(57)【要約】　　　（修正有）【課題】アレイ上に高い密度で配列され得る、小さなフィーチャーを備える生物学的プローブアレイからの発光を検出するための、改良された走査システムを提供する。【解決手段】この走査システムは、以下：１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成されている、光学素子；１つ以上の検出器であって、励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成されており、ここで、この反射された強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、検出器；輸送フレームであって、プローブアレイに対して、第１の方向で、焦点距離を調節するよう構成されている、輸送フレーム；自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成されている、自動焦点器、を備える。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査システムであって、以下：
１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成および配置されている、光学素子；
１つ以上の検出器であって、該励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成および配置されており、ここで、該反射された強度データが、光学素子と該プローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、検出器；
輸送フレームであって、該プローブアレイに対して、第１の方向で、該焦点距離を調節するよう構成および配置されている、輸送フレーム；
自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、該反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成および配置されている、自動焦点器、
を備え、そしてここで：
該１つ以上の検出器が、該最良の焦点面において、該プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信するように、さらに構成および配置されており；そして
該システムが、画像生成器をさらに備え、該画像生成器は、該ピクセル強度値の各々を、１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、プローブアレイの１つ以上の画像ピクセル位置に関連させるよう構成および配置されている、走査システム。
【請求項２】
方法であって、以下の工程：
プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴から検出された発光に、少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信する工程；および
１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、該ピクセル強度値の各々を、プローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置と関連付ける工程、
を包含する、方法。
【請求項３】
前記プローブアレイ画像が、±１ピクセル以下の位置誤差を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記発光が、少なくとも部分的に、励起ビームに応答性である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記発光が、１つ以上の蛍光分子の前記励起ビームによる励起から生じる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記励起ビームがレーザービームを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記レーザーが、固体ダイオードポンピング周波数二倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のピクセル強度値を受信する工程が、前記複数のプローブ特徴のある数の連続したプローブ特徴にわたって、前記励起ビームの単一の通過において達成される、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記連続した特徴が、走査線を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記連続した特徴が、すぐ隣接した特徴であるか、または前記プローブアレイの非特徴領域によって分離されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数のピクセル強度値の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約２．５μｍの寸法を有するピクセルに関連付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
前記ｘ軸における寸法が、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ｘ軸上の寸法が、約１４μｍと約２２μｍとの間である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１０μｍの寸法を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ｘ軸における寸法が、約６μｍと約１４μｍとの間である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
各プローブ特徴が、前記複数のピクセル強度値の１つ以上に関連付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項１８】
前記生物学的プローブアレイが、合成されたアレイまたはスポットされたアレイを備える、請求項２に記載の方法。
【請求項１９】
前記１つ以上の位置補正値の各々が、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項２０】
前記複数のピクセル強度値の各々を、１つ以上の画像ピクセル位置に関連付ける前記工程が、前記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、該複数のピクセル強度値の各々に関連付けられる受信されたピクセル位置を調節することによって達成される、請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
前記ピクセルの数が分数値を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記１つ以上の位置補正値が、１つ以上の較正特徴によって提供される１つ以上の参照位置に、少なくとも部分的に基づく、請求項２に記載の方法。
【請求項２３】
前記１つ以上の較正特徴が、水平パターン、垂直パターン、またはこれらの両方で配向した特徴のアレイを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
さらに、以下の工程：
前記プローブアレイに関するｙ軸に沿って、ある距離を、前記プローブアレイを並進させる工程；ならびに
前記プローブアレイ画像が、該プローブアレイ上に位置する前記複数のプローブの各々に対応するピクセル強度値を含むまで、受信するステップ、関連させるステップ、および並進させるステップを繰り返す工程、
を包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項２５】
前記距離が、前記ｙ軸におけるピクセルの大きさに、少なくとも部分的に基づく、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記距離が約２．５μｍである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記距離が、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
走査システムであって、以下：
１つ以上の検出器であって、プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に少なくとも部分的に基づく複数のピクセル強度値を受信するよう構成および配置された、検出器；ならびに
補正画像生成器であって、１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、該ピクセル強度値の各々を、プローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置に関連付けるよう構成および配置されている、補正画像生成器、
を備える、システム。
【請求項２９】
前記プローブアレイ画像が、±１ピクセル以下の位置誤差を有する、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項３０】
前記発光が、少なくとも部分的に、励起ビームに応答性である、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項３１】
前記発光が、１つ以上の蛍光分子の励起ビームによる励起から生じる、請求項３０に記載の走査システム。
【請求項３２】
前記励起ビームがレーザービームを含む、請求項３０に記載の走査システム。
【請求項３３】
前記レーザーが、固体ダイオードポンピング周波数二倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを備える、請求項３２に記載の走査システム。
【請求項３４】
前記１つ以上の検出器が、前記複数のピクセル強度値の受信を、前記励起ビームの単一の通過において、前記複数のプローブ特徴のある数の連続したプローブ特徴にわたって達成する、請求項３０に記載の走査システム。
【請求項３５】
前記連続した特徴が、走査線を含む、請求項３４に記載の走査システム。
【請求項３６】
前記連続した特徴が、すぐ隣接した特徴であるか、または前記プローブアレイの非特徴領域によって分離されている、請求項３４に記載の走査システム。
【請求項３７】
前記複数のピクセル強度値の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約２．５μｍの寸法を有するピクセルに関連付けられる、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項３８】
前記ｘ軸における寸法が、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である、請求項３７に記載の走査システム。
【請求項３９】
前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４０】
前記ｘ軸上の寸法が約１４μｍと約２２μｍとの間である、請求項３９に記載の走査システム。
【請求項４１】
前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１０μｍのプローブ特徴の寸法を有する、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４２】
前記ｘ軸上での寸法が、約６μｍと約１４μｍとの間である、請求項４１に記載の走査システム。
【請求項４３】
各プローブ特徴が、前記複数のピクセル強度値の１つ以上に関連付けられる、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４４】
前記生物学的プローブアレイが、合成されたアレイまたはスポットされたアレイを含む、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４５】
前記１つ以上の位置補正値の各々が、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４６】
前記補正画像生成器が、前記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、前記複数のピクセル強度値の各々と関連する、受信されたピクセル位置を調節することによって、該複数のピクセル強度値の各々と、１つ以上の画像ピクセル位置との関連付けを達成する、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４７】
前記ピクセルの数が分数値を含む、請求項４６に記載の走査システム。
【請求項４８】
前記１つ以上の位置補正値が、１つ以上の較正特徴により提供される１つ以上の参照位置に少なくとも部分的に基づく、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項４９】
前記１つ以上の較正特徴が、水平パターン、垂直パターン、またはそれらの両方に配向された特徴のアレイを含む、請求項４８に記載の走査システム。
【請求項５０】
さらに、以下：
輸送フレームであって、前記プローブアレイを、該プローブアレイに関するｙ軸に沿ってある距離を並進させるよう構成および配置されている、輸送フレーム；および
コンパレータであって、該プローブアレイ上に位置する前記複数のプローブの各々に対応する、１つ以上の受信されたピクセル強度値に少なくとも部分的に基づいて、完成したプローブアレイ画像を決定するよう構成および配置されている、コンパレータ、
を備える、請求項２８に記載の走査システム。
【請求項５１】
前記距離が、前記ｙ軸におけるピクセルの大きさに少なくとも部分的に基づく、請求項５０に記載の走査システム。
【請求項５２】
前記距離が、約２．５μｍである、請求項５１に記載の走査システム。
【請求項５３】
前記距離が、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である、請求項５１に記載の走査システム。
【請求項５４】
前記輸送フレームが、固体ヒンジ彎曲部を提供するようさらに構成および配置されている、請求項５０に記載の走査システム。
【請求項５５】
前記固体ヒンジ彎曲部が、Ｚ軸における移動を提供する、請求項５４に記載の走査システム。
【請求項５６】
前記固体ヒンジ彎曲部に、摩擦もスティクションもない、請求項５０に記載の走査システム。
【請求項５７】
方法であって、以下の工程：
プローブアレイに励起ビームを指向する工程；
該励起ビームに応答して、反射された強度データを受信する工程であって、ここで、該強度データは、光学素子と該プローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、工程；
該プローブアレイに関して、第１の方向で該焦点距離を調節する工程；ならびに
ある数の反復にわたって、該受信するステップおよび調節するステップを繰り返す工程；
最良の焦点面を、該調節された焦点距離における該反射された強度データの１つ以上の特徴に少なくとも部分的に基づいて、決定する工程、
を包含する、方法。
【請求項５８】
前記第１の方向が、前記プローブアレイから離れる方向または該プローブアレイに向かう方向である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記反復の数が予め決定されている、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記反復の予め決定された数が、前記反射された強度データに関する予測された誤差に少なくとも部分的に基づく、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記反射された強度データに関する前記予測された誤差が、前記反復の予め決定された数に逆に関連する、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記反射された強度データが、１つ以上の焦点特徴からの前記励起ビームの反射に応答する、請求項５７に記載の方法。
【請求項６３】
前記反射された強度データが、１つ以上の反射点に対応する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記最良の焦点面が、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、前記１つ以上の点を関連付けることに少なくとも部分的に基づく、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記１つ以上の焦点特徴が、活性領域の外側に位置し、そして前記１つ以上のプローブ特徴が、該活性領域の内側に位置する、請求項６２に記載の方法。
【請求項６６】
前記１つ以上の焦点特徴が、色彩ボーダーを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６７】
前記１つ以上の特徴が、傾斜値を含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６８】
前記最良の焦点面が、前記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく、請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
走査システムであって、以下：
１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成および配置されている、光学素子；
１つ以上の検出器であって、該励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成および配置されており、ここで、該強度データが、光学素子と該プローブアレイとの間の焦点距離によって、少なくとも部分的に決定される、検出器；ならびに
自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、該反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成および配置されている、自動焦点器、
を備える、走査システム。
【請求項７０】
前記第１の方向が、前記プローブアレイから離れる方向または該プローブアレイに向かう方向である、請求項６９に記載の走査システム。
【請求項７１】
前記反復の数が予め決定されている、請求項６９に記載の走査システム。
【請求項７２】
前記反復の予め決定された数が、前記反射された強度データに関連する予測された誤差に少なくとも部分的に基づく、請求項７１に記載の走査システム。
【請求項７３】
前記反射された強度データに関する前記予測された誤差が、前記反復の予め決定された数に逆に関連する、請求項７２に記載の走査システム。
【請求項７４】
前記反射された強度データが、１つ以上の焦点特徴からの前記励起ビームの反射に応答する、請求項６９に記載の走査システム。
【請求項７５】
前記反射された強度データが、１つ以上の反射点に対応する、請求項７４に記載の走査システム。
【請求項７６】
前記最良の焦点面が、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、前記１つ以上の点を関連させることに、少なくとも部分的に基づく、請求項７５に記載の走査システム。
【請求項７７】
前記１つ以上の焦点特徴が、活性領域の外側に位置し、そして前記１つ以上のプローブ特徴が、該活性領域の内側に位置する、請求項７４に記載の走査システム。
【請求項７８】
前記１つ以上の焦点特徴が、色彩ボーダーを含む、請求項７４に記載の走査システム。
【請求項７９】
前記１つ以上の特徴が、傾斜値を含む、請求項６９に記載の走査システム。
【請求項８０】
前記最良の焦点面が、前記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく、請求項７９に記載の走査システム。
【請求項８１】
方法であって、以下の工程：
１つ以上のプローブアレイを、マガジンに格納する工程であって、ここで、該複数のプローブアレイの各々が、プローブアレイカートリッジ内に収容される、工程；
該マガジンと走査システムとの間で、第１のプローブアレイカートリッジを可逆的に輸送する工程；および
該マガジンを、第２のプローブアレイカートリッジに、１つ以上の位置だけ進める工程、
を包含する、方法。
【請求項８２】
前記格納する工程が、温度および湿度が制御された環境を提供する工程を包含する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記温度および湿度が制御された環境が、生物学的完全性を維持するために、前記プローブアレイを、ある温度に維持する工程を包含する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８４】
生物学的完全性を維持するための前記温度が、約２℃と１５℃との間の範囲を含む、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記１つ以上のプローブアレイの各々が、垂直な配向に配置される、請求項８１に記載の方法。
【請求項８６】
前記マガジンが、前記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも４８を保持する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８７】
前記マガジンが、実質的に円形である、請求項８１に記載の方法。
【請求項８８】
前記マガジンが、前記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも１００を保持する、請求項８１に記載の方法。
【請求項８９】
前記１つ以上のプローブアレイカートリッジの少なくとも１つを温めることによって、凝縮を低減させる工程をさらに包含する、請求項８１に記載の方法。
【請求項９０】
前記輸送する工程に、前記プローブアレイカートリッジを可逆的に係合および脱係合する、１つ以上の要素が関与する、請求項８１に記載の方法。
【請求項９１】
前記１つ以上の要素が、１つ以上の基準特徴を係合する、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
走査システムであって、以下：
冷却された格納チャンバであって、マガジンにおいて１つ以上のプローブアレイを格納するよう構成および配置されており、ここで、該複数のプローブアレイの各々が、プローブアレイカートリッジ内に収容されている、冷却された格納チャンバ；
カートリッジ輸送アセンブリであって、第１のプローブアレイカートリッジを、該マガジンと走査システムとの間で可逆的に輸送するよう構成および配置されている、カートリッジ輸送アセンブリ；ならびに
リニアモータであって、該マガジンを第２のプローブアレイカートリッジへと、１つ以上の位置だけ進めるよう構成および配置されている、リニアモータ、
を備える、走査システム。
【請求項９３】
前記冷却された格納チャンバが、温度および湿度が制御された環境を含む、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項９４】
前記温度および湿度が制御された環境が、生物学的完全性を維持するための温度を含む、請求項９３に記載の走査システム。
【請求項９５】
生物学的完全性を維持するための前記温度が、約２℃と１５℃との間の範囲を含む、請求項９４に記載の走査システム。
【請求項９６】
前記１つ以上のプローブアレイの各々が垂直な配向で配置されている、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項９７】
前記マガジンが、前記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも４８を保持する、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項９８】
前記マガジンが、実質的に円形である、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項９９】
前記マガジンが、前記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも１００を保持する、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項１００】
高温チャンバであって、前記１つ以上のプローブアレイカートリッジのうちの少なくとも１つを温めることによって、凝結を低減するよう構成および配置されている、高温チャンバをさらに備える、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項１０１】
前記カートリッジ輸送アセンブリが、前記プローブアレイカートリッジを可逆的に係合および脱係合する、１つ以上の要素を備える、請求項９２に記載の走査システム。
【請求項１０２】
前記１つ以上の要素が、１つ以上の基準特徴と係合する、請求項１０１に記載の走査システム。
【請求項１０３】
走査システムであって、以下：
サービスアプリケーションであって、１つ以上の較正方法を実行するよう構成および配置されており、ここで、該サービスアプリケーションは、該走査システムの複数の要素のインターフェースを含む、サービスアプリケーション、
を備える、走査システム。
【請求項１０４】
前記１つ以上の較正方法が、ピッチ較正、ロール較正、および円弧半径較正を含む、請求項１０３に記載の走査システム。
【請求項１０５】
前記複数の要素がハードウェア要素を含む、請求項１０３に記載の走査システム。
【請求項１０６】
前記サービスアプリケーションが、１つ以上の診断試験を実施するためにさらに構成および配置されている、請求項１０３に記載の走査システム。
【請求項１０７】
前記サービスアプリケーションが、１つ以上のソフトウェアまたはファームウェアのアプリケーションをアップロードおよびダウンロードするようさらに構成および配置されている、請求項１０３に記載の走査システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、米国仮特許出願番号第６０／３６４，７３１号、発明の名称「ＳＹＳＴＥＭ，ＭＥＴＨＯＤ，ＡＮＤ　ＰＲＯＤＵＣＴ　ＦＯＲ　ＳＣＡＮＮＩＮＧＯＦ　ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ」（２００２年３月１５日出願）；米国仮特許出願番号第６０／３９６，４５７号、発明の名称「ＨＩＧＨ−ＴＨＲＯＵＧＨＰＵＴ　ＭＩＣＲＯＡＲＲＡＹ　ＳＣＡＮＮＩＮＧ　ＳＹＳＴＥＭ　ＡＮＤ　ＭＥＴＨＯＤ」（２００２年７月１７日出願）；および米国仮特許出願番号第６０／４３５，１７８号、発明の名称「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｆｏｒ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」（２００２年１２月１９日出願）からの優先権を主張し、これら各々は、全ての目的のために、本明細書中でその全体が参考として援用される。
【０００２】
（背景）
（発明の分野）
本発明は、生体物質を検査するためのシステムおよび方法に関する。詳細には、本発明は、アレイ上に高い密度で配列され得る、小さなフィーチャーを備える生物学的プローブアレイからの発光を検出するための、改良された光学リーダーまたは光学スキャナに関する。
【０００３】
（関連技術）
合成核酸プローブアレイ（例えば、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ　ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）プローブアレイ）、およびスポットされたプローブアレイが使用され、生物学的システムについてのかつてない量の情報が作られている。例えば、ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）Ｈｕｍａｎ　Ｇｅｎｏｍｅ　Ｕ１３３　Ｓｅｔ（ＨＧ−Ｕ１３３ＡおよびＨＧ−Ｕ１３３Ｂ）（Ｓａｎｔａ　Ｃｌａｒａ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．から入手可能）は、２つのマイクロアレイで構成され、これらのマイクロアレイは、１，０００，０００を超える固有なオリゴヌクレオチドフィーチャーを含み、このオリゴヌクレオチドフィーチャーは、３３，０００を超えるヒト遺伝子を示す、３９，０００を超える転写改変体をカバーする。このようなマイクロアレイからの発現データの分析は、新規薬物および新規診断ツールの開発を導き得る。
【０００４】
（発明の要旨）
これらおよび他のニーズを処理するためのシステム、方法、および製品は、例示的な、非限定的な局面に関して、本明細書中に記載される。種々の代替、改変および等価物が可能である。例えば、特定のシステム、方法およびコンピューターソフトウェア製品は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）４１７ＴＭまたは４２７ＴＭＡｒｒａｙｅｒによって生産される生体物質のアレイからのデータを分析するための例示的な局面を用いて、本明細書中に記載される。他の例示的な局面は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）プローブアレイからのデータに関連して参照される。しかし、これらのシステム、方法、および製品は、多くの他の型のプローブアレイに対して適用され得、さらに一般的には、他の従来技術に従って生産される多くの平行生物学的アッセイおよび／または将来開発され得る技術に従って生産される平行生物学的アッセイに対して適用され得る。例えば、本明細書中で記載されるシステム、方法、および製品は、核酸の平行アッセイ、ｃＤＮＡクローンから生成されるＰＣＲ産物、タンパク質、抗体、または多くの他の生体物質に適用され得る。これらの物質は、（典型的には、スポット状のアレイのために使用されるように）スライド上、ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）アレイのために使用される基板上、またはビーズ、光ファイバー、あるいは他の基板または媒体上（これらはスライドもしくは他の基板の上面にポリマーコーティングまたは他の層を含み得る）に配置され得る。さらに、プローブは、基板中または基板上に固定化される必要はなく、固定される場合でも、規則正しいパターンまたはアレイで配置される必要はない。簡便のために、用語「プローブアレイ」は、一般的に、これらの型のアレイおよび平行生物学的アッセイの全てに対してあてはまるように本明細書以下で広範囲に使用される。
【０００５】
特定の実施形態に従うと、走査システムは、プローブアレイに励起ビームを向ける光学素子と、励起ビームに応答する反射強度データを受取る検出器とを備えることが記載され、ここで、反射強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離、プローブアレイに対する方向で焦点距離を調節する輸送フレーム、少なくとも２つの焦点距離の反射強度データの特性に基づく焦点の最適平面を決定するオートフォーカスに応答し、ここで、検出器は、焦点の最適平面で、プローブアレイ上に配置された複数のプローブフィーチャーからの検出した発光に基づくピクセル強度値をさらに受け取り、画像生成器は、１つ以上の位置補正値に基づいて、プローブアレイの少なくとも１つの画像ピクセル位置と、各々のピクセル強度値とを関連付ける。
【０００６】
別の実施形態に従って、プローブアレイ上に配置されたプローブフィーチャーからの検出された発光に基づくピクセル強度値を受け取る工程と、各々のピクセル強度値を、位置補正値に基づいて、プローブアレイ画像の画像ピクセル位置と関連させる工程とを包含する方法が記載される。
【０００７】
いくつかの局面において、プローブアレイ画像は、１ピクセル以下のプラスまたはマイナスの位置誤差を有し、そして発光は、励起ビームに応答し、蛍光分子の励起ビームによる励起から生じる。励起ビームとしては、固体状態によって生成されるレーザービーム、ポンピングしたダイオード（ｄｉｏｄｅ　ｐｕｍｐｅｄ）、周波数２倍の（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｏｕｂｌｅｄ）Ｎｄ：ＹＡＧレーザーが挙げられる。ピクセル強度値を受取る工程は、複数のプローブフィーチャーの多くの連続したプローブフィーチャー上の単一経路の励起ビームで達成される。
【０００８】
連続したフィーチャーは、プローブフィーチャーを含み得、これらのプローブフィーチャーは、互いにすぐ近くに隣接しているか、または、プローブアレイの非フィーチャー領域によって隔てられている。走査線は、多くの連続したフィーチャーを含み得る。さらに、各々のピクセル強度値は、ピクセルと関連し得、このピクセルは、プローブアレイに対してｘ軸における約２．５μｍの寸法、すなわち、約１．５μｍと約３．０μｍとの間の範囲の寸法を有する。また、各々のプローブフィーチャーは、プローブアレイに対するｘ軸方向の約１８μｍの寸法、すなわち約１４μｍと約２２μｍとの間の範囲の寸法を有する。同様に、各々のプローブフィーチャーは、プローブアレイに対するｘ軸方向の約１０μｍの寸法、すなわち約６μｍと約１４μｍとの間の範囲の寸法を有し得る。各々のプローブフィーチャーは、１つ以上のピクセル強度値に関連し得る。
【０００９】
またいくつかの局面において、生物学的プローブアレイは、合成されたアレイまたはスポット状アレイを備え、そして位置補正値は各々、水平直線補正値、垂直直線補正値、またはその両方を含む。各々のピクセル強度値と画像ピクセル位置とを関連付ける工程は、各々のピクセル強度値と関連する受取ったピクセル位置を、１つ以上の位置補正値によって決定される多数のピクセルによって、調節することにより達成され、このピクセルの数は、分数値を含み、１つ以上の位置補正値は、１つ以上の較正フィーチャーによって提供される１つ以上の参照位置に基づき得る。１つ以上の較正フィーチャーは、水平パターン、垂直パターン、またはこれら両方に配向されるフィーチャーのアレイを含む。
【００１０】
いくつかの実施形態において、この方法は、プローブアレイをプローブアレイに対してｙ軸に沿った距離に並進させる工程、およびプローブアレイ画像がプローブアレイ上に配置された複数のプローブの各々に対応するピクセル強度を含むまで、受取る工程、関連付ける工程、および並進させる工程を繰り返す工程、をさらに包含する。この距離は、少なくとも一部分において、ｙ軸方向でのピクセルのサイズに基づき得、約２．５μｍの距離を備えるか、または約１．５μｍと約３．０μｍとの間の範囲の距離を備える。
【００１１】
