(57)【要約】装置は、画素上に配置される特徴部の形成部を有する空間パターンの複数の撮像画素を含む。特徴部の形成部の第１と第２の特徴部は、第１の画素上に配置される。第１の発光団は、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される。第２の発光団は、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される。構造化照明源は、第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向け、第２の時点に照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向けるものである。構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する照明パターン発生器を含み、照明パターンを特徴部の形成に対して平行移動又は回転させる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間パターンで配列される複数の撮像画素と、
前記複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、
前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、前記特徴部の形成部の第１の特徴部と、
前記第１の画素上に配置されて前記第１の特徴部から空間的に変位している、前記特徴部の形成部の第２の特徴部と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の発光団と、
前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、
第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を前記第１の特徴部に向け、前記第１の時点とは異なる第２の時点に、前記照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を前記第２の特徴部に向ける構造化照明源と、を備える装置であって、
前記第１の画素が、前記第１の発光団により前記第１の時点における前記第１の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、前記第２の発光団により前記第２の時点における前記第２の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、
前記構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する前記照明パターン発生器を含み、前記照明パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、装置。
【請求項２】
前記照明パターンが、前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する照明強度最大値を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記構造化照明源が、前記第１の光子と前記第２の光子で前記照明パターン発生器を投光照明するものである、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記構造化照明源がレーザーを備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記照明パターン発生器がマスク層を含み、前記照明パターン発生器アクチュエータが前記マスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、前記マスク層を前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記マスク層の第１の位置によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、
前記マスク層の第２の位置によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記マスク層が、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、
前記光透過領域が、マスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストリップによって画定され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が、前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記マスク層が不透明視野領域上に画定される、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域の２次元配列を含み、
前記不透明視野領域がマスク基板上に配置されるマスク吸収体によって画定され、
前記光透過領域が前記不透明視野領域内に画定される前記マスク基板の区域であり、前記マスク吸収体を有する区域が前記光透過領域の上に配置されないように除外され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の対応する特徴部を照明する、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項９】
前記照明パターン発生器が干渉パターン発生器を備え、前記特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、
前記照明パターン発生器アクチュエータは、前記干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、前記干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変化させて、前記特徴部の形成部に対して前記干渉パターンを平行移動又は回転させる、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記干渉パターン発生器の第１の位置状態又は回転状態によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、
前記干渉パターン発生器の第２の位置状態又は回転状態によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記マルチビーム干渉パターンが２ビーム干渉パターンであり、
前記干渉パターン発生器が前記特徴部の形成部上に平行線形干渉縞を投影するものであり、
前記平行線形干渉縞が画素間隔に等しい所定の周期性を有する、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記マルチビーム干渉パターンが少なくとも４つの干渉ビームからの干渉パターンであり、
前記干渉パターンが画素間隔に等しい所定の周期性を有する干渉最大値を有する２次元干渉パターンである、請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１３】
前記干渉パターン発生器が２次元透過位相マスクを含み、レーザービームを干渉ビームのセットに分割する、請求項９又は請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記構造化照明源が光学部品を備え、
前記装置が前記光学部品に結合される制御部をさらに備え、前記光学部品を制御して、前記第１の時点に前記照明パターンの前記第１の光子の前記一部を前記第１の特徴部に向け、前記第２の時点に前記照明パターンの前記第２の光子の前記一部を前記第２の特徴部に向ける、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記光学部品がビーム操作部品を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２の特徴部が前記第１の特徴部から横方向に変位している、請求項１から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部及び第２の特徴部の各々から空間的に変位している、前記特徴部の形成部の第３の特徴部と、
前記第３の特徴部内又は前記第３の特徴部上に配置される第３の発光団と、
前記第１時点及び第２の時点とは異なる第３の時点に、第３の光子の少なくとも一部を前記第３の特徴部に向ける前記構造化照明源と、
前記第３の発光団により前記第３の時点における前記第３の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信する前記第１の画素と、
をさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１８】
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部、第２の特徴部、及び第３の特徴部の各々から空間的に変位している前記特徴部の形成部の第４の特徴部と、
前記第４の特徴部内又は前記第４の特徴部上に配置される第４の発光団と、
前記第１の時点、第２の時点、及び第３の時点とは異なる第４の時点に、第４の光子の少なくとも一部を前記第４の特徴部に向ける前記構造化照明源と、
前記第４の発光団により前記第４の時点における前記第４の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信する前記第１の画素と、
をさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第１の光子と第２の光子が約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
構造化照明源によって、第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向けるステップであって、前記第１の特徴部は、発光撮像装置内に空間パターンで配列される複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部の部材であり、前記特徴部の形成部の前記第１の特徴部は、前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、ステップと、
前記構造化照明源によって、前記第１の時点とは異なる第２の時点に前記照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向けるステップであって、前記第２の特徴部は、前記特徴部の形成部の部材であり、前記特徴部の形成部の前記第２の特徴部は、前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部から空間的に変位している、ステップと、
前記第１の画素によって、第１の発光団により前記第１の時点における前記第１の光子の前記一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、前記第１の発光団は、前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される、ステップと、
前記第１の画素によって、第２の発光団により前記第２の時点における前記第２の光子の前記一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、前記第２の発光団は、前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置され、前記構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する前記照明パターン発生器を含み、前記照明パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、ステップと、
を含む方法。
【請求項２１】
前記照明パターンが前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する照明強度最大値を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記照明パターン発生器がマスク層を含み、前記照明パターン発生器アクチュエータが前記マスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、前記マスク層を前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させ、
前記マスク層の第１の位置によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、
前記マスク層の第２の位置によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させ、
前記マスク層が、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、
前記光透過領域がマスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストライプによって画定され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が、前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する、
請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記照明パターン発生器が干渉パターン発生器を備え、前記特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、
前記照明パターン発生器アクチュエータが前記干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、前記干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変更させて、干渉パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、
