.1449-51]描述了一种铕螯合物，其可以很容易地与生物分子结合以允许他们“重新测试免疫组织学和细胞学中时间分辨荧光显微镜的旧观念”。使用稳态激发，显示Eu-抗体标记的组织切片对肉眼明显发光，并且可能提供手段在TGL条件下改进信噪比。次年，Beverloo等[Beverloo,H.B.,Vanschadewijk,A.,Vangelderenboele,S.and Tanke,H.J.,Inorganic phosphors as new luminescent labels for immunocytochemistry and time-resolved microscopy,Cytometry 11,p.784–792,(1990).]描述了与斩波轮同步的氙闪光灯激发的TGL显微镜。磷光持续的时间比瞬间荧光长几个数量级，并且使得可以使用机械斩波器来使该现象可视化，并且大多数早期TGL仪器使用斩波轮来分离TGL循环中的激发和检测状态。

如上所述，门控延迟是激发脉冲终止和获取期开始之间的中间期(参见图1B)。对于大多数磷光标记，衰减遵循单指数动力学(I0＝Ite^-t/τ)，并且当门控延迟间隔接近发光寿命时，发射大幅衰减。不幸的是，与荧光标记的发射衰减时间相比，对于基于斩波器的切换机制而言典型的门控延迟相当长(约20-500μs)，因此通常在检测状态能够开始之前荧光已经非常显著地衰减。而且，传统的时间门控发光显微镜在激发和发射/检测状态期间都会产生大量损失，因为光通过二向色滤光立方体。由于涂层设计的限制，滤光立方体中的二向色镜对特定波长具有显著的限制，这些特定波长被允许反射到样品上或通过以被检测。因此，这种系统对允许的波长数量和能够用于检测系统的设计波长的反射/传输带宽具有严格的限制。这种二向色滤光立方体也是昂贵的且互换复杂，对于使用不同激发源的TGL显微镜系统或具有不同操作波长的发光探针造成显著障碍。

电子快门可以用于克服斩波轮系统的门控延迟限制，例如响应于施加电压旋转光偏振面并且可以用作快速光学快门的铁电液晶(FELC)。Verwoerd等于1994年构建了TGL显微镜[Verwoerd N P,Hennink E J,Bonnet J,Van der Geest C R,Tanke H J,Use of ferro-electric liquid crystal shutters for time-resolved fluorescence microscopy,Cytometry 16(2)1994p.113-7]，其中发射平面斩波器被两个交叉的LC快门替换。为了激发，通过机械斩波器中断氙弧灯以产生脉冲输出；LC快门的门控与斩波轮位置同步。虽然有效，但FELC快门造成大量的插入损耗，其中当完全打开时传输率降低至仅15％。斩波器激发方案的进一步限制源于脉冲的相对缓慢的上升和下降时间(例如，在Verwoerd等描述的系统中，在斩波器转速为3,800rpm时，上升/下降时间为50-100μs)。具有缓慢下降沿的激发脉冲迫使门控延迟延长，最终导致SNR的损失。用FELC快门在发射平面快速切换所实现的增益被激发脉冲的缓慢下降沿抵消。

自1994年以来，TGL显微镜检测系统的大部分改进已通过在以下方面的改进获得：激发源―闪光灯、可见和紫外(UV)激光器或发光二极管(LED)―和/或用于捕获荧光的具有日益改进的信噪比的检测器。图像加强的门控电荷耦合器件(CCD)和电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)检测器尤其成功，如发明人的早期专利申请No.PCT/AU2005/001606所描述。

TGL显微镜的基本要求相对简单，即脉冲激发源和门控检测器。然而，提供这些基本要求的现有技术TGL显微镜系统的共同特征是类似于发明人早期提交的专利US 8,779,390[Connally'390](通过引用并入本文)的图2A和2B中所示的双快门系统(使用斩波轮、电子快门或两者的组合)。如前所述，这种类型的系统要求每个激发和发射侧快门的相位与激发源和检测器获取状态精确同步。为了实现这一点，需要匹配电路和控制系统的复杂的电子相位，其实施和维护都很昂贵。此外，必须与这些TGL显微镜系统一起使用的检测器系统非常昂贵(在撰写时，TGL EMCCD检测器的典型成本为约$20,000-$45,000)。

这种系统的高昂成本意味着它们不能大规模获得，因为只有资金最充足的研究机构才能购买和维护这些物品。

参考发明人早期提交的专利US 8,779,390[Connally'390]，本申请的图2A描绘了其中描述的自动同步荧光检测方法和系统，该系统包括装置5，所述装置5包括旋转单元10(参见Connally'390的图3A和3B)，所述旋转单元10包括多个叶片11，每个叶片包括弧形反射表面13，其用于在装置5的每次旋转的一部分期间将激发光束引导到样品上，同时允许时间门控荧光信号进入叶片11之间的空间15以到达观察者，而样品未被激发光束照射。

在Connally的转子装置10的弧形反射表面的实施方案中，入射UV激发光束垂直于转子的旋转轴。光束以直径约5mm的准直光束穿透宽反射远端面，并以90°反射，使得激发光束退出平行于转子的旋转轴的装置。

参考图2B，与原始光23的圆形横截面轮廓相比，出射光束21被弧形转子面11的反射变形为椭圆形25。现有技术的弧形转子10的出口光圈到物镜顶面的距离是50mm，物镜光圈是5mm且不包含在这个狭窄圆锥体内的光不能进入物镜。结果是，超过65％的可用激发能量损失，导致样品的光发射较弱。根据测量为14.7mm×5mm的椭圆形光斑轮廓25相对于5mm圆锥体中包含的能量计算损失。这种设计缺陷的进一步影响是载玻片上的不均匀照射，用发光探针标记的靶生物体在视野的外围比位于中心的那些似乎暗得多。