他の実施形態に従って、走査システムが記載され、このシステムは、１つ以上の検出器と補正画像生成器とを備え、この検出器は、プローブアレイ上に配置されたプローブフィーチャーからの検出された発光に基づく複数のピクセル強度値を受取り、この補正画像生成器は、各々のピクセル強度値と、１つ以上の位置補正値に基づくプローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置とを関係付ける。
【００１２】
いくつかの局面において、走査は、輸送フレームとコンパレータとをさらに備え、この輸送フレームは、プローブアレイをプローブアレイに対してｙ軸に沿った距離で並進させ、このコンパレータは、完成したプローブアレイ画像を決定し、この完成したプローブアレイ画像は、プローブアレイ上に配置された複数のプローブの各々に対応する１つ以上の受取ったピクセル強度値に少なくとも部分的には基づく。輸送フレームは、固体ヒンジ彎曲部をさらに備え、この彎曲部は、ｚ軸方向の移動を提供し得、摩擦またはスティクションを有さない。
【００１３】
なお別の実施形態に従って、以下の工程を含む方法が記載される：励起ビームをプローブアレイに向ける工程、励起ビームに応答する反射強度データを受取る工程（ここで、この強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離に応答する）、プローブアレイに対する方向で焦点距離を調節する工程、多数の反復に関して受取る工程と調節する工程を繰り返す工程、および調節された焦点距離での反射強度データの１つ以上の特徴に基づいて、焦点の最適平面を決定する工程。
【００１４】
いくつかの局面において、方向は、プローブアレイから離れるかまたは近づく方向であり、繰り返し回数が予め決定され得る。予め決定された繰り返し回数は、反射強度データに関連する予測された誤差に基づき、ここで、予測された誤差は、予め決定された繰り返し回数に逆に関連し得る。また、反射強度データは、１つ以上の焦点フィーチャーからの励起ビームの反射に応答し得、そして１つ以上の反射スポットに対応し得る。焦点の最適平面は、１つ以上のスポットと、ビームウェイストの１つ以上の特性とを関連させる工程に基づき得る。さらに、１つ以上の焦点フィーチャーは、活性領域の外側に配置され得、そして１つ以上のプローブフィーチャーは、活性領域の内側に配置される。
【００１５】
また、いくつかの局面において、１つ以上の焦点フィーチャーは、色彩ボーダーを備え得、１つ以上の特性は、スロープ値を含み得る。焦点の最適平面は、このスロープ値の最大値に基づき得る。
【００１６】
別の実施形態に従って、走査システムが記載され、このシステムは、１つ以上の光学素子と、１つ以上の検出器と、オートフォーカスとを備え、この光学素子は、励起ビームをプローブアレイに向け、この検出器は、励起ビームに応答する反射強度データを受取り（ここで、強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の距離に焦点をあわせることによって決定され得る）、このオートフォーカスは、焦点の最適平面を決定するように構築され、配置され、この焦点の最適平面は、２つ以上の焦点距離で受取られるような、反射強度データの１つ以上の特性に基づく。
【００１７】
さらなる実施形態に従って、以下の工程を含む方法が記載される：１つ以上のプローブアレイをマガジン中に記憶する工程（ここで、複数のプローブアレイの各々は、プローブアレイカートリッジの中に収容され、このプローブアレイカートリッジは、マガジンと走査システムとの間の第１のプローブアレイカートリッジを可逆的に輸送する）、および第２のプローブアレイカートリッジに対する１つ以上の位置によって上記マガジンを進める工程。
【００１８】
いくつかの局面において、記憶工程は、生物学的統合性を維持するための温度でプローブアレイを維持する工程を包含する、温度制御および湿度制御された環境を提供する工程を包含する。生物学的統合性を維持するための温度は、約２℃と１５℃の間の範囲を含み得る。また、１つ以上のプローブアレイの各々は、垂直配向に整列され得、そしてマガジンは、少なくとも４８または１００のプローブアレイを保有する。マガジンは、ほぼ環状である。
【００１９】
その上、いくつかの局面において、プローブアレイカートリッジの少なくとも１つにおける濃縮は、加温によって減らされ得る。輸送の工程はまた、１つ以上の要素を備え、これらの要素は、プローブアレイカートリッジの１つ以上の基準フィーチャーを可逆的に係合および分離する。
【００２０】
さらなる実施形態に従って、走査システムが記載され、このシステムは、冷却された記憶チャンバと、カートリッジ輸送アセンブリと、リニアモータとを備え、この冷却された記憶チャンバは、１つ以上のプローブアレイをマガジン中に記憶し、各々のプローブアレイは、プローブアレイカートリッジ中に収容され、このカートリッジ輸送アセンブリは、第１のプローブアレイカートリッジを、マガジンと走査システムとの間を可逆的に輸送し、このリニアモータは、１つ以上の位置によって、マガジンを第２のプローブアレイカートリッジに対して進める。
【００２１】
別の実施形態に従って、走査システムが記載され、このシステムは、１つ以上の較正方法を行うサービスアプリケーションを備え、走査システムの要素に対するインターフェースもまた備える。
【００２２】
いくつかの局面において、１つ以上の較正方法としては、ピッチ較正、ロール較正、および曲径（ａｒｃ　ｒａｄｉｕｓ）較正が挙げられ、要素としては、ハードウェア要素が挙げられる。サービスアプリケーションは、さらに１つ以上の診断試験を行い、１つ以上のソフトウェアまたはファームウェアアプリケーションをアップロードおよび／またはダウンロードする。
【００２３】
上の実施形態および局面は、互いに含まれるかまたは排除される必要はなく、それらが同じかまたは異なる実施形態もしくは局面に関連して存在しているかどうかにかかわらず、相反せず他の方法で可能な、任意の様式で組み合わせられ得る。１つの実施形態または局面の記載は、他の実施形態および／または局面に関して限定することを意図しない。また、本明細書において他に記述される任意の１つ以上の機能、ステップ、操作、または技術は、代替の局面において、要旨に記載される１つ以上の機能、ステップ、操作、または技術と組み合わされ得る。従って、上述の実施形態および局面は、限定ではなく例示である。
【００２４】
本発明は、走査システムを提供し、この走査システムは、以下：
１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成および配置されている、光学素子；
１つ以上の検出器であって、励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成および配置されており、ここで、この反射された強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、検出器；
輸送フレームであって、プローブアレイに対して、第１の方向で、焦点距離を調節するよう構成および配置されている、輸送フレーム；
自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成および配置されている、自動焦点器、
を備え、そしてここで：
１つ以上の検出器は、最良の焦点面において、プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信するように、さらに構成および配置されており；そして
このシステムは、画像生成器をさらに備え、この画像生成器は、ピクセル強度値の各々を、１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、プローブアレイの１つ以上の画像ピクセル位置に関連させるよう構成および配置されている。
【００２５】
別の局面において、本発明は、以下の工程：
プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴から検出された発光に、少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信する工程；および
１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、ピクセル強度値の各々を、プローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置と関連付ける工程、
を包含する、方法を提供する。
【００２６】
１つの実施形態において、上記プローブアレイ画像は、±１ピクセル以下の位置誤差を有する。
【００２７】
１つの実施形態において、上記発光は、少なくとも部分的に、励起ビームに応答性である。
【００２８】
１つの実施形態において、上記発光は、１つ以上の蛍光分子の上記励起ビームによる励起から生じる。
【００２９】
１つの実施形態において、上記励起ビームはレーザービームを含む。
【００３０】
１つの実施形態において、上記レーザーは、固体ダイオードポンピング周波数二倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを備える。
【００３１】
１つの実施形態において、上記複数のピクセル強度値を受信する工程は、上記複数のプローブ特徴のある数の連続したプローブ特徴にわたって、上記励起ビームの単一の通過において達成される。
【００３２】
１つの実施形態において、上記連続した特徴は、走査線を含む。
【００３３】
１つの実施形態において、上記連続した特徴は、すぐ隣接した特徴であるか、または上記プローブアレイの非特徴領域によって分離されている。
【００３４】
１つの実施形態において、上記複数のピクセル強度値の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約２．５μｍの寸法を有するピクセルに関連付けられる。
【００３５】
１つの実施形態において、上記ｘ軸における寸法は、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である。
【００３６】
１つの実施形態において、上記複数のプローブ特徴の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する。
【００３７】
１つの実施形態において、上記ｘ軸上の寸法は、約１４μｍと約２２μｍとの間である。
【００３８】
１つの実施形態において、上記複数のプローブ特徴の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約１０μｍの寸法を有する。
【００３９】
１つの実施形態において、上記ｘ軸における寸法は、約６μｍと約１４μｍとの間である。
【００４０】
１つの実施形態において、各プローブ特徴は、上記複数のピクセル強度値の１つ以上に関連付けられる。
【００４１】
１つの実施形態において、上記生物学的プローブアレイは、合成されたアレイまたはスポットされたアレイを備える。
【００４２】
１つの実施形態において、上記１つ以上の位置補正値の各々は、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む。
【００４３】
１つの実施形態において、上記複数のピクセル強度値の各々を、１つ以上の画像ピクセル位置に関連付ける上記工程は、上記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、複数のピクセル強度値の各々に関連付けられる受信されたピクセル位置を調節することによって達成される。
【００４４】
１つの実施形態において、上記ピクセルの数は分数値を含む。
【００４５】
１つの実施形態において、上記１つ以上の位置補正値は、１つ以上の較正特徴によって提供される１つ以上の参照位置に、少なくとも部分的に基づく。
【００４６】
１つの実施形態において、上記１つ以上の較正特徴は、水平パターン、垂直パターン、またはこれらの両方で配向した特徴のアレイを含む。
【００４７】
１つの実施形態において、上記方法は。さらに、以下の工程：
上記プローブアレイに関するｙ軸に沿って、ある距離を、上記プローブアレイを並進させる工程；ならびに
上記プローブアレイ画像が、プローブアレイ上に位置する上記複数のプローブの各々に対応するピクセル強度値を含むまで、受信するステップ、関連させるステップ、および並進させるステップを繰り返す工程、
を包含する。
【００４８】
１つの実施形態において、上記距離は、上記ｙ軸におけるピクセルの大きさに、少なくとも部分的に基づく。
【００４９】
１つの実施形態において、上記距離は約２．５μｍである。
【００５０】
１つの実施形態において、上記距離は、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である。
【００５１】
別の局面において、本発明は、走査システムを提供し、この走査システムは、以下：
１つ以上の検出器であって、プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に少なくとも部分的に基づく複数のピクセル強度値を受信するよう構成および配置された、検出器；ならびに
補正画像生成器であって、１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、ピクセル強度値の各々を、プローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置に関連付けるよう構成および配置されている、補正画像生成器、
を備える。
【００５２】
１つの実施形態において、上記プローブアレイ画像は、±１ピクセル以下の位置誤差を有する。
【００５３】
１つの実施形態において、上記発光は、少なくとも部分的に、励起ビームに応答性である。
【００５４】
１つの実施形態において、上記発光は、１つ以上の蛍光分子の励起ビームによる励起から生じる。
【００５５】
１つの実施形態において、上記励起ビームはレーザービームを含む。
【００５６】
１つの実施形態において、上記レーザーは、固体ダイオードポンピング周波数二倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザーを備える。
【００５７】
１つの実施形態において、上記１つ以上の検出器は、上記複数のピクセル強度値の受信を、上記励起ビームの単一の通過において、上記複数のプローブ特徴のある数の連続したプローブ特徴にわたって達成する。
【００５８】
１つの実施形態において、上記連続した特徴は、走査線を含む。
【００５９】
１つの実施形態において、上記連続した特徴は、すぐ隣接した特徴であるか、または上記プローブアレイの非特徴領域によって分離されている。
【００６０】
１つの実施形態において、上記複数のピクセル強度値の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約２．５μｍの寸法を有するピクセルに関連付けられる。
【００６１】
１つの実施形態において、上記ｘ軸における寸法は、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である。
【００６２】
１つの実施形態において、上記複数のプローブ特徴の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する。
【００６３】
１つの実施形態において、上記ｘ軸上の寸法は約１４μｍと約２２μｍとの間である。
【００６４】
１つの実施形態において、上記複数のプローブ特徴の各々は、上記プローブアレイに関するｘ軸において、約１０μｍのプローブ特徴の寸法を有する。
【００６５】
１つの実施形態において、上記ｘ軸上での寸法は、約６μｍと約１４μｍとの間である。
【００６６】
１つの実施形態において、各プローブ特徴は、上記複数のピクセル強度値の１つ以上に関連付けられる。
【００６７】
１つの実施形態において、上記生物学的プローブアレイは、合成されたアレイまたはスポットされたアレイを含む。
【００６８】
１つの実施形態において、上記１つ以上の位置補正値の各々は、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む。
【００６９】
１つの実施形態において、上記補正画像生成器は、上記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、上記複数のピクセル強度値の各々と関連する、受信されたピクセル位置を調節することによって、複数のピクセル強度値の各々と、１つ以上の画像ピクセル位置との関連付けを達成する。
【００７０】
１つの実施形態において、上記ピクセルの数は分数値を含む。
【００７１】
１つの実施形態において、上記１つ以上の位置補正値は、１つ以上の較正特徴により提供される１つ以上の参照位置に少なくとも部分的に基づく。
【００７２】
１つの実施形態において、上記１つ以上の較正特徴は、水平パターン、垂直パターン、またはそれらの両方に配向された特徴のアレイを含む。
【００７３】
１つの実施形態において、本発明の走査システムは、さらに、以下：
輸送フレームであって、上記プローブアレイを、このプローブアレイに関するｙ軸に沿ってある距離を並進させるよう構成および配置されている、輸送フレーム；および
コンパレータであって、プローブアレイ上に位置する上記複数のプローブの各々に対応する、１つ以上の受信されたピクセル強度値に少なくとも部分的に基づいて、完成したプローブアレイ画像を決定するよう構成および配置されている、コンパレータ、
を備える。
【００７４】
１つの実施形態において、上記距離は、上記ｙ軸におけるピクセルの大きさに少なくとも部分的に基づく。
【００７５】
１つの実施形態において、上記距離は、約２．５μｍである。
【００７６】
１つの実施形態において、上記距離は、約１．５μｍと約３．０μｍとの間である。
【００７７】
１つの実施形態において、上記輸送フレームは、固体ヒンジ彎曲部を提供するようさらに構成および配置されている。
【００７８】
１つの実施形態において、上記固体ヒンジ彎曲部は、Ｚ軸における移動を提供する。
【００７９】
１つの実施形態において、上記固体ヒンジ彎曲部に、摩擦もスティクションもない。
【００８０】
別の局面において、本発明は、以下の工程：
プローブアレイに励起ビームを指向する工程；
この励起ビームに応答して、反射された強度データを受信する工程であって、ここで、この強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、工程；
プローブアレイに関して、第１の方向で焦点距離を調節する工程；ならびに
ある数の反復にわたって、受信するステップおよび調節するステップを繰り返す工程；
最良の焦点面を、調節された焦点距離における反射された強度データの１つ以上の特徴に少なくとも部分的に基づいて、決定する工程、
を包含する、方法を提供する。
【００８１】
１つの実施形態において、上記第１の方向は、上記プローブアレイから離れる方向またはプローブアレイに向かう方向である。
【００８２】
１つの実施形態において、上記反復の数は予め決定されている。
【００８３】
１つの実施形態において、上記反復の予め決定された数は、上記反射された強度データに関する予測された誤差に少なくとも部分的に基づく。
【００８４】
１つの実施形態において、上記反射された強度データに関する上記予測された誤差は、上記反復の予め決定された数に逆に関連する。
【００８５】
１つの実施形態において、上記反射された強度データは、１つ以上の焦点特徴からの上記励起ビームの反射に応答する。
【００８６】
１つの実施形態において、上記反射された強度データは、１つ以上の反射点に対応する。
【００８７】
１つの実施形態において、上記最良の焦点面は、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、上記１つ以上の点を関連付けることに少なくとも部分的に基づく。
【００８８】
１つの実施形態において、上記１つ以上の焦点特徴は、活性領域の外側に位置し、そして上記１つ以上のプローブ特徴は、この活性領域の内側に位置する。
【００８９】
１つの実施形態において、上記１つ以上の焦点特徴は、色彩ボーダーを含む。
【００９０】
１つの実施形態において、上記１つ以上の特徴は、傾斜値を含む。
【００９１】
１つの実施形態において、上記最良の焦点面は、上記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく。
【００９２】
別の局面において、本発明は、走査システムを提供し、この走査システムは、以下：
１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成および配置されている、光学素子；
１つ以上の検出器であって、励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成および配置されており、ここで、この強度データは、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離によって、少なくとも部分的に決定される、検出器；ならびに
自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成および配置されている、自動焦点器、
を備える。
【００９３】
１つの実施形態において、上記第１の方向は、上記プローブアレイから離れる方向またはプローブアレイに向かう方向である。
【００９４】
１つの実施形態において、上記反復の数は予め決定されている。
【００９５】
１つの実施形態において、上記反復の予め決定された数は、上記反射された強度データに関連する予測された誤差に少なくとも部分的に基づく。
【００９６】
１つの実施形態において、上記反射された強度データに関する上記予測された誤差は、上記反復の予め決定された数に逆に関連する。
【００９７】
１つの実施形態において、上記反射された強度データは、１つ以上の焦点特徴からの上記励起ビームの反射に応答する。
【００９８】
１つの実施形態において、上記反射された強度データは、１つ以上の反射点に対応する。
【００９９】
１つの実施形態において、上記最良の焦点面は、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、上記１つ以上の点を関連させることに、少なくとも部分的に基づく。
【０１００】
１つの実施形態において、上記１つ以上の焦点特徴は、活性領域の外側に位置し、そして上記１つ以上のプローブ特徴は、この活性領域の内側に位置する。
【０１０１】
１つの実施形態において、上記１つ以上の焦点特徴は、色彩ボーダーを含む。
【０１０２】
１つの実施形態において、上記１つ以上の特徴は、傾斜値を含む。
【０１０３】
１つの実施形態において、上記最良の焦点面は、上記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく。
【０１０４】
別の局面において、本発明は、以下の工程：
１つ以上のプローブアレイを、マガジンに格納する工程であって、ここで、これらの複数のプローブアレイの各々は、プローブアレイカートリッジ内に収容される、工程；
マガジンと走査システムとの間で、第１のプローブアレイカートリッジを可逆的に輸送する工程；および
マガジンを、第２のプローブアレイカートリッジに、１つ以上の位置だけ進める工程、
を包含する、方法を提供する。
【０１０５】
１つの実施形態において、上記格納する工程は、温度および湿度が制御された環境を提供する工程を包含する。
【０１０６】
１つの実施形態において、上記温度および湿度が制御された環境は、生物学的完全性を維持するために、上記プローブアレイを、ある温度に維持する工程を包含する。
【０１０７】
１つの実施形態において、生物学的完全性を維持するための上記温度は、約２℃と１５℃との間の範囲を含む。
【０１０８】
１つの実施形態において、上記１つ以上のプローブアレイの各々は、垂直な配向に配置される。
【０１０９】
１つの実施形態において、上記マガジンは、上記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも４８を保持する。
【０１１０】
１つの実施形態において、上記マガジンは、実質的に円形である。
【０１１１】
１つの実施形態において、上記マガジンは、上記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも１００を保持する。
【０１１２】
１つの実施形態において、上記１つ以上のプローブアレイカートリッジの少なくとも１つを温めることによって、凝縮を低減させる工程をさらに包含する。
【０１１３】
１つの実施形態において、上記輸送する工程に、上記プローブアレイカートリッジを可逆的に係合および脱係合する、１つ以上の要素が関与する。
【０１１４】
１つの実施形態において、上記１つ以上の要素は、１つ以上の基準特徴を係合する。
【０１１５】
別の局面において、本発明は、走査システムを提供し、この走査システムは、以下：
冷却された格納チャンバであって、マガジンにおいて１つ以上のプローブアレイを格納するよう構成および配置されており、ここで、複数のプローブアレイの各々は、プローブアレイカートリッジ内に収容されている、冷却された格納チャンバ；
カートリッジ輸送アセンブリであって、第１のプローブアレイカートリッジを、マガジンと走査システムとの間で可逆的に輸送するよう構成および配置されている、カートリッジ輸送アセンブリ；ならびに
リニアモータであって、マガジンを第２のプローブアレイカートリッジへと、１つ以上の位置だけ進めるよう構成および配置されている、リニアモータ、
を備える。
【０１１６】
１つの実施形態において、上記冷却された格納チャンバは、温度および湿度が制御された環境を含む。
【０１１７】
１つの実施形態において、上記温度および湿度が制御された環境は、生物学的完全性を維持するための温度を含む。
【０１１８】
１つの実施形態において、生物学的完全性を維持するための上記温度は、約２℃と１５℃との間の範囲を含む。
【０１１９】
１つの実施形態において、上記１つ以上のプローブアレイの各々は垂直な配向で配置されている。
【０１２０】
１つの実施形態において、上記マガジンは、上記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも４８を保持する。
【０１２１】
１つの実施形態において、上記マガジンは、実質的に円形である。
【０１２２】
１つの実施形態において、上記マガジンは、上記１つ以上のプローブアレイのうちの少なくとも１００を保持する。
【０１２３】
１つの実施形態において、本発明の走査システムは、高温チャンバをさらに備え、この高温チャンバは上記１つ以上のプローブアレイカートリッジのうちの少なくとも１つを温めることによって、凝結を低減するよう構成および配置されている。
【０１２４】
１つの実施形態において、上記カートリッジ輸送アセンブリは、上記プローブアレイカートリッジを可逆的に係合および脱係合する、１つ以上の要素を備える。
【０１２５】
１つの実施形態において、上記１つ以上の要素は、１つ以上の基準特徴と係合する。
【０１２６】
別の局面において、本発明は、走査システムを提供し、この走査方法は、以下：
サービスアプリケーションであって、１つ以上の較正方法を実行するよう構成および配置されており、ここで、このサービスアプリケーションは、走査システムの複数の要素のインターフェースを含む、サービスアプリケーション、
を備える。
【０１２７】
１つの実施形態において、上記１つ以上の較正方法は、ピッチ較正、ロール較正、および円弧半径較正を含む。
【０１２８】
１つの実施形態において、上記複数の要素は、ハードウェア要素を含む。
【０１２９】
１つの実施形態において、上記サービスアプリケーションは、１つ以上の診断試験を実施するためにさらに構成および配置されている。
【０１３０】
１つの実施形態において、上記サービスアプリケーションは、１つ以上のソフトウェアまたはファームウェアのアプリケーションをアップロードおよびダウンロードするようさらに構成および配置されている。
【０１３１】
（発明の詳細な説明）
以下の説明は特定の実施形態を表わすために計画されたものであり、決して制限されるように解釈されるべきではない。また、本発明の開示に援用される一般的な特徴を示すための参考が、論文および特許に対してなされるが、本発明はこれらの記述により制限されない。多くのスキャナの設計が、プローブアレイ２４０から導かれた実験データの獲得のために適切な励起信号および発光信号を提供するために使用され得る。
【０１３２】
図１の例示的な局面に言及して、用語「励起ビーム」とは、レーザーによって生成された光ビームをいう。しかし、レーザー以外の励起の供給源は、代替的な局面において使用され得る。例えば、他の局面は、発光ダイオード、白熱光源あるいは励起標識の励起帯において波長を有するか、または検出可能に伝達、反射もしくは散乱される放射線を提供する能力のある他の任意の光もしくはエネルギーの他の電磁気供給源を使用し得る。従って、用語「励起ビーム」は、本明細書中で広範に使用される。用語「発光ビーム」もまた、本明細書中で広範に使用される。種々の従来のスキャナは、生物学的プローブに結合した標識された標的分子または他の物質からの、蛍光または他の発光を検出する。他の従来のスキャナはこのような標的から伝達、反射または散乱された放射線を検出する。これらのプロセスは、これ以降、単に便宜的に「発光ビーム」の検出に関して、時々一般的および集合的に称される。種々の検出スキームは、発光および他の因子の型に依存して使用される。代表的なスキームは光学的および他の要因を使用して、励起ビーム（例えば、レーザーからの）を提供し、そして発光ビームを選択的に収集する。また一般的に、光ダイオードを使用した種々の光検出システム、電荷結合素子、光電子増倍管または収集された発光ビームを記録するための類似のもしくは他の従来のデバイスを含む。例えば、蛍光標識された標的を用いる走査システムは、米国特許第５，１４３，８５４号および同第６，２２５，６２５号に記載され、これらの全体は、全ての目的のために参考として援用される。他のスキャナまたは走査システムは以下に記載され、各々はまた、その全体が全ての目的のために参考として援用される：米国特許第５，５７８，８３２号；同第５，６３１，７３４号；同第５，８３４，７５８号；同第５，９３６，３２４号；同第５，９８１，９５６号；同第６，０２５，６０１号；同第６，１４１，０９６号；同第６，１８５，０３０号；同第６，２０１，６３９号；同第６，２０７，９６０号；同第６，２１８，８０３号；同第６，２５２，２３６号；同第６，３３５，８２４号；同第６，４９０，５３３号；同第６，４０７，８５８号；および同第６，４０３，３２０号；ならびにＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／０６０９７（ＷＯ９９／４７９６４として発行された）。
【０１３３】
上記の走査システムの１実施形態は、多様な機能を提供し得る。例えば、いくつかの機能は、関連分野の当業者が発現分析および／または遺伝子型分類（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）と称するもの含み得る。遺伝子型分類は、例えば単一ヌクレオチド多型、ＤＮＡ配列決定、異型接合性喪失の同定またはトランスクリプトーム分析をさらに含む。以前の例示は単なる説明の目的であり、多くのさらなる機能が存在し得ることは当業者に明らかである。機能のさらなる例示は、診断的使用または他の型の臨床的使用を含む。例えば、診断機能は、健康上の問題の存在またはその兆しの可能性を同定する目的のための、患者サンプルの分析を含み得る。
【０１３４】
さらに、本明細書中に記載される走査システムの詳細な実施形態は、プローブアレイの正確な画像特性のために構築され、改変される。このプローブアレイは、寸法（正方形の側面および長方形の側面のような）において１８μｍ、１０μｍまたはより小さい特徴サイズを含み得る。非常に小さい特徴サイズの正確な画像化は一般的に、走査システムのハードウェアおよびソフトウェアの要素に関連する誤差（例えば、許容可能な位置誤差のような類似の小さな誤差）に対する許容性が、獲得した画像の＋／−１ピクセルを超えないことが必要とされる。種々の要因に起因して、複数のピクセルが一般的に、各々の特徴について集められる；例えば、４〜６４ピクセルの範囲は、プローブアレイ２４０の詳細な局面の特徴サイズに依存して各形態について獲得され得る。
【０１３５】
（スキャナオプティクスおよび検出器１００）
図１は、スキャナオプティクスおよび検出器（これ以降、簡単に「スキャナオプティクス」）１００を、例示的に表わした単純な図である。１つのみの励起供給源１２０を例示的な実施例に示しているが、１つ以上の任意の数の励起供給源１２０が代替的な実施形態において使用され得る。本実施例において、供給源１２０はレーザーであり；本実施形態において、ポンプされる固体ダイオード、倍周波数のＮｄ：ＹＡＧ（ネオジムをドープしたイットリウム−アルミニウム−ガーネット）または５３２ｎｍの波長を有する緑色レーザー光を生成するＹＶＯ４レーザーである。１つのレーザーのみ、従っておよび１つのイルミネーションビームのみが各走査の間で使用される。供給源１２０に対する本明細書中のさらなる言及は、一般的に例示目的のために仮定され、これらは示されるようにレーザーであるが、供給源の他の型（例えば、Ｘ線供給源）は他の局面において使用され得る。Ｔｈｅ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｃｏｎｆｏｃａｌ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（Ｊａｍｅｓ　Ｂ．Ｐａｗｌｅｙ編）（第２版；１９９５；Ｐｌｅｎｕｍ　Ｐｒｅｓｓ、ＮＹ）は、レーザーおよび関連するオプティクスの使用に関連する当業者に公知の情報を含み、本明細書中にその全体が参考として援用される。
【０１３６】
図１はさらに、励起ビーム１３５および発光ビーム１５２の経路ならびにスキャナオプティクス１００を含む複数の光学的部分の例示的な実施例を提供する。本発明の例示において、励起ビーム１３５は供給源１２０から発光し、そして３−レンズビーム調節器／拡張器１３０に指向した１つ以上の反射鏡１２４によって光路にそって向けられる。反射鏡は、光学モジュールにおいて使用され、対物レンズで励起ビームの照準を合わせるためおよび蛍光検出モジュールで発光ビームの照準を合わせるための必要に応じた光路調節を提供する。この反射鏡はまた、スキャナ全体の梱包を容易にするためによりコンパクトなサイズおよび形に光路を「収める」ために役立つ。反射鏡の数は異なる実施形態において変更され得、光路の必要性に依存し得る。例えば、光路が多くの角（例えば、２つ以上）で曲がることが必要ならば、対応する反射鏡１２４の数は、光路の要件を満たすまで必要とされ得る。
【０１３７】
いくつかの実施形態において、励起ビーム１３５は既知の直径を有することが所望され得る。ビーム調節器／拡張器１３０は、ビームの直径を、例えば、１．０７６ｍｍ±１０％の直径を含み得る値に調節する１つ以上の光学素子を提供し得る。例えば、１つ以上の光学素子は、３−レンズビーム拡張器（所望の値に励起ビーム１３５の直径を広げ得る）を含む。あるいは、１つ以上の光学素子は、所望の値まで励起ビーム１３５の直径を減少させ得る。さらに、ビーム調節器／拡張器１３０の１つ以上の光学素子は、励起ビーム１３５の１つ以上の性質をさらに調節し、他の所望の特性（例えば、関連分野の当業者が対物レンズ１４５に対する水平波面という）を提供する。次いで、所望の特性を有する励起ビーム１３５はビーム調節器／拡張器１３０を通り抜け得、そして励起フィルタ１２５に向って１つ以上の反射鏡１２４によって再び方向を変更し得る光路に沿い続ける。