請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２４】
空間パターンで配列される複数の撮像画素と、
前記複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、
照明パターン発生器と、
前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される前記特徴部の形成部の第１の特徴部と、
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部から空間的に変位している前記特徴部の形成部の第２の特徴部と、を備える装置であって、
前記照明パターン発生器は、前記照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを含み、前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する、照明強度最大値を有する照明パターンを生じさせ、第１の時点に前記第１の特徴部に選択的に光を照射し、
前記照明パターン発生器は、前記照明パターンによって前記第１の時点とは異なる第２の時点に前記第２の特徴部に選択的に光を照射する、装置。
【請求項２５】
前記第１の時点に第１の光子を発生させ、前記第２の時点に第２の光子を発生させる構造化照明源と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の発光団、及び前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の標的分析物、及び前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の標的分析物と、をさらに備え、
前記第１の標的分析物は前記第２の標的分析物とは異なり、
前記第１の標的分析物及び第２の標的分析物は異なる配列を有する核酸を含む、請求項２４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国仮特許出願（出願番号第６２／６８４，９０７号、出願日２０１８年６月１４日）及びオランダ特許出願（出願番号第２０２１２５８号、出願日２０１８年７月５日）の利益を主張し、これらの各々の内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
特定の配列決定ツールは、様々な「合成による配列決定」（ＳＢＳ）ケミストリーに依存し、ＤＮＡ又はＲＮＡ配列のようなポリヌクレオチド配列を決定する。配列決定は、蛍光顕微鏡システムのような発光（luminescent）撮像を使用して、ヌクレオチド又は同一ヌクレオチドの局所的なクラスターを、それぞれの蛍光マーカーの発光波長によって同定することを含むことができる。開発中のいくつかのＳＢＳケミストリーは、単一の色素を使用することがあるが、ＤＮＡ中のＡ、Ｇ、Ｃ、Ｔヌクレオチドのようなポリヌクレオチド中のヌクレオチドを一意に同定するために、一般的に複数（最大４）の蛍光色素が市販のシステムにおいて使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
第１の態様において、装置は、空間パターンで配列される複数の撮像画素と、複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、特徴部の形成部の第１の特徴部と、第１の画素上に配置されて第１の特徴部から空間的に変位している、特徴部の形成部の第２の特徴部と、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される第１の発光団（luminophore）と、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向け、第１の時点とは異なる第２の時点に照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向ける構造化照明源と、を備え、第１の画素が、第１の発光団により第１の時点における第１の光子の一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、第２の発光団により第２の時点における第２の光子の一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する照明パターン発生器を含み、照明パターンを特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる。
【０００４】
第１の態様の一例では、照明パターンは、複数の撮像画素発生器の空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する照明強度最大値を有する。
【０００５】
第１の態様の一例のさらなる例では、構造化照明源は、第１の光子と第２の光子で照明パターン発生器を投光照明するものである。
【０００６】
第１の態様の一例のさらなる例のさらに別の例では、構造化照明源は、レーザーを含む。
【０００７】
第１の態様の第２の例では、照明パターン発生器はマスク層を含み、照明パターン発生器アクチュエータはマスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、特徴部の形成部に対してマスク層を平行移動又は回転させる。
【０００８】
第１の態様の第２の例のある例では、マスク層の第１の位置によって、第１の光子の一部に第１の特徴部を選択的に照明させ、マスク層の第２の位置によって、第２の光子の一部に第２の特徴部を選択的に照明させる。
【０００９】
第１の態様の第２の例のさらなる例では、マスク層は、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、光透過領域はマスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストライプによって画定され、第１の光子の一部と第２の光子の一部は光透過領域を透過して、特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する。
【００１０】
第１の態様の第２の例のさらに別の例では、マスク層は、不透明視野領域上に画定される周期的に間隔を置いて配置される光透過領域の２次元配列を含み、不透明視野領域は、マスク基板上に配置されるマスク吸収体によって画定され、光透過領域は、不透明視野領域内に画定されるマスク基板の区域（zone）であり、マスク吸収体を有する区域は、光透過領域上に配置されないように除外され、第１の光子の一部と第２の光子の一部は、光透過領域を透過して、特徴部の形成部上の対応する特徴部を照明する。
【００１１】
第１の態様の第３の例では、照明パターン発生器は、干渉パターン発生器を備え、特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、照明パターン発生器アクチュエータは、干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変化させて、特徴部の形成部に対して干渉パターンを平行移動又は回転させる。
【００１２】
第１の態様の第３の例のある例では、干渉パターン発生器の第１の位置状態又は回転状態によって、第１の光子の一部に第１の特徴部を選択的に照明させ、干渉パターン発生器の第２の位置状態又は回転状態によって、第２の光子の一部に第２の特徴部を選択的に照明させる。
【００１３】
第１の態様の第３の例のさらなる例では、マルチビーム干渉パターンは、２ビーム干渉パターンであり、干渉パターン発生器は、特徴部の形成部上に平行線形干渉縞を投影するものであり、平行線形干渉縞は、画素間隔に等しい所定の周期性を有する。
【００１４】
第１の態様の第３の例の別の例では、マルチビーム干渉パターンは、少なくとも４つの干渉ビームからの干渉パターンであり、干渉パターンは、画素間隔に等しい所定の周期性を有する干渉最大値を有する２次元干渉パターンである。
【００１５】
第１の態様の第３の例のさらなる例では、干渉パターン発生器は、レーザービームを干渉ビームのセットに分割する２次元透過位相マスクを含む。
【００１６】
第１の態様の第４の例では、構造化照明源は光学部品を含み、装置は、光学部品に結合される制御部をさらに含み、第１の時点に照明パターンの第１の光子の一部を第１の特徴部に向け、第２の時点に照明パターンの第２の光子の一部を第２の特徴部に向けるように、光学部品を制御する。
【００１７】
第１の態様の第４の例のある例では、光学部品は、ビーム操作（steering）部品を備える。
【００１８】
第１の態様の第５の例では、第２の特徴部は、第１の特徴部から横方向に変位している。
【００１９】
第１の態様の第６の例では、装置は、第１の画素上に配置され、第１の特徴部及び第２の特徴部のそれぞれから空間的に変位している特徴部の形成部の第３の特徴部と、第３の特徴部内又は第３の特徴部上に配置される第３の発光団と、第１の時点及び第２の時点とは異なる第３の時点に、第３の光子の少なくとも一部を第３の特徴部に向ける構造化照明源と、第３の発光団により第３の時点における第３の光子の一部に応答して放射される発光を選択的に受信する第１の画素と、をさらに備える。
【００２０】
第１の態様の第６の例のある例では、装置は、第１の画素上に配置され、第１の特徴部、第２の特徴部、及び第３の特徴部のそれぞれから空間的に変位している特徴部の形成部の第４の特徴部と、第４の特徴部内又は第４の特徴部上に配置される第４の発光団と、第１の時点、第２の時点、及び第３の時点とは異なる第４の時点に第４の光子の少なくとも一部を第４の特徴部に向ける構造化照明源と、第４の発光団により第４の時点における第４の光子の一部に応答して放射される発光を選択的に受信する第１の画素と、をさらに備える。
【００２１】
第１の態様の第７の例では、第１と第２の光子は、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有する。
【００２２】
装置のこの第１の態様の任意の要素は、任意の望ましい方法及び／又は構成で共に組み合わせてもよいことを理解されたい。
【００２３】
第２の態様において、方法は、構造化照明源によって、第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向けるステップであって、第１の特徴部は、発光撮像装置内に空間パターンで配列される複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部の部材であり、特徴部の形成部の第１の特徴部は、複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、ステップと、構造化照明源によって、第１の時点とは異なる第２の時点に照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向けるステップであって、第２の特徴部は、特徴部の形成部の部材であり、特徴部の形成部の第２の特徴部は、第１の画素上に配置され、第１の特徴部から空間的に変位している、ステップと、第１の画素によって、第１の発光団により第１の時点における第１の光子の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、第１の発光団は、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される、ステップと、第１の画素によって、第２の発光団により第２の時点における第２の光子の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、第２の発光団は、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置され、構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する照明パターン発生器を含み、照明パターンを特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、ステップと、を含む。
【００２４】
この第２の態様の第１の例では、照明パターンは、複数の撮像画素の空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する、照明強度最大値を有する。
【００２５】
この第２の態様の第１の例の別の例では、照明パターン発生器はマスク層を含み、照明パターン発生器アクチュエータはマスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、特徴部の形成部に対してマスク層を平行移動又は回転させ、マスク層の第１の位置によって、第１の光子に第１の特徴部を選択的に照明させ、マスク層の第２の位置によって、第２の光子に第２の特徴部を選択的に照明させ、マスク層は、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、光透過領域は、マスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストライプによって画定され、第１の光子の一部と第２の光子の一部は、光透過領域を透過して、特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する。
【００２６】
この第２の態様の第１の例のさらに別の例では、照明パターン発生器は、干渉パターン発生器を備え、特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、照明パターン発生器アクチュエータは、干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変更させて、干渉パターンを特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる。