Connally'390的转子10的进一步的缺点是转子10在运行期间振动。图2A中描绘的现有技术装置的转子10的质量，在不添加驱动控制磁铁的情况下为约1.2g，在装配有磁铁的情况下为约3.5g。一旦装配磁铁，确保转子10完美平衡是一项艰巨的任务，因为磁铁重量的个体变化可高达150mg。角动量与质量乘以速度直接成正比，使得周期性振动的强度随角速度增加而增加；150mg的不平衡转化为振动力为3.53x 10^-2kg.m².sec^-1，频率为250Hz。当装配到荧光显微镜系统时，现有技术的转子10恰好位于物镜上方，使得任何振动都容易直接耦合到显微镜中，这与在高放大倍数下不可以容忍振动的应用是不相容的。

Connally'390详述了包括转子10的光学机械装置，该转子10设计用于插入存在于荧光显微镜(例如Olympus BX51型号)上的滤光槽中。Olympus显微镜中存在的滤光槽旨在与微分干涉反差(DIC)滤光器一起使用并允许将光滤波器插入物镜和目镜之间的显微镜主光轴中。DIC滤光槽的宽度和高度限制了装置的尺寸以及可以实施所需功能的方式。

该装置的设计目的是作为时间滤波器以抑制显微镜工作者利用常规荧光显微镜通常观察到的自然或内在荧光的问题。在许多天然产物或生物流体/基质中观察到这种固有荧光(也称为自发荧光)，其特征在于在宽范围的可见光谱内发射，这通常防止通过使用单色光谱滤波器的抑制。

所述发射的第二个特征是荧光寿命非常短；即在通过光子发射返回基态之前分子在激发态下所花费的间隔。通常测量该间隔，例如，B藻红蛋白(存在于红藻和隐藻中)具有7.8ns的荧光寿命。

将包括转子10的Connally'390装置插入DIC滤光槽提供了将高速转子门控系统插入光路的手段。时间门控的第一阶段以传输高强度紫外光束(源自装置)开始，所述光束退出装置以到达包含待分析样品的载玻片。UV光从样品激发荧光，该荧光由于转子10的位置被阻挡而不能通过显微镜系统返回到达观察者的眼睛。当转子在其轨迹上继续向前时，它不再能够将激发光束反射到载玻片上并且与此同时，光轴被打开以允许长寿命发光到达检测装置或眼睛。

在显微镜工作者希望分析特定生物体的样品或生物分子的情况下，必须附加寿命为至少50μs或更长的发光分子。理想地，具有几百微秒寿命的镧系元素螯合物与包括转子10的现有技术装置一起使用，以确保信号亮度足以容易地检测所需靶标。许多可商购的镧系元素螯合物可以满足如上所讨论的这种作用。

Connally'390还描述了一种自动同步荧光检测的实施方案，其包括具有多个开口的斩波轮(参见Connally'390的图21A和21B)，然而在这些实施方案中，激发源光束与可观察到的荧光信号的轴没有对齐，使得该实施方案不适于整合到仅允许单个光学路径用于荧光介质的激发和发射检测的现有的显微镜装置中。

Connally'390还描述了包括平面反射表面的自动同步荧光检测的实施方案(参见Connally'390的图18A和19A)。然而，在每个Connally'390实施方案中，叶片在系统的激发和检测状态之间的运动导致扫描的激发光束穿过样品的表面而不是被引导到测试样品的单个点。这样做的缺点是扫描的激发光束会激发样品中更多的自发荧光团，导致信号噪声增加；并且减少激发光束在样品的可观察部分上的停留时间，导致可观察到的样品接收的激活发光探针所需的照射减少。而且，利用移动平面表面的设计的缺点在于，仅在反射器的中心线与激发源对准的点处，反射面位于激发样品中的荧光团的正确角度。在反射表面运动的任何其他时间，入射角相对于反射面不是精确的90度，因此激发光束将不能正确地反射到显微镜的物镜中以观察激发的荧光。

因此，需要易于实施和使用的改进的自动同步TGL系统。

定义

提供以下定义作为一般定义，并且其绝不应将本发明的范围仅限于那些术语，而是为了更好地理解以下说明书而提出。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，本文使用的术语应被解释为具有与本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确定义，否则将不以理想化或过于正式的含义解释。为了本发明的目的，以下定义了其他术语。此外，如本文所定义和使用的所有定义应理解为控制字典定义、通过引用并入的文献中的定义、和/或定义的术语的普通含义，除非对特定术语的含义存在疑问，在这种情况下，将以该术语的通用字典定义和/或常用用法为准。

为了本发明的目的，以下术语定义如下。

本文使用的冠词“一”和“一个”是指一个或多于一个(即至少一个)冠词的语法对象。举例来说，“元件”是指一个元件或多于一个元件。

本文使用的术语“约”是指相对于参考量变化多达30％，优选多达20％，更优选多达10％的量。使用“约”一词来限定数字仅仅是一个明确的说明，即该数字不应被解释为精确值。

在以下的权利要求中和在本发明的前述描述中，除了上下文由于明确的语言或必要的含义而另外要求之外，词语“包含”或诸如“包括”或“含有”的变体以开放式使用，即指定所述特征的存在但不排除在本发明的各种实施方案中存在或添加其他特征。

