具有增强的孔成像分辨率的流动池的制作方法

背景技术：

1、本公开的各方面整体涉及生物或化学分析，并且更具体地涉及使用图像传感器进行生物或化学分析的系统和方法。

2、生物或化学研究中的各种方案涉及在局部支撑表面上或预定义的反应室内进行大量受控反应。然后可观察或检测指定的反应，并且随后的分析可有助于识别或揭示反应中所涉及的化学品的特性。例如，在一些多重测定中，具有可识别标签(例如，荧光标签)的未知分析物可以在受控条件下暴露于数千种已知探针。可以将每种已知探针放入流动池通道的对应孔中。观察孔内的已知探针与未知分析物之间发生的任何化学反应可以有助于鉴定或揭示分析物的特性。此类方案的其他示例包括已知的dna测序过程，诸如边合成边测序(sbs)或循环阵列测序。

3、在一些常规荧光检测方案中，光学系统用于将激发光引导到荧光标记的分析物上，并且还用于检测可从分析物发射的荧光信号。此类光学系统可包括透镜、滤光器和光源的布置。在其他检测系统中，受控反应立即发生在不需要大的光学组件来检测荧光发射的固态成像器(例如，电荷耦合器件(ccd)或互补金属氧化物半导体(cmos)检测器)上。

4、可期望最大化流动池的通道内的孔的数量，因为这样做可最大化可在通道内实现的反应的数量。为了最大化流动池的通道内的孔的数量，可期望最小化相邻孔之间的距离。然而，增加流动池的通道中的孔的密度可能在使用常规光学系统和图像处理技术实现期望的分辨率方面存在挑战。

技术实现思路

1、本文描述了用于获得在执行光学分析的系统(诸如生物测定系统)中可能遇到的图像的设备、系统和方法。

2、一种具体实施涉及一种系统，该系统包括：流动池，该流动池包括多个反应位点，其中：该多个反应位点包括多组反应位点；对于该多组反应位点中的每一组反应位点：该一组反应位点具有对应成像平面；该一组反应位点所包括的每个反应位点的位置在该一组反应位点的对应成像平面上；并且除了该一组反应位点之外的任何一组反应位点中没有一个反应位点的位置在该一组反应位点的对应成像平面上；一组相机；和处理器，该处理器用于：使用该一组相机获得多个未经滤波的图像，其中对于该多组反应位点中的每一组反应位点，该多个未经滤波的图像包括与该一组反应位点相对应的图像；以及对于该多组反应位点中的每一组反应位点，确定与该一组反应位点相对应的导出图像，其中该与该一组反应位点相对应的导出图像基于在保留来自该一组反应位点所包括的反应位点的信号的同时，使用该多个未经滤波的图像中的图像之间的聚焦差异来去除来自该一组反应位点所不包括的反应位点的信号；其中：该多组反应位点中的每一组反应位点与该多组反应位点中的所有其他组反应位点不相交；并且对于该多个未经滤波的图像中的每个图像，该图像包括：来自与该图像相对应的该一组反应位点所包括的反应位点的信号；和来自与该图像相对应的该一组反应位点所不包括的反应位点的信号。

3、在如本技术实现要素：的第二段落中描述的一些具体实施中，对于该多个反应位点中的每个反应位点，该反应位点与该多个反应位点中的最近反应位点之间的中心-中心距离小于在获得该多个未经滤波的图像中使用的光波长的衍射极限；并且对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点中的每个反应位点，该反应位点与该一组反应位点中的最近反应位点之间的中心-中心距离大于在获得该多个未经滤波的图像中使用的该光波长的该衍射极限。

4、在如本发明内容的第二或第三段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，该一组相机包括聚焦于该一组反应位点的对应成像平面的对应相机。