【００２７】
方法のこの第２の態様の任意の要素は、任意の望ましい方法及び／又は構成で共に組み合わせてもよいことを理解されたい。
【００２８】
第３の態様において、装置は、空間パターンで配列される複数の撮像画素と、複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、照明パターン発生器と、複数の撮像画素の第１の画素上に配置される特徴部の形成部の第１の特徴部と、第１の画素上に配置され、第１の特徴部から空間的に変位している特徴部の形成部の第２の特徴部と、を備え、照明パターン発生器は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを含み、複数の撮像画素の空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する、照明強度最大値を有する照明パターンを生じさせ、第１の時点に第１の特徴部に選択的に光を照射し、照明パターン発生器は、調整され、第１の時点とは異なる第２の時点に第２の特徴部に選択的に光を照射する。
【００２９】
この第３の態様の第１の例では、装置は、第１の時点に第１の光子を発生させ、第２の時点に第２の光子を発生させる構造化照明源と、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される第１の発光団、及び第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される第１の標的分析物、及び第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される第２の標的分析物と、をさらに備え、第１の標的分析物は第２の標的分析物とは異なり、第１の標的分析物及び第２の標的分析物は異なる配列を有する核酸を含む。
【００３０】
この第３の態様の第２の例では、照明パターン発生器は、特徴部の形成部上に配置される。
【００３１】
装置の第３の態様の任意の要素は、任意の望ましい方法で共に組み合わせてもよいことを理解されたい。さらに、装置の第３の態様の要素及び／若しくは方法の第２の態様の要素及び／若しくは装置の第１の態様の要素の任意の組合せを共に使用してもよく、並びに／又はこれらの態様のうちの任意の１つ以上の要素を、本明細書に開示される任意の例と組み合わせてもよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１Ａ】本開示による装置の一部の例の概略斜視図である。
【図１Ｂ】本開示による特徴部の形成部の例の概略斜視図である。
【図１Ｃ】本開示による特徴部の形成部の第３と第４の特徴部を含む、装置の一部の例の概略斜視図である。
【図２】図２Ａは、第１の時点において描かれる、図１Ａに描かれる装置の一部を含む、本開示による装置の例の概略断面側面図である。図２Ｂは、第２の時点において描かれる、図２Ａに描かれる装置の例の概略断面側面図である。
【図３】図３Ａは、本明細書に開示されるような第１の時点における、構造化照明源の例を描写するブロック図である。図３Ｂは、本明細書に開示されるような第２の時点における、図３Ａに示される構造化照明源の例を描写するブロック図である。
【図４Ａ】本開示による第１の時点において示される装置の例の概略側面図である。
【図４Ｂ】本開示による第２の時点における、図４Ａに示される装置の例の概略側面図である。
【図５Ａ】本開示による第１の時点において示される装置の一部の例の概略斜視図である。
【図５Ｂ】本開示による第２の時点における、図５Ａに示される装置の一部の例の概略斜視図である。
【図６Ａ】本開示による第１の時点において示される装置の一部のさらなる例の概略斜視図である。
【図６Ｂ】本開示による第２の時点における、図６Ａに示される装置の一部のさらなる例の概略斜視図である。
【図７Ａ】本開示による第１の時点において示される装置の一部のさらに別の例の概略斜視図である。
【図７Ｂ】本開示による第２の時点における、図７Ａに示される装置の一部の例の概略斜視図である。
【図７Ｃ】本開示による第３の時点における、図７Ａに示される装置の一部の例の概略斜視図である。
【図７Ｄ】本開示による第４の時点における、図７Ａに示される装置の一部の例の概略斜視図である。
【図８Ａ】本開示による第１の時点において示される装置の別の例の概略断面側面図である。
【図８Ｂ】本開示による第２の時点における、図８Ａに示される装置の例の概略断面側面図である。
【図９Ａ】本開示の例におけるマルチビーム干渉パターンの選択性を描写する概略図である。
【図９Ｂ】本開示の例におけるマルチビーム干渉パターンの選択性を描写する概略図である。
【図１０】図１０Ａは、干渉に関する特定の幾何学的形状及び専門用語を図示する概略図である。図１０Ｂは、干渉縞の描写も含む図１０Ａの簡略版である。
【図１１】図１０Ａの「二重スリット」実証の干渉関係を、多数のスリットを有する回折格子に適用する概略図である。
【図１２】回折格子によって回折されたコヒーレント光線７６によって生成される次数ｍの相対強度を描く概略図である。
【図１３Ａ】回折格子によって生成される干渉縞を描写する概略図である。
【図１３Ｂ】回折格子によって生成される干渉縞を描写する概略図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａに示す回折格子６０の例の概略断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａ及び図１３Ｂに描かれる直交回折格子を互いに重ね合わせて形成される２次元回折格子の概略図である。
【図１３Ｅ】図１３Ｄに示すような２次元回折格子によって生成される干渉強度分布を描写する概略図である。
【図１４】本開示による装置の例の概略図である。
【図１５Ａ】本開示による装置の別の例の概略図である。
【図１５Ｂ】本開示による図１５Ａに描かれる装置の例の特徴部の形成部に関する、代表的な光の点線パターンの強度分布である。
【図１６】２次元透過位相マスクの例の概略断面図である。
【図１７Ａ】２次元透過位相マスクの別の例の斜視図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに描かれる２次元透過位相マスクを使用して生成される干渉強度分布を描写する強度等高線図の例である。
【図１８】図１８Ａは、本開示による方法の例を描写するフロー図である。図１８Ｂは、本開示による方法の例を描写するフロー図である。図１８Ｃは、本開示による方法の例を描写するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本開示の例の構成は、以下の詳細な説明及び図面を参照することによって明らかになり、これらにおいて、類似の参照番号は、おそらく同一ではないが、同様の構成要素に対応する。簡潔にするために、先に説明した機能を有する参照番号又は構成は、それらが現れる他の図面に関連して説明してもよいし、しなくてもよい。
【００３４】
本開示の例は、発光用撮像装置及びそれを使用する方法を含む。
【００３５】
本明細書で使用される用語は、別段の指定がない限り、関連技術におけるそれらの通常の意味をとることを理解されたい。本明細書で使用されるいくつかの用語及びそれらの意味は、以下に記載される。
【００３６】
原文における単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈から明らかに沿わないと指示されない限り、複数の指示対象を含む。
【００３７】
用語「備える」、「含む」、「収容する」、及びこれらの用語の様々な形態は、互いに同義語であり、等しく広範であることを意味する。さらに、反対に明示的に述べられていない限り、特定の特性を有する要素若しくは複数の要素を備える、含む、又は有する例は、追加の要素がその特性を有するか否かにかかわらず、追加の要素を含み得る。
【００３８】
本明細書で使用する「ウェル」という用語は、表面の格子間領域（interstitial region）によって完全に取り囲まれる表面開口部（opening、aperture）を有する材料における離散凹形特徴部を意味する。ウェルは、サイズ（例えば、体積、直径、及び深さ）、断面形状（例えば、円形、楕円形、三角形、正方形、多角形、（任意の適切な数の頂点を有する）星形、凹凸、若しくは誘電体材料によって分離される同心ウェルを有する）、並びに分布（例えば、誘電体材料内のウェルの空間的位置、例えば、規則的に間隔を置いた若しくは周期的な位置、又は不規則に間隔を置いた若しくは非周期的な位置）のような特性を有することができる。ウェルの断面はウェルの長さに沿って均一とすることができるが、必ずしもそうである必要はない。
【００３９】
本明細書で使用する「ポスト」という用語は、材料の表面から突出し、表面の格子間領域によって完全に囲まれる離散凸形特徴部を意味する。ポストは、サイズ（例えば、体積、直径、及び深さ）、形状（例えば、円形、楕円形、三角形、正方形、多角形、（任意の適切な数の頂点を有する）星形、凹凸、若しくは誘電体材料によって分離される同心ポストを有する）、並びに分布（例えば、誘電体材料の表面から突出するポストの空間的位置、例えば、規則的に間隔を置いた若しくは周期的な位置、又は不規則に間隔を置いた若しくは非周期的な位置）のような特性を有することができる。ポストの断面はポストの長さに沿って均一とすることができるが、必ずしもそうである必要はない。
【００４０】
本明細書で使用する「表面」という用語は、別の材料と接触している材料の一部又は層を意味する。
【００４１】
本明細書で使用する「格子間領域」という用語は、材料又は表面の領域を分離する、材料中又は表面上の領域を意味することを意図する。例えば、格子間領域は、特徴部の形成部の１つの特徴部を特徴部の形成部の別の特徴部から分離することができ、又は格子間領域は、マトリックスの１つの部位をマトリックスの別の部位から分離することができる。
【００４２】
本明細書で使用する「発光」という用語は、冷体放射線を放射することを意味し、及び「発光団」という用語は、発光する物体（item）を意味する。「発光」という用語は、熱により材料から放射される放射線である白熱光とは異なることを意図している。
【００４３】
一般に、発光は、エネルギー源が原子の電子をその最低エネルギーの基底状態からより高いエネルギーの励起状態に変位させ、その後、電子が放射線の形でエネルギーを返し、基底状態に戻ることができるときに生じる。あるタイプの発光物体は、励起放射線によってエネルギーが提供されるときに、冷体放射線を放射するものである。このような物体は「光発光（photoluminescent）」と呼ぶことができる。光発光物体の例としては、励起放射線の後に比較的迅速（例えば、１ミリ秒未満）に冷体放射線を放射する「蛍光」物体、及び励起放射線の後に比較的ゆっくり（例えば、１ミリ秒以上）で冷体放射線を放射する「燐光」物体が含まれる。光発光は、ある波長で物体を照射した結果の当該物体による別の波長における放射線の放射として、知覚され又は受け取られ得る。別のタイプの発光物体は、化学反応又は生物学的反応によってエネルギーが提供されるときに、冷体放射線を放射するものである。このような物体を「化学発光（chemiluminescent）」と呼ぶことができる。
【００４４】
例えば、放射線の吸光度、発光放射、発光寿命、発光偏光等のような光学信号、レイリー散乱及び／又はミー散乱等を含む、本明細書に記載の装置及び／又は方法において、任意の様々な信号を検出することができる。本明細書に記載の方法で検出することができる標識の例としては、蛍光体（fluorophore）、発光団（luminophore）、発色体（chromophore）、ナノ粒子（例えば、金、銀、カーボンナノチューブ）等が含まれるが、これらに限定されない。
【００４５】
本明細書で使用する「特徴部」という用語は、固体支持体のような材料の構造又は組成における特有の変化を意味する。任意に、その変化はまた、材料の構造又は組成において繰り返される。特徴部の集合体は、材料内又は材料上にマトリックス又は格子を形成することができる。特徴部の例としては、ウェル、ポスト、リッジ、チャネル、分析物を担持する部位、多層材料の層、材料内又は材料上の他の領域の化学組成とは異なる化学組成を有する材料内又は材料上の領域等が含まれるが、これらに限定されない。特徴部は、サイズ（例えば、体積、直径、及び深さ）、形状（例えば、円形、楕円形、三角形、正方形、多角形、（任意の適切な数の頂点を有する）星形、凹凸、若しくは誘電材料によって分離される同心特徴部を有する）、並びに分布（例えば、誘電材料内の特徴部の空間的位置、例えば、規則的に間隔を置いた若しくは周期的な位置、又は不規則に間隔を置いた若しくは非周期的な位置）のような特性を有することができる。特徴部の断面は特徴部の長さに沿って均一とすることができるが、必ずしもそうである必要はない。
【００４６】
本明細書中で使用する「部位」という用語は、特定の種の分子又は細胞（又は他の分析物）に対するマトリックス内の位置を意味する。部位は、単一の分子（又は細胞若しくは他の分析物）のみを収容することができ、又は部位は、同じ種のいくつかの分子（又は細胞若しくは分析物）の集団を収容することができる。いくつかの例では、部位は、特定の分析物を付着させる前に材料上に存在する。他の例では、部位は、材料への分子又は細胞（又は他の分析物）の付着によって発生する。マトリックスの部位は、離散的であってもよい。離散的な部位は連続的であってもよいし、又は互いの間に空間を有していてもよい。部位は、特徴部の一種であることが理解されよう。特徴部は、特徴部の形成部の構成要素として機能することができる。
【００４７】
本明細書で使用する「形成部」という用語は、相対的な位置に応じて互いに区別することができる特徴部の集団を意味する。
【００４８】
本明細書で使用する「ピッチ」という用語は、形成部の特徴部、又は空間パターンの要素に関連して使用されるとき、隣接する形成部の特徴部又は空間パターンの要素に対する中心間隔を指すことが意図される。平均ピッチの観点から、特徴部の形成部の周期的特性を特徴付けることができる。形成部は、平均ピッチ周りの変動係数が小さくなるように順序付けることができる。平均ピッチは、例えば、スペクトルの１つ以上の領域において、少なくとも約光の波長のオーダーとすることができる。例えば、ピッチは、可視スペクトル（約３８０〜７００ｎｍ）、紫外線（ＵＶ）スペクトル（約３８０ｎｍ未満〜約１０ｎｍ）、及びIR（赤外吸収）スペクトル（約７００ｎｍ超〜約１ｍｍ）のうちの１つ以上の波長に対応することができる。特徴部の形成部は、異なる方向に異なるピッチを有することができる。