本文使用的术语“包括”或“其包括”或“它包括”中的任何一个也是开放式术语，其还指“包括至少”该术语之后的元件/特征，但不排除其他元件/特征。因此，包括与包含同义并且是指包含。

在权利要求以及以上概述和以下详述中，所有过渡短语诸如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……构成”等应理解为开放式的，即表示“包括但不限于”。只有过渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”应分别为封闭式或半封闭式的过渡短语。

考虑到系统的处理限制和精确测量数据所需的时间，术语“实时”，例如“显示实时数据”，是指在没有有意延迟的情况下显示数据。

术语“接近实时”，例如“获得实时或接近实时数据”是指在没有有意延迟(“实时”)或实际上尽可能接近实时的情况下(即在用于获得和记录或传输数据的系统的约束和处理限制内，无论是有意还是无意的，具有小的但是最小的延迟量)获得数据。

尽管与本文描述的那些类似或等同的任何方法和材料可用于实践或测试本发明，但描述了优选的方法和材料。应当理解，本文描述的方法、装置和系统可以以各种方式实施并且用于各种目的。本文的说明书仅作为示例。

此外，各种发明构思可以体现为一种或多种方法，已经提供了一个实施例。作为方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构造这样的实施方案，其中以不同于所示的顺序执行动作，其可以包括同时执行一些动作，即使在示例性实施方案中以顺序动作显示。

本说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为表示如此结合的元件中的“一个或两个”，即元件在某些情况下结合存在并且在其他情况下分别存在。用“和/或”列出的多个元件应以相同的方式解释，即如此结合的“一个或多个”元件。除了由“和/或”从句具体标识的元件之外，可以任选地存在其他元件，无论与具体标识的那些元件相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时，对“A和/或B”的引用可以在一个实施例中仅指A(任选地包括除B之外的元件)；在另一个实施例中仅指B(任选地包括除A之外的元件)；在又一个实施方案中指A和B两者(任选地包括其他元件)；等。

如本说明书和权利要求书中所使用，“或”应理解为具有与如上所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为开放式的，即包含至少一个，但也包括一个以上的多个元件或一列元件，以及，任选地，其他未列出的项目。只有明确指示相反的术语，例如“仅一个”或“只一个”，或者，当在权利要求中使用时，“由...组成”将指只包含多个元件或一列元件的一个元件。一般而言，当在排他性术语(例如“任一”，“之一”，“仅之一”)之前，本文使用的术语“或”仅应被解释为表明排他性替代方案(即“一个或另一个但不是两个”)。当在权利要求中使用时，“基本上由......组成”应具有其在专利法领域中使用的普通含义。

如本说明书和权利要求书中所使用的，关于一个或多个元件的列表，短语“至少一个”应理解为表示选自元件列表中任何一个或多个元件的至少一个元件，但不一定包括元件列表中具体列出的各个和每个元件的至少一个元件，并且不排除元件列表中元件的任何组合。该定义还允许任选地存在除了在短语“至少一个”所指的元件列表内具体列出的元件之外的元件，无论与具体列出的那些元件相关还是不相关。因此，作为非限制性实例，“A和B的至少一个”(或等同地，“A或B的至少一个”，或等同地“A和/或B的至少一个”)可以在一个实施方案中指至少一个，任选地包括多于一个A，其中不存在B(并且任选地包括除B之外的元件)；在另一个实施方案中指至少一个，任选地包括多于一个B，其中不存在A(并且任选地包括除A之外的元件)；在又一个实施方案中指至少一个，任选地包括多于一个A，和至少一个，任选地包括多于一个B(和任选地包括其他元件)；等。

为了本说明书的目的，在顺序描述方法步骤的情况下，该顺序不一定意味着步骤将按照该顺序的时间顺序进行，除非没有其他逻辑方式来解释该顺序。

另外，在以马库什组描述本发明的特征或方面的情况下，本领域技术人员将理解本发明也因此以马库什组的任何单个成员或成员亚组描述。

发明简述

本发明的一个目的是克服或改进现有技术的至少一个或多个缺点，或提供有用的替代方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种时间门控发光检测系统。所述系统可包含外壳。所述外壳可包含光学出口光圈和光学视野光圈。所述出口光圈和视野光圈可位于所述外壳的对侧上。所述出口光圈和视野光圈可与光圈轴光学对齐。

根据第一方面的特定布置，提供了一种包括外壳的时间门控发光检测系统，所述外壳包括：位于外壳的对侧上的光学出口光圈和光学视野光圈；其中出口光圈和视野光圈与光圈轴光学对齐。

根据第一方面的进一步特定布置，提供了一种时间门控发光检测系统，包括：外壳，其包括光学出口光圈和光学视野光圈，所述出口光圈和视野光圈位于所述外壳的对侧并与光圈轴光学对齐；光激发源，其安装在所述外壳内并配置成产生光激发光束；和平面转子；所述转子包括：多个转子叶片，每个所述转子叶片包括至少一个部分反射的部分；旋转驱动马达，其安装在所述外壳内，用于在转子平面内为所述转子提供旋转运动，以依次将所述系统置于激发阶段和检测阶段之间；和反射器，其安装在所述外壳内，所述反射器配置成接收由所述光源产生的激发光束，并且当所述系统处于激发阶段时，进一步将所述激发光束引导到所述转子的叶片的所述至少部分反射的部分；其中当所述系统处于所述激发阶段时，所述转子的至少一个叶片位于所述出口光圈和视野光圈的中间并与所述光圈轴对齐，以从所述反射器接收所述激发光束并将所述激发光束通过所述出口光圈引导到样品位置；并且其中在所述激发阶段，所述反射部分适于将所述光激发光束通过所述出口光圈引导到所述样品位置，其中至少一部分所述经引导的激发光束基本上与所述光圈轴对齐。