【０１３８】
フィルタ１２５は、励起波長以外の波長の光を除去するために使用され得、そして例えば、供給源１２０が、これらの無関係の波長で光を生成しない場合、一般的に含まれる必要がない。しかし、フィルタ１２５は安価なレーザーを使用するためにいくつかの用途において所望され得、このような無関係な発光を生成することを避けるために設計するよりもアウト−オブ−モード（ｏｕｔ−ｏｆ−ｍｏｄｅ）レーザー発光をフィルタする方が、しばしばより安価である。いくつかの実施形態において、フィルタ１２５は、励起ビーム１３５の、ビーム調節器／拡張器１３０によって調節される所望の特性のような他の特性に影響を与えることなしに、励起波長で光の実質部分または全てを透過させ得る。例えば、励起波長は、５３２ナノメーター（ｎｍ）（例えば、Ｒ−フィコエリトリンを含む１つ以上の発蛍光団を励起し得る）を含み得る。
【０１３９】
次いでフィルタ１２５を透過後の励起ビーム１３５は、光路に沿ってレーザー減衰器１３３に向かい得る。レーザー減衰器１３３は、励起ビーム１３５のパワーレベルを調節する手段を提供し得る。いくつかの実施形態において、減衰器１３３は、例えば、可変性ニュートラルデンシティフィルタから構成され得る。関連の技術分野における当業者は、ニュートラルデンシティフィルタ（例えば、吸収性、金属性または他の型のニュートラルデンシティフィルタ）が透過する光量を減少させるために使用され得ることを理解する。光の減少量は、フィルタの密度と呼ばれるものに依存し得る（密度が増加するにつれて、追加し得る光量は減少する）。ニュートラルデンシティフィルタは、さらに密度勾配を含み得る。例えば、本願に記載される実施形態は、密度勾配を有するニュートラルデンシティフィルタを含むレーザー減衰器１３３を含み得る。スキャナコントールおよび分析実行可能プログラム５７２により提供される１つ以上のパラメータを利用してスキャナファームウェア実行可能プログラム６７２の制御下で作動する減衰器１３３は、光路に対してニュートラルデンシティフィルタの位置を変更するステップモータを使用し得る。減衰器１３３は、少なくともある程度ファームウェア実行可能プログラム６７２から指示に基づいて、プローブアレイに送達されるレーザーパワーのレベルを調節し得る。この調節は、光路において所望のレーザーパワーに関連するニュートラルデンシティフィルタ勾配の特徴的な密度をセットすることによってなされ得る。従って、ニュートラルデンシティフィルタは、以下に詳細に記載するレーザーパワーモニター１１０により測定されるように所望のレベルまで透過する光量を減少させる。
【０１４０】
いくつかの実施形態は、シャッター１３４の１つ以上の局面を含み得る。いくつかの局面は、シャッター１３４がプローブアレイ２４０に全てのレーザー光が到達するのを遮断する手段を提供するように光路に沿って、スキャナ４００内の１つ以上の位置におけるシャッター１３４の位置決めを含み得る。そしていくつかの局面において、レーザーパワーモニター１１０に到達する全てのレーザー光をさらに遮断する。シャッター１３４は、光ビームを完全に遮断するための種々の手段を使用し得る。例えば、シャッター１３４は、励起ビーム１３５のようなレーザー光ビームの実質的に全てを遮断し得る金属、プラスチックまたは他の適切な金属から構成される固体バリアーを拡張／収縮するためにスキャナファームウェア実行可能プログラム６７２の制御下でモニターを使用し得る。シャッター１３４は、例えば、１つ以上の光検出器またはモニター（発光検出器１１５およびレーザーパワーモニター１１０を含む）からの全ての光を遮断するような種々の目的のために使用され得る。本実施例において、光を遮断することは、較正方法（例えば、光検出器の「暗電流（ｄａｒｋ　ｃｕｒｒｅｎｔ）」または背景ノイズと称されるものを測定および調節するオートゼロ（ａｕｔｏ−ｚｅｒｏ）実行可能プログラム６７４ならびに／または較正実行可能プログラムおよびデータ６７６によって実行される方法）のために使用され得る。
【０１４１】
減衰器１３３および／またはシャッター１３４のような要素の後の光路に設置されるスキャナオプティクスおよび検出器１００の構成部分は、二色性ビームスプリッタ１３６を含み得る。関連技術分野の当業者は、二色性ビームスプリッタは（一般的に二色性鏡とも称される）特定の波長範囲の光を高く反射する光学素子を含み得、そして１つ以上の他の波長範囲でビームスプリッタまたは鏡を通る光を伝達し得る。あるいは、このビームスプリッタまたは鏡は、特定波長で光のある割合を反射し得、そして残りの割合の伝達をし得る。例えば、二色性ビームスプリッタ１３６は、励起ビーム１３５’に説明されるように（図１に一部分の励起ビーム１３７として説明されるビームスプリッタ１３６を透過して反射しない励起ビーム１３５の小さな画分にしつつ、対物レンズ１４５に向いた光路に沿って）励起ビームの大部分を方向付け得る。例えば、一部分の励起ビーム１３７は、励起ビーム１３５のパワーレベルを測定し、そしてスキャナファームウェア実行可能プログラム６７２にフィードバックを提供することを目的として、レーザーパワーモニター１１０まで二色性ビームスプリッタ１３６を透過する。次いで必要ならば、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、レーザー減衰器１３３を経由してパワーレベルを調節し得る。
【０１４２】
検出器１１０は、一部分の励起ビーム１３７を検出するための種々の従来の装置（例えば、検出する光を表す電気信号を提供するシリコン検出器、光ダイオード、電荷結合素子、光電子増倍管あるいは検出光を示す信号を提供するための任意の他の検出デバイス（現在利用可能かまたは将来開発され得る））のいずれかであり得る。図１に示されるように、検出器１１０は一部分の励起ビーム１３７からの検出光を表す励起信号１９４を生成する。公知の技術にしたがって、励起信号１９４の振幅、位相または他の特性は、既知または励起ビーム１３５のパワーに依存して決定可能な様式において変化するように設計される。これに関連して、用語「パワー」は発光を誘発するためのビーム１３５の能力をいう。例えば、ビーム１３５のパワーは、レーザーエネルギーが蛍光信号を誘発する例示的な実施例に関連してレーザーエネルギーのミルワットにおいて測定され得る。従って、励起信号１９４は、特定の時間または期間の間にビーム１３５のパワーを表す値を有する。スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２は評価について信号１９４を受け得、そして上記に記載のように必要ならば調節し得る。
【０１４３】
ビームスプリッタ１３６からの反射後、励起ビーム１３５’は、潜望鏡１３８、反射鏡１４０および反射鏡１４２のアーム末端を介して対物レンズ１４５に向かい光路に沿い続け得る。例示的な局面において、鏡１３８、１４０および１４２は、反射鏡１２４と同様の反射特性を有し得、そしていくつかの局面において反射鏡１２４と交換可能に使用され得る。図２Ａおよび２Ｂに関連して以下に詳細に記載されるように、例示的局面においてレンズ１４５は小さく、軽量なレンズであり、これはガルボ（ｇａｌｖｏ）回転１４９によって示される面に対して垂直な軸の回りの検流計によって誘導されるアームの端に位置される。１つの実施形態において、レンズ１４５は励起ビーム１３５’を焦点の最もよい面で特定化されたスポットサイズ（例えば、３．５μｍのスポットサイズを含み得る）に至るように焦点をあてた。ガルボ回転１４９は、図２においてアーチ型経路２５０（本明細書中で「走査線」とも称され得る）として説明されるように基質上で弧を描いて動く対物レンズ１４５を生じる。ここで、生物物質は代表的に合成されているかまたは保管されている。アーチ型経路２５０は、例えば、基質上を３６度の弧で動く。これらの生物物質に結合した発蛍光団は、周知の原則に従って特徴的な波長で発光ビーム１５２を発光する。用語「発蛍光団」は、一般的に光、化学、または他の型のエネルギー供給源からエネルギー移動によって蛍光を生成する分子をいう。
【０１４４】
例示的な実施例における発光ビーム１５２は、二色性ビームスプリッタ１３６に達するまで励起ビーム１３５に関して記載されるように逆の光路に従う。周知の技術および原則に従って、ビームスプリッタ１３６の特性は、ビーム１５２（またはその一部分）が反射されるよりもむしろ鏡を透過するように選択される。次いで、発光ビーム１５２は所望の光路に沿ってフィルタホイール１６０に向けられる。
【０１４５】
１つの実施形態において、フィルタホイール１６０は、発蛍光団の発光バンドの外側である発光ビーム１５２のスペクトル成分をフィルタで除くことを提供し得る。この発光バンドは、励起ビーム１３５の周波数に反応性のそれらの発蛍光団の特性発光周波数により決定される。従って、例えば、供給源１２０からの励起ビーム１３５（５３２ナノメートルの波長を有すると例示的に仮定する）は、他よりも非常に高程度に特定の発蛍光団を励起する。第１の例示的な発蛍光団（図１に示していない）の特性発光波長がビーム１３５によって励起された場合、５５１ナノメートルになると仮定され得る。本実施例における発光ビーム１５２はまた代表的に、関連技術分野の当業者に公知の分布に従って５５１ナノメートル前後の波長を含む。この結果はフィルタホイール１６０の所望のフィルタによってフィルタされた発光ビーム１５２を表わすフィルタされた発光ビーム１５４を含み得る。
【０１４６】
いくつかの局面において、フィルタホイール１６０は、各々が異なる発蛍光団からの発光スペクトルに対応する異なる波長を調整し得る複数のフィルタを備え得る。フィルタホイール１６０は、発光ビーム１５２の光路において所望のフィルタを設置するためにホイールを調整するための機構が含まれ得る。この機構はスキャナファームウェア実行可能プログラム６７２からの指示に応答し得る調整のためのモータまたは他のデバイスを含み得る。例えば、生物学的プローブアレイ実験は、いくつかのプローブアレイ上で実施され得、ここで、種々の発光スペクトルを有する複数の発蛍光団（単一または複数のレーザーによって励起され得る）が使用される。同一の励起波長を使用するが異なる発光スペクトルの性質を有する色素は、当該分野で蛍光共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）として公知であるこれらのような方法によって生成される。ここで、２つの発蛍光団は同じ分子に存在する。１つの発蛍光団の発光波長が第２の発蛍光団の発光波長と重なり、その結果第２の発蛍光団からの波長の発光は、この発光波長を使用する発蛍光団の分類の異型である。従って、励起ビームを用いることによって、明らかに異なる発光を獲得することが可能であり、その結果、異なる形態のプローブアレイが単一実験において標識され得る。
【０１４７】
本実施例において、プローブアレイは、１つの波長のフィルタを用いて走査され、次いで１つ以上のさらなる走査は、特定の発蛍光団およびフィルタペアに一致するように実行され得る。次いで、スキャナコントロールおよび分析実行可能プログラム５７２はデータを処理して、その結果、使用者は単一の画像またはデータ分析のための他の形式で表わし得る。他の局面において、複数の励起供給源１２０（１つ以上の調節可能な波長励起供給源）および例示に類似の光学経路において一致する複数の光学素子は、複数の波長で同時に走査するために使用され得る。複数の発光波長を利用するスキャナシステムの他の実施例は、米国特許出願第０９／６８３，２１６号、題「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　Ｆｏｒ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎＳｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」２００１年１２月３日出願；米国特許出願第０９／６８３，２１７号、題「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｆｏｒ　Ｐｉｘｅｌ　Ｃｌｏｃｋｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」２００１年１２月３日出願；および米国特許出願第０９／６８３，２１９号、題「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔ　ｆｏｒ　Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃａｌ　Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」２００１年１２月３日出願（これらの各々はこれによって、その全体が全ての目的のために参考として援用される）に記載される。
【０１４８】
関連技術分野における当業者に周知の技術（共焦点顕微鏡を含む）に従って、ビーム１５４は、レンズ１６５のような種々の光学素子によって焦点を合わせられ得、そして例示的なピンホール１６７、アパーチャー、または他の要素を透過する。公知の技術に従って、ピンホール１６７を、対物レンズ１４５の焦点の平面以外に焦点平面から光を反射させるように配置し（すなわち、アウト−オブ−フォーカス光）、従って生じる画像の解像度は増加する。ピンホール１６７を透過した後、焦点の平面に一致する、フィルタした発光ビーム１５４部分（フィルタされた発光ビーム１５４’として表わされる）は、所望の光路に沿い続け、そして発光検出器１１５に当たる。
【０１４９】
励起検出器１１０に類似して、発光検出器１１５は、検出された光を表す電気的信号を提供するシリコーン検出器であり得るか、あるいはこれは光ダイオード、電荷結合素子、光電子増倍管または現在利用可能であるかもしくは検出光の示す信号を提供するために将来開発され得る他の任意の検出デバイスであり得る。検出器１１５は、発光信号１９２および／または較正信号１９６（検出器１１０による励起信号１９４の生成に関して上に記した様式において、フィルタされて発光ビーム１５４’として示される）を生成する。発光信号１９２および励起信号１９４を、図５に関連して以下に記載するように、処理について、スキャナフレームワーク実行可能プログラム６７２に提供する。
【０１５０】
同一および他の局面において、１つ以上のさらなる二色性の鏡は、二色性鏡１７０として図１において示した発光ビーム１５２の光路に配置され得る。１つ以上の各々の鏡１７０は、反射するように発光ビーム１５２の特異的な波長を選択するために調節され得る。選択した波長の反射ビームを、選択した発光ビーム１７５として表１に示す。いくつかの局面において、選択した発光ビーム１７５はさらなる検出デバイスに指向され、これは選択したビーム検出デバイス１８０として示した発光検出器１１０または１１５と同じ型の検出装置であり得る。デバイス１８０はまた、上記の光学素子（例えば、フィルタホイール１６０、レンズ１６５およびピンホイール１６７）の局面に関連し得る。例えば、種々の発光スペクトルを有する複数の発蛍光団が使用される場合、生物学的プローブアレイ実験は同じプローブアレイ上で実行される。発蛍光団の各々は、異なる発光スペクトルに反射するように調節される鏡１７０の関連局面を有する異なる発光スペクトルを有し得、そしてビームスプリッタ１３６に関して以前に記載したように、全ての他のスペクトルを透過させ得る。本実施例において、各鏡１７０は関連フィルタホイール１６０、レンズ１６５およびピンホール１６７ならびに検出器１８０を備える。関連した各検出器１８０は、鏡１７０によって反射される検出スペクトルに対して特異的である発光信号１９２に類似の信号を生成する。次いで、各信号１９２は、スキャナファームウェアに送られ、そしてさらに、さらなる処理の分析プログラム実行ファイルを制御するスキャナに送られる。さらに、本実施例において、発蛍光団が励起ビームによって励起され、そして発蛍光団と関連する異なる発光スペクトルが二色性鏡１７０によって選択される場合、別の走査は、検出器１１５および関連した光学素子の単一局面を用いて、各発蛍光団について実行する必要があり得る場合とは反対に、単一の走査が実行され得る。この形状から有用性は、光退色に関する当業者によって言及される減少量を含み得る。発蛍光団が励起光に対して曝露される時間量がゼロになり得る値に減少するまで、発光強度の低減に一致するに従って、光退色は蛍光発光が特徴付けられる。さらに、複数の走査に対抗して単一の走査が実行されるので、本実施例に記載される局面は、複数の発蛍光団を用いるアレイを走査するより少ない時間を必要とし得る。
【０１５１】
スキャナ４００内の光路（例えば、励起ビーム１３５および発光ビーム１５２）を整列させるための方法としては、複数の光学障壁の使用が挙げられ得る。シャッター１３４に関してと類似の様式において、複数の光学障壁は、金属、プラスチック、または本質的に全てのレーザー光ビームをブロックし得る他の適切な材料で構成され得る。各光学障壁は、ピンホール型開口部を備え得、この開口部は、光のビームが光学障壁を完全に通過することを可能にし、そしてここで、各ピンホール型開口部は、ビーム１３５またはビーム１５２のいずれかよりもわずかに大きい。各ピンホール型開口部は、その光学障壁の既知の位置（例えば、光学障壁の中心部など）に配置されるが、このピンホール型開口部の既知の位置が、各光学障壁について同じ位置である必要はない。この方法は、スキャナ４００内の最適な所望される光路中の連続した位置に、ピンホール型開口部と関連して各光学障壁を置く工程を包含し得る。この方法の１つの実施形態において、整列させる最初の工程は、レーザー１２０に近い（あるいは、旋回ミラー（例えば、旋回ミラー１２４）に近い）固定された位置にピンホール型開口部と関連して第１の光学障壁を配置する工程を包含し得る。このピンホール型開口部は、ビームが通過するべき光路に適切に整列されるように配置される必要がある。このビームがピンホール型開口部を通過しない場合、ビームの光路の調整が必要とされ得る。調節は、レーザー１２０の照準および／もしくは位置のいずれかを調整することによって達成され得、そして／または、１つ以上の旋回ミラーに対する調整は、そのビームがピンホール開口部を通過するまで、なされ得る。この方法は、光路内の連続位置に配置される光学障壁を用いて繰り返され得、ここで、各連続位置は、全光路が整列されるまで、最後の位置よりもレーザー１２０から遠くに離される。この今記載した方法において、固定置は、各光学障壁がスキャナ４００内のいくぶん固定された剛性構造によって支持され得るように、配置され得る。さらに、光学障壁の数は、スキャナ内の光路の複雑さから必要とされる場合、変化し得る。
【０１５２】
図２Ａは、特定の非限定的な局面に従って、スキャナ光学部品１００の走査アーム部分の単純化した表示の斜視図の例を示す。アーム２００は、軸２１０の周りを弧状に移動し、これは、ガルボ（ｇａｌｖｏ）回転１４９の面に対して垂直である。位置変換器もまた、アーム２００と関連し得る。この構成の可能性のある利点は、振動アーム自体の位置がデータ収集の各瞬間に決定されるということであり得る。位置変換器からの正確な位置データは、直線性修正表の構築のために使用され得、そして較正および画像修正方法に関して以下により詳細に記載される画像修正方法のために使用され得る。種々の公知の技術のいずれかに従って、この位置変換器は、アーム２００の輻射状の位置を示す電気信号を提供する。検流計駆動型スキャナに対する特定の位置変換器の非限定的な局面は、米国特許第６，２１８，８０３号（これは、全目的のためにその全体が参考として本明細書中に援用される）に記載される。
【０１５３】
アーム２００は、代替の位置２００’および２００’’で示され、このとき、アームは、軸２１０に関して弧で走査して前後に移動する。励起ビーム１３５は、以下にさらに記載するように、アーム２００の末端の対物レンズ１４５を通して通過し、そしてプローブアレイ２４０の基板上のフィーチャー２３０においてハイブリダイズしたプローブ−標的対に含まれ得る発蛍光団を励起する。プローブアレイ２４０上の励起ビーム１３５の弓状経路を、経路２５０として例示目的のために概略的に示す。発光ビーム１５２は、上で記載したように、対物レンズ１４５を通じて通過する。この例のプローブアレイ２４０は、方向２４４に移動する移行ステージ２４２上に配置され、その結果、弓状経路２５０は、プローブアレイ２４０の面を繰り返し横切る。ステージ２４２の例は、例示目的のみのために示され、他の実施形態（例えば、以下に詳細に考察するカートリッジ輸送フレーム５０５の１つ以上の要素など）が存在することが理解される。従って明らかなように、この局面でのプローブアレイ２４０の面にわたる励起ビーム１３５の得られる適用範囲は、ビームのフットプリント、方向２４４での移動速度、および走査速度によって決定される。図２Ｂは、アーム２００の頂部平面図であり、対物レンズ１４５は、移行ステージ２４２が経路２５０の下で移動するにつれ、プローブアレイ２４０上のフィーチャー２３０を走査する。図２Ｂに示されるように、この例の弓状経路２５０は、アーム２００が方向２４４に対して平行な軸から各方向にθの放射状変位を有するような、経路である。以下の参照を簡便化するために、方向２４４に対して垂直の方向２４３もまた、図２Ｂに示す。例示目的のために、方向２４３を、これより以降の本明細書中で、「ｘ」方向と呼び、そして方向２４４を「ｙ」方向と呼び得る。
【０１５４】
この局面において、走査アームは、走査されるアレイにかかわらず、一定の弧で移動する。結果として、レンズは、アレイ上を同じ距離で横切り、従って、レンズが移動するアレイ上の場所にも、アレイ上に存在し得る蛍光物質にもかかわらず、同じピクセル数で移動する。さらに、この局面において、レンズが１回通過して開始位置に戻るのを完了するのに要する時間は、走査されるアレイにも、存在し得る蛍光物質にもかかわらず、同じ（例えば、１つの可能性のある局面において、１／５０秒）である。あるいは、いくつかの局面は、プローブアレイ２４０の大きさに依存する、弧状で移動する走査アームを供え得る。例えば、特定のプローブアレイについての弧の幅は、スキャナパラメータデータ６７７（これは、弧の大きさを規定するためにスキャナファームウェア実行装置６７２によって使用され得る）に記憶され得る。
【０１５５】
蛍光発光を検出するのに適切な、焦点の、検流計駆動の、弓状の、レーザー走査装置のさらなる詳細は、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／０６０９７（ＷＯ９９／４７９６４として公開）ならびに米国特許第６，１８５，０３０号；同第６，２０１，６３９号；および同第６，２２５，６２５号（これらの全てが、上記の参考として援用される）に提供される。
【０１５６】
プローブアレイ２４０：種々の技術および工学が、基板中もしくは支持体中、または基板上もしくは支持体上に生物学的材料の高密度アレイを合成するために使用され得る。例えば、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ　ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）アレイは、ときにＶＬＳＩＰＳＴＭ（Ｖｅｒｙ　Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）工学と称される技術に従って、合成される。ＶＬＳＩＰＳＴＭならびに他のマイクロアレイおよびポリマー（タンパク質を含む）アレイの製造方法および製造技術のいくつかの局面は、米国特許第０９／５３６，８４１号、国際公開番号ＷＯ　００／５８５１６；米国特許第５，１４３，８５４号、同第５，２４２，９７４号、同第５，２５２，７４３号、同第５，３２４，６３３号、同第５，４４５，９３４号、同第５，７４４，３０５号、同第５，３８４，２６１号、同第５，４０５，７８３号、同第５，４２４，１８６号、同第５，４５１，６８３号、同第５，４８２，８６７号、同第５，４９１，０７４号、同第５，５２７，６８１号、同第５，５５０，２１５号、同第５，５７１，６３９号、同第５，５７８，８３２号、同第５，５９３，８３９号、同第５，５９９，６９５号、同第５，６２４，７１１号、同第５，６３１，７３４号、同第５，７９５，７１６号、同第５，８３１，０７０号、同第５，８３７，８３２号、同第５，８５６，１０１号、同第５，８５８，６５９号、同第５，９３６，３２４号、同第５，９６８，７４０号、同第５，９７４，１６４号、同第５，９８１，１８５号、同第５，９８１，９５６号、同第６，０２５，６０１号、同第６，０３３，８６０号、同第６，０４０，１９３号、同第６，０９０，５５５号、同第６，１３６，２６９号、同第６，２６９，８４６号、同第６，０２２，９６３号、同第６，０８３，６９７号、同第６，２９１，１８３号、同第６，３０９，８３１号および同第６，４２８，７５２；ならびにＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／００７３０（国際公開番号ＷＯ　９９／３６７６０）およびＰＣＴ／ＵＳ０１／０４２８５（これら全てが、全ての目的のためにその全体が参考として本明細書中に援用される）に記載される。
【０１５７】
特定の実施形態において、合成技術を記載する特許としては、米国特許第６，４８６，２８７号、同第６，１４７，２０５号、同第６，２６２，２１６号、同第６，３１０，１８９号、同第５，８８９，１６５号、同第５，９５９，０９８号、および同第５，４１２，０８７（これら全てが、全ての目的のためにその全体が参考として本明細書中に援用される）が挙げられる。核酸アレイは、上記の特許の多くに記載されるが、同じ技術は、一般的に、ポリペプチドアレイまたは他の型のプローブアレイに適用され得る。
【０１５８】
概して、「アレイ」は、代表的に、合成的または生合成的のいずれかで調製され得る分子の収集物を含む。アレイ中の分子は、同一でってもよく、アレイ中の分子は複製物であってもよく、そして／またはアレイ中の分子は、互いに異なっていてもよい。アレイは、多様な形態（例えば、可溶性分子のライブラリー；樹脂ビーズ、シリカチップ、または他の固体支持体につながれた化合物のライブラリー；ならびに他の形式）が想定され得る。
【０１５９】
用語「固体支持体」、「支持体」および「基板」は、いくつかの状況において、交換可能に使用され得、そして剛性表面または半剛性表面を有する材料または材料群をいい得、これらは、多孔性または非多孔性の覆いであり得るかまたはこのような覆いを有し、そしてプローブを確保するために二次元または三次元を提供し得る。多くの実施形態において、固体支持体の少なくとも１つの表面が、実質的に平らであるが、いくつかの実施形態において、例えば、ウェル、盛り上がった領域、ピン、エッチングした溝もしくはウェル、または他の分離部材もしくは分離要素を用いて、異なる化合物に対する合成領域を物理的に分離することが望ましくあり得る。いくつかの実施形態において、固体支持体は、ビーズ、樹脂、ゲル、微粒子、または他の材料および／もしくは幾何学構成の形態をとり得る。
【０１６０】
概して、「プローブ」は、代表的に、特定の標的によって認識され得る分子である。本明細書中に使用される用語「プローブ」の正確な解釈を確実にするために、関連文献中に矛盾した慣習が存在することに注意すること。語「プローブ」は、いくつかの状況において、上記のように、基板上で合成されたかまたはスライド上に配置された生物学的材料をいうために使用せず、これらのことは、本明細書中において「標的」という。
【０１６１】
標的は、所定のプローブに対する親和性を有する分子である。標的は天然に存在する分子であっても、人工分子であってもよい。さらに、標的は、未改変状態または他の種との凝集体で使用され得る。サンプルまたは標的は、代表的に、プローブアレイ中の特定のプローブと空間的に関連するように、加工される。例えば、１つ以上のタグ化標的が、プローブアレイ上に分配され得る。
【０１６２】
標的は、共有結合的または非共有結合的に、直接または特定の結合物質を介してかのいずれかで、結合部材に結合され得る。本発明に従って使用され得る標的の例としては、抗体、細胞膜レセプター、モノクローナル抗体、および特定の抗原性決定基と反応性である抗血清（例えば、ウイルス、細胞または他の材料）、薬物、オリゴヌクレオチド、核酸、ペプチド、補因子、レクチン、糖、多糖、細胞、細胞膜、および細胞小器官が挙げられるが、これらに限定されない。標的は、ときに、当該分野において抗プローブといわれる。用語標的が本明細書中において使用される場合、意味の違いは意図されない。代表的に、「プローブ−標的対」は、２つの高分子が分子認識を介して結合し、複合体を形成する場合に、生じる。
【０１６３】
いくつかの局面において、アレイのプローブは、基板の領域を活性化する工程、次いでその基板を選択されたモノマー溶液と接触させる工程を包含する方法によって合成される、核酸分子を含む。用語「モノマー」は、一般的に、一緒になってオリゴマーまたはポリマーを形成し得る分子セットの任意のメンバーをいう。本発明において有用なモノマーのセットとしては、例えば、（ポリ）ペプチド合成物のセット、Ｌ−アミノ酸のセット、Ｄ−アミノ酸のセット、または合成アミノ酸のセットが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書中に使用される場合、「モノマー」は、オリゴマーの合成のための基礎セットの任意のメンバーをいう。例えば、Ｌ−アミノ酸のダイマーは、ポリペプチドの合成について４００個の「モノマー」の基礎セットを形成する。モノマーの異なる基礎セットが、ポリマー合成において連続工程で使用され得る。用語「モノマー」はまた、異なる化学サブユニットと合わされて、いずれかのサブユニット単独よりも大きな化合物を形成し得る、化学サブユニットをいう。さらに、用語「バイオポリマー」および「生物学的ポリマー」は、一般的に、生物学的部分または化学部分の反復単位をいう。代表的なバイオポリマーとしては、核酸、オリゴヌクレオチド、アミノ酸、タンパク質、ペプチド、ホルモン、多糖、脂質、糖脂質、リポ多糖類、リン脂質、上記のものの合成アナログ（逆転ヌクレオチド、ペプチド核酸、Ｍｅｔａ−ＤＮＡ、および上記のものの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない）が挙げられるが、これらに限定されない。「バイオポリマー合成」は、バイオポリマーの有機および無機の両方の合成を含むことが意図される。用語「バイオポリマー」に関連するのは、用語「バイオモノマー」であり、この「バイオモノマー」は、一般的に、バイオポリマーの単一単位、またはバイオポリマーの一部ではない単一単位をいう。従って、例えば、ヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドバイオポリマー内のバイオモノマーであり、そしてアミノ酸は、タンパク質バイオポリマーまたはペプチドバイオポリマー内のバイオモノマーであり；例えば、アビジン、ビオチン、抗体、抗体フラグメントなどもまた、バイオモノマーである。
【０１６４】
本明細書中に使用される場合、核酸は、ピリミジン塩基および／またはプリン塩基（好ましくは、それぞれ、シトシン、チミンおよびウラシル、ならびにアデニンおよびグアニン）を含む、ヌクレオシドまたはヌクレオチドの任意のポリマーまたはオリゴマー（ポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチド）を含み得る。「オリゴヌクレオチド」または「ポリヌクレオチド」は、少なくとも２ヌクレオチド長、好ましくは少なくとも８ヌクレオチド長、そしてより好ましくは少なくとも２０ヌクレオチド長の範囲の核酸であるか、またはポリヌクレオチドに特異的にハイブリダイズする化合物である。本発明のポリヌクレオチドとしては、天然の供給源から単離され得るか、組換え産生され得るか、または人工的に合成され得る、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）またはリボ核酸（ＲＮＡ）の連続、およびこれらの模倣物が挙げられる。本発明に従うポリヌクレオチドのさらなる例は、Ｎｉｅｌｓｅｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ　２５４：１４９７−１５００（１９９１）；Ｎｉｅｌｓｅｎ，Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，１０：７１−７５（１９９９）（これらの両方が、本明細書中に参考として本明細書中に援用される）に記載されるように、構成塩基がホスホジエステル連結ではなくペプチド結合によって結合されたペプチド核酸（ＰＮＡ）であり得る。本発明はまた、非従来的な塩基対形成（例えば、特定のｔＲＮＡ分子中で同定され、そして三重ヘリックスで存在することが想定されるＨｏｏｇｓｔｅｅｎ塩基対形成）が存在する状況も含む。「ポリヌクレオチド」および「オリゴヌクレオチド」は、本出願において交換可能に使用され得る。
【０１６５】
さらに、本発明に従う核酸は、ピリミジン塩基およびプリン塩基（好ましくは、それぞれ、シトシン（Ｃ）、チミン（Ｔ）、およびウラシル（Ｕ）、ならびにアデニン（Ａ）およびグアニン（Ｇ））の任意のポリマーまたはオリゴマーを含み得る。Ａｌｂｅｒｔ　Ｌ．Ｌｅｈｎｉｎｇｅｒ，ＰＲＩＮＣＩＰＬＥＳ　ＯＦＢＩＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ，７９３−８００頁（Ｗｏｒｔｈ　Ｐｕｂ．１９８２）を参照のこと。実際に、本発明は、任意のデオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、またはペプチド核酸成分、およびこれらの任意の化学改変体（例えば、これらの塩基のメチル化形態、ヒドロキシメチル化形態、またはグリコシル化形態）などを意図する。ポリマーまたはオリゴマーは、組成物中で異成分であっても同質であってもよく、そして天然に存在する供給源から単離されても、人工的または合成的に生成されてもよい。さらに、核酸は、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）もしくはリボ核酸（ＲＮＡ）、またはこれらの混合物であり得、そして永久的または一過性に、単鎖形態または二本鎖形態（ホモ二重鎖、ヘテロ二重鎖、およびハイブリッド状態を含む）で存在し得る。
【０１６６】