【００４９】
別のタイプの特徴部にそれぞれ対応する同じタイプ又は異なるタイプの特徴部間の間隔は、例えば、直線格子又は六角格子のような規則的な反復構造を形成するように順序付けることができる。
【００５０】
本明細書中で使用する「ヌクレオチド」又は「核酸」という用語は、糖及び少なくとも１つのリン酸基を含み、任意に核酸塩基も含む分子を意味することが意図される。核酸塩基を欠くヌクレオチドは、「脱塩基（abasic）」と呼ばれ得る。ヌクレオチドには、デオキシリボヌクレオチド、修飾デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、修飾リボヌクレオチド、ペプチドヌクレオチド、修飾ペプチドヌクレオチド、修飾リン酸糖骨格ヌクレオチド、及びそれらの混合物が含まれる。ヌクレオチドの例としては、アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、チミジン一リン酸（ＴＭＰ）、チミジン二リン酸（ＴＤＰ）、チミジン三リン酸（ＴＴＰ）、シチジン一リン酸（ＣＭＰ）、シチジン二リン酸（ＣＤＰ）、シチジン三リン酸（ＣＴＰ）、グアノシン一リン酸（ＧＭＰ）、グアノシン二リン酸（ＧＤＰ）、グアノシン三リン酸（ＧＴＰ）、ウリジン一リン酸（ＵＭＰ）、ウリジン二リン酸（ＵＤＰ）、ウリジン三リン酸（ＵＴＰ）、デオキシアデノシン一リン酸（ｄＡＭＰ）、デオキシアデノシン二リン酸（ｄＡＤＰ）、デオキシアデノシン三リン酸（ｄＡＴＰ）、デオキシチミジン一リン酸（ｄＴＭＰ）、デオキシチミジン二リン酸（ｄＴＤＰ）、デオキシチミジン三リン酸（ｄＴＴＰ）、デオキシシチジン二リン酸（ｄＣＤＰ）、デオキシシチジン三リン酸（ｄＣＴＰ）、デオキシグアノシン一リン酸（ｄＧＭＰ）、デオキシグアノシン二リン酸（ｄＧＤＰ）、デオキシグアノシン三リン酸（ｄＧＴＰ）、デオキシウリジン一リン酸（ｄＵＭＰ）、デオキシウリジン二リン酸（ｄＵＤＰ）、デオキシウリジン三リン酸（ｄＵＴＰ）、可逆的に遮断されたアデノシン三リン酸（ｒｂＡＴＰ）、可逆的に遮断されたシチジン三リン酸（ｒｂＣＴＰ）、可逆的に遮断されたグアノシン三リン酸（ｒｂＧＴＰ）が含まれる。可逆的に遮断されたヌクレオチド三リン酸（ｒｂＮＴＰ）のさらなる詳細については、米国特許出願（出願公開番号第２０１３／００７９２３２号）を参照のこと（その全内容は参照により本明細書に組み込まれる）。
【００５１】
「ヌクレオチド」又は「核酸」という用語はまた、修飾核酸塩基、糖及び／又はリン酸部分を含むヌクレオチドのタイプである任意のヌクレオチド類似体を包含することが意図される。ポリヌクレオチドに含まれ得る修飾核酸塩基の例としては、天然の骨格を有するか又は類似の構造を有するかどうかにかかわらず、イノシン、キサタニン、ヒポキサタニン、イソシトシン、イソグアニン、２−アミノプリン、５−メチルシトシン、５−ヒドロキシメチルシトシン、２−アミノアデニン、６−メチルアデニン、６−メチルグアニン、２−プロピルグアニン、２−プロピルアデニン、２−チオウラシル、２−チオチミン、２−チオシトシン、１５−ハロウラシル、１５−ハロシトシン、５−プロピニルウラシル、５−プロピニルシトシン、６−アゾウラシル、６−アゾシトシン、６−アゾチミン、５−ウラシル、４−チオウラシル、８−ハロアデニン又はグアニン、８−アミノアデニン又はグアニン、８−チオアデニン又はグアニン、８−チオアルキルアデニン又はグアニン、８−ヒドロキシルアデニン又はグアニン、５−ハロ置換ウラシル又はシトシン、７−メチルグアニン、７−メチルアデニン、８−アザグアニン、８−アザアデニン、７−デアザグアニン、７−デアザアデニン、３−デアザグアニン、３−デアザアデニン等が含まれる。当該技術分野で公知のように、特定のヌクレオチド類似体、例えば、アデノシン５′−ホスホ硫酸のようなヌクレオチド類似体を、ポリヌクレオチドに組み込むことはできない。
【００５２】
本明細書中で使用する、「ポリヌクレオチド」という用語は、互いに結合しているヌクレオチドの配列を含む分子を指す。ポリヌクレオチドの例としては、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）、及びそれらの類似体が含まれる。ポリヌクレオチドは、ＲＮＡ又は一本鎖ＤＮＡのようなヌクレオチドの一本鎖配列、二本鎖ＤＮＡのようなヌクレオチドの二本鎖配列であり得るか、又はヌクレオチドの一本鎖及び二本鎖配列の混合物を含むことができる。二本鎖ＤＮＡ（ｄｓＤＮＡ）には、ゲノムＤＮＡ、並びにポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）及び増幅産物が含まれる。一本鎖ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ）はｄｓＤＮＡに変換することができ、逆もまた可能である。ポリヌクレオチド中のヌクレオチドの正確な配列は、既知であっても未知であってもよい。以下はポリヌクレオチドの例である。遺伝子又は遺伝子断片（例えば、プローブ、プライマー、発現配列タグ（ＥＳＴ）又は遺伝子発現の連続分析（ＳＡＧＥ）タグ）、ゲノムＤＮＡ、ゲノムＤＮＡ断片、エキソン、イントロン、メッセンジャーＲＮＡ（ｍＲＮＡ）、トランスファーＲＮＡ、リボソームＲＮＡ、リボザイム、ｅＤＮＡ、組換えポリヌクレオチド、合成ポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、任意の配列の単離されたＤＮＡ、任意の配列の単離されたＲＮＡ、核酸プローブ、プライマー、又は前記のいずれかの増幅コピー。
【００５３】
本明細書で使用する「化学的に結合される」という表現は、第１の部材と第２の部材との間の接着を意味することが意図される。いくつかの例では、そのような接着は、接着される部材が使用される条件下で不可逆的であってもよい。他の例では、そのような接着は可逆的であり得るが、少なくとも、本明細書に記載される分析又は調製技術の１つ以上の工程（例えば、重合体のサブユニットを検出する分析工程）に使用される期間にわたり、持続的であり得る。そのような接着は、化学結合、例えば、共有結合、水素結合、イオン結合、双極子−双極子結合、ロンドン分散力、又はそれらの任意の適切な組み合わせを介して形成することができる。共有結合は、接着を適切に使用して第１の部材を第２の部材に結合することができる一例である。他の例としては、オリゴヌクレオチド間の二重鎖、ペプチド−ペプチド相互作用、及びストレプトアビジン−ビオチン、ストレプトアビジン−デスチオビオチン、及びジゴキシゲニン−抗ジゴキシゲニンのようなハプテン−抗体相互作用が含まれる。一実施形態では、第２のポリヌクレオチドに第１のポリヌクレオチドをハイブリダイズさせることによって、接着を形成することができ、これは、第２のポリヌクレオチドからの第１のポリヌクレオチドの剥離を阻害する。あるいは、物理的又は生物学的相互作用、例えば、第１のタンパク質と第２のタンパク質との間の相互作用を用いて接着を形成することができ、これは、第２のタンパク質からの第１のタンパク質の剥離を阻害する。
【００５４】
本明細書中で使用する「ポリメラーゼ」という表現は、ヌクレオチドをポリヌクレオチドに重合させることによってポリヌクレオチドを構築する活性部位を有する、酵素を意味することが意図される。ポリメラーゼは、プライミングされた一本鎖ポリヌクレオチド鋳型に結合することができ、伸長プライマーにヌクレオチドを順次添加して、鋳型の配列に相補的な配列を有するポリヌクレオチドを形成することができる。
【００５５】
本開示の装置の例では、ＣＭＯＳ撮像アレイ上部のマイクロ流体チップのモノリシック集積を使用して、ＤＮＡシーケンサのサイズを縮小、例えば小型化することができる。ＣＭＯＳベースの配列決定装置のスループットは、撮像画素のサイズによって制限され得る。例えば、比較的大きな画素サイズは、個々のＤＮＡ分子又は同一分子のクラスターから十分な信号収集を提供することに対して有用であり得る。スループットを増加させるように画素をより小さくすることができるが、そのようなサイズの縮小は、フルウェル容量を減少させ、画素間のクロストークを増加させ、それによって、撮像及び配列決定の、信号対雑音比（ＳＮＲ）を減少させ得る。そのようなアプローチはまた、例えば、撮像マトリックスの工学的な量を増加させることによって、並びにそのような撮像マトリックスとマイクロ流体構成要素との統合によって、画像マトリックスの製造コストを増加させ得る。
【００５６】
装置あたりのより多くの試験部位を提供することによって全体を増加させる代替的な方法は、画素あたりの複数の発光部位（例えば、ＤＮＡクラスター、マイクロアレイ反応チャンバ等）を導入することを含むことができる。例えば、本開示のいくつかの例は、構造化照明源を使用して互いに異なる時点で異なる部位を選択的に励起することによって撮像画素を使用して、そのような各時点でそれぞれの画像を取得することによって、複数の部位の各々がそれぞれの分析物を含むことができる、複数の部位を撮像することができる。例示的に、複数の撮像画素を提供することができ、複数の部位をそのような各撮像画素の上に配置することができる。各所与の画素の上に１つの部位のみが配置される配列決定装置に対して、画素あたりの本マルチ部位構成は、所与の複数の撮像画素を使用して撮像され得る部位の数を著しく増加させることができる。しかしながら、所与の撮像画素上に配置される全ての部位が互いに同時に励起される場合、撮像画素は、そのような各部位からの発光を互いに同時に受信し、したがって、そのような発光の受信に応答して画素が発生させる電気信号に基づいて、１つのそのような部位からの発光と別のそのような部位からの発光とを区別する能力を妨げる。
【００５７】
本明細書に開示されるような構造化照明源を使用して、所与の時点に所与の撮像画素上に配置される複数の部位のうちの単一の部位を選択的に励起して、その時点にその部位からの発光に応答するその画素からの電気信号を得ることができ、続いて、第２の時点にその撮像画素上に配置される複数の部位のうちの第２の部位を励起して、その第２の部位からの蛍光に応答するその画素からの第２の電気信号を得ることができる。このように、２回の撮像画素から得られる電気信号に基づいて、２つの部位からの発光を互いに区別することができる。このように、本開示の装置及び方法の例は、複数の撮像画素における画素数よりも多数の部位の、例えば、画素数の整数ｎ倍の発光撮像を提供することができ、ここで、ｎは、２以上、又は３以上、又は４以上、又は５以上、又は５より大きい。
【００５８】
本明細書で提供されるように、撮像画素上に配置される異なる部位は、励起光子を互いに異なる時点にそれぞれの部位に選択的に向けることによって、選択的に励起することができる。別の例として、部位は、第１の時点に撮像画素あたりの部位のうちの１つを選択的に励起する第１の光強度パターンを発生させるような方法で、第１の時点に互いに干渉する任意の適切な数のレーザービームを照射することができ、第２の時点に撮像画素あたりの部位のうちの別の１つを選択的に励起する第２の光強度パターンを発生させるような方法で、第２の時点に互いに干渉する任意の適切な数のレーザービームを照射することができる。画素は、それぞれの部位からの発光に応答して、第１及び第２の時点にそれぞれの電気信号を発生させることができる。
【００５９】
図１Ａは、撮像画素２０内の複数の部位２５の発光撮像に使用する、装置１０の一部１２の例の斜視図を概略的に図示する。図１Ａに図示される装置１０の一部１２は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）ベースのイメージセンサのような撮像画素２０と、撮像画素２０上に配置される積層８１と、積層８１上に配置される特徴部層８２内に画定される複数の特徴部３０（図１Ａにおいて特徴部３０は２つのナノウェル）と、を含む。積層８１は単一の層として示されているが、複数の層、例えば、シリコン層、誘電体層、金属層などを表すことができる。積層は、検出回路を含むデバイス回路を構成してもよい。積層８１は、光導波路、フィルタ等のような光学部品を含んでもよい。１つ以上の発光団４０、例えば、発光団４０にそれぞれ結合される１つ以上の分析物、例えば、発光団４０にそれぞれ結合される１つ以上のヌクレオチドを含む部位２５（例えば、図２Ａ参照）を、各ナノウェル内に配置することができる。発光団４０は、ナノウェル内に配置され、励起波長、例えば、適切な波長を有する光子（図１Ａにおいて第１の光子６１及び第２の光子６２として図示される）によってはかなく励起され得る。第２の光子６２を表す矢印は、第１の光子６１と第２の光子６２とが異なる時点に放射されるため、図１Ａにおいて破線で示されている。撮像画素２０は、検出回路（特に図示せず）に適切に電子的に結合することができ、検出回路は、発光団によって発生する発光に応答する撮像画素２０によって発生する電気信号を受信し、分析するように構成することができる。図１Ａにおける撮像画素２０は、各辺１．７５μｍの寸法を有してもよいが、しかしながら、任意の適切な寸法の撮像画素２０を使用することができることを理解されたい。
【００６０】
任意に、装置１０のそのような一部１２の任意の適切な数を複数提供し、空間パターンで配列することができる。例えば、図１Ｂは、空間パターン２２で配列される複数１８の撮像画素２０（図１Ｃ参照）上に配置される特徴部３０の形成部２８の例の斜視図を概略的に図示する。図１Ｃにおいて、空間パターン２２は、Ｘ−Ｙ平面内に３行３列を有するマトリックスである。本開示の例では、複数の特徴部３０が各撮像画素２０に対応する。例えば、図１Ａに描かれるように、特徴部３０の形成部２８の第１の特徴部３１は、複数の撮像画素２０の第１の画素２１上に配置される。（図１Ａは、図１Ｂに描かれるように、複数１８の撮像画素２０を有する装置１０の一部のみであることを理解されたい。）特徴部３０の形成部２８の第２の特徴部３２は、第１の画素２１上に配置され、第１の特徴部３１から空間的に変位している。図１Ｃは、第１の画素２１上に配置され、他の特徴部３０の各々から空間的に変位している特徴部３０の形成部２８の、第３の特徴部３３と第４の特徴部３４を含む例を描く。本開示の例では、１より大きい任意の数の特徴部３０を各撮像画素の上に配置してもよく、例えば、２、３、４、５、６、７、８又はそれ以上の特徴部を各撮像画素２０の上に配置してもよい。図１Ａ−１Ｃに図示するように、特徴部３０の形成部２８、例えば繰り返しパターンで空間的に配置される複数のナノウェルを、各撮像画素２０上に配置してもよい。このように、各撮像画素２０は、その撮像画素２０上のナノウェル内に配置される発光団４０から発光を受信し、そのような発光の受信に応答する適切な電子信号を発生させることができる。