该系统还可以包括光激发源，其安装在外壳内并配置成产生光激发光束。

该系统可进一步包括平面转子。转子可包括多个转子叶片，每个转子叶片包括至少部分反射的部分。

该系统还可包括安装在外壳内的旋转驱动马达。马达可以配置成在转子平面中为转子提供旋转运动，以依次将系统置于激发阶段和检测阶段之间。使用时，马达可适于以约8,000转/分钟(rpm)至约28,000rpm的速率旋转转子。

该系统还可包括安装在外壳内的反射器。反射器可以配置为接收由光源产生的激发光束。当系统处于激发阶段时，反射器可以适于将激发光束引导到转子叶片的至少部分反射的部分。

转子可包括1、2、3、4、5、6、7、8、9、10个或更多个等周向间隔的叶片。

反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射紫外、可见或红外光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射150nm-2000nm范围内的光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射150nm-400nm范围内的光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射300nm-1000nm范围内的光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射800nm-2000nm范围内的光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以高度反射150nm-800nm范围内的光学波长。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以同时反射多个波长，并且可以同时反射2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多个波长。反射器和叶片的至少部分反射部分可以选择性地反射多个波长。选择性反射器和叶片的至少部分反射的部分可包含适于在多个所需波长下提供选择性反射的光学涂层。光学涂层可以是多层涂层。涂层可以是干涉涂层。反射器和叶片的至少部分反射的部分可以配置成反射窄带光谱，其以配置的反射器反射的波长为中心。反射器的反射特性可以与叶片的至少部分反射的部分的反射特性不同。反射器的反射特性可以基本上等于叶片的至少部分反射的部分的反射特性。围绕配置的反射器反射的波长的光谱带宽可以为以下范围：0.01-50nm、0.01-40、0.01-30、0.01-25、0.01-20、0.01-15、0.01-10、0.01-5、0.01-4、0.01-3、0.01-2、或0.01-1、0.01、0.5、0.01-0.1、0.01-0.05、0.05-50、0.05-40、0.05-30、0.05-25、0.05-20、0.05-15、0.05-10、0.05-5、0.05-4、0.05-3、0.05-2、0.05-1、0.05-0.05、0.05-0.1、0.1-50、0.1-40、0.1-30、0.1-25、0.1-20、0.1-15、0.1-10、0.1-5、0.1-4、0.1-3、0.1-2、or0.1-1、0.1、0.05、0.5-50、0.5-40、0.5-30、0.5-25、0.5-20、0.5-15、0.5-10、0.5-5、0.5-4、0.5-3、0.5-2、或0.5-1nm，且可以为约0.01、0.02、0.03、0.04、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、12、15、20、25、30、35、40、45或50nm或更大。

根据第一方面的进一步特定布置，提供了一种时间门控发光检测系统，包括：外壳，其包括光学出口光圈和光学视野光圈，所述出口光圈和视野光圈位于所述外壳的对侧上并与光圈轴光学对齐；光激发源，其安装在外壳内并配置成产生光学激发光束；平面转子，所述转子包括：多个转子叶片，每个转子叶片包括至少一个部分反射的部分；旋转驱动马达，其安装在外壳内，用于在转子平面内为所述转子提供旋转运动，以依次将所述系统置于激发阶段和检测阶段之间；反射器，其安装在所述外壳内，所述反射器配置成接收由所述光源产生的激发光束，并且当所述系统处于激发阶段时，将所述激发光束引导到所述转子叶片的反射部分。

当系统处于激发阶段时，可以将转子的至少一个叶片定位在出口光圈和视野光圈的中间，并且可以将其与光圈轴对齐以接收来自反射器的激发光束并将激发光束通过出口光圈引导到样品位置。

在激发阶段，反射部分可适于将光学激发光束通过出口光圈引导到样品位置，其中至少一部分经引导的激发光束可以基本上与光圈轴对齐。

当系统处于检测阶段时，转子的多个叶片中没有一个可以定位在出口光圈和视野光圈的中间。另外，当系统处于检测阶段时，转子的多个叶片中没有一个可以与光圈轴对准，使得源自样品位置的光学信号可以被观察者通过出口光圈和视野光圈在观察者位置处观察到。

该系统可以进一步包括转子传感器，该转子传感器安装在外壳内并且定位以使得当每个转子叶片经过传感器附近时检测每个转子叶片的存在或不存在。当传感器检测到转子叶片的存在时，传感器可以产生同步信号。该系统还可以包括微控制器，其适于接受来自传感器的同步信号并向激发源提供切换信号。切换信号可适于将激发源转换为时间门控发光(TGL)模式的激活状态，使得每当转子叶片位于出口光圈和视野光圈的中间并与光圈轴对齐以接收激发光束并将激发光束通过出口光圈引导到样品位置时，产生激发光束。

微控制器可适于将激发源切换到荧光模式的激活状态以产生激发光束，使得激发光束的一部分入射在多个转子叶片的一个或多个的叶片边缘上。叶片边缘可包括一个或多个转子叶片的一个或多个前缘或后缘。

当激发光光束的一部分入射在多个转子叶片的一个或多个的叶片边缘上使得激发光束部分入射到样品位置上，则样品位置处的样品中存在的自发荧光团可以被激发光束部分激发以产生荧光信号。在系统的激发阶段期间，观察者位置处的观察者可以看到一部分荧光信号。