記載したように、核酸ライブラリーまたは核酸アレイは、代表的に、種々の異なる形式で合成的または生合成的のいずれかで調製され得る、核酸の意図的に作製される収集物（例えば、可溶性分子のライブラリー；および樹脂ビーズ、シリカチップ、または他の固体基板につながれたオリゴヌクレオチドのライブラリー）である。さらに、用語「アレイ」は、本質的に任意の長さ（例えば、１〜約１０００ヌクレオチドモノマーの長さ）の核酸を基板上にスポットすることによって調製され得る核酸のライブラリーを含むことを、意味する。用語「核酸」は、本明細書中に使用される場合、任意の長さのヌクレオチド（プリン塩基およびピリミジン塩基、または他の天然の化学的もしくは生化学的に改変された塩基、非天然のヌクレオチド塩基、あるいは誘導体化されたヌクレオチド塩基を含む、リボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチド、またはペプチド核酸（ＰＮＡ）のいずれか）のポリマー形態をいう。ポリヌクレオチドの骨格は、代表的にＲＮＡまたはＤＮＡに見出され得るような糖およびリン酸基、または改変もしくは置換された糖またはリン酸基を含み得る。ポリヌクレオチドは、改変ヌクレオチド（例えば、メチル化ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログ）を含み得る。ヌクレオチドの配列は、非ヌクレオチド成分によって中断され得る。従って、用語ヌクレオシド、ヌクレオチド、デオキシヌクレオシド、およびデオキシヌクレオチドは、一般的に、本明細書中に記載されるようなアナログを含む。これらのアナログは、核酸配列もしくはオリゴヌクレオチド配列に組み込まれた場合に、溶液中で天然に存在する核酸配列とのハイブリダイゼーションを可能にするような、天然に存在するヌクレオシドまたはヌクレオチドと共通するいくつかの構造的特徴を有する分子である。代表的に、これらのアナログは、塩基部分、リボース部分、またはホスホジエステル部分を置換および／または改変することによって、天然に存在するヌクレオシドおよびヌクレオチドから誘導される。この変更は、テーラーメイドであり、ハイブリッド形成を安定化もしくは脱安定化させ得るか、または所望される相補的核酸配列とのハイブリダイゼーションの特異性を増強し得る。本発明において有用である核酸アレイとしては、Ｓａｎｔａ　Ｃｌａｒａ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．から登録商標「ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）」として市販されるものが挙げられる。例示のアレイは、ウエブサイトａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ．ｃｏｍ上で示されている。
【０１６７】
いくつかの実施形態において、プローブは、表面に固定化され得る。本発明に従って調べられ得るプローブの例としては、細胞膜レセプターのアゴニストおよびアンタゴニスト、毒素および毒物、ウイルスエピトープ、ホルモン（例えば、オピオイドペプチド、ステロイドなど）、ホルモンレセプター、ペプチド、酵素、酵素基質、補因子、薬物、レクチン、糖、オリゴヌクレオチド、核酸、オリゴ糖、タンパク質、およびモノクローナル抗体が挙げられるが、これらに限定されない。非限定的な例として、プローブは、１つ以上の型の化学結合（通常、相補的塩基対形成（通常、水素結合形成を介して）を介して）を介して、相補的配列の標的核酸に結合し得る核酸（例えば、オリゴヌクレオチド）をいい得る。プローブとしては、天然の塩基（すなわち、Ａ、Ｇ、Ｕ、Ｃ、またはＴ）または改変塩基（７−デアザグアノシン、イノシンなど）が挙げられ得る。さらに、プローブ中の塩基は、結合がハイブリダイゼーションを妨害しない限り、ホルホジエステル結合以外の連結によって結合され得る。従って、プローブは、ペプチド核酸であり得、このペプチド核酸において、構成塩基は、ホルホジエステル結合ではなくペプチド結合によって結合される。プローブの他の例としては、ペプチドもしくは他の分子、またはその結合パートナーを検出するための任意のリガンドを検出するために使用される抗体が挙げられる。他の生物学的材料のプローブ（非限定的な例として、例えば、ペプチドまたは多糖）もまた、形成され得る。可能性のある局面に関するさらなる詳細は、米国特許第６，１５６，５０１号（この文献は、全ての目的のためにその全体が本明細書中に参考として援用される）を参照のこと。核酸として標的またはプローブを言及する場合、本発明をいかなる様式にも限定するような例示的な実施形態は存在しないことを、理解するべきである。
【０１６８】
さらに、混乱を回避するために、用語「プローブ」は、本明細書中において広く使用され、例えば、ＶＬＳＩＰＳＴＭ技術に従って合成されたもの；スポットアレイを作製するように配置された生物学的材料；および他の現在の技術または将来の技術に従ってアレイを形成するために合成、配置、または位置付けられる材料などをいう。従って、これらの技術に従って形成されたマイクロアレイは、本明細書の以後、一般的にかつ総称的に、簡便化のために「プローブアレイ」と称し得る。さらに、用語「プローブ」は、アレイ形式で固定されたプローブに限定されない。むしろ、本明細書中に記載される機能および方法はまた、他の同目的のアッセイデバイスに対して使用され得る。例えば、これらの機能および方法は、ビーズ、光ファイバー、または他の基材もしくは媒体の上またはこれらの中に固定されたプローブを同定するプローブセット識別子に関して適用され得る。
【０１６９】
いくつかの局面に従って、いくつかの標的はプローブにハイブリダイズし、プローブ位置に残り、一方、ハイブリダイズしていない標的は洗い流される。従って、これらのハイブリダイズした標的（そのタグまたは標識を有する）は、プローブと空間的に関連する。用語「ハイブリダイゼーション」は、２つの１本鎖ポリヌクレオチドが非共有結合的に結合して、安定な二本鎖ポリヌクレオチドを形成するプロセスをいう。用語「ハイブリダイゼーション」はまた、理論上可能である三重鎖ハイブリダイゼーションもいい得る。生じる（通常）二本鎖ポリヌクレオチドは、「ハイブリッド」である。安定なハイブリッドを形成するポリヌクレオチド集団の割合は、本明細書中において「ハイブリダイゼーションの程度」といわれる。ハイブリダイゼーションプローブは、通常、塩基特異的様式で核酸の相補鎖に結合し得る核酸（例えば、オリゴヌクレオチド）である。このようなプローブとしては、Ｎｉｅｌｓｅｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ　２５４：１４９７−１５００（１９９１）またはＮｉｅｌｓｅｎ　Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．，１０：７１−７５（１９９９）（これらの両方が、本明細書によって本明細書中に参考として援用される）に記載されるように、ペプチド核酸、ならびに他の核酸アナログおよび核酸模倣物が挙げられる。ハイブリダイズしたプローブおよび標的は、ときに、プローブ−標的対と称され得る。これらの対の検出は、種々の目的（例えば、標的核酸が特定の参照配列に同一または異なるヌクレオチド配列を有するか否かを決定するため）に貢献し得る。例えば、上で参照され、そして援用された、米国特許第５，８３７，８３２号を参照のこと。他の用途としては、遺伝子発現モニタリングおよび評価（例えば、Ｆｏｄｏｒら、米国特許第５，８００，９９２号；Ｌｏｃｋｈａｒｔら、米国特許第６，０４０，１３８号；およびＢａｌａｂａｎら、国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／１５１５１（ＷＯ９９／０５３２３として公開）、遺伝子型決定（ｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇ）（Ｄａｌｅら、米国特許第５，８５６，０９２号）、または他の核酸検出が挙げられる。’９９２特許、’１３８特許、および’０９２特許、および公開ＷＯ９９／０５３２３は、参考として本明細書中にその全体が全目的のために援用される。
【０１７０】
本発明はまた、特定の実施形態において、プローブと標的との間のハイブリダイゼーションのシグナル検出も意図する。上記に援用される米国特許第５，１４３，８５４号、同第５，５７８，８３２号；同第５，６３１，７３４号；同第５，９３６，３２４号；同第５，９８１，９５６号；同第６，０２５，６０１号、ならびに米国特許第５，８３４，７５８号、同第６，１４１，０９６号；同第６，１８５，０３０号；同第６，２０１，６３９号；同第６，２１８，８０３号；および同第６，２２５，６２５、米国特許出願６０／３６４，７３１、およびＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ９９／０６０９７（ＷＯ９９／４７９６４として公開）（これらは各々、本明細書によって参考としてその全体が全目的のために援用される）を参照のこと。
【０１７１】
マスクを用いてプローブアレイを効率的に合成するためのシステムおよび方法は、米国特許出願０９／８２４，９３１（２００１年４月３日出願）（これは、本明細書によって参考として本明細書中にその全体が全目的のために援用される）に記載される。迅速かつフレキシブルなマイクロアレイ製造およびオンライン注文システムについてのシステムおよび方法は、米国特許出願１０／０６５，８６８（２００２年１１月２６日出願）（これは、本明細書によって参考として本明細書中にその全体が全目的のために援用される）に記載される。マスクを用ない光学フォトリソグラフィーについてのシステムおよび方法は、米国特許第６，２７１，９５７号および米国特許出願０９／６８３，３７４（２００１年１２月１９日出願）（これらの両方は、本明細書によって参考として本明細書中にその全体が全目的のために援用される）に記載される。
【０１７２】
記載されるように、種々の技術は、基板または支持体上にプローブを沈着するために存在する。例えば、代表的に顕微鏡用のスライド上に「スポットされたアレイ」が、市販されている。これらのアレイは、潜在的に種々の組成物および濃度の生物学的材料を含む、液体スポットからなる。例えば、このアレイ上のスポットは、水中に２、３本の短いオリゴヌクレオチド鎖を含み得るか、またはこのスポットは、高濃度の長い鎖の複合タンパク質を含み得る。Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）４１７ＴＭＡｒｒａｙｅｒおよびＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）４２７ＴＭＡｒｒａｙｅｒは、これらの技術に従って、顕微鏡用スライド上に、高密度でパックされた生物学的材料のアレイを沈着するデバイスである。これらのスポットアレイヤーおよび他のスポットアレイヤーの局面は、米国特許第６，０４０，１９３号および同第６，１３６，２６９号、ならびにＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９９／００７３０（国際公開番号ＷＯ９９／３６７６０）（このＰＣＴ出願は、上記の米国特許および米国特許出願第０９／６８３，２９８を取り込んでいる）（全ての目的のために本明細書中で参考として援用されている）に記載されている。スポットされたアレイを製造するための他の技術がまた、存在する。例えば、Ｗｉｎｋｌｅｒの米国特許第６，０４０，１９３号は、滴を沈着させて、スポットされたアレイを製造するプロセスに関する。上記米国特許第６，０４０，１９３号、およびＷｉｎｋｌｅｒらの米国特許第５，８８５，８３７号もまた、基板上のマイクロチャネルもしくはマイクログルーブまたは基板上に配置されたブロックを使用した、生物学的材料のアレイの合成を記載している。これらの特許は、基板の反応性領域を互いに不活性な領域により分離し、そしてこの反応性領域上にスポットすることを記載している。上記の米国特許第６，０４０，１９３号および同第第５，８８５，８３７号は、本明細書中でそれらの全体が参考として援用されている。別の技術は、生物学的材料の射出ジェットに基づいて、スポットされたアレイを形成する。射出技術の他の局面は、生物学的材料を推進するために、シリンジまたは圧電性電気ポンプのようなデバイスを使用し得る。上記のことは、生物学的材料を合成するため、生物学的材料を基板上または基板内に沈着または配置するための、非制限的な技術の例であることが、理解される。例えば、平面アレイの表面は、上記のいくつかの局面において所望されるが、プローブアレイは、実質的に任意の形状の表面上または三次元空間内、あるいはさらに複数の形状および／または表面上で製造され得る。アレイは、合成されたプローブ、またはビーズ、ファイバー（例えば、光ファイバー）、ガラス、シリコン、シリカまたは任意の他の適切な基板上に沈着されたプローブを含み得る（上で言及されかつ援用されている米国特許第５，８００，９９２号、ならびに米国特許第５，７７０，３５８号、同第５，７８９，１６２号、同第５，７０８，１５３号、および同第６，３６１，９４７号（これらの全ては、全ての目的のために本明細書中で参考として援用されている）を参照のこと）。アレイは、全ての包括的なデバイの診断または他の操作を可能にするような様式でパックされ得る（例えば、米国特許第５，８５６，１７４号および同第５，９２２，５９１号（全ての目的のために本明細書中で参考として援用されている）を参照のこと）。
【０１７３】
プローブはまた、標的中に存在するｍＲＮＡ転写の存在または非存在を検出することによって、対応する遺伝子またはＥＳＴの発現を検出し得る。次に、いくつかの局面において、この検出は、この標的中にｍＲＮＡに由来するｃＤＮＡ由来の標識ｃＲＮＡを検出することによって達成され得る。
【０１７４】
用語「ｍＲＮＡ」および「ｍＲＮＡ転写物」としては、本明細書中で使用される場合、プレｍＲＮＡ転写物、転写処理中間体、遺伝子の翻訳および転写の準備ができた成熟ｍＲＮＡ、またはｍＲＮＡ転写物由来の核酸が挙げられるが、これらに限定されない。従って、ｍＲＮＡ由来のサンプルとしては、遺伝子のｍＲＮＡ転写物、ｍＲＮＡから逆転写されたｃＤＮＡ、ｃＤＮＡから転写されたｃＲＮＡ、遺伝子から増幅されたＤＮＡ、増幅されたＤＮＡから転写されたＲＮＡなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１７５】
一般的に、しばしばプローブセットとして言及される一群のプローブは、転写物の特定の領域中にサブ配列を含み、そして完全な遺伝子配列に対応しない。プローブの設計および使用に関するさらなる詳細は、以下で提供されている：２００１年１月２４日に出願されたＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ０１／０２３１６（上記で援用されている）；ならびに米国特許第６，１８８，７８３号、２０００年１１月２１日に出願された米国特許出願番号０９／７２１，０４２、２０００年１１月２１日に出願された米国特許出願番号０９／７１８，２９５、２０００年１２月２１日に出願された米国特許出願番号０９／７４５，９６５、および２００１年１月１６日に出願された米国特許出願番号０９／７６４，３２４（この特許および特許出願の全ては、全ての目的のために本明細書中でその全体が参考として援用されている）。
【０１７６】
（ＬＩＭＳサーバ３２０）図３および４は、ネットワークを介したワークステーションコンピュータに接続されたサーバコンピュータの代表的な構造を示す。便宜のために、このサーバコンピュータは、本明細書中でＬＩＭＳサーバ３２０として言及されるが、このコンピュータは、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＬＩＭＳ、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＡＩＭＳ、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧＤＡＣ、およびＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＬＩＭＳ−ＳＤＫソフトウェアアプリケーションに関して、以下に詳述される機能に加えて、種々の機能を実行し得る。さらに、いくつかの局面において、ＬＩＭＳサーバ３２０に基づく任意の機能は、１つ以上の他のコンピュータによって実行され得、そして／またはこの機能は、一群のコンピュータと並行して実行される。ネットワーク３２５は、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、別のネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【０１７７】
ＬＩＭＳサーバ３２０の例示的な実施形態は、図４においてさらに詳細に示される。代表的に、ＬＩＭＳサーバ３２０は、複数のワークステーションまたはネットワークに関する他のコンピュータプラットホームに役立つように設計された、ネットワークサーバクラスである。しかし、サーバ３２０は、種々のタイプの汎用コンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、メインフレームコンピュータ、または現在もしくは将来に開発される他のコンピュータプラットホーム）のうちのいずれかであり得る。サーバ３２０は、代表的に、プロセッサ４０５、オペレーティングシステム４１０、システムメモリ４２０、メモリ記憶デバイス４２５、および出入力コントローラ４３０のような公知の構成要素を含む。サーバ３２０の構成要素の多くの可能な構造が存在すること、ならびにキャッシュメモリ、データバックアップユニット、および多くの他のデバイスのような、代表的に含まれ得るいくつかの構成要素は示されないことが、当業者に理解される。同様に、多くのハードウェアおよび関連するソフトウェアまたはファームウェア構成要素（これらの構成要素は、ネットワークサーバ中で実行され得る）は、図４に示されない。例えば、データおよびアプリケーション、無停電電力系統、ＬＡＮスイッチ、ウェブサーバルーティングソフトウェア、および多くの他の構成要素を保護するための１つ以上のファームウェアを実行するための構成要素は、示していない。当業者は、これらの構成要素および他の従来の構成要素が、どのように実行され得るかを容易に理解する。
【０１７８】
プロセッサ４０５は、複数のプロセッサ（例えば、複数のＩｎｔｅｌ　Ｘｅｏｎ（登録商標）７００ＭＨｚプロセッサ）を備え得る。さらなる例として、プロセッサ４０５は、１つ以上の種々の他の市販のプロセッサ（例えば、ＩｎｔｅｌのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｓｕｎ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓにより製造されたＳＰＡＲＣ（登録商標）プロセッサ、または利用可能かもしくは利用可能となり得る他のプロセッサ）を備え得る。プロセッサ４０５は、オペレーティングシステム４１０を実行し、このシステム４１０としては、例えば、以下が挙げられる：Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）タイプのオペレーティングシステム（例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）２０００（ＳＰ１）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）　ＮＴ４．０（ＳＰ６ａ））；Ｓｕｎ　ＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓからのＳｏｌａｒｉｓオペレーティングシステム；ＣｏｍｐａｑからのＴｒｕ６４　Ｕｎｉｘ（登録商標）；多くの製造業者から市販されている他のＵｎｉｘ（登録商標）またはＬｉｎｕｘタイプのオペレーティングシステム；別のもしくは将来のオペレーティングシステム；またはそれらのいくつかの組み合わせ。オペレーティングシステム４１０は、ファームウェア（例えば、スキャナファームウェア５１０）および周知の様式のハードウェアとインターフェースで接続する。オペレーティングシステム４１０はまた、プロセッサ４０５が、種々のプログラム言語で入力され得る種々のコンピュータプログラムの機能と調和し、そして実行するのを容易にする。オペレーティングシステム４１０は、代表的にプロセッサ４０５と協働して、サーバ３２０の他の構成要素の機能を調和させ、そして実行する。オペレーティングシステム４１０はまた、全て、公知の技術に従って、スケジューリング、入出力制御、ファイルおよびデータ管理、メモリ管理、ならびにコミュニケーション制御および関連するサービスを提供する。
【０１７９】
システムメモリ４２０は、種々の公知のメモリ記憶デバイスまたは将来のメモリ記憶デバイスのうちのいずれかであり得る。例としては、任意の市販のランダムアクセス記憶装置（ＲＡＭ）、磁気媒体（例えば、レジデントハードディスクまたはテープ）、光学媒体（例えば、読み書きコンパクトディクス）または他のメモリ記憶デバイスが挙げられる。メモリ記憶デバイス４２５は、種々の公知のデバイスまたは将来のデバイスのうちのいずれかであり、このデバイスとしては、コンパクトディスクドライブ、テープドライブ、リバーシブルハードディスクドライブ、またはディスケットドライブが挙げられる。このようなタイプのメモリ記憶デバイス４２５は、代表的に、プログラム記憶媒体（示さず）（例えば、それぞれ、コンパクトディスク、磁気テープ、リバーシブルハードディスク、またはフロッピー（登録商標）ディスク）から読み書きする。これらのプログラム記憶媒体（すなわち、現在使用されているプログラム記憶媒体または将来開発され得るプログラム記憶媒体）のうちのいずれも、コンピュータプログラム製品とみなされる。理解されるように、これらのプログラム記憶媒体は、代表的に、コンピュータソフトウェアプログラムおよび／またはデータを記憶する。コンピュータソフトウェアプログラムはまた、コンピュータ制御論理と呼ばれ、代表的に、メモリ記録デバイス４２５と接続して使用されるシステムメモリ４２０および／またはプログラム記憶デバイス中に記憶されている。
【０１８０】
いくつかの実施形態において、このコンピュータ中に記憶される制御論理（例えば、コンピュータソフトウェアプログラム（プログラムコードを含む））を有する、コンピュータにより利用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品が、記載される。この制御論理は、プロセッサ４０５により実行された場合、プロセッサ４０５により、本明細書中に記載される機能を実行させる。他の実施形態において、いくつかの機能が、例えば、ハードウェアステートマシンを使用するハードウェアにおいてまず実行される。本明細書に記載される機能を実行するための、ハードウェアステートマシンの実行は、当業者にとって明らかである。
【０１８１】
入出力コントローラ４３０は、使用者からの情報を、ヒトまたは機械のいずれか、ローカルまたはリモートのいずれかで受容しそして処理するための、種々の公知のデバイスのうちのいずれかを含み得る。このようなデバイスとしては、例えば、モデムカード、ネットワークインターフェースカード、サウンドカード、または種々の公知の入出力デバイスの他のタイプのコントローラが挙げられる。例示される実施形態において、サーバ３２０の機能的な構成要素は、システムバス４０４を介して互いにコミュニケートする。これらのコミュニケーションのいくつかは、ネットワーク又は他のタイプのリモートコミュニケーションを使用する代替の実施形態において達成され得る。
【０１８２】
当業者に明らかであるように、ＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０、ならびにＬＩＭＳサーバ４９２およびＬＩＭＳ　ＡＰＩ’ｓ　４９４（以下に記載される）を備えるＬＩＭＳ　Ｏｂｊｅｃｔ４９０は、ソフトウェアにおいて実行される場合、入力デバイス４０２のうちの１つを介して、システムメモリ４２０および／またはメモリ記憶デバイス４２５にロードされ得る。システムメモリ４２０にロードされた場合のＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０は、ＬＩＭＳサーバアプリケーション実行プログラム４８０Ａとして図１２に示される。同様に、オブジェクト４９０は、このオブジェクトがシステムメモリ４２０にロードされた後に、ＬＩＭＳサーバ実行プログラム４９２ＡおよびＬＩＭＳ　ＡＰＩオブジェクトタイプライブラリー４９４Ａとして示される。これらのロードされた構成要素の全てまたは一部はまた、読取り専用メモリ、またはメモリ記憶デバイス４２５の類似のデバイス中に存在し、このようなデバイスは、この構成要素が、入力デバイス４０２を介してまずロードされることを必要としない。このロードされた構成要素のうちのいずれか、またはそれらの一部が、実行に有利なように、システムメモリ４２０もしくはキャッシュメモリ（示さず）またはその両方に、公知の様式でプロセッサ４０５によってロードされることが、当業者によって理解される。
【０１８３】
（ＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０）アプリケーション４８０の例示的な局面の操作に関する詳細が、米国特許出願番号０９／６８２，０９８および１０／２１９，８８２；および代理人ドケット番号３３４８．７（表題「Ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｔｉｃ　Ａｃｃｅｓｓ　ｔｏ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｂｅ　Ａｒｒａｙ　Ｄａｔａ」（２００３年２月１９日出願））（これらの各々は、全ての目的のために、その全体が参考として援用されている）。この特許出願に記載されている特定のＬＩＭＳの実行が、例示のためだけであり、そして多くの他の実行が、ＬＩＭＳオブジェクト４９０および本実施形態または代替の実施形態の他の局面で使用され得ることが理解される。
【０１８４】
アプリケーション４８０、および本明細書において言及される他のソフトウェアアプリケーションは、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋または種々の他のプログラム言語のうちのいずれかを使用して実行され得る。例えば、アプリケーションはまた、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｃ＋＋、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、任意の他の高レベルもしくは低レベルプログラム言語、またはそれらの任意の組み合わせで書き込まれ得る。記載されるように、特定の局面が、特定の非制限的なアプリケーション４８０の局面に関して、本明細書中において例示され得、アプリケーション４８０の１つの局面は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＬＩＭＳである。完全なデータベース機能は、データストリーミングソリューションおよび単一のインフラストラクチャーを提供して、プローブアレイ実験からの情報を管理することを意図する。アプリケーション４８０は、データベース記憶および情報検索システムの機能を提供し、これにより、全てのシステムデータにアクセスし、そしてそのデータを操作する。データベースサーバは、エンドユーザのために、自動化されかつ統合されたデータ管理環境を提供する。全てのプロセスデータ、生データ、および導出データは、データベースの構成要素として記憶され得、ファイルベースの記憶メカニズムに代わりを提供する。データベースバックエンドはまた、需要者の全情報システムインフラストラクチャーに、アプリケーション４８０の統合を提供し得る。データは、代表的に、標準的なインターフェースを介してアクセス可能であり、そして追跡され、問合わされ、達成され、搬出され、移入され、そして管理され得る。
【０１８５】
例示される局面のアプリケーション４８０は、遺伝子アッセイについて追跡するプロセスを支持し；合成されたプローブアレイ、スポットされたプローブアレイおよびデータベーススキーマ標準（例えば、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ　ＡＡＤＭ標準）を代表的に表示するこれらのタイプのプローブアレイまたは他のタイプのプローブアレイを管理するために、増強された管理機能を加え；完全なＯｒａｃｌｅ（登録商標）データベース管理ソフトウェアまたはＳＱＬサーバソリューションを提供し；遺伝子型および配列データを表示することを支持し；そしてＬＩＭＳシステムのための高レベルのセキュリティーを提供する。
【０１８６】
特に、例示される例のアプリケーション４８０は、以下を可能にするプロセスを提供する：サンプルの定義、実験の設定、ハイブリダイゼーション、スキャニング、グリッドアライメント、細胞強度の分析、プローブアレイ分析、パブリッシング、ならびに実験設計および局面に関する種々の他の機能。アプリケーション４８０は、再問い合わせプロセスを介したサンプルの定義ごとの複数の実験、単回の実験につての複数のハイブリダイゼーションおよびスキャン操作、データの再分析、１を越えるデータベースに対する表示を支持する。ＯｒａｃｌｅまたはＳＱＬサーバデータベース管理システムのいずれかを例示の実施形態において実行し得るプロセスデータベースは、代表的にプロセスデータベースに対するＣＯＭコミュニケーションによって支持される。
【０１８７】
遺伝子情報データベースはまた、プローブアレイにおける生物学的項目についての染色体情報およびプローブ配列情報ならびに関連する情報を保存するために提供され得る。注目される別の情報は、代表的に、第三者のアクセスおよびソフトウェアインターフェースの開発を可能にするために公開されるデータベーススキームに従うデータの公開である。例えば、ＡＡＤＭデータベーススキームは、ＯｒａｃｌｅまたはＳＱＬのいずれかのサーバデータベース管理システムの支持により、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）データの公開を提供する。他の構造の中で、遺伝子型データの支持を提供するテーブルがＡＡＤＭの局面において提供される。
【０１８８】
特定の局面において、ＬＩＭＳセキュリティーデータベースは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）　ＮＴユーザ承認セキュリティーと統合されたロールに依存するセキュリティーレベルを実行する。このセキュリティーデータベースは、ロール定義、ロール内での機能的なアクセス、それらのロールに対するＮＴグループおよびユーザの割り当てを支持する。ロールは、アレイデータを探索する共通のセットのアクセス権を有するユーザの集合である。例示的な局面において、ロールは、サーバ／データベースごとに規定され得、そしてロールメンバーは、複数のロールのメンバーであり得る。このソフトウェアは、ロールの機能または他の変数としてこのような権利を管理する予め決定された法則に基づき、ユーザのアクセス権を決定する。機能は、全てのロールに共通する予め決定された動作（ａｃｔｉｏｎ）である。各ロールは、実行され得る機能および実行され得ない機能により規定される。機能は、動作の型を明確に表現し、そのロールのメンバーが実施され得る。新たに生成されたロールにより支持される機能として、処理データの読み出し、処理データの削除、処理データの更新、処理データの保管、処理データの推定所有権、処理データのインポート、処理データのエクスポート、ＡＡＤＭデータの削除、ＡＡＤＭデータベースの生成、およびロールの維持が挙げられるがこれらに限定されない。新規ユーザがロールに加えられる場合、彼らは、代表的に彼らのデータのアクセス特権および同一ロール内の他のユーザデータの読み出しのみのアクセス特権を有する。全ての非ロールメンバーは、ロールメンバーのデータに対する全てのアクセス特権を否定される。例示の局面のアプリケーション４８０がインストールされる場合、少なくとも２つのロール、すなわち管理ユーザおよびシステムユーザが生成される。このシステムソフトウェアのインストール者は、ユーザとして管理ロールに加えられ、そして選択されたウィンドウズ（登録商標）ＮＴグループは、ユーザとしてシステムユーザロールに加えられる。
【０１８９】
いくつかの局面に従って、スタンドアローンアプリケーションが提供され得、使用可能なユーザ管理能力が与えられる。これらの能力として、以下：ＡＡＤＭデータベースの生成、発行データの削除、処理データの削除、処理データの所有権の獲得、処理データの保管および保管解除（ｄｅａｒｃｈｉｖｅ）、データのエクスポート、データのインポート、ロールの管理、フィルタに基づく検索、発現分析パラメータセットの管理、ならびにサンプルおよび実験の帰属テンプレートの管理が挙げられるがこれらに限定されない。さらなる詳細は、上記で参考として援用される、米国特許第０９／６８２，０９８に提供される。
【０１９０】
（ＬＩＭＳオブジェクト４９０）
例示的な局面において、ＬＩＭＳオブジェクト４９０は、プログラマーインターフェースをＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０に方向付けるオブジェクトである。例示的な局面において、ＬＩＭＳオブジェクト４９０は、多くのアプリケーションプログラマーインターフェース（ＡＰＩ）（一般的にそして集合的に、ＬＩＭＳ　ＡＰＩ’ｓ　４９４と示される）および多くのＬＩＭＳサーバ（一般的にそして集合的に、ＬＩＭＳサーバ４９２と示される）を含む。ＬＩＭＳサーバ４９２は、アウトオブプロセスエグゼクタブル（ｏｕｔ　ｏｆ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｅｘｅｃｕｔａｂｌｅ）（「ｅｘｅ」）として配布され得、そしてＬＩＭＳ　ＡＰＩ’ｓ　４９４は、オブジェクト型ライブラリー（「ｔｌｂ」）として配布され得る。当業者は、種々の他の配布スキームおよび配列が他の局面において可能であることを認識している。
【０１９１】
ＬＩＭＳオブジェクト４９０は、代表的に、ひとつの組織に統合されるかまたはＬＩＭＳ（例えば、ＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０）を有するサードパーティー製ソフトウェアシステムに統合されることを望むアプリケーション開発者（図４においてアプリケーション開発者４００として示される）により使用され得る。例えば、アプリケーション開発者４００は、プローブアレイ（任意の型のプローブアレイ（例えば、ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）プローブアレイまたはスポットアレイ）を含み得る）（図２および図４においてプローブアレイ２４０として例示的に示される）において実施される実験に関連するデータを管理するためにＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０を用いる企業で働いていることが、例示的に推測される。例示的な目的で、ＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０が、ラボラトリー処理スケジュール、サンプル管理、機器制御、バッチ処理、および／または種々のデータマイニング、処理、または可視化機能のような機能を提供しないという点で完全サーバーシステムでないことがさらに推測される。あるいは、アプリケーション４８０は、これらの機能のいくつかまたは全てを提供し得るが、アプリケーション開発者４００は、代替または補助的なソフトウェアアプリケーションを開発し、これらのまたは他の機能の全てもしくはいずれかの部分を実施すること、および／またはこれらの目的でサードパーティー製ソフトウェアアプリケーションを統合することを望み得る。ＬＩＭＳオブジェクト４９０は、開発者４００に、ＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０へのデータの入力およびＬＩＭＳサーバアプリケーション４８０からのデータの出力の両方をカスタマイズするツールを提供する。