【００６１】
図２Ａは、図１Ａに描かれる装置の一部１２を含む、本開示の装置１０の例の概略断面側面図である。図２Ａにおいて、装置１０の例は、空間パターン２２で配列される複数１８の撮像画素２０を含む。空間パターン２２は、図１Ｂにおいて最もよく見られる。特徴部３０の形成部２８は、複数１８の撮像画素２０上に配置される。特徴部３０の形成部２８の第１の特徴部３１は、複数１８の撮像画素２０の第１の画素２１上に配置される。特徴部３０の形成部２８の第２の特徴部３２は、第１の画素２１上に配置され、第１の特徴部３１から空間的に変位している。一例では、第２の特徴部３２は、第１の特徴部３１から横方向に変位している。
【００６２】
再び図２Ａを参照すると、第１の発光団４１が、第１の特徴部３１内又は第１の特徴部３１上に配置されている。（例えば、第１の特徴部３１がナノウェルである場合、第１の発光団４１を第１の特徴部３１（ナノウェル）内に配置してもよく、第１の特徴部３１がポストである場合、第１の発光団４１を第１の特徴部３１（ポスト）上に配置してもよい。）第２の発光団４２は、第２の特徴部３２内又は第２の特徴部３２上に配置される。構造化照明源５０は、第１の時点に照明パターンの第１の光子６１の少なくとも一部を第１の特徴部３１に向けるものである。第１の時点は、時計文字盤６５によって図２Ａに概略的に示されている。構造化照明源５０は、第２の時点に照明パターンの第２の光子６２の少なくとも一部を第２の特徴部３２に向けるものであり、第２の時点は第１の時点とは異なる。第２の時点は、時計文字盤６５′によって示される。第１の画素２１は、第１の発光団４１により第１の時点（図２Ａ）における第１の光子６１に応答して放射される発光７１を選択的に受信し、第２の発光団４２により第２の時点（図２Ｂ）における第２の光子６２に応答して放射される発光７２を選択的に受信する。構造化照明源５０は、照明パターン発生器５２に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する照明パターン発生器５２を含み、照明パターンを特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転させる。本例において、照明パターン発生器アクチュエータは、照明パターン発生器５２に接続される任意のアクチュエータであって、照明パターンを特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転させてもよい。照明パターン発生器アクチュエータは、照明パターン発生器アクチュエータの作用によって、照明パターンを同時に移動させることが理解されるべきである。例えば、照明パターン発生器アクチュエータは、マスク層アクチュエータ５５であって、マスク層５３を移動させることができる。別の例では、干渉パターン発生器９３に接続される干渉パターン発生器アクチュエータ９５が、干渉パターン発生器９３の位置状態を変化させて、干渉パターンを特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転させる。さらに別の例では、照明パターンを平行移動又は回転させるために、制御部４７が光学部品４６に結合されて光学部品４６を制御する。したがって、制御部４７（すなわち、アクチュエータ）は、ミラー（すなわち、光学部品）を回転させて、照明パターン全体を移動させて、第１の時点における第１の特徴部３１及び第２の時点における第２の特徴部３２に対応する、個々の画素に対する位置を有する特徴部３０のすべてを照明することができる。
【００６３】
本明細書で提供されるように、特徴部３０の量は、そのような特徴部３０のうちの異なる特徴部を互いに異なる時点に選択的に励起することによって、撮像画素２０の量の整数ｎ>１倍として増加させることができる。例えば、図１Ｂは本明細書で提供されるような特徴部３０の形成部２８の例の斜視図を概略的に図示し、複数の特徴部３０は、各撮像画素２０に対応する。特徴部３０の形成部２８は、複数１８の撮像画素２０が配列される同じ空間パターン２２で繰り返される特徴部３０を有する。図１Ｃに図示される非限定的な例では、４つの特徴部３０（それぞれ、第１の特徴部３１と、第２の特徴部３２と、第３の特徴部３３と、第４の特徴部３４として図示される）が撮像画素２０ごとに提供されるが、任意の適切な数の特徴部３０、例えば、画素あたり２つ以上の特徴部、画素あたり３つ以上の特徴部、画素あたり４つ以上の特徴部、又は画素あたり５つ以上の特徴部を提供することができることを理解するべきである。そのような特徴部は、任意の適切な幾何学的特徴を用いて提供することができる。複数のナノウェルのような複数の特徴部３０は、特徴部層８２内に画定することができる（図１Ａ参照）。
【００６４】
図１Ａ−２Ｂに図示するように、複数の特徴部３０、例えば、複数のナノウェルを、各撮像画素２０上に配置することができる。このように、各撮像画素２０は、各そのような特徴部３０内又は特徴部３０上、例えば、各そのようなナノウェル内、又はその撮像画素２０上に配置される発光団４０から異なる時点に発光を受信し、そのような異なる時点にそのような発光の受信に応答する適切な電子信号を発生させることができる。撮像画素２０と、積層８１と、特徴部３０とは、任意に、互いにモノリシックに集積することができる。
【００６５】
本開示のいくつかの例では、特徴部３０の形成部２８は複数のウェルを含むことができ、第１の特徴部３１は第１の発光団が配置される第１のウェルを含むことができ、第２の特徴部３２は、例えば、図２Ａに図示するものと同様の方法で、第２の発光団が配置される第２のウェルを含むことができる。他の例では、特徴部３０の形成部２８は複数のポストを含むことができ、第１の特徴部３１は第１の発光団が配置される第１のポストを含むことができ、第２の特徴部３２は第２の発光団が配置される第２のポストを含むことができる。例示的に、第１と第２の特徴部（例えば、ウェル又はポスト）は、それぞれ、実質的に円形の断面を有することができる。
【００６６】
図３Ａ及び図３Ｂは、本明細書に開示される構造化照明源５０の例を描写するブロック図である。図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本開示の例では、構造化照明源５０は、照明パターン発生器５２を含んでもよい。構造化照明源５０は、照明パターン発生器５２を第１の光子６１（図３Ａ）と第２の光子６２（図３Ｂ）で投光照明するものであってもよい。本明細書で使用する「投光照明」という用語は、照明が、表面の一部にわたって狭ビームを走査するのではなく、一度に表面全体に提供されることを意味する。本例において、構造化照明源５０は、光源５４を含む。光源５４は、白色光、単色光、又は任意の波長の組み合わせの光子を放射してもよい。光源５４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）５４′（例えば、図１５Ａ参照）のような広帯域光源、又はレーザー５４″（例えば、図１４参照）のような狭帯域励起光源、又は任意の他の適切な光子源であってもよい。光学部品は、光源５４と照明パターン発生器５２との間に含まれてもよい。例えば、光学部品を含み、白色光を周波数の狭い帯域にフィルタリングし、偏光し、平行にし、及び／又は光源５４によって放射されるビームを拡大してもよい。光源５４によって放射される第１と第２の光子は、スペクトルの光学的範囲内であってもよく、例えば、第１と第２の光子は、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有してもよい。
【００６７】
図４Ａは、本開示の装置１０の例の概略側面図である。図４Ａは、図４Ａが構造化照明源５０の例の概略図な詳細を描いていることを除いて、図２Ａと同様である。図４Ａに描かれるように、装置１０の例では、照明パターン発生器５２はマスク層５３を含んでもよく、照明パターン発生器アクチュエータは、マスク層５３に接続されるマスク層アクチュエータ５５を含み、特徴部３０の形成部２８に対してマスク層５３を平行移動又は回転させてもよい。図４Ａに描かれるように、マスク層５３の第１の位置によって、第１の光子６１の一部に第１の特徴部３１を選択的に照明させる。図４Ｂに示すように、マスク層５３の第２の位置によって、第２の光子６２の一部に第２の特徴部３２を選択的に照明させる。
【００６８】
本開示のいくつかの例では、装置１０は、空間パターン２２で配列される複数１８の撮像画素２０を含む。特徴部３０の形成部２８は、複数１８の撮像画素２０上に配置される。いくつかの例では、照明パターン発生器５２は、特徴部３０の形成部２８上に配置されてもよい。いくつかの例では、照明パターン発生器５２は、特徴部３０の形成部２８との構造の一部として形成されてもよい。他の例では、照明パターン発生器５２は、特徴部３０の形成部２８とは別の構造として形成されてもよい。特徴部３０の形成部２８の第１の特徴部３１は、複数１８の撮像画素２０の第１の画素２１上に配置される。特徴部３０の形成部２８の第２の特徴部３２は、第１の画素２１上に配置され、第１の特徴部３１から空間的に変位している。照明パターン発生器５２は、照明パターン発生器５２に接続される照明パターン発生器アクチュエータを含み、複数１８の撮像画素２０の空間パターン２２における画素間隔９４に対応する周期性９２を有する、照明強度最大値を有する照明パターンを生じさせ、第１の時点に第１の特徴部３１に選択的に光を照射する。照明パターン発生器５２は、照明パターンを生じさせ、第１の時点とは異なる第２の時点に、第２の特徴部３２に光を選択的に照射する。本例において、照明強度最大値は、干渉最大値７３、又は照明ストライプ６７（例えば、図５Ｂ）若しくはスポット（例えば、図６Ｂ）のような照明強度の他の位置にあってもよい。
【００６９】
装置１０はさらに、構造化照明源５０を含み、第１の時点に第１の光子６１を発生させ、第２の時点に第２の光子６２を発生させることができる。第１の発光団４１は、第１の特徴部３１内又は第１の特徴部３１上に配置されてもよく、第２の発光団４２は、第２の特徴部３２内又は第２の特徴部３２上に配置されてもよい。第１の標的分析物は、第１の特徴部３１内又は第１の特徴部３１上に配置されてもよく、第２の標的分析物は、第２の特徴部３２内又は第２の特徴部３２上に配置されてもよい。第１の標的分析物は、第２の標的分析物とは異なっていてもよい。第１の標的分析物と第２の標的分析物は、異なる配列を有する核酸を含んでもよい。
【００７０】
図５Ａ及び図５Ｂに描かれる例では、マスク層５３は、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域５７と不透明領域５８の格子５６を含む。光透過領域５７は、マスク基板６６上に配置されるマスク吸収体５９の平行ストライプ５１によって画定される。第１の光子６１と第２の光子６２の一部は、光透過領域５７を透過して、特徴部３０の形成部２８上の平行照明ストライプ６７を照明する。
【００７１】
本開示の例では、マスク吸収体５９は、マスク基板６６上に配置される薄い金属コーティングであってもよい。限定ではなく例として、マスク吸収体５９は、クロム、アルミニウム、酸化鉄、チタン、又はハロゲン化銀乳剤としてもよい。本発明のマスク層５３では、光透過領域５７と不透明領域とがマスク層５３に対して固定されていることを理解されたい。マスク層５３は、マスク層アクチュエータ５５を使用して移動する。画素を個々に開閉するのではなく、マスク層５３を移動させることが有利な場合がある。
【００７２】
図６Ａ及び図６Ｂに描かれる例では、マスク層５３は、不透明視野領域４９上に画定される、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域５７の２次元配列を含む。不透明視野領域４９は、マスク基板６６上に配置されるマスク吸収体５９によって画定される。光透過領域５７は、不透明視野領域４９内に画定されるマスク基板６６の区域４８である。区域４８には、マスク吸収体５９が配置されていない。あるいは、マスク吸収体５９が区域４８上に堆積された後に、マスク吸収体５９を区域４８から除去してもよいことを理解されたい。第１の光子６１（図６Ａ）と第２の光子６２（図６Ｂ）は、光透過領域５７を透過して、特徴部３０の形成部２８上の対応する特徴部を照明する。
【００７３】
例えば、装置は、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される第１の発光団と、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される第２の発光団とを含むことができる。例示的には、装置は、第１の特徴部内又は第１の特徴部内上に配置される第１の標的分析物と、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置される第２の標的分析物とを含むことができ、第１の標的分析物は第２の標的分析物とは異なる。任意に、第１の標的分析物と第２の標的分析物は、異なる配列を有する核酸を含んでもよい。
【００７４】