外壳可适于联接到显微镜装置。显微镜装置可包括光学显微镜轴。当联接到显微镜装置时，光圈轴可以基本上与显微镜轴对齐。显微镜装置可以是荧光显微镜装置。

附图说明

尽管存在可落入本发明范围内的任何其他形式，现在将仅通过示例的方式参考附图描述本发明的一个优选实施方案/多个优选实施方案，附图中：

图1A显示描绘时间分辨荧光检测系统的图；

图1B显示描绘时间门控荧光检测系统的图；

图2A显示包括弧形反射器表面的现有技术的自动同步荧光检测系统的转子单元；

图2B显示用图2A的现有技术的自动同步荧光检测系统的转子单元获得的激发光束的光斑尺寸的示意图；

图3显示根据本文公开的本发明实施方案的改进的自动同步TGL系统100的示意图；

图4A显示图3的自动同步TGL系统的激发阶段的示意图；

图4B显示图3的自动同步TGL系统的检测阶段的示意图；

图5显示根据本文公开的本发明实施方案的转子的底视图；

图6显示根据本文公开的本发明实施方案的传感器同步信号和到激发源的功率信号的代表性图；和

图7显示本文公开的门控自动同步发光检测器系统100的渲染纵向剖视图。

发明详述

应注意在以下描述中，不同实施方案中的相似或相同的附图标记表示相同或相似的特征。

参考图3，本文公开了时间门控发光检测系统100，其包括外壳101，所述外壳101包括光学出口光圈160和光学视野光圈165，出口光圈和视野光圈(160和165)位于外壳101的对侧并且与光圈轴181光学对齐。系统100还包括安装在外壳101内并配置成产生光学激发光束111的光激发源110。系统100还包括平面转子150，其包括多个转子叶片151，每个转子叶片151包括至少部分反射或高度反射的部分155(参见图5)。系统100还包括安装在外壳101内的旋转驱动马达105，用于在转子平面中为转子150提供旋转运动，以依次将系统100置于激发阶段(图4A)和检测阶段(图4B)之间。在特定布置中，例如，如图3所示，转子平面在外壳101内以低于水平面约22.9°的角度倾斜，但是本领域技术人员将理解，具体的倾斜角将取决于外壳101内其他组件的倾斜角。例如，在图3所示的特定布置中，当与位于反射器平面上的内部平面反射器120联接时，约22.9°的转子平面倾斜角对应于光源110在水平面下方约19°的倾斜角，该反射器平面在外壳101内的水平面上方倾斜约12.5°。还应理解，内部外壳组件之间的水平距离也将以常规方式决定转子平面和其他内部组件的倾斜角，以确保当激发光束111通过出口光圈160离开壳体101时，与光学光圈轴181对齐。

在使用中，本文公开的实施方案的马达105通常配置成以约8,000转/分钟(rpm)至约28,000rpm的速率旋转转子。在本文公开的其中图5的转子150包括两个转子叶片151的布置中，在使用中，系统e在转子150的每个完整旋转中进行两个激发/检测循环。例如，在每秒约467转的旋转速度下(～28,000rpm)，系统100每秒进行933次激发/检测循环或每次门控发光检测操作进行1.07毫秒。

系统100还包括安装在外壳101内的反射器120，当系统处于激发阶段时，反射器120配置成接收由光源110产生的激发光束111，并进一步将激发光束111引导到转子150的叶片151的至少部分反射的部分155。本布置中的反射器120是平面反射器，然而在进一步布置中，反射器120可以具有规定的曲率，例如，所述曲率适于修改来自光源110的激发光束111的束斑轮廓。例如，光源110可以包括LED源，其可以产生具有椭圆形轮廓的激发光束111。反射器120可以具有规定的曲率，以便将光束轮廓修改为更均匀的圆形。将理解，曲面反射器可以根据需要具有球面或非球面曲率，并且可以沿镜面的垂直轴具有不同的曲率(特别是当用于使来自LED源110的椭圆光束变圆时)。

如下面将进一步详细描述的，图3所示的系统100提供了根据本文公开的本发明实施方案的改进的自动同步TGL系统100。

系统100包括外壳101。外壳101适于与插入现有荧光显微镜(例如Olympus提供的BX51型号显微镜)上存在的滤光槽中兼容。当然，将理解可以提供系统100和特别是外壳101的变体以确保与来自其他制造商的替代显微镜选择的兼容性。

安装在系统100的外壳101内的马达105配置成使得安装到马达105的转子150在操作时绕旋转轴107旋转。

从图5(示出了转子150的底视图)可以看出，转子150是包括多个叶片151的平面盘。安装在转子150的每个叶片151上的是平面反射表面155。转子150配置成安装到马达105中心并因此围绕中心转子旋转轴107旋转。再参考图3，当从转子150的平面反射表面155反射到位于样品位置120的用于分析的样品121(例如显微镜样品载玻片)上时，来自安装在外壳101中的光激发源110的激发光束111不会经历具有弧形反射表面的现有技术(例如，图2A所示的Connally现有技术的转子装置10的表面13)中观察到的(样品位置120处的激发光束111的)空间色散。还安装在系统100的外壳101内的是透镜130，其配置成准直来自激发源110的激发光束111，并且经由来自第一镜片140和转子150的反射表面155的中间反射将其引导到样品位置120并且通过出口光圈160离开外壳101，并到达样品位置120。与反射器120类似，透镜130可以是球面或非球面透镜，并且可以沿透镜表面的垂直轴具有不同的光学聚焦能力，例如，以用于辅助使来自LED光源110的椭圆光束111变圆。

