(57)【要約】【課題】　優れた位置反復性を提供する走査システムを提供すること。【解決手段】　本発明は、１以上のチャネルを含む走査ウインドウを走査するためのデータ収集方法を提供し、この方法は、以下のステップ：積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出するステップと、速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップとを包含する。１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、検出器オフセットＳｏを積算信号（Ｓ）から減ずること、を包含する。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上のチャネルを含む走査ウインドウを走査するためのデータ収集方法であって、以下のステップ：
　積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出するステップと、
　速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップと
を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　（発明の分野）
　本発明は、積算検出器を使用する１以上のチャネルを走査するために有用な方法、ソフトウェアおよび装置に関する。より詳細には、本発明は、変動性の走査速度を補正する走査のための手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
　（背景）
　走査とは、積算信号が、連続的に各チャネルに問い合わせる積算検出器を使用して、１以上のチャネルから得られるプロセスをいう。このような走査システムは、種々の用途において使用される。これらには、テキストスキャナ、バーコードスキャナ、および電気泳動スキャナが含まれる。特に重要なクラスの走査システムは、自動化蛍光ベースのＤＮＡ配列決定システムにおいて利用されている（例えば、米国特許第４，８１１，２１８号、同第５，０９１，６５２号、同第５，２７４，２４０号、同第５，１０２，７８５号、および同第５，５４３，０２６号）。
【０００３】
　走査システムには２つの重要なクラスが存在する。位置ベースのスキャナおよび時間ベースのスキャナである。時間ベースのスキャナでは、固定された積算時間を使用して、走査される対象１以上のチャネルからの積算信号を収集する。時間ベースの走査システムの特徴は、このシステムが低レベルの時間依存性のバックグラウンド信号を提供することである。しかし、時間ベースのスキャナは、一般にそのスキャナが乏しい位置反復性を示すという欠点を有する。これは、主には、そのスキャナの加速度／減速度および／または不完全なスキャナの反復性に起因する不均一な走査速度による。すなわち、走査チャネルの位置は、走査ごとに異なり得る。例えば、電気泳動スキャナの場合、乏しい位置の反復性は、レーン追跡性能を低下させ得る。すなわち、あるレーンを隣のレーンから識別することが不可能となる。この問題は、レーンの密度が高くなる場合に特に深刻になる。
【０００４】
　位置ベースのスキャナにおいて、積算時間は、チャネルの幅および走査速度に基づく。従って、特定の時間に亙る信号を積算するのではなく、その信号を、特定の距離（すなわち、チャネル幅）にわたって積算する。位置ベースのスキャナは、一般に、位置反復性に優れる。従って、電気泳動への走査の適用において、位置ベースのスキャナは、優れたレーン追跡性能を示す。しかし、位置ベースのスキャナは、高レベルのバックグラウンドノイズを示す。なぜなら、不均一な積算時間が、上記の不均一な走査速度から生じるからである。信号強度は、積算時間に比例することから、そのような不均一な積算時間は、高レベルの時間依存的なバックグラウンドノイズをもたらす。
【０００５】
　従って、位置ベースのスキャナの優れた位置反復性と、時間ベースのスキャナの低ノイズレベルとを組み合わせるスキャナを作製することが所望される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
　本発明の目的は、優れた位置反復性を提供する走査システムを提供することである。
【０００７】
　本発明の別の目的は、不均一な走査速度に対して減少した感度を有する走査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
　本発明は、１以上のチャネルを含む走査ウインドウを走査するためのデータ収集方法を提供し、この方法は、以下のステップ：
　積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出するステップと、
　速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップと
を包含する。
【０００９】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、以下：