いくつかの実施形態では、第１の画素２１は、第１の発光団４１により第１の時点における第１の光子６１に応答して放射される発光を選択的に受信することができ、第２の発光団４２により第２の時点における第２の光子６２に応答して放射される発光を選択的に受信することができる。例えば、構造化照明源５０は、第２の発光団に対して第１の発光団を選択的に励起してもよい。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、平行照明ストライプ６７は透明なバーとして描かれ、照明領域を概略的に図示している。照明ストライプ６７は、均一な強度分布、又は照明ストライプ６７内の横方向位置の勾配強度分布を有していてもよい。例えば、照明ストライプ６７は、照明ストライプ６７の軸線方向中心線に沿った照明ストライプ６７のより強い部分と比較して、図示される照明ストライプ６７の縁部においてより少ない強度を有する場合がある。第１の光子６１は、第２の特徴部３２よりも第１の特徴部３１において著しく強い場の強度（strength、intensity）の空間パターンを発生させ、したがって、第１の時点（図５Ａ）に第２の発光団４２に対して第１の発光団４１を選択的に励起することができることが分かる。このように、撮像画素２０は、第１の特徴部３１内又は第１の特徴部３１内上に配置される第１の発光団４１の選択的励起に実質的に対応する電気信号を、第１の時点に発生させることができる。また、第２の光子６２は、第１の特徴部３１よりも第２の特徴部３２において著しく強い場の強度の空間パターンを発生させ、したがって、第２の時点（図５Ｂ）に第１の発光団４１に対して第２の発光団４２を選択的に励起することができることが分かる。このように、撮像画素２０は、第２の特徴部３２内又は第２の特徴部３２上に配置される第２の発光団４２の選択的励起に実質的に対応する電気信号を、第２の時点に発生させることができる。したがって、特定の撮像画素２０の検出区域内にある２つ以上の発光団４０は、異なる時点に発光団４０に印加される励起光の空間パターンを用いて、互いに区別することができる。励起事象の空間的及び時点的分離のこの組み合わせにより、撮像画素２０が、撮像画素２０の検出区域内の２つ以上の発光団４０を区別することを可能にする。
【００７５】
また、撮像画素２０あたりの任意の適切な数の部位を提供することができることを理解すべきである。撮像画素あたり４つの部位を有する装置１０が、図１Ｃ及び図７Ａ−７Ｄに図示されている。いくつかの例では、特徴部３０の形成部２８の第３の特徴部３３は、第１の画素２１上に配置され、第１の特徴部３１及び第２の特徴部３２のそれぞれから空間的に変位してもよい。第３の発光団を、第３の特徴部３３内又は第３の特徴部３３上に配置してもよい。第３の発光団は、図には特に示されていないが、第３の特徴部３３内又は第３の特徴部３３上に配置されていることを除いて、第３の発光団が第１の発光団４１及び第２の発光団４２と同様に図示されるであろうことを理解されたい。構造化照明源５０は、第３の時点に第３の光子６３の少なくとも一部を第３の特徴部３３に向けることができ、第３の時点は第１の時点及び第２の時点とは異なる。第３の時点は、図７Ｃの時計文字盤６５′′によって示される。第１の画素２１は、第３の発光団により第３の時点における第３の光子６３の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信することになる。
【００７６】
同様に、特徴部３０の形成部２８の第４の特徴部３４は、第１の画素２１上に配置され、第１の特徴部３１、第２の特徴部３２、及び第３の特徴部３３のそれぞれから空間的に変位してもよい。第４の発光団を、第４の特徴部３４内又は第４の特徴部３４上に配置してもよい。第４の発光団は、図には特に示されていないが、第４の特徴部３４内又は第４の特徴部３４上に配置されていることを除いて、第４の発光団が第１の発光団４１及び第２の発光団４２と同様に図示されるであろうことを理解されたい。構造化照明源５０は、第４の時点に第４の光子６４の少なくとも一部を第４の特徴部３４に向けることができ、第４の時点は第１の時点、第２の時点、及び第３の時点とは異なる。第４の時点は、図７Ｄの時計文字盤６５′′′によって示される。第１の画素２１は、第４の発光団により第４の時点における第４の光子６４の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信することになる。
【００７７】
図７Ａ〜７Ｄは、それぞれ、本明細書で提供され、図７Ａ〜７Ｄに図示されるような特徴部３０の形成部２８内の第１、第２、第３、及び第４の部位の選択励起の例の斜視図を、異なる時点に選択される特徴部で光子を発生させる構造化照明源５０を使用して概略的に図示している。例えば、図７Ａに図示するような方法で、第１の時点に各撮像画素２０上に配置される第１の部位を選択的に励起するように、第１の光子６１を照明パターン発生器５２に照射することができる。続いて、図７Ｂに図示するような方法で、第２の時点に各撮像画素２０上に配置される第２の部位を選択的に励起するように、第２の光子６２を照明パターン発生器５２に照射することができる。続いて、図７Ｃに図示するような方法で、第３の時点に各撮像画素２０上に配置される第３の部位を選択的に励起するように、第３の光子６３を照明パターン発生器５２に照射することができる。続いて、図７Ｄに図示するような方法で、第４の時点に各撮像画素２０上に配置される第４の部位を選択的に励起するように、第４の光子６４を照明パターン発生器５２に照射することができる。撮像画素２０はそれぞれ、そのような撮像画素２０上に配置される第１、第２、第３、及び第４の部位を互いに識別できることに基づいて、第１、第２、第３、及び第４の時点に電気信号を発生させることができる。
【００７８】
図８Ａは、本開示の装置１０の例の概略断面側面図である。図８Ａは、図８Ａが構造化照明源５０の例の概略的な詳細を描いていることを除いて、図２Ａと同様である。図８Ａに描かれるように、装置１０の例では、照明パターン発生器５２は、干渉パターン発生器９３を含み、特徴部３０の形成部２８上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させてもよい。照明パターン発生器アクチュエータは、干渉パターン発生器９３に接続される干渉パターン発生器アクチュエータ９５を含み、干渉パターン発生器９３の位置状態又は回転状態を変化させ、干渉パターンを特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転させてもよい。本例において、干渉パターン発生器９３の位置状態は、図８Ａ及び図８Ｂに描かれているように、特徴部３０の形成部２８に対する干渉パターン発生器９３の位置であり得る。図８Ａに描かれるように、干渉パターン発生器９３の第１の位置によって、第１の光子６１に第１の特徴部３１を選択的に照明させる。図８Ｂに描かれるように、干渉パターン発生器９３の第２の位置によって、第２の光子６２に第２の特徴部３２を選択的に照明させる。他の例では、干渉パターン発生器９３の位置状態は、干渉パターン発生器アクチュエータ９５によって作動可能な干渉パターン発生器９３の構成要素の任意の位置であってもよく、干渉パターン発生器９３の位置状態によって、干渉パターンを特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転させる。例えば、干渉パターン発生器アクチュエータ９５によって引き起こされる干渉パターン発生器９３の構成要素の回転、曲げ、伸張又は圧縮は、特徴部３０の形成部２８に対して平行移動又は回転する干渉パターンの変化を引き起こし得る。
【００７９】
図８Ａに描かれる例では、干渉パターン発生器９３の第１の位置状態又は回転状態によって、第１の光子６１の一部に第１の特徴部３１を選択的に照明させる。図８Ｂに描かれる例では、干渉パターン発生器９３の第２の位置状態又は回転状態によって、第２の光子の一部に第２の特徴部３２を選択的に照明させる。図８Ａ及び図８Ｂにおいて、参照番号６１と６２の破線矢印の矢じりは、干渉パターンの最大強度の位置を示すことを理解されたい。干渉パターンは、矢印に沿って他の最大値及び最小値を有してもよい。干渉パターン及びそれらの発生については、本明細書でさらに議論する。
【００８０】
図９Ａ及び図９Ｂは、マルチビーム干渉パターンの選択性を描写する概略図である。図９Ａに描かれる例では、マルチビーム干渉パターンは、２ビーム干渉パターンである。干渉パターン発生器は、特徴部３０の形成部２８上に平行線形干渉縞９１、９１′を投影するものである。平行線形干渉縞９１、９１′は、画素間隔９４に等しい所定の周期性９２を有する。図９Ａは、第１の時点（時計文字盤６５によって示される）からの干渉縞９１と、第２の時点（時計文字盤６５′によって示される）からの干渉縞９１′とを描くことを理解されたい。このように、本開示の例では、干渉縞９１と９１′は同時に投影されないことを理解されたい。
【００８１】
図９Ｂに描かれる例では、マルチビーム干渉パターンは、少なくとも４つの干渉ビームからの干渉パターンである。干渉パターンは、画素間隔９４に等しい所定の周期性９２′を有する干渉最大値７３、７３′、７３′′、７３′′′を有する２次元干渉パターンである。図９Ｂは、第１の時点（時計文字盤６５によって示される）からの干渉最大値７３と、第２の時点（時計文字盤６５′によって示される）からの干渉最大値７３′と、第１の時点（時計文字盤６５′′によって示される）からの干渉最大値７３′′と、第２の時点（時計文字盤６５′′′によって示される）からの干渉最大値７３′′′とを描いていることを理解されたい。このように、本開示の例では、干渉最大値７３、７３′、７３′′及び７３′′′は同時に投影されないことを理解されたい。図９Ｂに描かれる例で実証されるように、「周期性」とは、干渉最大値７３、７３′、７３′′、７３′′′′の中心間隔を意味する。
【００８２】
図１０Ａは、干渉に関連する特定の幾何学的形状及び専門用語を図示する概略図である。図１０Ｂは、干渉縞９１′′の描写も含む、図１０Ａの簡略版である。図１０Ａは、ヤングの二重スリット実験と同様の、干渉の「二重スリット」実証の幾何学的形状を図示する。ｒ１は、ｓ１から点Ｐまでの距離（経路長）である。ｒ２は、ｓ２から点Ｐまでの距離（経路長）である。ｄは、スリットの中心間の距離である。Ｌは、障壁とスクリーンとの間の距離である。Ｙは、中心線ＱＯより上の高さである。Θは、中心線ＱＯとＱＰとのなす角度である。δは経路差である。参照番号７６は、波長λを有するコヒーレント光線を示す。コヒーレント光線７６は、障壁内のスリットｓ１及びｓ２によって、２つのコヒーレント光線（両方とも波長λを有する）に分割される。ｒ１とｒ２の差により、光波は特定の時点に異なる位相で点Ｐに到達する。ｒ１とｒ２がほぼ平行であると仮定すると、δ＝ｒ２−ｒ１＝ｄsinΘとなる。明るい縞は、δ＝ｄsinΘbright＝ｍλという方程式によって求められる。暗い縞は、δ＝ｄsinΘdark＝（ｍ＋１／２）λという方程式によって求められる。再整理すると、sinΘbright＝ｍλ／ｄ、及びsinΘdark＝（ｍ＋１／２）λ／ｄである。次数ｍ＝（０、＋／−１、＋／−２、＋／−３、・・・）である。したがって、干渉縞間の距離は、スリットｄの中心間距離に対する波長λの比（λ／ｄ）に比例する。
【００８３】
図１１は、図１０Ａの「二重スリット」実証の干渉関係を、多数のスリットを有する回折格子に適用した概略図である。図１２は、回折格子によって回折されるコヒーレント光線７６によって生成される次数ｍの相対強度を描く概略図である。
【００８４】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、回折格子６０によって生成される干渉縞９１を描写する概略図である。回折格子６０は、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域５７′と不透明領域５８′とを有する。図１３Ｃは、図１３Ａに示す回折格子６０の例の概略断面図である。光透過領域５７′は、透明基板６６′上に配置されるマスク吸収体５９の平行ストライプ５１′によって画定される。図１３Ｃに描かれる回折格子６０は、光が光透過領域５７′を透過するか、又は光が不透明領域５８′に入るのを遮断されるため、２値回折格子である。コヒーレント波面７７は、各光透過領域５７′を出るコヒーレント小波７８を生成する。図１３Ａ及び図１３Ｂに描かれる干渉縞９１は、光透過領域５７′と平行である。図１３Ｄは、図１３Ａ及び図１３Ｂに描かれる直交回折格子６０を互いに重ね合わせて形成される２次元回折格子６０′の概略図である。図１３Ｅは、図１３Ｄに示されるような２次元回折格子６０′によって生成される干渉強度分布７４を描写する概略図である。
【００８５】
図１４は、本開示による装置１０の例の概略図である。レーザー５４′′は、コヒーレント光線７６を生成する。２次元回折格子６０′は、コヒーレント光線７６を干渉ビームのセットに分割する。レンズ６８は、干渉ビームのセットをビーム遮断器６９に向け、ビーム遮断器６９は、０次、２次及び高次ビームを遮断し、ｘ／ｙ軸線方向に１次ビームを通過させる。第２のレンズ６８′は、１次ビームを特徴部３０の形成部２８に向ける。コヒーレント光線７６をシフトさせてもよく、又は２次元回折格子６０′をシフトさせて、撮像画素２０上に配置される特徴部３０の各々（任意の特定の時点に撮像画素２０あたり１つの特徴部３０）を照明してもよい。コヒーレント光線７６又は２次元回折格子６０′は、圧電アクチュエータによってシフトさせてもよい。複数の特徴部３０は、各撮像画素２０に対応する。図１４では、２つの特徴部３０が第１の画素２１に対応して示され、２つの特徴部３０が第２の画素２３に対応して示されている。しかしながら、本明細書で述べるように、本開示の例は各撮像画素２０上に配置される１よりも大きい任意の数の特徴部３０を含んでもよく、例えば、２、３、４、５、６、７、８又はそれ以上の特徴部を各撮像画素２０上に配置してもよい。
【００８６】