从图5中可以看出，转子150还任选地包括保护带157。相对于来自光源110的激发光束111，保护带157可以是吸收性、非反射性的或吸收性和非反射性两者。使用保护带157使得能够根据需要在系统100的特定布置中使用连续波光激发源110。使用保护带157有效地将连续波激发源110自动转变为准连续波源，其与转子150的激发状态自动同步。

通过反射来自转子150的平面反射表面155的激发光束，本文公开的自动同步荧光检测系统的布置克服了与来自弧形表面(例如现有技术转子装置10的弯曲反射器13)的反射相关的色散问题。

系统100还包括转子传感器170，用于使转子旋转与由激发源110产生的激发光束111同步。激发源110优选地是紫外(UV)LED源，其特别适于发射具有经特定调整以被用于标记置于样品位置120的样品中的特定组分的荧光探针标志物分子吸收的光波长的激发光束111。然而，激发源可适于输出具有任何合适波长的发射光束，以用于有效激活用于检测样品121中的所需生物体或杂质的特定应用的探针分子。

在使用中，激发源110配置成发射激发光束111以激发样品位置120的样品的荧光探针。在特定布置中，转子传感器170配置成在转子150和激发源110之间提供同步信号。例如，特定实施方案中的传感器170配置为每当与多个叶片151的每一个或转子150相关联的平面反射表面155之一与光源110和样品位置120之间的激发通信路径115光学对齐(即，如图4A所示)时向光源110提供“开”信号(例如，传感器“低”电压，)。此外，传感器170配置为每当与多个叶片151的每一个或转子150相关联的平面反射表面155与光源110和样品位置120之间的激发通信路径115没有光学对齐时(即，如图4B所示)，向光源110提供“关”信号(例如，传感器“高”电压，○)。

相对于转子叶片151的位置对UV LED激发源110进行非常精确(微秒)的控制是必要的，以使系统100能够以时间门控的发光模式操作。通过改变激发源110的切换时机，也可以将仪器非常快速地切换到传统的荧光模式，使得一些激发光束111入射到边缘(前缘或后缘，或两者)上以被部分关闭或打开的转子叶片反射。该效果对于将时间门控模式切换到短暂间隔(例如100ms)非常有用，用以观察是否存在细胞核，因为从叶片边缘反射的激发光束111的一小部分将入射到样品121上，以激发样品121中存在的任何自发荧光团或荧光探针分子，这对于观察者位置200处的观察者是可见的。在典型的布置中，用荧光标记物如染料(例如DAPI)将待测试样品121的细胞染色，这使得DNA在UV激发下发蓝光，从而可以鉴定样品121中的细胞核。由于其荧光寿命短，这种蓝光仅在非TGL模式下可见。因此，将TGL模式快速切换到常规荧光模式以检查测试样品121中是否存在细胞核的能力是本发明公开的系统100的特别有用的特征。

其次，在典型的布置中，选择激发源为能够输送高达约3WUV输出的高功率UV LED装置，以向激发源110电输入约3.6V至约4A的输入。这对应于非常小的源装置110中的约14瓦的功率输入。在根据本文公开的实施方式和布置的正常操作中，由于UV LED源110在转子150的每个旋转周期的约1/3是脉冲的，需要通过外壳101消散的热量仅为约4.2W，当外壳由诸如铝等的适当导热材料形成时，其可以安全地在系统100的外壳101中消散。

图6显示了特定布置中的来自传感器170的传感器同步信号501和到达激发源110的功率信号503的代表。

激发光束由透镜130准直。在替代布置中，透镜130可以尤其适于将来自光源110的激发光束111聚焦到样品位置120上，使得样品121接收增加的光学功率密度(即每单位面积的光学功率，W/cm²)。起初将准直(或聚焦)光束111引导到第一内部镜片140上以朝转子150的下侧向上反射，其中反射表面155安装在每个叶片151或转子150上。光束以适当的角度从镜片140反射以确保其撞击安装在每个叶片151或转子150上的反射表面155，从而通过出口光圈160反射并且到达位于例如置于样品位置120处的显微镜载玻片上的样品121。

图3包括本文公开的本发明的特定实施方案的第一镜片140和转子150的角度(在操作中围绕马达轴107旋转)的优化尺度，以确保每当多个反射表面155中的每一个与光学通信路径115对齐时，将来自光源110的激发光束111配置为照射样本121。将所示的特定布置配置成确保激发光束111的路径115的最终部分基本上垂直于样品位置120并且使得它与系统100的光圈轴181和位于观察者位置200的显微镜的光轴181对齐。这是为了确保系统与可用的典型荧光显微镜兼容，这些显微镜通常利用相同的光学路径来激发样品中的荧光团并检测所产生的荧光信号。在这种显微镜装置中，物镜(例如，如图4A和4B所示的物镜190)用于将激发光束聚焦到观察样品的微小区域中，并且还聚焦和/或放大所产生的荧光以使观察者可见。用于观察来自样品121的荧光信号的显微镜的显微镜物镜190(如图4A和4B可见)限定了显微镜的光轴181，并且适于接收样品121响应于刺激而发射的光学荧光信号，所述刺激来自样品121中的自发荧光生物体和荧光探针分子吸收的激发光束111。

由样品121响应于来自吸收激发光束111的刺激而发射的光学荧光信号包括由样品221中的自发荧光团产生的短寿命自发荧光123。也包括样品121发射的光学荧光信号。

在使用中，马达105使转子150旋转，使得系统100在如图4A所示的激发阶段和如图4B所示的检测阶段之间交替。

在图4A所示的系统100的激发阶段期间，包含涉及将激发光束111引导到样品121的特定平面反射表面155的转子150的叶片151与激发源110和样品位置120中间的光学路径115对齐。在该位置，转子150的叶片151还遮挡视野光圈165，使得源自样品位置120处的样品121的光信号不能够进入显微镜物镜190，使得其在观察者位置200处可见。