5、在如本发明内容的第四段落中描述的一些具体实施中，该系统包括一个或多个分束器，以将来自该多个反应位点的信号引导到该一组相机中的相机。

6、在如本发明内容的第二或第三段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，获得该多个未经滤波的图像包括：使用该一组相机中的第一相机捕获未经滤波的第一图像，其中该第一未经滤波的图像对应于该多组反应位点中的第一组反应位点，并且其中当该第一相机用于捕获该第一未经滤波的图像时，该第一相机聚焦在与该第一组反应位点相对应的成像平面上；将该第一相机重新聚焦在与该多组反应位点中的第二组反应位点相对应的成像平面上；以及使用该第一相机捕获第二未经滤波的图像，其中该第二未经滤波的图像对应于该第二组反应位点，并且其中当该第一相机用于捕获该第二未经滤波的图像时，该第一相机聚焦在与该第二组反应位点相对应的该成像平面上。

7、在如本发明内容的第二或第三段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该一组相机包括线扫描相机；该线扫描相机包括多组传感器，其中对于该多组传感器中的每一组传感器：该一组传感器具有该多组反应位点中的对应一组反应位点；并且该一组传感器聚焦在其对应一组反应位点的对应成像平面上；并且使用该一组相机获得该多个未经滤波的图像包括：使用第一组传感器捕获第一未经滤波的图像，其中该第一组传感器对应于该多组反应位点中的第一组反应位点；以及使用第二组传感器捕获第二未经滤波的图像，其中该第二组传感器对应于该多组反应位点中的第二组反应位点。

8、在如本发明内容的第二至第七段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该多组反应位点中的每一组反应位点具有对应的点扩散函数；并且对于该多组反应位点中的每一组反应位点，确定与该一组反应位点相对应的所述导出图像包括：对于该多组反应位点中的每一其他组反应位点，使用与该其他组反应位点相对应的未经滤波的图像和与该其他组反应位点相对应的点扩散函数来去除来自该其他组反应位点所包括的反应位点的信号。

9、在如本发明内容的第八段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的至少一组反应位点，该一组反应位点的对应点扩散函数不同于该多组反应位点中的所有其他组反应位点的对应点扩散函数。

10、在如本发明内容的第八段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的至少一组反应位点，该一组反应位点的对应点扩散函数与该多组反应位点中的至少一个其他组反应位点的对应点扩散函数相同。

11、在如本发明内容的第二至第十段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该多组反应位点由两组反应位点组成。

12、在如本发明内容的第二至第十段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该多个反应位点包括三组或更多组反应位点。

13、在如本发明内容的第二至第十二段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点所包括的每个反应位点，该反应位点位于该流动池所包括的对应孔中。

14、在如本发明内容的第二至第十二段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点所包括的每个反应位点，该反应位点位于该流动池所包括的对应柱上的竖直位置上。

15、一种具体实施涉及一种方法，该方法包括：使用一组相机获得多个未经滤波的图像，其中该多个未经滤波的图像中的每个图像是通过检测由流动池所包括的多个反应位点发射的光来捕获的；该多个反应位点包括多组反应位点；对于该多组反应位点中的每一组反应位点：该一组反应位点具有对应成像平面；该一组反应位点所包括的每个反应位点的位置在该一组反应位点的对应成像平面上；并且除了该一组反应位点之外的任何一组反应位点中没有一个反应位点的位置在该一组反应位点的对应成像平面上；该多个未经滤波的图像中的每个未经滤波的图像具有该多组反应位点中的对应一组反应位点；以及对于该多组反应位点中的每一组反应位点，基于以下来确定与该一组反应位点相对应的导出图像：在保留来自该一组反应位点所包括的反应位点的信号的同时，使用该多个未经滤波的图像中的图像之间的聚焦差异来去除来自该一组反应位点所不包括的反应位点的信号；其中：该多组反应位点中的每一组反应位点与该多组反应位点中的所有其他组反应位点不相交；并且对于该多个未经滤波的图像中的每个图像，该图像包括：来自与该图像相对应的该一组反应位点所包括的反应位点的信号；和来自与该图像相对应的该一组反应位点所不包括的反应位点的信号。