図１５Ａは、本開示による装置１０の概略図である。ＬＥＤ５４′（又は帯域通過フィルタを有する白色光）は、光線を生成する。マスク層５３は、不透明視野領域４９上に画定される、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域５７の２次元配列を含む。第１の光子６１の一部（図６Ａ）と第２の光子６２の一部（図６Ｂ）は、光透過領域５７を透過して、特徴部３０の形成部２８上の対応する特徴部を照明する。本開示の例では、構造化照明源５０は、光学部品４６を含んでもよい。装置１０は、光学部品４６に結合される制御部４７をさらに含み、第１の時点に照明パターンの第１の光子の一部を第１の特徴部３１に向け、第２の時点に照明パターンの第２の光子の一部を第２の特徴部３２に向けるように、光学部品４６を制御することができる。一例では、光学部品４６は、ビーム操作部品４５を含んでもよい。マスク層５３は、光の点線パターンを投影レンズセット６８′′に通過させる。投影レンズセット６８′′は、光学部品４６の一部である。投影レンズセット６８′′は、光の点線パターンを特徴部３０の形成部２８上に投影する。マスク層５３をシフトして、撮像画素２０上に配置される特徴部３０の各々（任意の特定の時点に撮像画素２０あたり１つの特徴部３０）を照明してもよい。マスク層５３は、例えば、圧電アクチュエータによってシフトさせてもよい。複数の特徴部３０は、各撮像画素２０に対応する。図１５Ａでは、２つの特徴部３０が第１の画素２１に対応して示され、２つの特徴部３０が第２の画素２３に対応して示されている。しかしながら、本明細書で述べるように、本開示の例は各撮像画素２０上に配置される１よりも大きい任意の数の特徴部３０を含んでもよく、例えば、２、３、４、５、６、７、８又はそれ以上の特徴部を各撮像画素２０上に配置してもよい。特徴部３０は、任意の適切な形成部２８に配列されてもよい。例えば、特徴部３０の形成部２８は、行及び列、行、列、三角形クラスター、六角形クラスター等であってもよい。このように、圧電アクチュエータは、マスク層５３をＸ方向及びＹ方向に作動させることが可能であってもよい。図１５Ｂは、本開示による、図１５Ａに描かれる装置１０の例の特徴部３０の形成部２８上の代表的な光の点線パターンの強度分布７５である。
【００８７】
本開示の例では、干渉パターン発生器９３は、２次元透過位相マスク８５を含み、レーザービームを干渉ビームのセットに分割してもよい。図１６は、２次元透過位相マスク８５の例の概略断面図である。図１３Ｃに示す２次元回折格子６０とは異なり、２次元透過位相マスク８５は、不透明領域を有さない。２次元透過位相マスク８５は、透明基板６６′上に画定される波状輪郭（undulating profile）及び厚さを有することによって、コヒーレントレーザービームを干渉ビームに分割する。図１６に描かれるように、透過領域を通過する光が２次元透過位相マスク８５の表面及び厚さの起伏によって子ビーム７０に誘起される位相変動を有するので、コヒーレント入射ビーム７９は子ビーム７０に分割される。
【００８８】
図１７Ａは、２次元透過位相マスク８５′の別の例の斜視図である。図１７Ａに描かれる２次元透過位相マスク８５′の表面は、ｘ軸線に平行な波長Λｘ及びｙ軸線に平行な波長Λｙを有する２次元波状パターンによって画定される。図１７Ｂは、図１７Ａに描かれる２次元透過位相マスク８５′を使用して生成される干渉強度分布７４′を描写する強度等高線図の例である。図１７Ｂに描かれる強度等高線図の例では、２次元干渉パターンは、波長Λｘ及びΛｙに等しい強度波長を有する。
【００８９】
ＳＢＳ配列決定において発光画像を発生させるために、本発明の組成物、装置、及び方法を適切に使用することができる。例えば、装置は、特徴部３０の形成部２８と接触する少なくとも１つのマイクロ流体特徴部をさらに含み、特徴部３０の形成部２８に１つ以上の分析物の流れを提供することができる。さらに別の例として、図７Ａ〜７Ｄを参照して説明した例示的な例を再び参照すると、第１の発光団４１を第１の核酸に結合することができ、第２の発光団４２を第２の核酸に結合することができ、第３の発光団を第３の核酸に結合することができ、第４の発光団を第４の核酸に結合することができる。例えば、発光撮像を用いたＤＮＡ配列決定に使用する組成物において、第１の発光団４１をＡに結合することができ、第２の発光団４２をＧに結合することができ、第３の発光団をＣに結合することができ、第４の発光団をＴに結合することができる。別の例として、発光撮像を用いたＲＮＡ配列決定に使用する組成物において、第１の発光団４１をＡに結合することができ、第２の発光団４２をＧに結合することができ、第３の発光団をＣに結合することができ、第４の発光団をＵに結合することができる。
【００９０】
本明細書に開示される装置１０の例において、第１の発光団４１を配列決定される第１のポリヌクレオチドに結合することができ、第２の発光団４２を配列決定される第２のポリヌクレオチドに結合することができる。例えば、第１のポリヌクレオチドを第１の特徴部３１に結合することができ、第２のポリヌクレオチドを第２の特徴部３２に結合することができる。装置は、第１のポリヌクレオチドに相補的であり第１のポリヌクレオチドに結合している、第３のポリヌクレオチドに第１の核酸を付加する第１のポリメラーゼをさらに含むことができ、第１の核酸は第１の発光団に結合している。装置は、第２のポリヌクレオチドに相補的であり第２のポリヌクレオチドに結合している、第４のポリヌクレオチドに第２の核酸を付加する第２のポリメラーゼをさらに含むことができ、第２の核酸は第２の発光団４２に結合している。装置は、第１と第２の核酸及び第１と第２のポリメラーゼを含む第１の液体を、第１と第２の特徴部内又は第１と第２の特徴部上に流すチャネルをさらに含むことができる。例えば、第１と第２のポリヌクレオチドは、第１の画素２１上に配置される第１の特徴部３１と第２の特徴部３２に結合することができ、第１と第２のポリヌクレオチドは、適切なＳＢＳスキームを使用して配列決定される。第１の発光団４１と第２の発光団４２は、それぞれ、例えば第１と第２のポリメラーゼを使用して、それぞれ第１と第２のポリヌクレオチドに組み込まれている第１と第２の核酸に結合することができる。第１と第２の核酸を第１と第２のポリヌクレオチドに組み込むＳＢＳステップに続いて、第１の発光団４１と第２の発光団４２は、第１のポリヌクレオチドにおける第１の発光団４１の存在（すなわち、第１の核酸の第１のポリヌクレオチドへの組み込み）に応答し、及び第２のポリヌクレオチドにおける第２の発光団４２の存在（すなわち、第２の核酸の第２のポリヌクレオチドへの組み込み）に応答する、それぞれの電気信号を得るように、本明細書で提供されるような方法で、互いに異なる時点に選択的に発光撮像することができる。
【００９１】
図１８Ａ〜１８Ｃは共に、本開示による方法１００の例を描写するフロー図である。ブロック１１０に描かれるように、方法１００は、「構造化照明源によって、第１の時点に第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向けるステップであって、第１の特徴部は、照明パターンの発光撮像装置内に空間パターンで配列される複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部の部材であり、特徴部の形成部の第１の特徴部は、複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、ステップ」を含む。
【００９２】
方法１００はさらに、ブロック１２０に示されるように、「構造化照明源によって、第１の時点とは異なる第２の時点に照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向けるステップであって、第２の特徴部は、特徴部の形成部の部材であり、特徴部の形成部の第２の特徴部は、第１の画素上に配置され、第１の特徴部から空間的に変位している、ステップ」を含む。
【００９３】
方法１００はさらに、ブロック１３０に示されるように、「第１の画素によって、第１の発光団により第１の時点における第１の光子の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、第１の発光団は、第１の特徴部内又は第１の特徴部上に配置される、ステップ」を含む。
【００９４】
方法１００はさらに、ブロック１４０に示されるように、「第１の画素によって、第２の発光団により第２の時点における第２の光子の一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、第２の発光団は、第２の特徴部内又は第２の特徴部上に配置され、構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する照明パターン発生器を含み、照明パターンを特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、ステップ」を含む。
【００９５】
図１８Ａ〜１８Ｃの破線は、方法１００の任意の要素を示す。例えば、ブロック１５０に示される、「照明パターンは、複数の撮像画素の空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する、照明強度最大値を有する」は、ブロック１４０に接続される任意の要素である。図１８Ｂにおいて、継続円「Ａ」は、任意の要素１６０を図１８Ａのブロック１５０に接続する。ブロック１６０において、方法１００は、任意に、「照明パターン発生器はマスク層を含み、照明パターン発生器アクチュエータはマスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、マスク層を特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させ、マスク層の第１の位置によって、第１の光子の一部に第１の特徴部を選択的に照明させ、マスク層の第２の位置によって、第２の光子の一部に第２の特徴部を選択的に照明させ、マスク層は、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、光透過領域は、マスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストライプによって画定され、第１の光子の一部と第２の光子の一部は、光透過領域を透過して、特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する」ことを含む。
【００９６】
図１８Ｃにおいて、継続円「Ｂ」は、任意の要素１７０を図１８Ａのブロック１５０に接続する。ブロック１７０において、方法１００は、任意に、「照明パターン発生器は、干渉パターン発生器を備え、特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、照明パターン発生器アクチュエータは、干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変更させて、干渉パターンを特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる」ことを含む。
【００９７】
本開示の様々な例示的な例を本明細書で明示的に説明しているが、本開示から逸脱することなく、本明細書内で様々な変更及び修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。例えば、特定の組成物、装置、及び方法が、ＤＮＡ又はＲＮＡのような配列決定ポリヌクレオチドに関連する発光撮像に関連して本明細書で議論されるが、本組成物、装置、及び方法は、好適には、任意の適切な対象に関連する発光撮像の使用に適合され得ることを理解されたい。添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内にある、そのようなすべての変更及び修正を包含することを意図している。
【００９８】
前述の概念及び本明細書でより詳細に論じられる追加の概念のすべての組合せ（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件として）は、本明細書に開示される主題の一部であると考えられることを理解されたい。特に、本開示の最後に現れる請求される主題の全ての組み合わせは、本明細書に開示される主題の一部であると考えられる。
【００９９】
本明細書全体を通して、「１つの例」、「別の例」、「ある例」等への言及は、その例に関連して説明する特定の要素（例えば、構成、構造、及び／又は特性）が、本明細書で説明する少なくとも１つの例に含まれ、他の例に存在しても存在しなくてもよいことを意味する。さらに、文脈が明確にそうでないことを指示しない限り、任意の例に関連して説明する要素は、様々な例において任意の適切な方法で組み合わされてもよいことを理解されたい。
【０１００】
本明細書で提供される範囲は、あたかも記載される範囲内の値又はサブレンジが明示的に列挙されたかのように、記載される範囲及び記載される範囲内の任意の値又はサブレンジを含むことを理解されたい。例えば、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲は、約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの明示的に列挙される限界を含むだけでなく、約３５８ｎｍ、約４２５ｎｍ、約５８５ｎｍ、約６７５．５ｎｍ等のような個々の値、及び約４５０ｎｍ〜約５５０ｎｍ、約３５５ｎｍ〜約５８０ｎｍ等のようなサブレンジを含むと解釈すべきである。さらに、「約」及び／又は「実質的に」を利用して値を説明するとき、それらは、記載される値からのわずかな変動（＋／１０％まで）を包含することを意味する。
【０１０１】
いくつかの例を詳細に説明してきたが、開示される例は修正されてもよいことを理解されたい。したがって、上記の説明は、非限定的であると考えられるべきである。
【図１Ａ】
2021518902.tif 000003
【図１Ｂ】
2021518902.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図２】
2021518902.tif 000006
【図３】
2021518902.tif 000007
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2021518902.tif 000009
【図５Ａ】
2021518902.tif 000010
【図５Ｂ】
2021518902.tif 000011
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2021518902.tif 000015
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2021518902.tif 000024