【０１９２】
ＬＩＭＳオブジェクト４９０は、ＬＩＭＳ　ＡＰＩ’ｓ　４９４を含む。ＬＩＭＳ　ＣＯＭ　ＡＰＩ’ｓの特定の局面において、ＡＰＩ’ｓ　４９４は、以下のクラスを含む：オブジェクトのリストのロード、オブジェクトの読み出し、オブジェクトの更新／書き込み、オブジェクトの削除、データの処理、ＡＡＤＭ準拠データベースの作製、および分析コントローラの呼び出し。ＡＰＩ’ｓはまた、先に列挙されたクラスにより使用されるオブジェクトのために含まれる。
【０１９３】
いくつかの局面は、多くの可能性のあるデータスキームの例の１つとして、ＡＡＤＭデータベーススキームを含み得る。この特定の局面は、例示の目的で、４つのサブスキーム：チップ設計、実験設定、分析結果、およびプロトコルパラメータに分割され得る。このチップ設計サブスキームは、チップ全体の表示（名前、セルの列および欄の数、ユニットの数、ユニットの説明を含む）を含む。実験設定サブスキームは使用されるチップおよび適用された標的の情報を含む。分析結果サブスキームは、発現分析からの結果を保存する。プロトコルパラメータサブスキームは、標的調製物、実験設定、およびチップ分析に関するパラメータ情報を含む。ＡＡＤＭデータベースは、分析結果、プロトコルパラメータ、およびに実験設定について問い合わせられ得る。同様の問い合わせが、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）Ｄａｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｏｏｌソフトウェアにより可能とされる。このソフトウェアは、米国特許出願番号０９／６８３，９８０に記載されており、全ての目的のためにその全体が本明細書により参考として援用される。このＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ　Ｄａｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｏｏｌはまた、ユーザプレファレンス、保存された問い合わせ、頻繁に要求した問い合わせ、およびプローブセットのリストを保存する、Ｄａｔａ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｉｎｆｏデータベースと呼ばれる補助的なデータベースを使用する。Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ　Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ　Ｓｕｉｔｅにより使用されるＧｅｎｅ　Ｉｎｆｏデータベースは、プローブセット情報（例えば、プローブセットの説明、発現アレイにタイル張りされた配列、およびユーザにより規定された注釈）を保存する。このデータベースはまた、ユーザが内部／外部データベース（公的なものであっても個人用であってもよい）へのリンクを追加することを可能にする外部データベースのリンクリストを保存する。ＳＰＴ、または「スポット」ファイルは、ひとつに統合された画像定量化およびＣＳＶ情報の結果を含む。
【０１９４】
（コンピュータ３５０）
図３、４、および５に示されるユーザコンピュータ３５０は、スキャナ制御および分析実行可能プログラム５７２の機能のいくつかまたは全てを支持および実施するよう特に設計および設定されたコンピューティングデバイスであり得る。コンピュータ３５０または、任意の種々の型の一般的な目的のコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバ、ワークステーション、または現在開発されているかまたは今後開発される他のコンピュータプラットホーム）であり得る。コンピュータ３５０は、代表的に、公知の構成要素（例えば、プロセッサ５５５、オペレーティングシステム５６０、システムメモリ５７０、メモリ記憶デバイス５８１、および入力−出力コントローラ５７５）を含む。コンピュータ３５０の構成要素の多くの可能な配置が存在し、そして代表的に、コンピュータ３５０に含まれ得るいくつかの構成要素（例えば、キャッシュメモリ、データバックアップユニット、および多くの他のデバイス）が示されないが、関連分野の当業者に理解されている。プロセッサ５５５は、市販のプロセッサ（例えば、Ｉｎｔｅｌ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより製造されているＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）プロセッサ、Ｓｕｎ　Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓにより製造されているＳＰＡＲＣ（登録商標）プロセッサ）であり得、または入手可能であるかもしくは入手可能になり得る他のプロセッサのうちの１つであり得る。プロセッサ５５５は、オペレーティングシステム５６０を実行する。このオペレーティングシステム５６０は、例えば、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）型オペレーティングシステム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）　ＮＴ４．０（ＳＰ６ａ）；多くのベンダーから入手可能なＵｎｉｘ（登録商標）またはＬｉｎｕｘ型オペレーティングシステム；別のオペレーティングシステムまたは将来のオペレーティングシステム；あるいはそれらの組み合わせ）であり得る。オペレーティングシステム５６０は、周知の様式でファームウェアおよびハードウェアと連動しており、そしてプロセッサ５５５が種々のプログラミング言語で書き込まれ得る種々のコンピュータプログラムの機能を協働および実行することを容易にする。代表的にプロセッサ５５５と協働しているオペレーティングシステム５６０は、コンピュータ３５０の他の構成要素の機能を協働および実行する。オペレーティングシステム５６０はまた、スケジューリング、入力−出力制御、ファイルおよびデータ管理、メモリ管理、および通信制御ならびに関連サービス（全て公知の技術に従う）を提供する。
【０１９５】
システムメモリ５７０は、種々の公知のメモリ記憶デバイスまたは将来のメモリ記憶デバイスのいずれかであり得る。例として、任意の市販のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気媒体（例えば、内蔵ハードディスクまたはテープ）、光学媒体（例えば、リードアンドライトコンパクトディスク）、または他のメモリ記憶デバイスが挙げられる。メモリ記憶デバイス５８１は、種々の公知のデバイスまたは将来のデバイスのいずれかであり得、コンパクトディスクドライブ、テープドライブ、リムーバブルハードディスクドライブ、またはディスケットドライブが挙げられる。このような型のメモリ記憶デバイス５８１は、代表的に、プログラム記憶媒体（示されていない）（例えば、それぞれ、コンパクトディスク、磁気テープ、リムーバブルハードディスク、またはフロッピー（登録商標）ディスク）から読み出され、そして／またはプログラム記憶媒体に書き込まれる。任意のこれらのプログラム記憶媒体または現在使用されているかもしくは今後開発され得る他の記憶媒体が、コンピュータプログラム製品とみなされ得る。理解されているように、これらのプログラム記憶媒体は、代表的に、コンピュータソフトウェアプログラムおよび／またはデータを保存する。コンピュータソフトウェアプログラム（コンピュータ制御論理とも呼ばれる）は、代表的に、システムメモリ５７０および／またはメモリ記憶デバイス５８１と接続して使用される記憶デバイスに保存される。
【０１９６】
いくつかの実施形態において、制御論理（コンピュータソフトウェアプログラム（プログラムコードを含む））が保存された、コンピュータにより使用可能な媒体を含むコンピュータプログラム製品が記載されている。この制御論理は、プロセッサ５５５により実行される場合、プロセッサ５５５が本明細書に記載される機能を実行することを可能にする。他の実施形態において、いくつかの機能が、例えば、ハードウェアステートマシン（ｈａｒｄｗａｒｅ　ｓｔａｔｅ　ｍａｃｈｉｎｅ）を用いてハードウェアに最初に提供されている。本明細書に記載される機能を実行するためのハードウェアステートマシンの局面は、関連分野の当業者に明らかである。
【０１９７】
入力−出力コントローラ５７５は、ユーザ（人間であっても機械であっても、ローカルであってもリモートであっても）からの情報を受け入れそして処理するための任意の種々の公知のデバイスを含み得る。このようなデバイスとして、例えば、モデムカード、ネットワークインターフェースカード、サウンドカード、または任意の種々の公知の入力デバイスのための他の型のコントローラが挙げられる。入力−出力コントローラ５７５の出力コントローラとして、ユーザ（人間であっても機械であっても、ローカルであってもリモートであっても）に情報を表示するための任意の種々の公知のディスプレイデバイスのコントローラが挙げられ得る。ディスプレイデバイスの１つが視覚的な情報を提供する場合、この情報は、代表的に、論理的であり得、そして／または画素のアレイ（時々、ピクセルと呼ばれる）として物理的に組織化され得る。グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラは、コンピュータ３５０とユーザとの間の図式的な入力および出力インターフェースを提供するためおよびユーザの入力を処理するための、任意の種々の公知のソフトウェアプログラムまたは将来のソフトウェアプログラムを含み得る。例示的な実施形態において、コンピュータ３５０の機能的要素は、システムバス５９０を通じて互いに連絡している。これらの通信のいくつかは、ネットワークまたは他の型のリモート通信を用いた代替の実施形態において達成され得る。
【０１９８】
関連分野の当業者に明らかのように、実行可能プログラム５７２は、ソフトウェアにおいて提供される場合、入力デバイスの１つを通してシステムメモリ５７０および／またはメモリ記憶デバイス５８１にロードされ得る。実行可能プログラム５７２の全てまたは一部はまた、リードオンリーメモリまたはメモリ記憶デバイス５８１の類似のデバイスに存在し得、このようなデバイスは、実行可能プログラム５７２が入力デバイスを通して最初にロードされることを必要としない。実行可能プログラム５７２またはその一部は、実施のための利点として、プロセッサ５５５により、公知の様式でシステムメモリ５７０またはキャッシュメモリ（示されていない）あるいはその両方にロードされ得ることが関連分野の当業者に理解されている。
【０１９９】
（スキャナコンピュータ５１０）
スキャナ５１０は、プロセッサ６５５、オペレーティングシステム６６０、入力−出力デバイス５７５、システムメモリ６７０、メモリ記憶デバイス６８１、およびシステムバス６９０のような要素を含み得、いくつかの局面において、コンピュータ３５０において対応する要素の同一の機能を有し得る。スキャナコンピュータ５１０の他の要素として、それぞれ以下に詳細に記載されている、スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２、オートフォーカス／オートゼロ実行可能プログラム６７４、較正実行可能プログラムおよびデータ６７６、ならびにスキャナパラメータデータ６７７が挙げられ得る。
【０２００】
スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２は、多くの局面において、スキャナパラメータデータ６７７にローカルに保存されたデータまたは１つ以上のリモートソースからの１つ以上のデータファイルに隔離されて保存されたデータに少なくとも一部基づき、スキャナ４００の全ての機能の制御を可能にし得る。例えば、図５に示されるように、リモートデータソースとして、システムメモリ５７０に保存されたライブラリファイル５７４、較正データ５７６、および実験データ５７７を含むコンピュータ３５０が挙げられ得る。この例において、スキャナコンピュータ５１０へのデータの流れは、ファームウェア実行可能プログラム６７２からのデータのリクエストに応答し得るスキャナ制御および分析実行可能プログラム５７２により管理され得る。
【０２０１】
特定の局面においてスキャナコンピュータ５１０を含むことで生じ得る利点は、スキャナ４００がネットワークに基づき得ること、および／またはそうでなければ、ユーザのコンピュータ（例えば、コンピュータ３５０）が必要とされないように配置され得ることである。入力−出力コントローラ６７５は、関連分野の当業者に一般的にＴＣＰ／ＩＰネットワーク接続と呼ばれているものを含み得る。用語「ＴＣＰ／ＩＰ」は、一般的に、多くの異なるネットワークをネットワークのネットワーク（すなわち、インターネット）に接続することを可能にするプロトコルのセットをいう。スキャナコンピュータ５１０は、スキャナ機器と単一のコンピュータとの間の「ハードワイヤ」接続を含む従来の配置の代わりに、ネットワーク接続を使用して１つ以上のコンピュータ（例えば、コンピュータ３５０）に接続し得る。例えば、入力−出力コントローラ６７５のネットワーク接続は、スキャナ４００および１つ以上のコンピュータが互いに隔離されて配置されることを可能にし得る。さらに、複数のユーザ（各々が独自のコンピュータを有する）は、個々にスキャナ４００を利用し得る。いくつかの局面において、単一のコンピュータのみが一度にスキャナ４００に接続されることが望ましい。あるいは、単一のコンピュータが、複数のスキャナと相互作用し得る。この例において、全ての較正および機器に固有の情報は、スキャナコンピュータ５１０と相互作用する場合に１つ以上のコンピュータに対して利用可能にされ得るスキャナコンピュータ５１０の１つ以上の位置に保存され得る。
【０２０２】
上記のスキャナ４００のネットワークに基づく局面は、スキャナ４００が、望ましくない状況（例えば、ネットワークの接続解除、重いネットワークローディング、ネットワーク接続との電気的な干渉、または他の型の望ましくない現象）での障害を起こさずに作動することを可能にする方法を包含し得る。いくつかの局面において、スキャナ４００は、接続が完全であることを示すために、コンピュータ３５０からの周期的な信号を必要とし得る。スキャナ４００が想定される期間内にその信号を受け取らない場合、スキャナ４００は、ネットワーク接続が失われたと仮定して作動し得、転送されていたデータの保存が開始し得る。ネットワーク接続がスキャナ４００に再度獲得された場合、全ての回収されたデータおよび関連の情報が、ネットワーク接続が完全なままならば正常に転送されていたコンピュータ３５０に転送され得る。例えば、不都合な状況が起こっている間、スキャナ４００は、コンピュータ３５０へのネットワーク接続を失い得る。この方法は、スキャナ４００が、画像データの獲得および干渉のない他の動作を含めて、正常に作動することを可能にする。スキャナ４００は、少なくとも１つの完全にスキャンされた画像の獲得された画像データを、メモリ記憶デバイス６８１に保存し、データが失われていないことを保証し得る。
【０２０３】
いくつかの局面において、スキャナコンピュータ５１０はまた、スキャナ４００が、制御するワークステーションに依存しないスタンドアローン機器として設計されることを可能にし得る。スキャナコンピュータ５１０は、画像データおよび効果的なデータ転送のための複数のクライアントに対するデータサーバーとしての機能を獲得および保存し得る。例えば、スキャナ４００は、大容量の画像、較正、およびスキャナパラメータデータを保持することを可能にするハードディスクまたは他の型の大型記憶媒体を含み得る。スキャナ４００は、さらに、１つ以上のバーコード識別子をバーコード標識１５００から読むバーコードリーダー５０２を含み得る。スキャナコンピュータ５１０は、少なくとも一部、バーコード識別子に関連する１つ以上のデータファイルに基づきスキャン操作を実行し得、そして獲得された画像データをハードディスクに保存し得る。さらに、スキャナ４００は、１つ以上のリモートコンピュータが、スキャンされた画像を問い合わせおよびアップロードすることを可能にし、そしてコンピュータがスキャナデータおよび統計を問い合わせすることを可能にするインターフェースを提供するネットワークファイルシステムまたはＦＴＰサービスを提供し得る。
【０２０４】
スキャナコンピュータ５１０の操作は、種々の他のサーバまたはコンピュータ（例えば、コンピュータ３５０またはＬＩＭＳサーバ３２０）により実施され得ること、またはコンピュータ５１０がスキャナ４００に備わっていることを必要とし得ないことが、関連分野の当業者に理解される。
【０２０５】
（バーコードリーダー５０２）
図５は、コンピュータ３５０の制御下のスキャナ４００を示すスキャナコンピュータシステムの単純化された例の機能的ブロック図である。スキャナ４００の要素として、とりわけ、スキャナ４００に手動でロードされるかまたはオートローダー（ａｕｔｏ−ｌｏａｄｅｒ）４４３からロードされる場合、プローブアレイ２４０を独自に識別するバーコードを読み出しまたはスキャンし得るバーコードリーダー５０２が挙げられ得る。いくつかの局面において、バーコードリーダー５０２は、スキャナ４００内に配置され得、そしてアレイがスキャナ内にロードされる場合、プローブアレイ２４０に関連する１つ以上のバーコードを読むように配置される。代替の実施形態として、例えば、ユーザが種々のバーコードを手動でスキャンするために使用し得るポータブルバージョンおよび／または手持ち（ｈａｎｄ−ｈｅｌｄ）バージョンを含み得るバーコードリーダー５０２の外部配置が挙げられ得る。１つ以上のバーコードの各々は、１つ以上のバーコード識別子を含み得る。リーダー５０２により読まれるバーコード識別子の各々は、スキャナファームウェア６７２および／またはスキャナ制御および分析実行可能プログラム５７２により使用され得、その特定の局面は、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＭｉｃｒｏＡｒｒａｙ　ＳｕｉｔｅソフトウェアまたはＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍを参照して本明細書中で説明される。バーコード識別子は、スキャナパラメータデータ６７７、実験者により生成される実験データ５７７、および／または１つ以上のライブラリファイル５７４あるいは他のデータにプローブアレイ２４０を相関させるために使用され得る。ライブラリファイル５７４は、特定の局面において、プローブアレイのタイプ、ロット、有効期限、およびスキャンパラメータ（プローブアレイのサイズ、機能サイズ、クロムボーダーディメンジョン、１つ以上の励起／発光波長、または他のデータを含む）を含むがこれらに限定されない情報を含み得る。ライブラリファイル５７４は、種々の供給源（ネットワーク３２５（インターネットウェブポータル（例えば、Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ，Ｉｎｃ．により提供されるＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ．ｃｏｍウェブポータル）を含み得る）を介した１つ以上のリモート供給源を含む）からコンピュータ３５０により受け取られ得る。
【０２０６】
関連分野の当業者に公知のように、バーコードは、棒および空間の組み合わせにより機能を表し、そして各々が種々の可能な記号（ｓｙｍｂｏｌｏｇｙ）を有する１つまたは複数の次元のフォーマットにおいて表され得る。用語「記号」は、一般的に、特定の標準に従う棒および空間のパターンを含むバーコード記号をいう。多次元バーコードは、一次元形式よりも大きな情報収容能を保存し得るという利点を有する。例えば、プローブアレイと共に使用するための１つの形式として、広く使用されている二次元バーコード形式が挙げられ得る。この二次元バーコード形式は、十分に支持された記号を含み得、そして内蔵された（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）誤差検出を有する。さらに、二次元形式は、プローブアレイに関する情報量を収容するのに十分な記号密度を達成する能力を有し得、そしてさらに、誤読を無視する可能性を生じるのに十分な内蔵された冗長性を有する。他の型の媒体もまた、代表的に一次元バーコードを用いて利用可能な媒体（例えば、磁気ストリップおよび関連分野の当業者に公知の他の磁気媒体または非磁気媒体）よりも高い収容能で機械読み取り可能な情報を保存するのに使用され得る。バーコードの使用は、本明細書中で、例示する局面に関して記載されているが、種々の代替の媒体、記号、および技術が、代替の局面において用いられ得ることが理解される。
【０２０７】
バーコード情報を含む標識の例示する例は、図１５に示される。バーコード標識１５００は、種々の材料から作製され得、そして種々の方法によりプローブアレイカートリッジ７２０（図７に示される）に追加される。本明細書中に記載される例において、標識は白色ポリエステルで構築され、そしてパーマネントアクリル接着剤または他の適切な接着剤によりプローブアレイカートリッジに追加される。さらに、老化、温度極値、および水分に対する耐性が、標識がその場で維持されそしてデータの完全性が延長された期間、管理されることを保証すること、ならびにプローブアレイがアレイプロセシングおよびデータ収集する条件を存続させることを実証するように、標識１５００が構築され得る。
【０２０８】
１つの実施形態において、バーコード標識１５００は、プローブアレイカートリッジ７２０の前面に位置する標識ポケットの中央に位置するように配置され得る。１つの局面において、標識１５００は、このポケットの形状（例えば、短い側の２つの隣接角が４５°の角度で対称的に切り取られた矩形の外側境界が挙げられる）に適合し得る。標識１５００はまた、この外側境界により規定される領域内から除去された１つ以上の領域を有し（例えば、プローブアレイカットアウト１５１０）、関連して上昇した、下降した、または他の型の機能をプローブアレイカートリッジ７２０上に適合させる。標識１５００の多くの異なる位置および形状が可能であり、そして示される例は説明のみのためであり、そしていかなる方法においても限定ではないことが当業者に理解される。
【０２０９】
バーコード標識１５００は、種々の可能性のある機能（一次バーコード１５０５、人間が読み取り可能な形態の一次バーコード１５０７、プローブアレイカットアウト１５１０、および二次バーコード１５２０が挙げられ得る）を有し得る。１つの局面において、一次バーコードは、バーコード記号にコード化された情報（例えば、製造者の識別子、パート番号、デザイン識別番号、有効期限、ロット番号、および系列番号（例えば、標識が印刷される毎に増加する番号））を含み得る。バーコード１５０５はまた、実験データに関連する可能性のある他の情報（例えば、実験番号、または実験目的ごとにユーザにより規定される他の情報）を含み得る。いくつかの実施形態において、二次バーコード１５２０が存在し得、そしてプローブアレイをスキャンするための種々のパラメータ（例えば、スキャンされる領域の大きさまたは位置、スキャンされるアレイから放射線を発する標識の型、アレイをスキャンする際に使用される励起ビームの型または強度、スキャンされる速度、または機能に留まる時間の長さなど）に関連するバーコード記号にコード化された情報を含み得る。関連分野の当業者は、バーコード１５０７および１５２０にコード化される情報が本明細書中で示される例に制限されないことを理解し、いかなる方法においても限定されるべきではない。プローブアレイカットアウト１５１０は、上述のように、除去される標識の一部を示し得、その結果、プローブアレイは、標識により不明瞭にならない。人間が読み取り可能な形態の一次バーコード１５０７は、一次バーコード１５０５および／または二次バーコード１５２０からの１つ以上のデータ要素を含み得、その結果ユーザは、このデータ要素を、例えば、１つ以上のデータ要素を手動で入力すると、理解しそして使用し得る。例えば、１つの局面として、プローブアレイの位置を囲むプローブアレイカートリッジ７２０における上昇した機能が挙げられ得る。この例において、プローブアレイカットアウト１５１０は、上昇した機能の領域および同様の形状の領域よりもわずかに大きく、その結果、この標識は、上昇した機能がこの標識から突き出た状態で、プローブアレイカートリッジに貼り付けられ得る。
【０２１０】
バーコード標識１５００に含まれ得る他の機能は、関連分野の当業者にクワイエットゾーンと一般的に呼ばれるものである。用語「クワイエットゾーン」は、一般的に、バーコード内の空間と同じ色および反射率を有するバーコードの周囲の領域をいう。このクワイエットゾーンは、バーコードリーダーがバーコードの境界およびバーコード記号の個々の要素を検出することを可能にする。クワイエットゾーンは、任意の種々の幅であり得、そしてバーコード記号の成分であるとみなされ得る。当業者は、一次バーコードと二次バーコードのクワイエットゾーンの機能が同一である必要はないことを理解する。
【０２１１】
カートリッジまたは他の型のパッケージにバーコード情報を組込むための多くの可能性のある方法が存在することは、関連分野の当業者により理解される。例えば、バーコードは、カートリッジに直接プリントされ得るか、あるいは、カートリッジ自体の一部として製造され得るか、またはプローブに組込まれたアレイか、基材に組込まれたアレイか、もしくは基材上に組込まれたアレイのいずれかの一部として製造され得る。バーコードリーダーの他のシステムおよび方法もまた可能である。１つのこのような方法は、本明細書中で全ての目的のためにその全体が参考として援用される、米国特許出願番号１０／０６３，２８４号、表題「ＳＹＳＴＥＭ　ＡＮＤ　ＭＥＴＨＯＤ　ＦＯＲ　ＳＣＡＮＮＩＮＧ　ＯＦ　ＢＩＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬ　ＵＳＩＮＧ　ＢＡＲＣＯＤＥＤ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ」、２００２年４月８日出願、に記載されている。
【０２１２】
（カートリッジ輸送フレーム５０５）
スキャナ４００の別の要素として、プローブアレイ２４０、またはオートフォーカス、スキャンニング、および較正の目的のための較正機能４４２を操作するのに必要とされる全ての程度の自由度を提供するカートリッジ輸送フレーム５０５が挙げられる。関連分野の当業者は、用語「自由度」が、対象の位置および方向を特定するのに必要とされる独立したパラメータの数を一般的にいうことを認識する。１つの実施形態において、プローブアレイ２４０または較正機能４４２を収容するプローブアレイカートリッジ７２０の例が図７に示される。１つの実施形態において、輸送フレーム５０５は、６つの可能性のある自由度の程度のうちの４つ（ロール７００、ピッチ７０３、Ｚ７０５、およびＹ７０７）においてカートリッジを操作し得る。例示の実施形態において、ヨー７１５およびＸ７１７のためにカートリッジ７２０を操作することは、一般的に必要ない。
【０２１３】
カートリッジ輸送フレーム５０５のさらなる例は、図１６〜１９に示される。図１６は、いくつかの要素から構成されるカートリッジ輸送フレーム全体の例を示す。主要な要素は、カートリッジホルダーおよびピッチおよびロールメカニズム１６００、Ｙ−ステージ１６２３、ならびにフォーカスステージ１６２５を含む。輸送フレーム５０５の要素は、他に記載しない限り、例えば、Ａ６０６１　Ｔ６アルミニウム合金または同様の特性を有する他の型の金属を含む、種々の材料で構築され得る。主要要素の各々は、以下に詳細に記載される。
【０２１４】
カートリッジホルダーおよびピッチおよびロールメカニズム１６００の例は、図１７にさらに示される。プローブアレイカートリッジ７２０は、カートリッジ挿入ガイド１７３０を通してホルダー１６００にスライド可能に挿入される。プローブアレイカートリッジ７２０がホルダー１６００に挿入される場合に起動される光学的スイッチが含まれ得る。この光学的スイッチは、プローブアレイカートリッジ７２０が挿入された場合に、スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２に信号を送信し得る。カートリッジ存在信号を受け取ったら、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、カートリッジクランプリリースレバー１７２０の作動によりカートリッジクランピングボール１７２５を係合するよう指示を送信し得る。カートリッジクランピングボール１７２５は、プローブアレイカートリッジ７２０の裏面（すなわち、プローブアレイ２４０と反対の側）に位置する円錐形の凹部を係合し得、そして係合の強度を適用および維持するためのある程度の圧力を適用するために板バネを使用し得る。この板バネは、４００シリーズの完全硬質ステンレス鋼または他の型の完全硬化鋼を含む、種々の材料から作製され得る。クランピングボール１７２５を通じて板バネにより適用される圧力は、カートリッジ７２０を、ピッチフィンガー１７１０、固定フィンガー１７１５、およびロールフィンガー１７５０に対して上方にプレスするよう作用し、それによって、カートリッジをその場に保持し、そしてカートリッジ位置の制御を可能にする（ロールおよびピッチに関して以下に記載される）。可能性のある利点として、他のハードウェア要素（カートリッジホルダーのおよびピッチおよびロールメカニズム１６００の機械的要素）の位置を変更することなくプローブアレイカートリッジ７２０の位置を操作することにより、プローブアレイカートリッジ７２０に収容されているプローブアレイ２４０の全ての機能が集中するよう、位置的な調整をすることが挙げられる。スキャンニングまたは較正が完了した後、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、レバー１７２０の作動によりカートリッジ７２０を係合解除するよう指示を送信し得、１つ以上のモータ、あるいはＹ−ステージ１６２３の移動により駆動されるレバーカムメカニズムを用いてクランピングボール１７２５を可逆的に引っ込める。一旦、クランピングボール１７２５がリリースされると、カートリッジ７２０は、手動でかまたはオートローダー４４３の要素（例えば、以下に詳細に記載される、リバーシブルローラー１１０６）によりホルダー１６００から除去され得る。
【０２１５】
上記の実施例に記載されるように、３つのフィンガーは、プローブアレイカートリッジ７２０の前面（すなわち、プローブアレイ２４０または較正フィーチャー４４２が表示され得、そして／または走査され得る面）を支持し、そして機械的に参照し得る。ホルダー１６００内で係合されたプローブアレイカートリッジでは、固定フィンガー１７１５は、プローブアレイプローブアレイカートリッジ７２０の左上のコーナーに位置し得、ピッチフィンガー１７１０は左下のコーナーに位置し、そしてロールフィンガー１７５０は右上のコーナーに位置する。フィンガー１７１０、１７１５および１７５０の各々は、互いに直交して配置され得る。１つの局面において、ピッチフィンガー１７１０およびロールフィンガー１７５０は、それぞれ、それらに付随したピッチメカニズムおよびロールメカニズムにより移動可能である。このピッチメカニズムおよびロールメカニズムは、線形ステップモータ駆動式ウェッジレバーとして実施され得る。図１７の例に例示されるように、このピッチメカニズムは、ピッチ駆動モータ１７０３、ピッチウェッジ１７０５、ピッチレバー１７０７およびピッチフィンガー１７１０を備え、そしてこのロールメカニズムは、同様に、要素１７４０、１７４５、１７４７および１７５０を備えて構成される。現在記載される実施形態において、ピッチ７０３およびロール７００は、プローブアレイ２４０のフィーチャーまたは較正フィーチャー４４２の全てが、ガルボ回転部（ｇａｌｖｏ　ｒｏｔａｔｉｏｎ）１４９、ガルボアーム２００および対物レンズ１４５の回転軸に対して同じ平面上にあるように調整され得る。例えば、ステップモータ駆動式ウェッジレバーの１つの可能な局面は、モータ１７０３または１７４０からの入力ストロークの大きさにおける少なくとも１２〜１の減少を生じ得る。この大きさの減少は、それぞれ、ピッチ７０３およびロール７００の軸におけるカートリッジ７２０の位置に対する非常に正確な微小調整を行う能力を提供する。現在の例において、非常に小さなロール７００およびピッチ７０３の調整は、プローブアレイ２４０上に備えられるフィーチャーまたは較正フィーチャー４４２の全てが同じ焦点面あるようにするために必要であり得る。ロールおよびピッチの調整についてのさらなる詳細は、オートフォーカス／オートゼロ実行可能プログラム６７４に関して以下で記載される。
【０２１６】
プローブアレイ２４０または較正フィーチャー４４２は、プローブアレイ２４０または較正フィーチャー４４２の対物レンズ１４５からの距離を調整することによって、最良のピントに合わされ得る。いくつかの局面において、距離の調整は、Ｚ軸７０５における焦点ステージ１６２５の位置を動かすことによって、用いられる。図１９に例示されるように、Ｚ７０５の移動は、焦点駆動モータ１６４０により駆動される精密焦点ネジ１９６０を回転することによって、スキャナファームウェア装置６７２の制御下で、達成され得る。焦点ネジ１９６０は、自由移動ナットにより固体ヒンジの４バー彎曲焦点ステージガイド１８００に連結され得る。一実施形態において、ガイド１８００は、ピッチ７０３およびロール７００の軸に対するプローブアレイの配向を維持しつつ、最良の焦点の面に対して横向きに移動し得る。この配向の維持は、１つ以上の回転防止バースプリング１９４０によってさらに援助され得、このスプリング１９４０は、ガイド１８００がＺ軸７０５に対する回転軸において移動する場合、ガイド１８００にある量の力を付与し得る。例えば、この自由移動ナットは、スプリング１９４０に取り付けられたアンカーバーを備え得る。スプリング１９４０の他の側面は、ガイド１８００上に位置する固定止めに取り付けられ得、ここでスプリング１９４０ガイド１８００の回転運動に対して圧力を付与するが、所望の軸における運動は可能にする。あるいは、この配向の維持は、スプリング１９４０によって固定ピンと係合されるアンカーアーム（例えば、移動ナットのアンカーバー）を固定することによって補助され得る。
【０２１７】