16、在如本发明内容的第十五段落中描述的一些具体实施中，对于该多个反应位点中的每个反应位点，该反应位点与该多个反应位点中的最近反应位点之间的中心-中心距离小于在获得该多个未经滤波的图像中使用的光波长的衍射极限；并且对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点中的每个反应位点，该反应位点与该一组反应位点中的最近反应位点之间的中心-中心距离大于在获得该多个未经滤波的图像中使用的该光波长的该衍射极限。

17、在如本发明内容的第十五或第十六段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，该一组相机包括聚焦于该一组反应位点的对应成像平面的对应相机。

18、在如本发明内容的第十五或第十六段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，获得该多个未经滤波的图像包括：使用该一组相机中的第一相机捕获未经滤波的第一图像，其中该第一未经滤波的图像对应于该多组反应位点中的第一组反应位点，并且其中当该第一相机用于捕获该第一未经滤波的图像时，该第一相机聚焦在与该第一组反应位点相对应的成像平面上；将该第一相机重新聚焦在与该多组反应位点中的第二组反应位点相对应的成像平面上；以及使用该第一相机捕获第二未经滤波的图像，其中该第二未经滤波的图像对应于该第二组反应位点，并且其中当该第一相机用于捕获该第二未经滤波的图像时，该第一相机聚焦在与该第二组反应位点相对应的该成像平面上。

19、在如本发明内容的第十五或第十六段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该一组相机包括线扫描相机；该线扫描相机包括多组传感器，其中对于该多组传感器中的每一组传感器：该一组传感器具有该多组反应位点中的对应一组反应位点；并且该一组传感器聚焦在其对应一组反应位点的对应成像平面上；并且使用该一组相机获得该多个未经滤波的图像包括：使用第一组传感器捕获第一未经滤波的图像，其中该第一组传感器对应于该多组反应位点中的第一组反应位点；以及使用第二组传感器捕获第二未经滤波的图像，其中该第二组传感器对应于该多组反应位点中的第二组反应位点。

20、在如本发明内容的第十五至第十九段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，该多组反应位点中的每一组反应位点具有对应的点扩散函数；并且对于该多组反应位点中的每一组反应位点，确定与该一组反应位点相对应的所述导出图像包括：对于该多组反应位点中的每一其他组反应位点，使用与该其他组反应位点相对应的未经滤波的图像和与该其他组反应位点相对应的点扩散函数来去除来自该其他组反应位点所包括的反应位点的信号。

21、在如本发明内容的第二十段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的至少一组反应位点，该一组反应位点的对应点扩散函数不同于该多组反应位点中的所有其他组反应位点的对应点扩散函数。

22、在如本发明内容的第二十段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的至少一组反应位点，该一组反应位点的对应点扩散函数与该多组反应位点中的至少一个其他组反应位点的对应点扩散函数相同。

23、在如本发明内容的第十五至第二十二段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点所包括的每个反应位点，该反应位点位于该流动池所包括的对应孔中。

24、在如本发明内容的第十五至第二十二段落中的任一段落中描述的一些具体实施中，对于该多组反应位点中的每一组反应位点，对于该一组反应位点所包括的每个反应位点，该反应位点位于该流动池所包括的对应柱上的竖直位置上。

25、一种具体实施涉及一种机器，该机器包括：用于基于来自流动池所包括的反应位点的信号获得多个不同聚焦的未经滤波的图像的装置；和用于基于聚焦差异确定将来自对应组反应位点的信号分离的多个导出图像的装置。

26、虽然描述了多个示例，但是根据示出并描述所公开的主题的说明性示例的以下详细描述和附图，所描述的主题的仍其他示例对于本领域技术人员而言将变得显而易见。如将认识到的，所公开的主题能够在各个方面进行修改，所有这些修改都不脱离所描述的主题的精神和范围。因此，附图和详细描述被认为本质上是说明性的而不是限制性的。