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
2021518902.tif 000035
【図１８−１】
2021518902.tif 000036
【図１８−２】
2021518902.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月8日(2020.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間パターンで配列される複数の撮像画素と、
前記複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、
前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、前記特徴部の形成部の第１の特徴部と、
前記第１の画素上に配置されて前記第１の特徴部から空間的に変位している、前記特徴部の形成部の第２の特徴部と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の発光団と、
前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、
第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を前記第１の特徴部に向け、前記第１の時点とは異なる第２の時点に、前記照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を前記第２の特徴部に向ける構造化照明源と、を備える装置であって、
前記第１の画素が、前記第１の発光団によって前記第１の時点における前記第１の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、前記第２の発光団によって前記第２の時点における前記第２の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信し、
前記構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する前記照明パターン発生器を含み、前記照明パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、装置。
【請求項２】
前記照明パターンが、前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する照明強度最大値を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記構造化照明源が、前記第１の光子と前記第２の光子で前記照明パターン発生器を投光照明するものであり、
任意に、前記構造化照明源がレーザーを備え、
任意に、前記照明パターン発生器がマスク層を含み、前記照明パターン発生器アクチュエータが前記マスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、前記マスク層を前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させ、
更に任意に、前記マスク層の第１の位置によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、前記マスク層の第２の位置によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させる、
請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記マスク層が、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、
前記光透過領域が、マスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストリップによって画定され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が、前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記マスク層が不透明視野領域上に画定される、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域の２次元配列を含み、
前記不透明視野領域がマスク基板上に配置されるマスク吸収体によって画定され、
前記光透過領域が前記不透明視野領域内に画定される前記マスク基板の区域であり、前記マスク吸収体を有する区域が前記光透過領域の上に配置されないように除外され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の対応する特徴部を照明する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記照明パターン発生器が干渉パターン発生器を備え、前記特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、
前記照明パターン発生器アクチュエータは、前記干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、前記干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変化させて、前記特徴部の形成部に対して前記干渉パターンを平行移動又は回転させ、
任意に、前記干渉パターン発生器の第１の位置状態又は回転状態によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、前記干渉パターン発生器の第２の位置状態又は回転状態によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させ、
任意に、
前記マルチビーム干渉パターンが２ビーム干渉パターンであり、前記干渉パターン発生器が前記特徴部の形成部上に平行線形干渉縞を投影するものであり、前記平行線形干渉縞が画素間隔に等しい所定の周期性を有し、
又は、
前記マルチビーム干渉パターンが少なくとも４つの干渉ビームからの干渉パターンであり、前記干渉パターンが画素間隔に等しい所定の周期性を有する干渉最大値を有する２次元干渉パターンであり、
又は、
前記干渉パターン発生器が２次元透過位相マスクを含み、レーザービームを干渉ビームのセットに分割する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記構造化照明源が光学部品を備え、
前記装置が前記光学部品に結合される制御部をさらに備え、前記光学部品を制御して、前記第１の時点に前記照明パターンの前記第１の光子の前記一部を前記第１の特徴部に向け、前記第２の時点に前記照明パターンの前記第２の光子の前記一部を前記第２の特徴部に向け、
任意に、前記光学部品がビーム操作部品を備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の特徴部が前記第１の特徴部から横方向に変位している、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部及び第２の特徴部の各々から空間的に変位している、前記特徴部の形成部の第３の特徴部と、
前記第３の特徴部内又は前記第３の特徴部上に配置される第３の発光団と、
前記第１時点及び第２の時点とは異なる第３の時点に、第３の光子の少なくとも一部を前記第３の特徴部に向ける前記構造化照明源と、
前記第３の発光団により前記第３の時点における前記第３の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信する前記第１の画素と、
をさらに備え、
任意に、
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部、第２の特徴部、及び第３の特徴部の各々から空間的に変位している前記特徴部の形成部の第４の特徴部と、
前記第４の特徴部内又は前記第４の特徴部上に配置される第４の発光団と、
前記第１の時点、第２の時点、及び第３の時点とは異なる第４の時点に、第４の光子の少なくとも一部を前記第４の特徴部に向ける前記構造化照明源と、
前記第４の発光団により前記第４の時点における前記第４の光子の前記一部に応答して放射される発光を選択的に受信する前記第１の画素と、
をさらに備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の光子と第２の光子が約３００ｎｍ〜約８００ｎｍの範囲の波長を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
構造化照明源によって、第１の時点に照明パターンの第１の光子の少なくとも一部を第１の特徴部に向けるステップであって、前記第１の特徴部は、発光撮像装置内に空間パターンで配列される複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部の部材であり、前記特徴部の形成部の前記第１の特徴部は、前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される、ステップと、
前記構造化照明源によって、前記第１の時点とは異なる第２の時点に前記照明パターンの第２の光子の少なくとも一部を第２の特徴部に向けるステップであって、前記第２の特徴部は、前記特徴部の形成部の部材であり、前記特徴部の形成部の前記第２の特徴部は、前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部から空間的に変位している、ステップと、
前記第１の画素によって、第１の発光団により前記第１の時点における前記第１の光子の前記一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、前記第１の発光団は、前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される、ステップと、
前記第１の画素によって、第２の発光団により前記第２の時点における前記第２の光子の前記一部に応答して放射される発光を、選択的に受信するステップであって、前記第２の発光団は、前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置され、前記構造化照明源は、照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを有する前記照明パターン発生器を含み、前記照明パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、ステップと、
を含む方法。
【請求項１２】
前記照明パターンが前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する照明強度最大値を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記照明パターン発生器がマスク層を含み、前記照明パターン発生器アクチュエータが前記マスク層に接続されるマスク層アクチュエータを備え、前記マスク層を前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させ、
前記マスク層の第１の位置によって、前記第１の光子の前記一部に前記第１の特徴部を選択的に照明させ、
前記マスク層の第２の位置によって、前記第２の光子の前記一部に前記第２の特徴部を選択的に照明させ、
前記マスク層が、交互に、周期的に間隔を置いて配置される光透過領域及び不透明領域の格子を含み、
前記光透過領域がマスク基板上に配置されるマスク吸収体の平行ストライプによって画定され、
前記第１の光子の前記一部と前記第２の光子の前記一部が、前記光透過領域を透過して、前記特徴部の形成部上の平行照明ストライプを照明する、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記照明パターン発生器が干渉パターン発生器を備え、前記特徴部の形成部上にマルチビーム干渉パターンを画定する光を伝搬させ、
前記照明パターン発生器アクチュエータが前記干渉パターン発生器に接続される干渉パターン発生器アクチュエータを備え、前記干渉パターン発生器の位置状態又は回転状態を変更させて、干渉パターンを前記特徴部の形成部に対して平行移動又は回転させる、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１５】
空間パターンで配列される複数の撮像画素と、
前記複数の撮像画素上に配置される特徴部の形成部と、
照明パターン発生器と、
前記複数の撮像画素の第１の画素上に配置される前記特徴部の形成部の第１の特徴部と、
前記第１の画素上に配置され、前記第１の特徴部から空間的に変位している前記特徴部の形成部の第２の特徴部と、を備える装置であって、
前記照明パターン発生器は、前記照明パターン発生器に接続される照明パターン発生器アクチュエータを含み、前記複数の撮像画素の前記空間パターンにおける画素間隔に対応する周期性を有する、照明強度最大値を有する照明パターンを生じさせ、第１の時点に前記第１の特徴部に選択的に光を照射し、
前記照明パターン発生器は、前記照明パターンによって前記第１の時点とは異なる第２の時点に前記第２の特徴部に選択的に光を照射し、
任意に、
前記第１の時点に第１の光子を発生させ、前記第２の時点に第２の光子を発生させる構造化照明源と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の発光団、及び前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の発光団と、
前記第１の特徴部内又は前記第１の特徴部上に配置される第１の標的分析物、及び前記第２の特徴部内又は前記第２の特徴部上に配置される第２の標的分析物と、をさらに備え、
前記第１の標的分析物は前記第２の標的分析物とは異なり、
前記第１の標的分析物及び第２の標的分析物は異なる配列を有する核酸を含む、装置。
【国際調査報告】
2021518902.tif 000038
2021518902.tif 000039