　走査速度ｖを決定することと、
　この走査速度ｖで、上記積算信号Ｓを除することと
を包含する。
【００１０】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、以下：
　チャネル幅（ｗ）を測定することと、
　このチャネル幅を横切る時間（ｔ）を決定することと、
　等式Ｓｎ＝Ｓ／（ｗ／ｔ）に従って、速度正規化した積算信号を算出することと
を包含する。
【００１１】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、
　検出器オフセットＳｏを積算信号（Ｓ）から減ずること、
を包含する。
【００１２】
　１つの実施形態において、上記チャネルが線形アレイに配置されている。
【００１３】
　１つの実施形態において、上記チャネルが、マルチレーン電気泳動システムにおけるレーンである。
【００１４】
　１つの実施形態において、上記レーンがスラブゲルにおいて配置されている。
【００１５】
　１つの実施形態において、上記レーンが孤立した電気泳動チャネルに配置されている。
【００１６】
　１つの実施形態において、上記マルチレーン電気泳動システムのレーン密度が１．８ｍｍ／レーンである。
【００１７】
　１つの実施形態において、上記走査ウインドウを横切って積算信号を検出するステップが、ステッピングモータを用いて、走査ウインドウと上記積算検出器との間の相対運動を生じることを実行する。
【００１８】
　１つの実施形態において、チャネル幅（ｗ）が、上記ステッピングモータにおけるステップを計数することによって測定される。
【００１９】
　１つの実施形態において、位置センサを使用して、上記ステッピングモータを初期化するためのホーム位置を規定する。
【００２０】
　１つの実施形態において、上記積算検出器がＣＣＤまたはフォトダイオードアレイである。
【００２１】
　１つの実施形態において、上記積算信号が、蛍光発光の検出から生じる。
【００２２】
　１つの実施形態において、上記蛍光発光がレーザによって促される。
【００２３】
　別の局面において、本発明は、複数のチャネルを走査するための装置を提供し、この装置は、以下：
　積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出する手段と、
　速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するコンピュータ手段と
を備える。
【００２４】
　別の局面において、本発明は、１以上のチャネルを有する走査ウインドウを走査するための装置を提供し、この装置は、以下：
　積算検出器と、
　１以上のチャネルを含む走査ウインドウに対して積算検出器の走査を実施するためのスキャナと、
　速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するためのコンピュータと、
を備える。
【００２５】
　１つの実施形態において、上記積算検出器が電荷結合素子である。
【００２６】
　１つの実施形態において、上記スキャナがステッピングモータを備える。
【００２７】
　１つの実施形態において、上記走査ウインドウが複数の電気泳動レーンを備える。
【００２８】
　別の局面において、本発明は、機械によって読み取り可能なプログラム記憶装置を提供し、この装置は、機械によって実行され得る命令プログラムを実体的に実現して、１以上のチャネルを含む走査ウインドウを走査する方法のステップを実行する装置であって、この方法のステップは、以下：
　積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出することと、
　速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出することと
を包含する。
【００２９】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、以下：
　走査速度ｖを決定することと、
　この走査速度ｖで積算信号Ｓを除することと
を包含する。
【００３０】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、以下：
　チャネル幅（ｗ）を測定することと、
　このチャネル幅を横切る時間（ｔ）を決定することと、
　等式Ｓｎ＝Ｓ／（ｗ／ｔ）に従って、速度正規化した積算信号を算出することと
を包含する。
【００３１】
　１つの実施形態において、上記速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップが、
　検出器オフセットＳｏを積算信号（Ｓ）から減ずること、
を包含する。
【００３２】
　１つの実施形態において、チャネル幅（ｗ）が、ステッピングモータにおけるステップを計数することによって測定される。
【００３３】
　（発明の要旨）
　本発明は、走査システムの発見に関する。このシステムは、優れた走査性能を達成するために走査速度に関して積算信号強度を正規化する。