在图4B中所示的系统100的检测阶段期间，转子150的叶片151已移出遮挡视野光圈165的位置，使得反射表面155移出位置，从而来自光源110的激发光111不能被引导到样品121上。系统100可以任选包括光束收集器109，以在系统100处于检测阶段时捕获来自光源110的任何多余的激发光111。

还在检测阶段，源自样品位置120处的样品121的光学信号现在能够进入显微镜物镜190，使得它们对于观察者位置200处的观察者可见。

由于自发荧光信号123的快速衰减，当系统100处于激发阶段时，基本上全部至100％的自发荧光信号123被转子150的叶片151阻挡而不能到达显微镜190和观察者位置200，叶片151包括特定的平面反射表面155，其涉及将激发光束111引导到样品121。然后，当转子旋转到阻挡观察者位置200的位置之外时，系统100移动到检测阶段，由此来自样品121的光学信号通过显微镜190被位置200处的观察者看见，自发荧光信号123已经衰减到显著小于样品121中存在的探针分子的任何长寿命荧光/发光125。以这种方式，被允许到达显微镜190和观察者200的来自样品121的唯一光学信号是样品121中存在的探针分子的长寿命荧光/发光125，因此能够检测样品121中存在的所需标记的目标分子。

在系统100的特定构造布置中，转子150可以制成直径约30mm但仅约0.2mm厚，因此有效地将转子150的质量减小到约480mg。注意，具有该质量的转子150与约3.5g的现有技术转子装置10的转子相比，重量仅为约13％。转子150的改进设计使得能够使用商用DC马达105而不是现有技术的更复杂的系统(包括使用线圈，所述线圈作用于嵌入现有技术转子10中的磁铁)来驱动转子150的。这导致明显更紧密的没有震动的系统100的装配，其还具有进一步的显著优点，即当入射到目标样品上时，激发光束不会经历不利的空间色散。

具体实施方式

改进的门控自动同步发光检测器的示例布置

如上所述，图3显示改进的门控自动同步发光检测器(GALD)系统100的示意图。本示例性布置中的系统100也以图7的渲染纵向剖视图显示。如上所述，系统100的外壳101配置成与现有荧光显微镜(例如Olympus BX51型显微镜装置)上存在的微分干涉反差(DIC)滤光槽兼容。因此，由于外壳101内可用的空间非常有限，必须将激发源110(例如UV LED装置)以一定角度安装在外壳101内并部分地插入外壳101的顶板中以实现必要的定向。如果UV LED源110的角度小于水平面以下约19°，则激发光束111将不与位于观察者位置200处的显微镜物镜190的光轴181对齐。如果入射在样品上的激发光束111和样品121所产生的荧光信号的检测未与显微镜物镜190的光轴181对齐，则系统将不与用于荧光检测的典型显微镜装置兼容。如果激发和检测路径是分开的，则两个光学路径将需要两个分开的光学系统，每个光学系统都需要独立的对齐。可以理解，这会导致任何荧光检测系统的成本和操作复杂性显著增加。每个激发源110相对于安装角度的任何偏离，第一镜片120和转子150的倾斜角趋于迫使第一镜片120的位置进一步向前移动到它开始遮挡出口光圈160的点，这显然是不希望的构造。

当前实施方案的马达105优先选择为非常低调的马达装置，例如，由Maxon Motors(瑞士)制造的马达，马达型号：EC10；部件号：302000。马达105由安装在外壳101内的机械加工的安装块108支撑，使得转子150的倾斜角配置成当叶片151处于激发阶段位置时，将激发光束111沿着显微镜光轴181反射到样品位置120。本布置中的马达支撑件还配置成安装同步传感器170，其可以是例如红外回归式反射传感器。在本布置中，在使用中，传感器170将光投射到转子150的叶片151的表面。在本布置中，转子叶片150由不锈钢形成。尽管没有抛光，转子150的叶片151具有足够的反射性，以在转子叶片151的外围旋转到传感器170附近的位置时触发传感器170产生同步信号。在检测到返回信号时，每当转子叶片151区段位于传感器附近时，传感器170产生同步信号，例如逻辑LOW信号，这允许微控制器(未示出)推断转子叶片151的位置，从而使UV LED激发源110同步，以在正确的时间打开。

尽管如此，仍然可以使用恒定的照明源(连续波激发源110)并且依赖于转子叶片151的前缘和后缘处的非反射保护带157(如图5所示)自动同步操作中系统100的激发阶段与检测阶段和门控阶段，其中样品121中激发的快速自发荧光123被保护带157阻挡而不能到达视野光圈165和观察者200。体现图5中所示的实施方案的保护带的替代方法也可以产生“虚拟”保护带，例如，本发明公开的实施方案的转子150的转子叶片151的边缘上的黑色非反射区域e可以用配置成反射激发光束111远离主光学光圈轴181的倾斜区域157代替。或者，可以在激发源110的驱动软件中实施虚拟保护带，其可以例如通过精确控制LED打开和关闭的切换时机来实现。