１つの可能な局面において、焦点ネジ１９６０は、Ｙステージ１６２３に作用して、このＹステージ１６２３を、複数の彎曲ガイドプレロードスプリング１９３０により付与される力とは反対の第１の方向で押す。この運動は、自由移動ナットに通された焦点駆動モータ１６４０の回転ネジ１９６０により達成され得る。関連分野の当業者に理解されるように、第１の方向の回転ネジ１９６０は、この自由移動ナットを第１の方向（例えば、スプリング１９３０により付与される力とは反対の方向）で動かす。いくつかの局面において、ネジ１９６０および自由移動ナットが、Ｙステージ１６２３および／またはガイド１８００と直接相互作用することが所望されない場合がある。種々の局面は、これらの構成要素が互いに対して正しい角度で配置されない場合に適切な相互作用を可能にする利点を有し得る中間要素（例えば、ボール形要素）を含み得る。このボール形要素は、硬化鋼または他の類似の材料から構成され得る。Ｙステージ１６２３はまた、焦点ネジ１９６０の回転を反転することによって、第１の方向と反対の方向に可逆的に動かされ得、ここでＹステージ１６２３の運動は、複数のスプリング１９３０により付与される力により補助され得る。例えば、Ｙステージ１６２３は、ボルト、ネジまたは当業者に一般に使用される他の方法によって、移動荷重キャリア１８２０の頂部に取り付けられ得、従って、荷重キャリア１８２０は、Ｚ軸７０５において、１つのユニットとしてＹステージ１６２３と共に移動する。
【０２１８】
４バー焦点彎曲ステージガイド１８００の例示的な実施形態の他の要素は、図１８に例示される。ガイド１８００は、関連分野の当業者が十分に焼きなました鋼または十分に焼きなました工具鋼と呼び得る材料を含む、種々の材料から構成され得る。これらの要素は、ガイド１８００の寸法に合わせて作製される１つ以上の溝部１８０５を備え得る。溝部１８０５の長さおよび数は、彎曲ガイド１８０５のスプリング速度を規定し、この速度は、所望のスプリング速度を正確に伝達するように最適化され得る。別の要素は、固体ヒンジ彎曲部１８３０を備え得、この固体ヒンジ彎曲部１８３０は、固定基部１８１０に移動荷重キャリア１８２０をヒンジ接続して、他の軸を動かすことなく１つの軸における運動を可能にする。一実施形態において、彎曲部１８３０は、関連分野の当業者が固体ヒンジと呼ぶものを使用して、単一部品材料から構成される。この固体ヒンジは、摩擦もスティクション（一般的に言えば、関連分野の当業者により、接触している結晶の微小構造表面の間に存在する強力な界面の接着を言及することが一般に理解されている用語）も有さず、従ってこの彎曲部には摩耗も機械的遊びもない。
【０２１９】
図１９の例示的な例に戻ると、焦点移動限界センサ１９２０は、彎曲部１８００の相対位置および／または移動限界が達成されたことをスキャナファームウェア装置６７２に伝達するために設けられ得る。センサ１９２０は、関連分野の当業者によりＨａｌｌ効果センサと一般に呼ばれるものを備え得る。Ｈａｌｌ効果センサとは、一般に、磁場の強度に比例するデジタル出力またはアナログ出力のいずれかを生成することによって、磁場の存在または磁場の妨害に応答する、磁気的位置センサをいう。限界アクチュエータ１９１０は、センサマグネット１９１１を備え得、そして一般的に使用される方法によってガイド１８００に取り付けられ、従って、ガイド１８００および運搬フレーム５０５が動くにつれて、Ｚ軸７０５において動く。センサマグネット１９１１は、次いで、センサ１９２０の位置に対するガイド１８００の位置を照会するために使用され得る。移動の限度は、焦点移動安全性限界止め１９０５によって、彎曲部１８００にさらに付与され得る。ガイド１８００により許容される運動の範囲に対する制限は、多くの局面において所望され得る。なぜなら、焦点ステージがあまりに遠くまで延ばされた場合に、彎曲ガイドまたは他の要素に対する損傷が生じ得るからである。従って、許容される移動の範囲は、予め決定され得、スキャナパラメータデータ６７７に保存され得、そしてアクチュエータおよび止めの配置により規定され得る。
【０２２０】
一実施形態において、Ｙ軸に沿ったプローブアレイ２４０の移動は、精密線形ステージにより達成され得、この精密線形ステージは、図１６および１７において、Ｙステージ１６２３として例示され、微小階段状モータ／ドライバーと呼ばれるもの、開ループ駆動機構、または他のタイプのモータ駆動機構（本明細書中以下で、Ｙステージ駆動モータ１６１０と呼ばれる）に連結される。Ｙステージ１６２３は、種々の材料（硬化工具鋼または摩耗に抵抗するように設計される他のタイプの金属を含む）から構成され得る。さらに、Ｙステージ１６２３は、種々の要素（例えば、関連分野の当業者によって、カッドボールベアリングトラックおよびキャリッジ、ならびに再循環ボールネジおよびナットと呼ばれ得るもの）を使用してカートリッジホルダー１６００を支持しガイドするためのガイド要素を備え得る。例えば、Ｙステージ１６２３は、焦点ステージ１６２５の上に静止するように配置され得、そしてカートリッジホルダー、ならびにその上に配置されたピッチ機構およびロール機構を有する。本発明の例において、ホルダー１６００は、Ｙステージ１６２５に固定され、その結果、Ｙ軸におけるＹステージ１６２５の運動は、プローブアレイカートリッジ７２０を含むホルダー１６００アセンブリ全体を動かす。１つの可能な利点としては、位置の調整のためのメカニズムの独立が挙げられ、その結果、１つの軸における調整は、おそらく、他の軸における調整にそれほど影響しないようである。
【０２２１】
いくつかの実施形態において、線形エンコーダーステージ１６２０が備えられ、この線形エンコーダーステージ１６２０は、線形エンコーダーセンサ１６３０により読み取り可能な測定値の目盛り付きスケールを使用する。線形エンコーダーセンサ１６３０は、光学センサ、磁気センサ、またはスケール１６２０から位置の情報を読み取り得る他のタイプのセンサであり得る。次いで、この位置の情報は、ファームウェア装置６７２に提供され、このファームウェア装置６７２は、以下でより詳細に記載されるように、Ｙ軸に関する位置誤差の確率を減少するＹステージの移動の正確な制御のために使用され得る。例えば、蛍光捕捉の間、このＹステージは、プローブアレイカートリッジ７２０のプローブアレイ２４０を、対物レンズ１４５の弓型経路２５０の下に移動し得る。弓型経路２５０の各々の通過のための移動距離は、２．５μｍの増分を含み得、この増分は、プローブアレイ２４０の多くの局面において、Ｙ軸における必要なピクセルの全ての完全な取得を可能にする。この例において、センサ１６３０により提供されるＹステージの位置情報は、Ｙ軸の位置誤差を減少するための１つ以上の方法のために使用され得、この方法は、少なくとも部分的に、測定された位置情報から算出された誤差値に基づいて、ピクセル位置の配置を調整することによって、取得された画像データを補正することを含む。望ましい例において、ピクセル位置の配置は、取得されたピクセルデータの画像生成のための計算方法を言及し得、ここで、ファームウェア６７２のようなソフトウェアは、１つ以上のパラメータ（Ｙ軸誤差を含む）に基づいて、適切な位置に取得されたピクセルデータを配置することにより画像を生成し、走査されたプローブアレイを正確に反映する画像を生成する。
【０２２２】
Ｙ軸の位置誤差を減少するための方法の別の局面は、図２８および２９に例示される。この局面は、Ｙステージ駆動モータ１６１０の非常に速い中断を可能にするセンサ１６３０により提供される位置情報を使用するＹステージの移動のファームウェア６７２の制御のための方法を包含する。図２９に例示されるように、ステップ２９０５は、Ｙステージの増分様式を可能にし、そして走査線増分を同定する。位置決定要素（ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒ）２８１０は、ステップ２９０５に従って、位置増分データ２８０５を受信して、線形エンコーダスケール１６２０に従って、次の所望の位置を計算する。各々の計算された位置は、Ｙステージ１６２３が画像データの線の適切な取得のために停止すべき線取得位置に対応する。例えば、このＹステージの位置増分は、先の例におけるように２．５μｍの距離を含み得るか、またはスキャナおよびプローブアレイ２４０の特徴に関連するある他の距離を含み得る。この例において、線形エンコーダスケール１６２０に従う線取得位置は、プローブアレイ全体がＹ軸において走査されるまで、２．５μｍ、５μｍ、７．５μｍなどであり得る。
【０２２３】
各々の計算された位置は、ステップ２９１０に例示されるように、コンパレータ２８２０により受信され得る。コンパレータ２８２０は、ステップ２９２０に例示されるように、スキャナオプティクスおよび検出器１００から次の走査線位置に対する増分の信号を受信し、そしてステップ２９２５に例示されるように、所望の方向で移動するようにＹステージ駆動モータ１６１０に命令する。エンコーダーセンサ１６３０は、ステップ２９３０に例示されるように、線形エンコーダーセンサ１６３０によって、このＹステージの位置を読み取り、そしてコンパレータ２８２０に伝える。このＹステージ１６２３が、ステップ２９４０に例示されるように、次の計算された位置に到達した場合、コンパレータ２８２０は、モータ機器を停止し、そして例えば、当業者に公知のものを一定の保持電流として使用することによって、このＹステージをその位置に保持する。
【０２２４】
ステップ２９４５および２９５０において、コンパレータ２８２０は、走査オプティクスおよび検出器１００に信号をおくって走査データの線を取得し、そしてこの取得がいつ完了するかの信号を受信する。関連分野の当業者は、構成要素間の伝達の多くの可能な方法が可能であり、そしてその例は例示のみの目的のために示されることを理解する。例として、コンパレータ２８２０ならびにスキャナオプティクスおよび検出器１００から独立した第３の構成要素は、信号およびコマンドの伝達のための中間物として働き得る。あるいは、コンパレータ２８２０は、所望の時間内（例えば、１０ミリ秒）における漸進的なＹステージ移動を実行し得る。この所望の時間の最後に、スキャナファームウェア６７２は、スキャナオプティクスおよび検出器１００によって、走査データの線の取得を自動的に開始し得る。
【０２２５】
決定要素２９６０により例示されるように、位置決定要素２８１０がコンパレータ２８２０に信号をおくってＹステージ増分様式を維持する場合、方法のステップ２９１０〜２９５０が繰り返される。別の場合、この方法は、ステップ２９７０に例示されるように、終了し、このことはプローブアレイが完全に走査されたことを示す。
【０２２６】
いくつかの局面において、プローブアレイカートリッジ７２０は、一般に、プローブアレイカートリッジ７２０がスキャナ４００に装填される点からこのカートリッジ７２０が出される点まで、スキャナ４００に対して同じ配向面に維持される。これは、オートフォーカス操作および走査操作を含む全てのスキャナの操作に用いられ得る。例えば、カートリッジ７２０は、装填位置において、垂直方向でスキャナにより収容され得、ここでプローブアレイ２４０は、カートリッジの側面の一方に装填される。同じ垂直方向を維持しつつ、このカートリッジは、移送フレーム５０５内に配置される。プローブアレイ２４０（プローブアレイカートリッジ７２０内に格納される）は、ピッチ７０３、ロール７００およびＺメカニズム７０５を介してプローブアレイカートリッジを操作することによって、最良の焦点面に配置される。次いで、このプローブアレイは、Ｙ軸７０７に沿って走査され、そしてプローブアレイカートリッジは、このプローブアレイが収容された同じ垂直方向で、移送フレーム５０５を介して装填位置に完全に戻される。
【０２２７】
（オートフォーカス／オートゼロ装置およびデータ６７４）
例示される局面において、オートフォーカス／オートゼロ装置６７４は、プローブアレイの作動領域と呼ばれ得るものを、走査する前に生じる。本明細書中で使用する場合、用語「作動領域」とは、一般に、実験用プローブを含む、プローブアレイ２４０の領域をいう。多くの局面において、この作動領域の外側に位置する様々なフィーチャーが存在し得、これには色彩ボーダー７１０、１つ以上の制御フィーチャー、または生物学的実験に直接関連しない他の要素が挙げられる。例示される局面において、オートフォーカス／オートゼロ装置６７４は、ピッチ７０３、ロール７００およびＺ７０５を含む複数の軸におけるプローブアレイ２４０の位置の測定および調整のために、多数の操作を実行し得、その結果、プローブアレイ２４０の全てのプローブフィーチャーは、最良の焦点面にあり、そして本明細書中において「自動焦点器（ａｕｔｏ−ｆｏｃｕｓｅｒ）」と呼ばれ得る。本明細書中で使用する場合、用語「最良の焦点面」とは、一般に、励起ビーム１３５がビームの「くびれ」と一般的に呼ばれるものに対応し得るスポットサイズに集束する、ガルボ回転部１４９の平面に対して平行な光学平面をいう。以下でより詳細に記載されるように、いくつかの非限定的な局面において、スポットサイズは、３．５μｍスポットであり、これは発蛍光団の励起および蛍光発光の検出に最適であり得る。他のスポットサイズが、例示されるかまたは代替の局面および／または実験条件下で適切であり得ることが理解される。
【０２２８】
カートリッジリッジ７２０に格納されるプローブアレイ２４０の例（ここで、プローブアレイ２４０は色彩ボーダー７１０により境界を付けら得る）は、７１０により図７Ａおよび７Ｂに例示される。この例において、色彩ボーダー７１０は、プローブアレイ２４０を覆うガラスの内側表面上に位置し得、ここで色彩ボーダーおよびプローブアレイの両方は、非常に近位にあり、かつ同じ焦点面にある。一実施形態において、色彩ボーダー７１０は、例えば、Ｚ軸７０５におけるプローブアレイ２４０からの最大移動範囲において、焦点面と関連するスポットサイズの直径より大きい幅を含み得る、最小幅を有し得る。関連分野の当業者は、最小のスポットサイズは、ビームのくびれに対応し、最良の焦点面（すなわち、ビームのくびれ）からの距離が増加するにつれて、関連のスポットサイズの直径が増加することを理解する。従って、反射スポットのサイズは、焦点面に従って変化し得、そして一般に、くびれにおいて最小であり、これは本明細書中で「反射スポット」と呼ばれ得る。オートフォーカス／オートゼロ装置およびデータ６７４の実施形態は、以下でより詳細に記載されるように、スポットの直径の測定値を使用して、最良の焦点面を決定し得る。
【０２２９】
オートフォーカス操作のいくつかの局面において、最良の焦点面は、少なくとも部分的に、励起ビーム１３５により生成されそして色彩ボーダー７１０に集束された所定のサイズの反射光のスポットを使用して決定され得る。例えば、対物レンズ１４５は、励起ビーム１３５をある位置（図７Ｃにおいてスポット７３０として例示される）に集束し、そしてＸ軸の方向の弧（図７Ｂにおいて弓型経路２５０として例示される）に沿って走査する。スポット７３０は、色彩ボーダー７１０から反射され、この色彩ボーダー７１０は、この例において、１００μｍの幅を有すると例示的に仮定され得るが、種々の異なる幅が可能である。図７Ｂおよび７Ｃに例示されるこの例において、装置およびデータ６７４は、色彩ボーダー７１０の最も上のボーダーを横切る弓型経路２５０の単一の通過、続いて最も下のボーダーを横切る単一の通過による、スポット７３０からの反射光の強度に対応するデータを使用し得る。スポット７３０は、角度θ１３４０で色彩ボーダー７１０を横切り得、ここでθ１３４０は、０°〜９０°の間の範囲、または９０°〜１８０°の間の範囲の角度に対応し得るが、この角度は、それぞれ、０°および１８０°により近い角度である。例えば、角度θ１３４０は、以下に詳細に考察されるように、色彩ボーター７１０に対してほとんど接線方向であり得、多数のデータ点を生成し、そして傾きの値の計算を可能にする。この例において、傾きの値を計算するために使用される反射強度データは、スポット７３０が色彩ボーダー７１０を横切り始める点（スポット７３０’として示される）から始まり、スポット７３０の全直径がボーター７１０を横切りそしてボーダー７１０により完全に反射される点（７３０”として示される）までの反射強度値の範囲に対応し得る。
【０２３０】
比較の目的のために、関連分野の当業者は、例えば、スポット７３０が９０°の角度で色彩ボーダーの平面を横切る場合、ビームが最初にこの平面を横切る点とこのビームがこの平面を完全に横切る点との間の所要時間は、この角度がこの平面に対してほとんど接線方向である場合よりも短いことを理解する。この例において、より短い所要時間の結果は、より少数のデータ点の収集であり、そして傾きの値の計算を可能にしない。以下でさらに詳細に記載されるように、多数のデータ点を有することは、種々の理由（反射強度データに固有の誤差の減少を含む）ために望ましくあり得る。
【０２３１】
一実施形態において、装置６７４により収集される反射強度データは、例えば、検出器１９２により測定された反射スポット７３０の強度を示し得る。例えば、関連分野の当業者は、以下でより詳細に記載されるように、励起ビーム１３５からの光が最も集中するビームのくびれにおいて、反射強度が最大であり得ることを理解する。さらに、色彩ボーダー７１０の上部または底部のいずれかを横切る弓型経路２５０の単一の通過から収集されたデータ点のセットからの強度範囲の下限は、スポット７３０が色彩ボーダー７１０の平面（すなわち、スポット７３０’）に部分的に重なる場合に収集したデータを示し得、そしてビームがこの色彩ボーダー７１０の平面（すなわち、７３０”）を完全に横切った場合の強度範囲の上限において最大になる。
【０２３２】
装置６７４により使用され得る方法の図式的な例は、図７Ｄに示される。この図式的な表現は、色彩ボーダー７１０を横切る弓型経路２５０の単一の通過から収集されたデータ点のセットを含み、これはグラフ上にプロットされ、プラトー型７４８を形成する線とフィッティングされる。このプラトー上の収集されたデータ点７４５は、上記のような最大測定強度のレベルに対応する。フィッティングされた線の傾き７４４は、ビームが最初に色彩ボーダー７１０の平面を横切る場合のスポット７３０’として示される点と、プラトー７４８の最大発光強度７４５の点との間の範囲について、装置６７４により計算され得る。装置６７４は、Ｚ軸７０５における既知の位置について、最も上のボーダーおよび最も下のボーダーについての方法を独立して実施し得る。この例において、装置６７４は、上部の傾き７４４および下部の傾き７４４、ならびにＺ７０５の位置を含み得る複数の値を保存する。関連分野の当業者は、Ｘ軸７１７における２つのより小さいピークが弓型経路２５０に起因して、最も下の色彩ボーダーから収集されたデータについてのグラフに関連し得ることを理解する。このような場合において、傾き７４４の計算は、無作為に選択されたかまたは１つ以上の特徴に基づいて選択されたかのいずれかの単一のピークにより行われ得るか、あるいは両方のピークの平均から行われ得る。
【０２３３】
一実施形態において、装置６７４は、多数の連続したＺ７０５の位置について上で記載された方法を繰返し得る。例えば、装置６７４は、参照として有用であり得る最良の焦点面の外側であることが知られている距離で、この方法の最初の反復を実施し得る。装置６７４は、対物レンズ１４５とプローブアレイ２４０との間のＺ軸７０５における連続した漸進的な距離で、この方法を繰返し実施し得る。次いで、装置６７４は、図７Ｅに例示されるように、各々のＺ７０５の位置について計算された傾き７４４を、上部および下部から収集されたデータについての新たなグラフに独立して組み入れる。この例において、誤差を減少するために、傾きの値の上限および下限からデータ点を排除し、そして線を残りのデータ点にフィッティングすることが望ましくあり得る。１つの可能な局面において、計算のために使用されるデータ点は、範囲７５０に位置し得、この範囲７５０は、例えば、最大値の６０％と７０％との間の範囲を含み得る。次いで、装置６７４は、放物線７７０を計算し、そしてこれを範囲７５０内のデータ点にフィッティングし得る。この例において、最良の焦点面は、放物線７７０の最大高さ７６０に関連するＺ軸の位置に対応し、この最大高さ７６０は、最小のビームスポットサイズが達成された場合の距離を表し、最高の測定強度に対応する。あるいは、いくつかの局面において、レーザースポットサイズが最小になる高さは、収集される反射レーザー光の量が１つ以上の光学素子の特徴に起因して最大になる高さでなくてもよい。その代わり、１つ以上のピンホールは、焦点高さが、光収集、濾光、および特定の発蛍光団により発光される波長の範囲に対するＰＭＴ応答の「最良のコンプロミス（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅ）」が達成される高さであるように、配置され得る。
【０２３４】
いくつかの実施形態において、例えば、トップ色彩ボーダーまたはボトム色彩ボーダーのいずれかであり得る第１色彩ボーダーを、最高の焦点面に持ってくるための、上記オートフォーカス方法を最初に実行することが所望であり得る。第２に、この方法の第１の反復で調節されない第２色彩ボーダーを最良の焦点面に持ってくるための方法を実行する。次いで、オートフォーカス方法は、第２ボーダーを調節している間、導入される誤差について補償するために第１色彩ボーダーで反復され得る。さらに、例えば、線７７０の形状を、所望の結果に関連する予期される形状を比較するために使用され得る畳込み法を使用することが望ましくあり得る。本明細書中で使用される場合、用語「畳込み法」とは、一般的に、別の関数ｆ上でシフトしながら１つの関数ｇの重なりの量を表現する積分（従って、１つの関数を別の関数と「混ぜる」）を含む１つ以上の方法をいう。
【０２３５】
多くの局面において、対物レンズ１４５は、例えば、それらの点において一緒に結合される２つのコーン形状に似ることがあり得る収束ビーム／発散ビームと呼ばれるものを形成する。ビームのウェスト（コーンの先端が結合する位置）は、最良の焦点の平面として例示の局面に規定される最小スポットサイズに対応する。実行可能プログラム６７４は、最高の焦点を達成するために、輸送フレーム５０５の対応する要素を使用して、個々にまたは種々の組み合わせで、アレイの位置、Ｚ７０５、ピッチ７０３およびロール７００を調節し得る。プローブアレイ２４０が最良の焦点に近づいて動く場合、レーザースポットサイズは、トップボーダーおよびボトムボーダーについて最小のスポットサイズに接近する。一旦、オートフォーカス実行可能プログラム６７４が、このアレイが最良の焦点にあることを決定すると、Ｚ７０５、ピッチ７０３またはロール７００にさらなる運動は適用されない。例えば、オートフォーカス操作の完了の後に、プローブアレイカートリッジ７２０の位置に対して改変がなされた場合、実行可能プログラム６７４は、最良の焦点面に、プローブアレイ２４０を位置付け得るために、再びオートフォーカス操作を実行する。いくつかの実施形態において、アレイの動的焦点調節は、代表的には、走査の間、生じる必要がない。なぜなら、カートリッジ７２０がＹ７０７軸に沿って移動するので、焦点面が影響しないからである。
【０２３６】
オートフォーカス／オートゼロ実行可能プログラム６７４は、例えば、その操作を行うためのスキャナパラメータデータ６７７を局所的に保存し得る、多くのデータ変数を必要とし得る。スキャナパラメータデータ６７７の１つ以上の要素は、ライブラリファイル５７４；中間結果、ラブデータ、および画像データ４０１Ａ；または他のリモートソースデータのようなリモートソースからインポートされていることがあり得る。実行可能プログラム６７４にパスされる多くの可能なデータ変数の１つの例は、実行可能プログラム６７４が、最良の焦点面にプローブアレイを正確に位置付けるために使用する物理的パラメータを規定し得るプローブアレイ型データであり得る。本例において、プローブアレイ型データ変数は、バーコードリーダー５０２によって実行可能プログラム６７４に提供され得るか、あるいは、例えば、エクスペリメンター４７５によって作成され、そしてバーコードアイデンティフィアーによって同定されており得る１つ以上のデータファイルに保存され得る。データ変数は、それらが実行するルーチンによって分類され得、これには、限定しないが、ボトム色彩の頂部縁部のＹ７０７位置、トップ色彩の底部縁部のＹ７０７位置、色彩ボーダー７１０の名目厚み、色彩ボーダー７１０の内側縁部から活性領域の縁部の距離、走査の幅、レーザー出力、ＰＭＴゲイン、Ｚ７０５ステップサイズ、および色彩を検索するために使用されるＺ７０５位置が挙げられ得る。当業者は、変数が１つ以上のカテゴリーに含まれ得、そして１つのカテゴリーでの変数の使用が、別のカテゴリーにおけるその使用を限定しないことがあり得ることを理解する。
【０２３７】
いくつかの代替の実施形態において、オートフォーカス操作の変数および他の局面が、スキャナコントロールおよび分析実行可能プログラム５７２によって保存および実行され得、コンピュータ３５０のシステムメモリ５７０に保存され得、そしてインプット−アウトプットコントローラ５７５を通るスキャナ４００へ伝達され得る。変数および他の関連するデータはまた、いくつかの局面において、実験データ５７７、またはコンピュータ３５０上もしくはコンピュータから遠隔の他の記憶ストレージに保存され得る。例えば、いくつかのオートフォーカス操作は、プローブアレイ型に一部基づき得、そしてプローブアレイを適切な位置で扱うために、輸送フレーム５０５に送られ得る指示書を含む。本例において、他のオートフォーカス操作はまた、走査アームの移動の開始および制御、レーザー活性化および放射光の収集、放射光強度および最良の焦点面の計算が挙げられ得る。本例は、単なる例示のために提示され、そしていかなようにも制限することを意図しない。
【０２３８】
１つの実施形態において、実行可能プログラム６７４は、ＳＮ比として当業者に一般的に呼ばれるものを最大化するために、各プローブアレイの活性領域走査の前に、オートゼロ操作をさらに実行し得る。言いかえると、システム内のノイズと検出される放射からのシグナルとの間の差を向上させる。地方のラジオステーションまたはテレビステーション、同じ電源にプラグされた機器、「ダーティー」シグナルを運ぶ近くの導線、スキャナ４００（例えば、ＰＭＴ検出器）内の構成要素の暗電流、または他のノイズ源を含む、獲得されたシグナルの分解に影響し得る（すなわち、ノイズがシグナルの全てまたは一部をマスクし得る）ノイズ源が多く存在し得る。いくつかの局面において、オートゼロ操作は、オートフォーカス操作の後に実行され得るか、またはその逆である。
【０２３９】
ここで記載される実施形態において、スキャナ４００は、非常に小さなシグナルおよび非常に大きなシグナルを検出し得る大きな動的範囲（すなわち、蛍光放射の低いレベルおよび高いレベルの検出）を有し得る。例えば、スキャナコンピュータ５１０は、６５，０００を越える異なるレベルの蛍光検出の検出を可能にする、１６ビットデータ収集システム（１６−ｂｉｔ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ）として、当業者に呼ばれるものを含み得る。ノイズからのシグナル出力の変動が測定され得、そして４〜８ビット（最小桁のビット（ＬＳＢ）と一般的に呼ばれる）から、対照的な６５，０００に近いビット（最上位ビット（Ｍｏｓｔ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　Ｂｉｔ）と一般的に呼ばれる）の範囲であり得る。本例において、当業者が、検出器１１０、１１５、および１８０のチャネルオフセット値として一般的に呼ぶものを調節することは、このような変動を補償するための検出器からの出力を調節するためになされ得る。あるいは、いくつかの局面において、レーザー１２０のチャネルオフセット値を調節することが望ましくあり得る。当業者は、用語「チャネルオフセット」とは、一般的に、チャネル周波数と参照周波数との間の一定の周波数の差をいうことを理解する。いくつかの局面において、チャネルオフセットは、ノイズがゼロＬＳＢに近いがゼロＬＳＢよりも測定可能に上である（なぜなら、ゼロＬＳＢより低い値は、測定できないからである）ように調整されることが望ましい。
【０２４０】
例えば、例示の目的のために、所与の時点に存在する変動が、正規分布またはガウス分布に従うことが想定され得る。従って、変動値の大部分が、存在する変動の全ての平均値近くに群がる。グラフにプロットした場合、その結果は、変動の平均値が曲線のピークにある、ベル型曲線のように見える。本例において、ガウス分布の１標準偏差は、ゼロＬＳＢより下にあるピクセルの３２％に等しくあり得る。平均からの３標準偏差は、ピクセルの変動の大部分が、ゼロＬＳＢより下のピクセルの約０．３％未満を生じ、ゼロに近いが、測定可能に上である所望の実施形態を満足する。当業者は、用語「標準偏差」とは、全ての変動例が、データのセットの平均の周りにどれだけ密に群がるかをいう統計値を一般的にいうことを理解する。
【０２４１】
実行可能プログラム６７４によって行われるオートゼロ操作の１つの実施形態において、シャッター１３４は、閉鎖され、そしていくつかの場合において、フィルタホイール１６０は、検出器１１５に対する全ての光が遮断される位置に向けられる。次いで、シグナル１９２は、このシステムに存在する変動またはノイズを代表する。次いで、実行可能プログラム６７４は、従って、変動および調節シグナル１９２に、少なくとも一部基づいた計算を行う。例えば、全ての可能な光源が遮断された後に、検出器１１５のチャネルオフセットは、変動が０ＬＳＢより上に理論的に計算される点に設定され得る。検出器は、蛍光の６０，０００の読み値に等しいものを取り得、次いで、平均値が計算され得る。この値がゼロ以下である場合、オフセット値は、所定の増分（例えば、１以上の標準偏差値）だけ増加し、そして上記方法を使用して新しい読み値が読まれる。そうでない場合、平均値は、０より大きく、オフセット値は、測定される平均と測定された変動についての計算された標準偏差の３倍である値との間の差を含み得る実行可能プログラム６７４によって計算される値に基づいてさらに調節され得る。実行可能プログラム６７４は、この方法を繰り返し得、そしてチャネルオフセット設定が到達するまでチャネルオフセット値に対する調節を行う。ノイズ計算および補償のさらなる例は、米国特許第６，４９０，５７８号；および２００２年１１月２５日に出願された、「Ｓｙｓｔｅｍ，Ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ　Ｐｒｏｄｕｃｔｆｏｒ　Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｎｏｉｓｅ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題された、米国特許出願番号第１０／３０４，０９２（これらのそれぞれが、その全体が全ての目的において本明細書中に援用される）に見出され得る。
【０２４２】
（オートローダー４４３）：図８〜１４は、スキャナ４００のいくつかの局面とともに使用される自動カートリッジローダーの１つの可能な実施形態の例示的な例を提供する。オートローダー４４３は、カートリッジマガジン１０００、カートリッジ輸送アセンブリ１１０５、冷却ストレージチャンバ９６０、および温熱（ｗａｒｍ　ｔｈｅｒｍａｌ）チャンバ９４０のような多くの構成要素を含み得る。１つの局面は、上セクションおよび下セクションを有する２片の構造として、オートローダー４４３の構築を含み得る。
【０２４３】
上部構造は、熱交換器９２５；ファン９２６；温熱チャンバ９４０（断熱部分９２７、およびチャンバ加熱要素９５９を含む）；カートリッジマガジン１０００（ハブ１００３、コンパートメント１０１０、パーティション１００２、および周囲のバンド１００４を含む）；ならびに絶縁カバー８２８（冷却保存チャンバ９６０を取り囲む）を備える構成要素を含み得る。下部構造は、リバーシブルローラー１１０６、作動構成要素１１１０および１１１３、ならびに平歯車１１０７を備えるカートリッジ輸送アセンブリ１１０５；ならびにエレクトロニクスのような構成要素を含み得る。これらの要素および他の要素の種々の構成および配置が可能であり、そしていくつかの要素が、代替の局面において、組み合わされるかまたは別の要素に分割され得ることが理解される。
【０２４４】
オートローダー４４３は、絶縁カバー８２８に覆われ得、絶縁カバーとしては、例えば、ユーザが個々のカートリッジおよびマガジン１０００を装填または取り出しためのアクセスを可能にするための、ソレノイド作動ラッチおよび振動減衰ヒンジを備えるドアのような要素が挙げられ得る。いくつかの局面において、ソレノイド作動ラッチは、ファームウェア実行可能プログラム６７２からの指示に応答し得る。例えば、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、スキャナ４００が、任意の走査機能または操作を実行しない場合、任意の時点でアクセスを可能にするようにソレノイド作動ラッチに指示し得る。あるいは、ソレノイド作動ラッチは、エクスペリメンター４７５によって開始され得るファームウェア６７２によってコンピュータ３５０からの指示に応答し得る。本例において、エクスペリメンター４７５は、種々の理由（例えば、１つ以上のカートリッジ７２０またはマガジン１０００を追加または取り除くため、あるいは、即時の走査のためにスキャナ４００に直接的にプローブアレイカートリッジを導入するため）のために、スキャナ４００の操作を妨害することを所望し得る。エクスペリメンター４７５は、ファームウェア実行可能プログラムに、１つ以上の操作を妨害し、そしてソレノイド作動ラッチを解除するように指示するために、コンピュータ３５０を使用し得る。エクスペリメンター４７５が所望のタスクを完了した後に、ユーザ４７５が、コンピュータ３５０を介して、１つ以上の操作を再開するために、ファームウェア実行可能プログラム６７２を可能にする選択をし得る。
【０２４５】
この実施形態のいくつかの特徴としては、アレイ保存環境の１つ以上の環境パラメータを制御することによって、比較的長い期間（例えば、１６時間またはそれ以上）、プローブアレイの生物学的完全性を保存することが挙げられる。また、スキャナ４００の通常の操作を妨げる電源異常または誤りの状態の場合に、オートローダー４４３は、ユーザに異常を示し得、そして無停電電力システムを使用して、冷却保存チャンバ９６０および／または温熱チャンバ９４０内のすべてのプローブアレイについての保存温度を維持し得る。この実施形態の他の特徴としては、スキャナ４００に輸送する前に、スキャナ４００の内部環境と同じ温度に、プローブアレイカットリッジ７２０を予め加熱することが挙げられ得る。
【０２４６】
上記特徴は、複数のプローブアレイカートリッジ７２０を温度制御された保存環境からスキャナ４００に、組織化されそして効率的な様式で移動させ、そして、カートリッジを、画像化に続いて、温度制御された保存環境に戻すための、任意の機器および技術を提供する。カートリッジを保存するための最適な温度は、種々であり得るが、代表的には、好ましくは、２℃〜１５℃の範囲の温度を含み得る。図９は、スキャナカバーを通して挿入され得、そして自己保持浮遊（ｓｅｌｆ−ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｆｌｏａｔｉｎｇ）ハードウェアと留められ得る、複数の突起（ｂｏｓｓ）によって固定されるスキャナ４００の上に配置されるオートローダー４４３の例示的な例を提供する。１つの実施形態において、オートローダー４４３は、スキャナ４００からのその電源を受け取り得ることを可能にする。スキャナ４００とオートローダー４４３との間の電気的接続の１つの可能な方法は、スキャナカバーにおける専門の開口部を通って通過し得、そしてスキャナ４００内の内部電源に接続され得るシールドを含み得るブラインドメートコネクター（ｂｌｉｎｄ−ｍａｔｅ　ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）と一般的に呼ばれるものを含み得る。オートローダー４４３の代替の実施形態は、オートローダー４４３専用の独立電源または他の電源方法を含み得る。