【発明の効果】
【００３４】
　本発明によれば、優れた位置反復性を提供する走査システムが提供される。
【００３５】
　本発明によればまた、不均一な走査速度に対して減少した感度を有する走査システムが提供される。
【００３６】
　第一の局面において、本発明の上記および他の目的は、１以上のチャネルを含む走査ウインドウを走査するための方法によって達成される。この方法は、まず、積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出するステップと、次いで、速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するステップとを包含する。
【００３７】
　別の局面において、本発明は、上記の方法ステップを実行するために、機械によって読み取り可能なプログラム記憶装置を包含し、機械によって実行可能な命令プログラムを明白に実現する。
【００３８】
　さらに別の局面において、本発明は、積算検出器を用いて１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切って積算信号（Ｓ）を検出するための手段、および速度正規化した積算信号（Ｓｎ）を算出するためのコンピュータ手段を含む複数のチャネルを走査するための装置を含む。
【００３９】
　本発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、以下の説明、図面および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解される。
【００４０】
　　（好ましい実施態様の詳細な説明）
　今度は、本発明の好ましい実施態様について詳細に説明を行う。その実施態様の実施例は、添付の図面に例示されている。本発明は、好ましい実施態様に関して説明されているが、それらは、その実施態様に本発明を限定することは意図しないことが理解される。対照的に、本発明は、代替物、改変および等価物を包含することが意図される。これら代替物等は、添付の特許請求の範囲に規定される本発明に包含され得る。
【００４１】
　本発明は、位置ベースの走査システムにおける走査速度に関して積算信号を正規化することにより、走査性能が実質的に改良され得るという発見に部分的に基づく。特に、時間依存性のバックグラウンドノイズレベルの程度は、実質的に減少される。
【００４２】
　（Ｉ．定義）
　他に言及がなければ、本明細書において使用される以下の用語および句は、以下の意味を有することが意図される。
【００４３】
　「チャネル」とは、積算検出器が積算信号を収集する領域を意味する。特に、１つのチャネルは、出発点、終点および読み取り領域を含む。例えば、積算検出器がＣＣＤである場合、そのＣＣＤのピクセルまたはビンがチャネルを横切って荷電される。
【００４４】
　「走査ウインドウ」とは、連続的に問い合わせされる隣接するチャネルのアレイである（例えば、マルチレーンの電気泳動システムのマルチレーンを表すチャネルの収集物）。
【００４５】
　「積算信号」とは、積算時間に亙って積算され、そして信号強度がその積算時間の関数である信号を意味する。例えば、ＣＣＤ検出器の場合には、その積算信号は、光に曝した結果として積算時間に亙って生成する電荷の量である。
【００４６】
　「積算検出器」とは、積算信号を収集する検出器を意味する。例示的な積算検出器は、電荷結合素子、フォトダイオードアレイ、電荷注入デバイス、およびアクティブピクセルＣＭＯＳ検出器を包含するが、これらに限定されない。
【００４７】
　「速度正規化した積算信号」とは、走査速度に関して正規化された積算信号を意味する。例えば、速度正規化の１つの好ましい方法において、積算信号Ｓを走査速度ｖで除して、速度正規化した積算信号Ｓｎを算出する。
【００４８】
　（ＩＩ．走査方法）
　一般に、本発明の走査方法は、図１のプロセスフローチャートに示される。
【００４９】
　第一に、あるチャネルは、出発点、終点およびチャネル幅ｗに関して規定される。複数のチャネルが走査される場合、各チャネルは、個々に規定される。電気泳動スキャナの場合には、所定の電気泳動レーンは、好ましくは、少なくとも３つの走査チャネルを含む。例えば、スラブゲル電気泳動形式を用いて、そして９６電気泳動レーンを有する電気泳動システムは、幅が１７．５ｃｍの走査ウインドウを用いて走査され、そして４８０チャネルへと再分割される。
【００５０】
　次に、積算検出器は、走査される第一のチャネルの出発点に位置付けされる。好ましくは、この検出器は、ステッピングモータを用いてそのチャネルに関して位置付けされる。そして、その検出器の正確な相対位置は、ステッピングモータのエンコーダ計数をモニターすること、および位置センサにより決定される初期ホーム位置を有することによって、決定される。
【００５１】
　第一のチャネルを走査する前に、積算検出器をクリアする。すなわち、その検出器に存在する任意の残留積算信号は、その検出器から消去される。ＣＣＤ検出器の場合には、その検出器は、アクティブレジスタのすべてを放電することによってクリアされる。また、走査を開始する前に、開始時間ｔｓが記録される。