图7中描述的实施方案的有用特征(已知转子150的位置具有高精度并且UV LED源110由微控制器(未示出)激活)是由在转子叶片151完全遮挡光圈160之前打开UV LED源110的能力而产生。这可以在转子叶片151前进穿过光圈160(关闭光圈)并且类似地，在转子叶片151后缘离开(打开光圈160)时进行。所产生的效果是使来自转子叶片151的尾缘或后缘的激发光束111中的光散射，同时光圈160部分打开并且分析中的样品121对于观察者200可见。该散射的光允许观察者200短暂地看到少量短寿命荧光123以及长寿命磷光125。微控制器允许相对于转子150的叶片151的位置微调激发源110的切换时机，因此效果(可见短寿命荧光123)可以根据需要或大或小。

时间门控发光成像的本质是在待测样品121不存在靶标(标记的生物体或生物标记物)的情况下，观察者200将不能通过显微镜看到任何东西，因为视场均匀地没有光。这种效果对于显微镜工作者手动检查样品121是否存在标记的病原体或生物标记物而言尤其令人不安，因为不清楚显微镜是否仍然聚焦并且正常工作，因为没有看不见任何东西，或者实际上样品中确实没有东西可看。通过上述方法允许激发光束111的低水平光泄露以产生少量可见的短寿命荧光123的能力是为显微镜工作者提供视觉反馈的有价值的手段，即一切都在正常工作并且显微镜正确聚焦于样本位置120上。

对激发源110的时机的精细控制还为显微镜工作者提供了另一个有价值的特征。光漂白是众所周知的现象，其中荧光剂(天然和合成两者)由于光解损伤而丧失其活性(亮度)。在靶细胞附着有相对较少的发光分子的那些情况下，使用常规荧光显微镜可在数秒内发生褪色。通过将UV LED源110切换仅很短的持续时间，这种效果在本文公开的系统100中得到极大改善，使得打开时间是切换事件之间的总时间的一小部分。IR传感器信号501和UV LED源切换电流503之间的正常关系如图6所示，其中IR传感器170的信号501的LOW状态表示检测到转子150的叶片151存在于如上所述的系统100的激发阶段的位置；并且UV切换波形503的LOW状态表示UV LED源110打开。在该波形捕获中，可以看出在正常条件下UV LED具有约33％的工作周期。工作周期可以降低至约10％，其中观察到的亮度仅有相对小的下降，但是光漂白靶标的风险显著降低。

解释

根据

如本文所述，“根据”也可以表示“作为......的函数”，并且不一定限于与其相关的指定整体。

实施方案

贯穿本说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”，“一个布置”或“布置”的引用是指结合实施方案/布置描述的具体特征、结构或特性包括在至少一个本发明的实施方案/布置中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施方案/布置中”或“在实施方案/布置中”不一定都是指相同的实施方案/布置，而是可以。此外，在一个或多个实施方案/布置中，具体特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合，如本领域普通技术人员从本公开中所显而易见的。

类似地，应当理解，在本发明的示例实施方案/布置的以上描述中，本发明的各种特征有时在单个实施方案/布置、附图或其描述中组合在一起，目的是简化本公开并帮助理解一个或多个各个发明方面。然而，该公开方法不应被解释为反映所要求保护的发明需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，如以下权利要求所反映的，发明方面在于少于单个前述公开的实施方案/布置的所有特征。因此，发明详述之后的权利要求明确地结合到发明详述中，每个权利要求自身作为本发明的单独实施方案/布置。

此外，尽管本文描述的一些实施方案/布置包括一些但不包括在其他实施方案/布置中的其他特征，但是不同实施方案/布置的特征的组合也在本发明的范围内，并且形成不同的实施方案/布置，如将被本领域技术人员所理解。例如，在以下权利要求中，任何要求保护的实施方案/布置可以以任何组合使用。

具体细节

在本文提供的描述中，阐述了许多具体细节。然而，应该理解可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施方案。在其他情况下，没有详细示出公知的方法、结构和技术，以免模糊对本说明书的理解。

术语

在描述附图中所示的本发明的优选实施方案时，为了清楚起见，将采用特定术语。然而，本发明不意欲限于如此选择的特定术语，并且应理解，每个特定术语包括以类似方式操作以实现相似技术目的的所有技术等同物。诸如“向前”、“向后”、“径向”、“外围”、“向上”、“向下”等术语用作便于提供参考点的词语，而不应被解释为限制性术语。

不同的对象实例

如本文所使用，除非另有说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象，仅表示引用相似对象的不同实例，并不意欲暗示所描述的对象必须为给定的顺序，无论是时间上、空间上、排序、或以任何其他方式。

发明范围

因此，尽管已经描述了被认为是本发明的优选布置，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对其进行其他和进一步的修改，并且它意欲要求保护落入本发明范围内的所有这种改变和修改。可以从框图中添加或删除功能，并且可以在功能块之间互换操作。可以在本发明的范围内添加或删除所描述方法中的步骤。

尽管已经参考具体实施例描述了本发明，本领域技术人员将理解，本发明可以以很多其他方式体现。

工业实用性

从上文显而易见的是，所描述的布置适用于移动设备工业，特别是用于经由移动设备分配数字媒体的方法和系统。

应理解，上文描述/说明的方法和系统至少基本上提供了时间门控发光检测系统。

本文描述的和/或附图显示的时间门控发光检测系统仅作为示例呈现，并且不限制本发明的范围。除非另有特别说明，否则时间门控发光检测系统的各个方面和组件可以被修改，或者可以被已知的等同物替代，或者作为仍未知的替代物，例如可以在将来开发或者例如可以在将来发现是可以接受的替代物。时间门控发光检测系统也可以针对各种应用进行修改，同时保持在要求保护的发明的范围和精神内，因为潜在应用的范围很大，并且因为预期本时间门控发光检测系统能适应许多这种变化。