【０２４７】
この実施形態はまた、冷却保存チャンバ９６０に冷却を提供し得る熱交換器９２５を備え得る。多くの局面において、ハイブリダイズされるプローブアレイ生物学的完全性を維持するために、温度範囲（例えば、２℃〜１５℃の間の範囲）を維持することが所望され得る。ファン９２６は、マガジン１０００内に位置付けられた１つ以上のアレイカートリッジ７２０の周りの熱交換器９２５からの冷却空気を循環し得ることを可能にする。本発明の１つの実施形態において、１つ以上のサーモスタットが、プローブアレイカートリッジ７２０の周りの空気の温度測定、および／またはスキャナ４００の内部環境に関連する周囲空気温度の温度測定をファームウェア実行可能プログラム６７２に提供することを含み得る。ファームウェア実行可能プログラム６７２は、必要に応じて交換器９２５を作動させて、所望の温度を維持し得、そしてさらに、プローブアレイカートリッジ７２０が、１時間以内に所望の温度に冷却され得るように十分な冷却を提供し得る。代替の実施形態は、例えば、赤外検出器を使用して、プローブアレイカートリッジ７２０の温度を測定するような、より直接的な温度測定の手段を含み得る。赤外検出器は、当業者に公知なように、特定の位置からの温度を検出し、そして特定の温度範囲に戻され得、その結果、空気または他の供給源からの熱ノイズが測定に影響しない。例えば、赤外温度検出器は、プローブアレイカートリッジの温度を具体的に読むための、そのプローブアレイカートリッジとの物理的接触を必要としなくても良い。赤外検出器は、その位置における温度を検出するためのプローブアレイ上の特定の位置に向けられ得る。本例において、赤外検出器は、プローブアレイカートリッジかによって放射される赤外エネルギー（すなわち、熱エネルギー）を検出する。
【０２４８】
また、温熱チャンバ９４０を冷却保存チャンバ９６０から分離することを可能にし得る断熱パーティション９２７がまた、図９に示される。１つの局面において、断熱パーティション９２７は、カートリッジマガジンハブ１００３と半径方向で整列し、そしてパーティション１００２と整列する。適切に位置付けられた場合、パーティション９２７、パーティション１００２、および絶縁カバー８２８の間にシールが形成され、従って、温熱チャンバ９４０および複数のコンパートメント１０１０をマガジン１０００の残りから断熱する。ファームウェア実行可能プログラム６７２は、チャンバ加熱要素９５０を使用して、温度コントロールを温熱チャンバ９４０に提供し得る。例えば、加熱要素９５０は、循環ファン、および空気を加熱するためのヒートシンクまたは抵抗ヒーターと呼ばれ得るものを備え得る。本例において、チャンバ９４０は、例えば、１０分以下の時間内に、チャンバ９４０内の１つ以上のプローブアレイカートリッジが、その温度に温められ得るように、複数のプローブアレイカートリッジを迅速に加熱し得ることが可能である。
【０２４９】
ここで記載される実施形態において、冷却保存チャンバ９６０からの先に冷却された空気は、チャンバ加熱要素９５０によって使用され得る。先に冷却された空気によって、温熱チャンバ９４０が、プローブアレイカートリッジ７２０の表面に凝縮が形成するのを防ぐことを可能にし得る。暖かい空気が、冷たい空気よりも多くの水蒸気を保持し得るので、空気がどれだけ冷却されるかに依存して、冷却は、しばしば、ある程度の水蒸気を空気から失わせる（すなわち、ドライヤーになる）。多くの局面において、画像の歪みおよび／またはスキャナオプティクスおよび検出器１００の視野からのプローブアレイ特徴の妨害を含む、種々の理由のために、凝縮を防ぐことが望ましくあり得る。
【０２５０】
温熱チャンバは、１つの実施形態において、複数のプローブアレイカートリッジ７２０を保持するようにされ得ることが可能である。複数のカットリッジを保持することは、スキャナ４００に装填される前に、プローブアレイカートリッジの温度が、冷却保存チャンバ９６０の温度を温熱チャンバ９４０の温度に変化するのに十分な時間を提供し得る。例えば、温熱チャンバ９４０は、２つのプローブアレイカートリッジを保持する能力を有し得る。本例において、第１カートリッジは、装填点上に位置付けられ得、そして輸送アセンブリ１１０５によってスキャナ４００に装填され得るが、第２カートリッジ７２０は、温熱チャンバ９４０の待ち位置に留まる。第１カートリッジは、輸送アセンブリ１１０５によってスキャナ４００に装填され得、その後、走査操作の完了後に戻され得る。次いで、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、第１カートリッジが、ここで、温熱チャンバ９４０から出て、冷却保存チャンバ９６０に移動するように、コンパートメント１０１０の１つの位置によって、マガジン１０００を進ませ得る。チャンバ９４０内の待ち位置にあった第２カートリッジは、温熱チャンバ９４０の温度に温められ、そして装填位置に移動された。新規な第３カートリッジは、温熱チャンバ９４０を、冷却保存チャンバ９６０から待ち位置に入れて、そして加温を始めた。先の例は、例示のみの目的であり、そして当業者は、多くの改変が存在し得ることを理解する。
【０２５１】
温熱チャンバは、冷却保存チャンバ９６０に関して、上記と類似の温度測定方法を使用し得る。プローブアレイカートリッジの温度を測定するための赤外線検出器を使用する先の例に戻って、プローブアレイカートリッジの温度は、正確に測定され、そしてこの情報が、ファームウェア実行可能プログラム６７２に迅速に中継される。これによって、ファームウェア実行可能プログラム６７２が、理想限界を越え得る瞬時の（ｍｉｎｕｔｅ）温度変動に応答し得る。従って、プローブアレイカートリッジを過熱する可能性を減少させ得、そしてより高い空気温度が、プローブアレイカートリッジをより迅速に加熱するために使用され得る。本例において、赤外検出器は、プローブアレイカートリッジ７２０上の複数の可能な位置（プローブアレイ上のガラス、マガジン１０００に装填された場合のプローブアレイカートリッジの外側露出縁部の頂部または底部、基部１３１４のさらなる開口部を通って観測され得るプローブアレイカートリッジの底縁部、またはプローブアレイカートリッジの他の位置）に向けられ得る。
【０２５２】
１つの実施形態において、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、オートローダー４４３に、複数の異なるモード間でその走査のモードを変更するように指示し得、ここで、各モードが、異なる有用性および操作パラメータを有し得る。例えば、オートローダー４４３は、マガジン１０００に含まれる全てのプローブアレイカートリッジが走査された後に、走査モードから長期保存モードに変更され得る。本例において、オートローダー４４３が、長期保存モードに入った場合、加熱要素１５５０は、切られ、そしてカートリッジマガジン１０００は、マガジン１０００に含まれる全てのプローブアレイを等しい冷却温度にするために、コンパートメント１０１０の１つ以上の位置によって、周期的に進む。モードを変えるための能力によって、ユーザは、データ収集プロセスも、生物学的サンプルの完全性も損なうことなく、１つ以上の実験を設定し、そしてそれを長期間そのままにすることが可能である。ユーザは、実験データ５７７の１つ以上の実験パラメータを設定および保存するためにコンピュータ３５０を使用し得、この実験データは、次いで、スキャナ制御および分析実行可能プログラム５７２が、ファームウェア実行可能プログラム６７２に提供され得る。
【０２５３】
図１０は、１つの実施形態において、オートローダー４４３から除去され得るカートリッジマガジン１０００の例を説明する。マガジン１０００は、一定範囲の１つ以上のカートリッジを保持し得ることが可能である（例えば、１〜１００個の範囲のカートリッジが可能である）。もっとも、多くの他の可能な範囲が存在することが一般的に理解される。例えば、いくつかの実施形態は、３２〜４８個のカートリッジを保持するカートリッジマガジンを備え得る。マガジン１０００のさらなる構成要素および特徴は、プローブアレイカートリッジ７２０間の分離を保持し、そして維持するパーティション１００２を含み得る。マガジンが、例えば、マガジン１０００に含まれる１つ以上のプローブアレイカートリッジを同定し、実験または他の型の情報を同定するために使用され得る、関連するバーコードアイデンティフィアーを有するバーコードを備えることが望ましくあり得る。１つの実施形態において、コンパートメント１０１０のそれぞれは、単一プローブアレイカートリッジを保持し得るが、代替の局面は、２、３、またはそれより多くのプローブアレイカートリッジを保持するコンパートメント１０１０のそれぞれを含み得る。パーティション１００２によって提供される分離は、物理的分離および熱的分離を含み、ここで、パーティション１００２は、コンパートメント間の熱障壁として作用し得る。別の構成要素は、マガジンの垂直軸上にカートリッジの回転中心があるマガジン１６００の中心にハブ１６０３を備える。また、周囲のバンド１６０４が、マガジン１６００に支持構造を提供するカートリッジパーティション１６０２を取り囲む。
【０２５４】
プローブアレイカートリッジ７２０は、マガジン１０００内で垂直にまたは水平に配向され得、そして互いに連続的な関係なしで装填され得る。例えば、スキャナ４００は、ファームウェア実行可能プログラムが特定のプローブアレイカートリッジ７２０を同定するために使用し得る、バーコード標識１５００から１つ以上のバーコードアイデンティフィアーを読むことができるバーコードリーダーを含み得る。また、本例において、コンパートメント１０１０のそれぞれが、プローブアレイカートリッジを含むことは、必要とされない。オートローダー４４３は、例えば、ファームウェア実行可能プログラム６７２が、マガジン１０００の空の位置を認識し、そしてスキップし得ることを可能にする光学センサのような１つ以上のセンサを備え得る。
【０２５５】
いくつかの実施形態において、カートリッジマガジン１０００は、プローブアレイカートリッジ７２０の配向および移動について、種々の異なる方法を実行し得る。例えば、プローブアレイカートリッジ７２０は、カートリッジの側方縁部の一方上で、マガジン１０００中に水平に配向され得る。別の実施例において、このカートリッジは、異なる様式のマガジン中に存在し得、ここでこのカートリッジは、カートリッジの前面または背面上に平らに横たわるように、配置される。このマガジンは、カートリッジが、カードデックのように垂直に積み重ねられ得るように、構築され得る。本実施例において、カートリッジは、スタックの底から走査操作のために取り出され得、スタック中の残りのカートリッジを、１つの位置によって下に進める。取り出されたカートリッジは、次いで、このスタックの上端に配置し戻され得るか、あるいは異なるスタックに添加され得る。
【０２５６】
パーティション１００２、ハブ１００３およびバンド１００４を備えるカートリッジマガジン１０００は、プラスチック、金属またはこれらの組み合わせ、あるいは他の適切な材料から構築され得る。例えば、１つの実施形態は、ＡＢＳのような注入成形プラスチックの単一片として備えられる、ハブ１００３、パーティション１００２および周囲バンド１００４を備えるカートリッジマガジン１０００を含み得る。
【０２５７】
図１１は、カートリッジ輸送アセンブリ１１０５内に配置されるカートリッジ７２０の図示である。カートリッジ輸送アセンブリ１１０５は、逆転可能なローラ１１０６を備え、逆転可能なローラ１１０６は、カートリッジ７２０を操作する。平歯車１１０７は、モータ（示さず）によって駆動されて、ローラ１１０６の動きに動力を供給する。フロントプレート１１０８、サイドプレート１１１０およびリアプレート１１１１を備えるハウジング、ならびにローラ１１０６によるカートリッジ７２０の捕捉および放出を活動的にする作動構成要素１１１３。マガジン１０００と同様に、カートリッジ輸送アセンブリ１１０５は、種々の材料から構成され得る。このような材料としては、プラスチック、金属もしくはこれらの組み合わせまたは他の適切な材料が挙げられる。例えば、プレート１１０８、１１１０および１１１１、ならびにローラ１１０６および作動構成要素の部品は、アルミニウムまたは他の種類の金属から構成され得、一方、エレメント（例えば、平歯車１１０７および／またはローラ１１０６の部品）は、プラスチックから構成され得る。
【０２５８】
図１２においてさらに図示したのは、カートリッジ７２０とローラ１１０６とがどのように相互作用し得るかの例である。図示した例では、ローラ１１０６は、作動構成要素１１１３によってプローブアレイカートリッジ７２０の１以上の基準特徴に向かって延びて１以上の基準特徴に係合していてもよい。第一の方向でのローラの動きは、カートリッジを下方に推進し、一方、逆の方向でのローラの動きは、カートリッジを上方に推進する。ローラ１１０６は、プローブアレイカートリッジ７２０から作動構成要素１１１３によって離脱して引っ込められ得る。１つの実施形態では、逆転可能なローラ１１０６は、マガジン１１００とスキャナ４００との間を横切って、プローブアレイカートリッジ７２０を逆転可能に移動させ得る。
【０２５９】
図１３および図１４は、カートリッジ輸送アセンブリ１１０５と、カートリッジマガジンベース１３１４と、カートリッジマガジン１０００との間の相互作用の、図示による例をさらに提供する。カートリッジマガジンベース１３１４は、溝穴１３１５を備えており、溝穴１３１５は、ローディング位置と関連していて、選択されたプローブアレイカートリッジの通過用通路を、マガジン１０００とスキャナ４００のカートリッジホルダー１６００との間に提供し得る。カートリッジマガジンベース１３１４は、仕切り１００２とともに、１以上のプローブアレイカートリッジを適所に支持して保持するのを可能にする。プローブアレイカートリッジ７２０を溝穴１３１５上のマガジンローディング位置に配置した場合、プローブアレイカートリッジ７２０は、スライディングドア１３１６によって下側に支持され得る。ファームウェア実行可能プログラム６７２の制御下で、スライディングドア１３１６は、輸送アセンブリ１１０５によるプローブアレイカートリッジの通過をブロックしてもよく、通過を可能にしてもよい。例えば、ファームウェア実行可能プログラムは、逆転可能なローラ１１０６に延びてプローブアレイカートリッジ７２０と係合し得る。この例では、ローラ１１０６は、閉じた状態でスライディングドア１３１６を用いてカートリッジマガジンベース１９１４のレベルよりも上に到達するのが可能にされ得、そしてプローブアレイカートリッジ７２０の１以上の基準特徴に係合し得る。次いで、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、スライディングドア１３１６を作動させるようにリニアモータ１４２３に指示して、スライディングドア１３１６が開くことおよびローラ１１０６がプローブアレイカートリッジの位置を制御することを可能にし得る。次いで、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、プローブアレイカートリッジを輸送アセンブリ１１０５を通ってスキャナ４００へと推進するようにローラ１１０６に指示する。一旦プローブアレイカートリッジ７２０がスキャナ４００中に適切に配置されたら、そして／またはカートリッジホルダー１６００によって受け取られたら、ファームウェア実行可能プログラム６７２は、プローブアレイカートリッジから離れて引っ込むようにローラ１１０６に指示する。ローラ１１０６もまた、ファームウェア実行可能プログラム６７２によって指令されたように、上記と同様の様式でスキャナ４００からプローブアレイカートリッジを受け取って、プローブアレイカートリッジをマガジン１０００の同じかまたは異なる区画１０１０へと戻すことが可能にされ得る。
【０２６０】
図１３および図１４においてさらに図示したのは、ハブベース１３１７であり、ハブベース１３１７は、ハブ１００３の下に配置されており、ハブ１００３はさらに、タイミングベルト滑車（示さず）に連結されたシャフトに取り付けられていてもよい。タイミングベルト滑車は、マガジン１０００を前進させる目的で、タイミングベルトを介して、モータ（例えば、リニアモータ１４２３または他の何らかのモータ）によって駆動され得る。さらに、ピン１３１８を提供することによって、カートリッジマガジンベース１３１４の位置的配向を維持して、その結果、カートリッジマガジン１０００が前進した場合に溝穴１３１５（それゆえ、ローディング位置）が移動しないようにし得る。
【０２６１】
例えば、カートリッジマガジン１０００は、カートリッジマガジン１０００をその垂直軸の周りで回転させることによって、第一の選択されたカートリッジを溝穴１３１５上のローディング位置に前進させる。センサ（例えば、プローブアレイカートリッジがローディング位置に適切に配置されるのを確立する、光学センサまたは他のタイプのセンサ）を備え得る。カートリッジは、カートリッジ輸送アセンブリ１１０５を通して下げられて、ローラ１１０６によってスキャナ４００中へ入れられ得る。スキャナ４００の操作が完了した後、プローブアレイカートリッジは、スキャナからマガジン１６００内のローディング位置へと逆転して輸送される。マガジンは前進し、第一のプローブアレイカートリッジがローディング位置から動き、そして第二のプローブアレイカートリッジがローディング位置へと動き、ローディング位置で、プローブアレイカートリッジは溝穴１３１５およびローラ１１０６の上に配置される。
【０２６２】
当業者は、プローブアレイカートリッジの保存および自動輸送について多くの可能な方法および構成要素が存在することを認識する。２つの例は、米国特許第６，５１１，２７７号（発明の名称：「ＣＡＲＴＲＩＤＧＥ　ＬＯＡＤＥＲ　ＡＮＤ　ＭＥＴＨＯＤＳ」）；および米国特許出願第１０／１８０，５８８号（発明の名称：「Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ　Ｌｏａｄｅｒ　ａｎｄ　Ｍｅｔｈｏｄｓ」、２００２年６月２６日出願）に記載される。これらは両方とも、その全体が全ての目的のために本明細書中に参考として援用される。
【０２６３】
いくつかの実施形態では、オートローダー４４３の使用を伴わずにスキャナ４００が操作されることが所望および／または要求され得る。スキャナ４００の１つの実施形態は、ユーザが１以上のプローブアレイカートリッジ７２０を手動でローディングおよび／またはアンローディングすることを可能にするエレメントを備える。備えられるエレメントはまた、オートローダー４４３の使用を伴って作動する。例えば、エレメントは、ドアを開け閉めするためにモータを使用しない受動的ドア機構を備え得る。その代わり、ユーザまたはオートローダー４４３の実行は、手動でドアを作動させ得る。さらに、ドアはまた、スキャナのハウジング内に凹所にあって、不適切な時に開く可能性を制限してもよい。
【０２６４】
スキャナの較正：スキャナを較正して、画像データの適切な取得に影響を与え得る構成要素の変動を補償することが多くの実施形態において望ましい。このような変動としては、機械的磨耗または１以上の光学素子への変化によって引き起こされる変動が挙げられ得る。関連分野の当業者は、多くの光学素子が、種々の要因によって（温度の変動、機械的磨耗、構成要素の不完全性、物理的損傷によって引き起こされるわずかな変化または他の種々の可能な要因を含む）影響を受け得ることを認識する。１つの局面では、スキャナ４００は最初に、工場で較正されて、現場の慣用的なサービスにおいて再度較正され得る。あるいは、または上記の局面に加えて、較正操作は、各スキャンの前もしくは間に、スキャナの慣用作業であるパワーアップの間に、または他の頻繁な間隔で自動的に実施され得る。１つの実施形態では、スキャナ４００は、機械の動きの空間的特徴ならびに光学的特徴について較正される（光路（ｌｉｇｈｔ　ｐａｔｈ）の計算の集光構成要素および半径の較正を含む）。さらに、同じまたは他の実施形態では、スキャナ４００は頻繁に、最も正確な画像を提供するために較正され得、ここで、較正手順は、ユーザによる開始も介入をも必要としない。
【０２６５】
画像強度の較正についてのいくつかの可能な補償機構の例は、増倍型光電管のゲイン調整、レーザーの出力調整、または光学機器および検出器の他の調整を含み得る。同様に、１ピクセル未満までエラーを減らすための機械的補償は、アーク中での特定の点での走査アームの速度の調整、輸送フレーム５０５の動きの調整、スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２またはスキャナコントロールおよび分析実行可能プログラム５７２（例えば、インプリメンテーションＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）Ｍｉｃｒｏａｒｒａｙ　ＳｕｉｔｅおよびＡｆｆｙｍｅｔｒｉｘ（登録商標）ＧｅｎｅＣｈｉｐ（登録商標）Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）によって獲得した画像データに対する、算出された補正を含み得る。
【０２６６】
１つの可能な局面では、較正特徴４４２を用いて、スキャナ４００を較正し得る。例えば、較正特徴４４２は、プローブアレイカートリッジ７２０と同様の様式で、カートリッジにおいて収容され得、そしてスキャナ４００中に挿入され得る。較正特徴４４２は、複数の較正アレイまたは構成を含み得、これらは各々、プローブアレイ２４０のガラスおよび／または基板の内表面に配置された種々の幾何学的色彩、蛍光または他の型の特徴を含み得る。例えば、１つの実施形態は、較正特徴４４２がプローブアレイ２４０と同じ平面にあるように、較正特徴４４２の配置を含み得る。この例では、較正特徴４４２は、色彩特徴のパターンを含み得、ここで、蛍光性参照媒体は、色彩特徴のパターンの頂部に沈積され得、そしてスキャナ４００にローディングされ得る。スキャナ４００は、カバーガラスを通して蛍光参照媒体の励起波長で走査することによって較正走査を行う。スキャナ４００の１以上の検出器は、参照媒体から発光を受け取り、ここで、色彩特徴からの反射光は、参照媒体の蛍光発光をマスクする。従って、色彩パターンは、スキャナ４００を較正するためのネガ画像として用いられ得る。スキャナ４００はあるいは、色彩特徴からの反射光を、色彩パターンをポジ画像として用いることを可能にする励起波長で検出することによって、較正特徴を画像化し得る。さらに、スキャナ４００が、記載の較正走査を行うにつれ、強度データおよび位置データの両方が、デジタルデータとしてメモリ中に記録される。強度データは、蛍光発光および／または散乱反射光に基づき得、そして位置データは、色彩特徴の画像データ、検流計変換器５１５からのデータ、および／または例えば、較正データ５７６中に保存され得る、色彩特徴の既知の位置データを含み得る。
【０２６７】
当業者は、較正特徴４４２の幾何学的特徴が、種々の較正方法について種々の異なる形状で構築され得ることを認識する。例えば、水平直線性較正といわれ得る１つの実行可能プログラムは、格子または梯子のパターンで基板上に配置される較正特徴４４２を含み得る。梯子パターンは、既知の特徴の色彩エレメントから構築され得る。この既知の特徴は、各々のバーが等しい間隔をあけて水平パターンに配置された一連の垂直バーに似ていてもよい。この例では、前端の位置およびバーの各々の幅が正確に既知であることが所望され得る。あるいは、同様の配置は、水平パターンの代わりに、または水平パターンに加えて、垂直パターンに配向した格子または梯子のパターンのバーを含む、垂直直線性較正といわれる配置のために用いられ得る。関連分野の当業者は、用語「直線性較正」とは一般に、１以上の直線軸におけるエラーの修正のための方法をいうことを認識する。例えば、水平直線性修正方法は、取得した画像におけるＸ軸のピクセルの位置のエラーを修正することを含み得る。
【０２６８】
上記の例に続いて、１以上の直線性較正アレイは走査され得、そして画像パターンは、検流計位置変換器５１５からの位置データとともに取得され得る。次いで、較正実行可能プログラムおよびデータ６７６は、較正特徴４４２の画像位置、検流計位置および較正特徴４４２の前端の既知の位置を比較し得、そして取得した画像の各ピクセル位置についての１以上の画像の修正値を含むエラー表を生成し得る。較正実行可能プログラムおよびデータ６７６は、エラー表に少なくとも部分的に基づいて、プローブアレイ２４０の取得した画像における各ピクセルの配置を補正し得、このエラー表は、例えば、特定のピクセルが（例えば、アレイ上の異なる、しばしば移動した位置を伴うデータベースまたは他のデータ保存形式に関連して）全体または部分的なピクセル増分の分だけ、Ｘ軸またはＹ軸でプラス方向またはマイナス方向に「動かされる」ことを指定し得る。直線性修正の方法は、図２０〜図２２を通して図示した方法を参照して、以下にずっと詳細に記載される。
【０２６９】
また、実行可能プログラムは、プローブアレイ２４０の組み込まれたエレメントとして較正特徴４４２を含み得る。例えば、プローブアレイ２４０のいくつかの実施形態は、生物学的サンプルと特定のプローブとのハイブリダイゼーションの効率を決定する目的のために用いられる１以上の特徴を含み得る。この特定のプローブは、実験プロトコルの間に標的分子を検出し得るか、または高レベルで発現されることが公知の１以上の遺伝子（例えば、細胞構造に重要な遺伝子（β−アクチンを含み得る）など）からのｍＲＮＡシグナルを検出し得る。この例では、１以上の特徴の画像品質は、実験の間に存在するハイブリダイゼーション条件と関連し得る。さらに、１以上の特徴は、ハイブリダイズしたプローブから発光された修正光を用いた、光学機器および検出器１００の１以上のエレメントの幾何学的較正方法および／または修正発光強度較正方法のアンカー位置として用いられ得る。
【０２７０】
代替の例では、プローブアレイ２４０の活性領域における生物学的プローブは、スキャナ４００を較正するために役立ち得る。１つの可能な利点としては、実験データを収集するために用いられるのと同じ蛍光タグを用いることによってスキャナ４００を較正することが挙げられる。従って、同じ蛍光タグを利用することによって、較正方法の精度は、異なる発蛍光団の特徴的な発光スペクトルによって引き起こされる変動を除去することによって改善される。幾何学的較正のための表は、既知の方法によってプローブアレイ特徴の中心のピクセル位置を見出し、そしてプローブ特徴のその中心のピクセルの既知の位置に対して、Ｘ軸およびＹ軸上にグラフにプロットすることによって構築され得る。測定位置と既知の期待位置との間の相違は、エラー修正値として算出され、そして（例えば、較正実行可能プログラム６７６中に保存され得る）表に入れられる。強度較正は、一致したプローブおよび不一致のプローブと言及され得るものからの測定発光の比を用いることによって、この例において行われ得る。
【０２７１】
さらに、較正特徴４４２は、水平直線性較正方法および垂直直線性較正方法の両方の有効性を確認するために用いられ得る１以上の較正アレイを含み得る。例えば、１以上の較正アレイは、グリッドパターン（例えば、プローブアレイ２４０の生物学的プローブ特徴に同様に対応するグリッドパターンなど）の位置に完全に対応するパターンを提供するアレイを含み得る。パターンがスキャナ４００によって画像化され、そして画像修正方法が適用された後、グリッドパターンは、画像に配置され得る。次いで、ユーザは、グリッドが画像に適切に整列されたか否かを視覚的に見得、そして例えば、適切に配列していなかったら、スキャナ４００は、水平直線性および／または垂直直線性について再度較正され得る。
【０２７２】
較正特徴４４２はまた、ロール７００およびピッチ７０３に関する機械的エラーまたは他の型のエラーの較正のための１以上の較正アレイを含み得る。例えば、ロール７００およびピッチ７０３の較正は、種々の方法によって実施され得る。１つのこのような方法は、完全に平坦であることが既知であるかまたは試験チップに関連したロールおよびピッチエラーが正確に測定されたかのいずれかであるプローブアレイカートリッジ７２０と同様にハウジング中に配置された較正アレイを用いることを含む。測定方法は、プローブアレイ２４０の基準特徴（例えば、色彩の境界７１０など）を用いることまたはさらなる参照標的をプローブアレイ２４０上もしくはその周囲の特定の位置に配置することを含み得る。特定の位置は、プローブアレイ２４０の角を含み得、ここでは、他の特徴（例えば、アレイの曲率または検流計アーム回転平面１４９に対して垂直である平面において完全に平坦であるプローブアレイのエラーを生じ得る他の局面）に加えて、プローブアレイ全体のロールおよびピッチが測定され得る。この例では、測定された較正アレイは、スキャナ４００中に配置され得、そして機器を較正して、スキャナ４００の機械的構成要素に関連したロールおよびピッチエラーについて修正するために用いられ得る。
【０２７３】
代替の例では、較正特徴４４２は、プローブアレイカートリッジ７２０が存在しない場合画像化され得るように、輸送フレーム５０５上に直接配置され得る。磨耗に耐性でありそして光脱色剤（ｐｈｏｔｏ　ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）と通常言われる耐久性蛍光材料は、較正特徴のための媒体として用いられ得る。
【０２７４】
いくつかの局面では、較正特徴４４２は、参照媒体として用いられ得る、較正スライドまたは較正アレイ上に配置された既知濃度の発蛍光団を含み得る。較正特徴４４２は、スキャナ４００の各々を互いに関して較正する目的のために、複数のスキャナ４００によって走査され得る。１つの実施形態では、較正アレイ上の発蛍光団は、生物学的実験において用いられる発蛍光団と同じ蛍光特性を有する。例えば、生物学的実験において用いられる同じ発蛍光団（例えば、フィコエリトリンが挙げられ得る）は、較正アレイ上の蛍光標準として用いられ得る。あるいは、他の型の発蛍光団は、較正アレイ上での使用のために好適であり得る。なぜなら、分子の長期安定性、光脱色剤の特徴、または較正手順において使用するために所望され得る他の要因を含み得る、種々の要因のためである。この例では、代替の発蛍光団は、カプトン（ｋａｐｔｏｎ）、または、あるいは関連分野の当業者が量子ドットナノ結晶（ｑｕａｎｔｕｍ　ｄｏｔ　ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ）というものを含み得る。用語「量子ドット」とは、この文脈で、無機蛍光ナノ結晶を一般的にいい、そしてそれらの長期安定性、低い光脱色性、ならびにそれらの蛍光同調性によって、いくつかの局面で好適であり得る。例えば、均一に分布した単一量子ドットのアレイは、スピンキャスティングとして公知の自己アセンブリ法といわれ得る方法を含め、関連分野の当業者に公知の方法によって製造され得る。較正アレイ上に配置される量子ドットの数は、１量子ドットあたりの蛍光の発光した光子の数が、測定された蛍光を用いて算出され得るように算出され得る。次いで、１量子ドットの計算値あたりの放出された光子は、ゲイン較正、機器ごとの較正または他の較正方法のために用いられ得る。
【０２７５】
さらに、いくつかの実施形態では、測定された強度エラーは、（オートゼロ操作を参照して上記に記載されたような）増倍型光電管からのノイズの量の測定、レーザーの量子効率の測定、または二色性ミラーの透過効率の測定のための方法を用いて取得され得る。量子効率は、エネルギー出力の、レーザーへのエネルギー入力に対する比の測定値として手短に定義され得、ここで、この比の値が低いほど、レーザーの効率がよい。二色性ミラーの透過効率は同様に、鏡を通過するかまたは鏡によって反射されるのが可能である特定の波長の光の量の測定値として定義され得る。各構成要素は、必要な場合、最適な（ｏｐｉｔｍａｌ）スキャナ性能を達成するために較正または置換され得る。
【０２７６】
直線性較正データの使用の取得、保存および方法のための１つの実施形態の例示的な例は、図２０〜図２４に提供される。例示的な方法が水平直線性の場合のＸ軸、そして垂直直線性の場合のＹ軸の両方に適用され得ることが、関連分野の当業者によって認識される。さらに、＋／−１ピクセル未満の標準位置エラーを達成するために直線性修正方法を適用することがこの実施形態において所望され得る。用語「位置エラー」は、本明細書中で使用される場合、画像における適切な位置でのピクセル強度データの配置に関連したエラー値をいう。例えば、１ピクセルの位置エラーは、ピクセル強度データの配置が、画像中の適切な位置から１ピクセルより多く離れて配置されるべきでないということを意味する。
【０２７７】
１以上の直線性修正表の作成のための例示的な方法を図２２に図示し、関連した関数のブロック線図を図２０Ａ、図２０Ｂおよび図２１に図示する。ステップ２２０５は、この方法の出発点を表し、ここで、較正画像アクチュエータ２０５７は、較正特徴４４２上でのライン走査を開始し、較正シグナル１９６の強度を規則的な間隔でサンプリングする（例えば、８〜１０ピクセルまたは他の数のピクセル毎にサンプリングする）。較正データ生成器２０５０は、較正シグナル１９６を１以上の走査線から受け取り得る。図２１にさらに図示するように、ピクセル位置決定器２１１０は、変換器５１５からの検流計アーム位置データに少なくとも部分的に基づいて、画像の中心位置に最も近い較正特徴を決定する。決定基２１１０は、決定された中心較正特徴を参照位置として用い得る。
【０２７８】
中央較正特徴を決定するための方法と同様の方法を使用して、ピクセル位置決定器２１１０は、ステップ２２１５に示されるように、中央位置に対する各較正特徴の前端のピクセル位置を決定する。ステップ２２２０は、ピクセル位置相関器２１２０が、ステップ２２１５由来の決定されたピクセル位置を、較正特徴データ２０３０に保存された各較正特徴の対応するエッジの実際の位置データと相関させるステップを例示する。位置および誤差データ表生成器２１５０は、ステップ２２３０に示されるように決定されたピクセル位置と実際のピクセル位置との間の差異を各特徴の前端位置についての誤差データとして計算し、そして中間較正データ２１５３を構築する。
【０２７９】
ステップ２２４０に示されるように、中間較正データ２１５３は、ピクセルオフセット決定器２１６０によって受け取られる。決定器２１６０は、データ２１５３の決定された中央ピクセル位置を使用して、表中の各ピクセル位置についてのピクセルオフセット位置を割り当て得る。このピクセルオフセット位置は、参照地点からの（＋）または（−）方向で、これらの位置関係に基づいて同定され得る。本実施例において、（−）方向は、走査の開始位置に向かい、そして（＋）方向は、終了位置に向かうが、他の代替物が存在することが当業者によって理解される。
【０２８０】
いくつかの実施形態において、上の実施例において記載されるように、反射強度は、定期的な間隔（すなわち、８〜１０ピクセルごと）でサンプリングされ得、従って、データ２１５３は、各ありうるピクセル位置を示すピクセルオフセット値および関連する誤差補正値を含まないかもしれない。較正データ表２０１０の１つの実施形態は、各ありうるピクセルオフセット位置に対応する誤差補正値を含む。データ２１５３中の決定されたピクセルオフセット位置および関連する誤差補正値は、ステップ２２５０に示されるように、ピクセルおよび誤差補正補間器２２７０によって受け取られ得る。補間器２２７０は、データ２１５３中に含まれないピクセルオフセット位置についての誤差補正値を補完し得る。例えば、データ２１５３は、ピクセルオフセット位置０、−５、−１２、および−２１を含み得、これらは各々、関連する誤差補正値を有する。本実施例において、ピクセルオフセット位置−１〜−４についての関連する誤差補正値は、データ２１５３のピクセルオフセット位置０および−５についての関連する誤差補正値に少なくとも一部基づいて補間されなければならない。一方で、ピクセルオフセット位置−６〜−１１に対応する異なるスケールの補間された誤差補正値が、より大きい範囲のピクセルオフセット位置および関連誤差補正値に少なくとも一部基づいて、計算され得る。従って、較正データ２０１０中の誤差補正値間の直線関係は存在し得ない。さらに、誤差補正値は、異なる補正ピクセル位置に、ピクセル強度値の一部を分配することを含み得る。本実施例において、得られたデータは、較正データ表２０１０において示され得、この表は、プローブアレイ２４０の任意の局面のためのピクセルオフセット位置および関連する誤差補正値を含む。
【０２８１】
１つの実施形態において、較正表２０１０は、種々の原因に由来し得るスキャナ中の誤差に起因する、空間的な非直線性と称されるものについて画像データを補正するために、１つ以上の方法によって使用され得る。図２４に示される要素を含む、例示的な方法が、図２３に提供される。走査幅およびゼロ位置決定器２４２０は、ステップ２３１０に示されるように、表２０１０を受け取り得る。例示的な方法において、０ピクセル位置がＸ軸走査の開始位置に対応するように、一連のピクセルオフセット位置値を再割り当てすることが所望であり得る。例えば、ピクセルオフセット位置の範囲は、異なるＸ軸幅を有し得るプローブアレイ２４０の特定の局面に対応し得る。現在記載される実施形態において、適切な誤差補正値を、プローブアレイ２４０の各局面の各ピクセル位置に適用することが重要である。プローブアレイ２４０の特定の局面のためのＸ軸における走査の幅は、１つ以上の識別子に少なくとも一部基づいて走査幅データ２０４０から決定され得る。決定器２４２０は、プローブアレイ２４０の走査幅のピクセル位置の総数の半分の値を計算し、そして中心位置から開始して、較正データ表２０１０におけるピクセルオフセット値の全てにその値を加える。結果は、以前負の値を有した走査の開始地点（すなわち、中心点の（−）側に位置した）が、現在、ゼロピクセル位置に存在するという結果である。例えば、較正データ表２０１０は、プローブアレイ２４０のいずれの局面の走査幅よりも大きいピクセルオフセット位置の範囲を含む。さらに、表２０１０は、１つの側に対して負の値、そして他の側に対して正の値を有する中心参照地点を有し得る。本実施例において、各々、プローブアレイ２４０の特定の局面に関連する種々の異なる走査幅が存在し得、ここで、走査の開始地点と終了地点との間の距離は、中心地点に関する各特定のアレイ走査幅について変化する。本実施例において、各走査についての開始地点は、ピクセル位置０で始まるはずである。ピクセル位置値は、負のピクセルオフセット値に走査幅の値の半分を加えることによって計算され得、ここで、ピクセル位置０は、走査幅の開始地点に対応し、そして末端地点は、走査幅の合計値に等しい。得られたピクセル位置および対応する誤差補正値は、ピクセル位置および誤差補正データ表２４７０として図２４に示される。
【０２８２】
補正画像生成器２４３０は、プローブアレイ２４０の特定の局面に関して、画像補正における使用のためのデータ表２４７０を受け取る。ステップ２３４０に示されるように、Ｘ軸における走査データの線を、プローブアレイ２４０から獲得する。生成器２４３０は、データの獲得した線における各ピクセル位置を、表２４７０と比較し、そしてステップ２３５０に示されるように、獲得されたピクセル位置についての関連する強度値を、画像中の補正ピクセル位置中に配置する。いくつかの局面において、強度値は、複数の補正ピクセル位置間で分割され得る。例えば、特定の獲得されたピクセル位置についての誤差補正値は、関連する強度値が２つ以上の補正ピクセル位置間で分割され得ることを特定し得る。本実施例において、強度値は、ある割合で分割され得、そして強度の一部は、１つの補正ピクセル位置に割り当てられ得、そして残りは、別の補正ピクセル位置に割り当てられる。
【０２８３】
決定要素２３６０は、画像が完全に走査されない場合に、ステップ２３５０を繰り返すステップを示す。そうでなければ、走査が完了し、そしてその結果は、補正画像データ２０７０である。
【０２８４】
いくつかの局面において、誤差補正表を計算するために、ピクセル位置データの代わりに、ガルボアーム位置データを使用することが有利であり得る。ガルボアーム位置データは、より正確な画像補正を可能にし得るより大きい範囲の値を提供し得る。図２０〜２４に示される実施例において、トランスデューサ５１５は、較正データ生成器２０５０ならびにピクセルおよび補正画像生成器２４３０にデータを入力し得る。以前に示された実施例において、ピクセルデータの地点は、８〜１０ピクセル位置ごとにサンプリングされ得る。代替的な実施形態において、ガルボアーム２００の正確な位置は、トランスデューサ５１５を使用して同じまたは他の地点で取られ得る。得られたガルボ位置は、較正データ２０１０の生成のために、ピクセル位置の代わりに使用され得る。同様に、ガルボ位置データは、オフセットおよび補間計算において、ピクセル位置データと置換され得る。次いで、補正画像生成器２４３０は、画像データのために補正ピクセル置換を計算するための一連の走査データの獲得の間に、ガルボアーム２００の位置に対応する、変換器５１５からの位置シグナルを使用し得る。
【０２８５】
あるいは、較正実行可能プログラムおよびデータ６７６は、較正および誤差補正方法のために、ガルボ位置データおよびピクセル位置データの両方を使用し得る。いくつかの局面において、ガルボ位置データは、ピクセル位置データを使用する記載された画像補正手順の前に、画像データを予備補正するために使用され得る。例えば、１つの方法は、一連の画像データの獲得の前または間に、一連の新しいガルボ位置データを獲得する工程を包含し得る。この新しいガルボ位置データは、較正データ２０１０中のガルボ／ピクセル位置データと比較され得る。新しいガルボ位置データと較正データ２０１０のデータとの間の任意の差異は、最後の較正以来の機構における変化を示し得、そして種々の方法によって補正され得る。
【０２８６】
較正特徴４４２を使用する方法の別の実施形態は、弓形経路２５０の弧の半径を計算する工程を包含し得る。多数の局面において、実際の半径と２５．４ｍｍの半径を含み得る予想される半径または最適な半径との間の差異に少なくとも一部基づいて、例えば、誤差値を計算するために使用され得るガルボアーム２００の回転軸の中心から励起ビーム１３５の経路の正確な半径距離を有することが所望であり得る。半径値は、以下にさらに詳細に記載されるアーク補正方法を含むいくつかの画像補正方法に特に有用であり得る。走査アーム２００および励起ビーム１３５の２つのありうる経路の示された実施例は、図２５に提供される。予期される光路２５１０は、レンズ１４５の中心から放射され、予期される半径Ｒ９０°で基板と交わり、３１００を生じる励起ビーム１３５の予期された経路を示す。半径Ｒ’２５０５は、実際の半径が実際の光路２５１５に起因して、予期される半径とは異なる例の図による表示を示す。実際の光路２５１５は、ターンミラー、レンズ１４５、または光路に影響し得る種々の他の要素における誤整列または不完全に起因し得る。
【０２８７】
半径Ｒ’２５０５を決定する例示的な方法は、図２０および２６に示される特定の要素の図による説明と共に、図２７において示される。この方法は、ステップ２７１０において示される較正特徴４４２の画像の獲得で始まり、この画像は、半径距離生成器２０５５によって受け取られる。較正特徴４４２は、種々のありうる局面（例えば、水平方向の直線性を参照して、以前に記載された色彩特徴のラダーアレイのような）を包含し得る。生成器２０５５は、弓形経路２５０の弧の中心に位置する較正特徴の前縁に対応するピクセル位置を決定し、そしてその位置をデータ地点２６１５として割り当てる。本発明の方法のステップ２７２０は、Ｘ軸に沿って中心点２６１５から離れて、両方の方向で、距離２６０５を移動する生成器２０５５を包含する。距離２６０５は、較正特徴の前縁に対応する走査アーク内の任意の距離であり得るが、１つの方法は、走査アーク縁近くに存在する距離２６０５を包含し得る。データ地点２６１０および２６１７は、Ｘ軸上で両方の方向で較正特徴距離２６０５離れて対応する位置で確立される。生成器２０５５は、ステップ２７２５に示されるように、Ｙ軸に関してデータ地点２６１０および２６１７の位置を正規化し得、その結果、これらは同じ平面に位置する。いくつかの局面において、データ地点２６１０および２６１７の正規化された位置は、獲得された画像中に存在する較正特徴の任意の回転を補正するために使用され得る。正規化プロセスは、地点２６１０と２６１７との間に引かれる線２６４０の勾配の決定を含む種々の数学的方法を含み得る。勾配値が０であることは、地点２６１０および２６１７がＹ軸上の同じ平面上に位置することを示すことを、当業者は理解する。生成器２０５５は、勾配値が得られるまで、距離２６０５を維持しながら、位置２６１０および２６１７の１つ以上を移動し得る。ステップ２７３０は、生成器２０５５がデータ地点２６１０、２６１７および２６１５に最も適合する弧２６４２を数学的に計算するステップを例示する。次いで、回転の中心点２５２０からアーク２６４２までの実際の半径Ｒ’２５０５が決定される。計算された実際の半径２５０５は、種々の誤差補正方法（例えば、ツール３０００に関して以下にさらに詳細に記載される半径調整の方法）における使用のために、較正特徴データ２０３０または他の位置で保存され得る。
【０２８８】
スキャナ較正および構成のいくつかの局面は、サービスアプリケーション６７８によって実行され得、サービスアプリケーション６７８は、スキャナファームウェア実行可能プログラム６７２あるいはスキャナ制御および分析実行可能プログラム５７２によって実行され得る。図６において示される例において、これは、スキャナコンピュータ５１０のシステムメモリ６７０中に位置するとして示されるが、あるいはコンピュータ３５０中にか、または入力−出力制御装置６７５のネットワーク接続もしくは他の接続手段を介して接続されたローカルコンピュータもしくはリモートコンピュータに含まれる単独形アプリケーションとして配置され得る。サービス職員は、最初の較正のための工場でそして／または慣例的もしくは他の型のサービスの間に現場で、サービスアプリケーション６７８を使用し得る。１つの実施形態において、サービスアプリケーションは、スキャナ４００のハードウェア構成要素の全てに対する低レベルのインターフェースとして作用し得る。例えば、サービスアプリケーション６７８は、レーザーの数および周波数を設定すること、レーザー電源設定、放射検出器設定、ならびに以前に記載された方法を含み得るがこれらに限定されない、較正のために必要な全ての機能を実施し得る。本実施例において、サービスアプリケーション６７８はまた、スキャナコンピュータ５１０に必要とされる場合に、診断試験およびアップロード／ダウンロードソフトウェアおよびファームウェアを実行し得る。
【０２８９】
サービスアプリケーション６７８のさらなる要素は、ユーザが、スキャナ４００のインストレーションおよび初期較正手順を実施するのを可能にする要素を含み得る。例えば、この要素は、ユーザが、離れた供給源からスキャナを受け取り、そして適切な期間（例えば、１時間以内）で必要な設定操作を実施することを可能にし得る。本実施例において、スキャナは、完全に較正および整列され、そしてユーザのインストレーション後に正常な操作を完全に行ない得る。
【０２９０】
本発明のいくつかの実施形態はまた、較正に必要とされるハードウェア要素を含み得る。１つのこのような要素は、本明細書中でツール３０００と称され、この例示的な例は、図３０Ａおよび３０Ｂに示される。ツール３０００は、機器技術者またはユーザによって、工場または現場での初期機器較正のために使用され得る。ツール３０００は、スキャナ４００の種々の要素（例えば、図２５の予期される半径Ｒ２５００に対応し得るＹ７０７軸の距離を含む）の正確な較正、測定、および調整、ならびにガルボアーム２００の回転整列（プローブアレイ２４０に対する励起ビーム１３５の垂直の整列を含み得る）を可能にする。ツール３０００は、いくつかの実施形態において、ガルボアーム２００にクランプするか、そして／または堅く設置され得る。例えば、ツール３０００は、ガルボアーム２００の外側の形状に対応する形状を有し得るガルボアームカットアウト３００７を含み得る。キャップ３００５は、カットアウト３００７の第１の半分を収容し得、そしてハンドル３０１０は、第２の半分を収容し得る。本実施例において、ガルボアーム２００は、ガルボアーム２００の第２の半分の側にハンドル３０１０を配置することによって、そしてガルボアーム２００上にハンドル３０１０の第１の半分の側にキャップ３００５を接続することによって、ツール３０００によって堅く維持され得る。本実施例において、ガルボアーム２００は、回転およびＹ軸距離の測定が正確にそして反復して測定され得るような様式で、ガルボアーム２００へのツール３０００の接続を可能にするのみである１つ以上の基本的特徴を有し得る。
【０２９１】
固定されたマウンティングプレート３０１５は、較正の調整または設定のために使用される１つ以上の参照位置を提供し得る。１つの実施形態において、固定されたマウンティングプレート３０１５は、ツール３０００と相互作用し得るスキャナ４００内の固定された剛性構造体であり得る。あるいは、プレート３０１５は、各時間ツール３０００が、較正または測定方法に使用され得るごとに、一般に使用される方法を介してスキャナ４００に接続され得る。ツール３０００は、較正および測定のための方法を実行するために、複数の測定デバイスを使用し得、この測定デバイスとしては、マイクロメータブラケット３０２０によって維持され得る回転マイクロメータ３０３０、およびキャップ３００５によって維持されるＹ軸マイクロメータ３０３５が挙げられ得る。マイクロメータ３０３０および３０３５の両方は、正確な較正および／または測定の目的で、スキャナ４００および／またはプレート３０１５の要素と直接相互作用し得る。例えば、較正実行可能プログラムおよびデータ６７６は、較正特徴４４２にわたってラインスキャンを実行し得、そしてガルボアーム２００の回転軸およびＹ軸距離に対応する１つ以上の誤差値を決定する。あるいは、較正実行可能プログラムおよびデータ６７６は、プローブアレイ２４０にわたるラインスキャンから誤差値を獲得することが可能となり得る。ツール３０００は、ガルボアーム２００に接続され得、その結果、ハンドル３０１０およびキャップ３００５は、固定されたマウンティングプレート３０１５に関して、回転の自由およびＹ軸の運動の自由を有する。ユーザは、回転値およびＹ軸値を正確に測定するためにマイクロメータ３０３０および３０３５を最初に使用し得る。次いで、ユーザは、例えば、クランプまたは他の維持手段を解放することによって、ガルボアーム２００を解放し得、そして較正実行可能プログラムおよびデータ６７６によって決定される１つ以上の誤差補正値を適用するためにマイクロメータ３０３０および３０３５を使用し得る。本実施例において、マイクロメータ３０３０および３０３５は、マイクロメータ３０３０および／または３０３５からの距離を増加することを包含し得る第１の向きでハンドル３０１０および／またはキャップ３００５を押すことによって、あるいは１つ以上の要素のばね率が、ハンドル３０１０および／またはキャップ３００５を近づける（すなわち、マイクロメータ３０３０および３０３５への距離を減少する）ことを可能にすることによって、誤差補正の方法を直接適用し得る。ユーザは、ガルボアーム２００を保持する手段を再適用し得、そしてマイクロメータ３０３０および３０３５に関する値を確認し得、そしてツール３０００を解放し得る。
【０２９２】
種々の実施形態および局面を記載してきたが、前述は、説明のみであって限定ではなく、例のみとして提供されていることが当業者に明らかであるはずである。例示された実施例の種々の機能的要素の中で機能を分配するための多数の他の機構が可能である。任意の要素の機能は、代替的な実施形態において種々の様式で実施され得る。
【０２９３】
また、代替的な実施形態において、いくつかの要素の機能が、より少ないかまたは単一の要素によって実行され得る。同様に、いくつかの実施形態において、任意の機能的要素が、例示された実施形態に関して記載される作動よりも少ないかまたは異なる作動を実施し得る。また、例示の目的のために異なって示される機能的要素は、特定の局面において、他の機能的要素中に組み込まれ得る。また、機能または機能の一部の順序は、一般的に変更され得る。特定の機能的要素、ファイル、データ構造などは、特定のコンピュータのスステムメモリ中に位置するとして例示的な実施形態で説明され得る。しかし、他の実施形態において、これらは、共に位置し得るかそして／もしくは互いに離れているコンピュータシステムまたは他のプラットフォームに位置し得るか、あるいはこれらにわたって分配され得る。例えば、サーバまたは他のコンピュータに対して共に位置しそして「ローカル」であると記載される、任意の１つ以上のデータファイルまたはデータ構造は、サーバから離れたコンピュータシステム中に位置し得る。さらに、機能的要素と種々のデータ構造間の制御およびデータのフロー、ならびに機能的要素および種々のデータ構造中の制御およびデータのフローは、上記または本明細書中に参考として援用される書類に記載される制御およびデータのフローと、多くの様式で異なり得ることが、当業者に理解される。より詳細には、中間機能的要素は、制御およびデータのフローを指向し得、そして種々の要素の機能は、並列処理を可能にするためにかまたは他の理由で、組み合わされ得、分割され得、または他に再配列され得る。また、中間データ構造またはファイルが使用され得、そして記載される種々のデータ構造またはファイルが、組み合わされ得るかまたは他に配列され得る。多数の他の実施形態およびその改変は、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって規定されるような、本発明の範囲内であると意図される。
【０２９４】
走査システムの実施形態が記載されており、この走査システムは、以下を備える：プローブアレイに励起ビームを指向する、光学素子、この励起ビームに応答する反射強度データを受信する検出器であって、ここで、この反射された強度データが、光学素子とプローブアレイとの間の焦点距離に応答する、検出器、輸送フレームであって、プローブアレイに関する方向で焦点距離を調節する、輸送フレーム、自動焦点器であって、少なくとも２つの焦点距離の反射強度データの特徴に基づいて、最良の焦点面を決定する、自動焦点器であって、ここで、この検出器は、最良の焦点面でプローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に基づくピクセル強度値をさらに受信し、ならびに画像生成器であって、１つ以上の位置補正値に基づいて、ピクセル強度値の各々を、プローブアレイの少なくとも１つの画像ピクセル位置と関連させる、画像生成器。
【０２９５】
上述の特徴およびさらなる特徴は、添付の図面を組み合わせる場合、以上の詳細な説明からより明確に理解される。図面において、同様の参照番号は、同様の構造または方法ステップを示し、参照番号の一番左の桁は、その参照される要素が最初に出てくる図面の番号を示す（例えば、要素１６０は、図１に最初に出てくる）。機能ブロック図において、長方形は、一般的に、機能性要素を示し、平行四辺形は、一般的にデータを示す。方法フローチャートにおいて、長方形は、一般的に、方法ステップを示し、ひし形は、一般的に、決定要素を示す。しかし、これらの取り決めの全ては、限定を意図したものではなく、典型的または例示的であることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、励起信号および発光信号を提供するために適切なスキャナオプティクスおよび検出器の配置の単純化された図示である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のスキャナオプティクスおよび検出器の走査アーム部分の単純化された例示的な構成の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの走査アームの上平面図であり、プローブアレイの１つの実施形態において生物学的フィーチャーをスキャンしており、プローブアレイは、アームの弓型の経路の下で、並進ステージによって動いている。
【図３】図３は、コンピューターネットワークシステムの１つの実施形態の機能性ブロック図であり、このネットワークシステムは、情報管理の実行のために適切なサーバに結合したユーザコンピュータ、そして本発明の１つの実施形態に従う、アレイ−画像の収集および分析の、ソフトウェアアプリケーションを含む。
【図４】図４は、図３のサーバの機能性ブロック図であり、このサーバは、ソフトウェアアプリケーション、オートローダー、スキャナおよびユーザコンピュータへの接続の例示的な実施形態を備える。
【図５】図５は、図４のスキャナ−コンピュータシステムの１つの実施形態の機能性ブロック図であり、このシステムは、バーコードリーダー、カートリッジ輸送フレーム、スキャナコンピュータ、およびスキャナコントロールオペレーションを備える。
【図６】図６は、図５のスキャナコンピュータの１つの実施形態の機能性ブロック図であり、このコンピュータは、スキャナファームウェア、オートフォーカス／オートゼロソフトウェア、較正ソフトウェアおよびサービスアプリケーションソフトウェアを備える。
【図７Ａ】図７Ａは、カートリッジ中に収容される図２のプローブアレイの１つの実施形態の図示であり、移動の軸の例示的な例を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａのようなプローブアレイカートリッジの１つの実施形態の図示であり、オートフォーカス方法のための色彩ボーダーに交わる弓型経路の例を含む。
【図７Ｃ】図７Ｃは、複数の励起ビームスポットを含む、図７Ｂの色彩ボーダーに交わる弓型経路の１つの実施形態の図示である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、スロープ値を含むグラフ上にプロットされた、図７Ｃの複数の励起スポットからの反射されたビーム強度データの１つの実施形態の例示的な例である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、焦点の最適平面に関連する点を含むグラフ上にプロットされた、図７Ｄのスロープ値の１つの実施形態の例示的な例である。
【図８】図８は、図４のスキャナデバイスおよびオートローダデバイスの１つの実施形態の単純化された図示である。
【図９】図９は、図８のスキャナおよびオートローダデバイスの１つの実施形態の単純化された図示であり、オートローダーのためのカバーが取り外され、カートリッジマガジンを含む内部構成の１つの実施形態を示す。
【図１０】図１０は、図９のカートリッジマガジンの１つの実施形態の図示である。
【図１１】図１１は、反転可能なローラを備える輸送アセンブリの１つの実施形態の図示である。
【図１２】図１２は、プローブアレイカートリッジおよび図１１の反転可能なローラの１つの実施形態の図示である。
【図１３】図１３は、カートリッジマガジンベースの１つの実施形態を備える、図１１の輸送アセンブリの１つの実施形態の図示である。
【図１４】図１４は、図１１および図１３の輸送アセンブリならびに図１０のカートリッジマガジンが一緒に組み立てられた、１つの実施形態の図示である。
【図１５】図１５は、バーコード標識の１つの実施形態の図示であり、このバーコード標識は、１次バーコードおよび２次バーコードを備える。
【図１６】図１６は、図５のカートリッジ輸送フレームの１つの実施形態の図示であり、カートリッジホルダー、ピッチおよびロール機構、Ｙステージ、ならびに焦点ステージを備える。
【図１７】図１７は、図１６のカートリッジホルダーならびにピッチおよびロール機構の１つの実施形態の図示であり、ピッチフィンガーおよびロールフィンガーを供える。
【図１８】図１８は、４バー式（ｆｏｕｒ−ｂａｒ）彎曲焦点ステージガイドの１つの実施形態の図示である。
【図１９】図１９は、図１８の４バー式（ｆｏｕｒ−ｂａｒ）彎曲焦点ステージガイドの１つの実施形態の図示であり、図１６の焦点ステージの要素として組み立てられている。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図６の較正実行可能プログラムの１つの実施形態の機能性ブロック図であり、較正データ生成器、半径距離生成器、および画像補正器を備える。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図６のスキャナファームウェア実行可能プログラムの１つの実施形態の機能性ブロック図であり、画像補正器および画像捕捉器を備える。
【図２１】図２１は、図２０Ａの較正データ生成器の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２２】図２２は、図２０Ａの較正データ表を用いた、画像データの補正のための方法の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２３】図２３は、較正データ表の作製のための方法の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２４】図２４は、補正された画像生成器を備える図２０Ｂの画像補正器の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２５】図２５は、図２の走査アームの１つの実施形態の図示であり、予想された光路の半径と実際の光路の半径との間の潜在的な差異を示す。
【図２６】図２６は、走査アークからのデータスポットの１つの実施形態の図示であり、図２５の実際の光路の半径を計算するために使用される。
【図２７】図２７は、図２５の実際の光路の半径を計算するための方法の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２８】図２８は、図１６のＹステージモータのコントロールのための直線エンコーダとスキャナファームウェアとの相互作用の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図２９】図２９は、図１６のＹステージモータの直線エンコーダを制御する方法の１つの実施形態の機能性ブロック図である。
【図３０】図３０Ａは、較正ツールの１つの実施形態の図示であり、回転性のミクロメーターを備える。
図３０Ｂは、図２のＹ軸ミクロメーターおよびガルボアームを備える、図３０Ａの較正ツールの１つの実施形態の図示である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年6月26日(2003.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査システムであって、以下：
１つ以上の光学素子であって、プローブアレイに励起ビームを指向するよう構成および配置されている、光学素子；
１つ以上の検出器であって、該励起ビームに応答して、反射された強度データを受信するよう構成および配置されており、ここで、該反射された強度データが、光学素子と該プローブアレイとの間の焦点距離に少なくとも部分的に応答する、検出器；
輸送フレームであって、該プローブアレイに対して、第１の方向で、該焦点距離を調節するよう構成および配置されている、輸送フレーム；
自動焦点器であって、２つ以上の焦点距離において受信される、該反射された強度データの１つ以上の特徴に、少なくとも部分的に基づいて、最良の焦点面を決定するよう構成および配置されている、自動焦点器、
を備え、そしてここで：
該１つ以上の検出器が、該最良の焦点面において、該プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴からの検出された発光に少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信するように、さらに構成および配置されており；そして
該システムが、画像生成器をさらに備え、該画像生成器は、該ピクセル強度値の各々を、１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、プローブアレイの１つ以上の画像ピクセル位置に関連させるよう構成および配置されている、走査システム。
【請求項２】前記１つ以上の検出器が、前記励起ビームの単一の通過において、前記複数のプローブ特徴のある数の連続したプローブ特徴にわたって、前記複数のピクセル強度値を受信する、請求項１に記載の走査システム。
【請求項３】前記複数のピクセル強度値の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１．５μｍと約３．０μｍとの間の寸法を有するピクセルに関連付けられる、請求項１に記載の走査システム。
【請求項４】前記ｘ軸における寸法が、約２．５μｍである、請求項３に記載の走査システム。
【請求項５】前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する、請求項１に記載の走査システム。
【請求項６】前記１つ以上の位置補正値の各々が、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む、請求項１に記載の走査システム。
【請求項７】前記画像生成器が、前記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、前記複数のピクセル強度値の各々と関連する、受信されたピクセル位置を調節することによって、該複数のピクセル強度値の各々と、１つ以上の画像ピクセル位置とを関連付ける、請求項１に記載の走査システム。
【請求項８】前記１つ以上の位置補正値が、１つ以上の較正特徴により提供される１つ以上の参照位置に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の走査システム。
【請求項９】
前記輸送フレームが、前記プローブアレイに関して第１の方向で前記焦点距離を調節するように操作され；そして
前記自動焦点器が、２つ以上の焦点距離において受信される、前記反射された強度データの１つ以上の特徴に基づいて、最良の焦点面を決定する、
請求項１に記載の走査システム。
【請求項１０】前記最良の焦点面が、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、１つ以上の点を関連させることに、少なくとも部分的に基づく、請求項９に記載の走査システム。
【請求項１１】前記１つ以上の特徴が、傾斜値を含む、請求項９に記載の走査システム。
【請求項１２】前記最良の焦点面が、前記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく、請求項１１に記載の走査システム。
【請求項１３】生物学的材料を走査するための方法であって、以下の工程：
プローブアレイに励起ビームを指向する工程；
該励起ビームおよび光学素子と該プローブアレイとの間の焦点距離に応答して、反射された強度データを受信する工程；
該プローブアレイに関して、第１の方向で該焦点距離を調節する工程；
２つ以上の焦点距離において受信される場合に、該反射された強度データの１つ以上の特徴に基づいて、最良の焦点面を決定する工程；
該最良の焦点面において、該プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴から検出された発光に基づいて、複数のピクセル強度値を受信する工程；および１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、該ピクセル強度値の各々を、プローブアレイの１つ以上の画像ピクセル位置と関連付ける工程、
を包含する、方法。
【請求項１４】以下の工程：
プローブアレイ上に位置する複数のプローブ特徴から検出された発光に、少なくとも部分的に基づいて、複数のピクセル強度値を受信する工程；および
１つ以上の位置補正値に少なくとも部分的に基づいて、該ピクセル強度値の各々を、プローブアレイ画像の１つ以上の画像ピクセル位置と関連付ける工程、
をさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記複数のピクセル強度値の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１．５μｍと約３．０μｍとの間の寸法を有するピクセルに関連付けられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】前記ｘ軸における寸法が、約２．５μｍである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】前記複数のプローブ特徴の各々が、前記プローブアレイに関するｘ軸において、約１８μｍの寸法を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】前記１つ以上の位置補正値の各々が、水平直線性補正値、垂直直線性補正値、またはこれらの両方を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】前記複数のピクセル強度値の各々を、１つ以上の画像ピクセル位置に関連付ける前記工程が、前記１つ以上の位置補正値によって決定されたある数のピクセルにより、該複数のピクセル強度値の各々に関連付けられる受信されたピクセル位置を調節することによって達成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】前記１つ以上の位置補正値が、１つ以上の較正特徴によって提供される１つ以上の参照位置に基づく、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
ある数の反復にわたって、前記受信するステップおよび調節するステップを繰り返す工程；ならびに
最良の焦点面を、前記調節された焦点距離における前記反射された強度データの１つ以上の特徴に少なくとも部分的に基づいて、決定する工程、
をさらに包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】前記最良の焦点面が、ビームのくびれの１つ以上の特徴に、前記１つ以上の点を関連付けることに少なくとも部分的に基づく、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】前記１つ以上の特徴が、傾斜値を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】前記最良の焦点面が、前記傾斜値の最大値に少なくとも部分的に基づく、請求項２３に記載の方法。
【外国語明細書】
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