【００５２】
　次に、その積算検出器は、その検出器とそのチャネルとの間の相対運動を行うことによって出発点から終点までそのチャネルを横切って走査される。この相対運動は、その検出器を移動させること、そのチャネルを移動させること、励起光ビームを移動させること（例えば、反照検流計（ガルバノミラー、ｇａｌｖｏ　ｍｉｒｒｏｒ）を用いる）、またはそのような動作の任意の組合せによって、行われ得る。好ましくは、終点は、その検出器と走査チャネルとの間の相対運動を行うために使用するステッピングモータのステップを計数することによって決定される。その走査がそのチャネルの終点に達している場合、終了時間ｔｅが記録され、そして正規化されていない積算信号Ｓが記録される。走査の後に、積算時間が、差ｔｅ−ｔｓを計算することによって算出される。
【００５３】
　次いで、正規化されていない積算信号Ｓを、その正規化されていない積算信号を走査速度ｖで除することによって走査速度に関して正規化する。図２は、速度正規化を行うための好ましい方法のプロセスフローチャートを示す。
【００５４】
　第一に、検出器のオフセットＳｏを、正規化されていない信号から減じてオフセット調整された正規化されていない信号を得る。この検出器オフセットは、使用される特定の積算検出器の特徴である時間非依存性のバックグラウンド信号である。時間依存量で時間非依存量を除することを回避するために、その積算信号の検出器オフセット成分（ｆ）を除去することが所望される。Ｓｏを決定するための好ましい方法において、チャネルを第一の積算時間ｔ１を用いて走査し、そして第一の積算信号Ｓ１を記録する。次に、そのチャネルを、第二の積算時間ｔ２を用いて再走査し、そして第二の積算信号Ｓ２を記録する。最後に、信号対積算時間の線形外插を行い、そしてＳｏの値は、ゼロ積算時間の外插の切片である。
【００５５】
　次に、正規化された信号のスケール（ｓｃａｌｅ）を拡大するために、オフセット調整した正規化されていない信号に、スケーリング因子ｔｎを乗じる。このスケール拡大を行って、速度正規化された信号Ｓｎに対して増大したダイナミックレンジおよび粒度を提供する。好ましくは、ｔｎの値は、公称のまたは推定の積算時間である。
【００５６】
　最後に、オフセット調整されスケーリングした信号を、積算時間ｔｉで除して、速度正規化された積算信号Ｓｎを得る。
【００５７】
　従って、上記の演算は、正規化されていない積算信号および正規化された積算信号に関する以下の等式においてまとめられ得る。
【００５８】
【数１】
2004112846.tif 000002
　複数チャネルを含む走査ウインドウについて、上記の正規化方法は、各チャネルに関して個々に行われる。例えば、９６レーンの電気泳動システムにおいて、４８０チャネルを使用してその９６レーンを走査する。ここで、各チャネルは、本発明の方法に従って正規化される。さらに、この走査ウインドウを、反復して走査してさらなる情報を入手し得る。
【００５９】
　（ＩＶ．スキャナ）
　本発明のスキャナは、１以上のチャネルを含む走査ウインドウを横切る積算信号の獲得を可能にする任意の装置であり得る。好ましくは、本発明のスキャナは、レーザ誘導蛍光検出を用いるマルチレーン電気泳動システムにおける複数の電気泳動レーンを走査するように適合される（例えば、米国特許第４，８１１，２１８号、同第５，０９１，６５２号、同第５，２７４，２４０号および同第５，５４３，０２６号）。
【００６０】
　一般に、そのような電気泳動スキャナは、（１）電気泳動レーンまたはその部分を横切って積算信号を収集するための積算検出器と、（２）電気泳動レーンに配置されたサンプルからの蛍光発光を励起するための光ビームを生成するための光源と、（３）１以上のレーンの各々を順次連続的に問い合わせるための走査機構と、（４）上記の要素を制御するため、およびデータ獲得機能およびデータ正規化機能を行うためのコンピュータとを備える。必要に応じて、このスキャナは、１以上のサンプルを同時に電気泳動するため（例えば、リアルタイムでの測定を行うため）の１以上の電気泳動レーンを含む電気泳動システムを備え得る。
【００６１】
　電気泳動スキャナの積算検出器は、積算蛍光信号を収集し得る任意の検出器であり得る。好ましい積算検出器としては、電荷結合素子検出器およびフォトダイオードアレイ検出器が挙げられる。
【００６２】
　電気泳動スキャナにおいて使用される光源は、好ましくはレーザ（例えば、アルゴンイオン、ヘリウムネオンレーザまたは固体レーザ）である。このレーザ光は、他の方法の電気泳動レーンの平面と平行に向けられ得る。
【００６３】
　電気泳動スキャナの走査機構は、１以上の電気泳動レーンの各々の順次問い合わせを提供する任意の機構であり得る。１つの別の構成において、光ビームおよび積算検出器はともに、電気泳動レーンを横切って平行移動する（例えば、その光ビームおよび検出器とその電気泳動レーンとの間の相対運動を提供することによって）。このような相対運動は，その光ビームおよび検出器、電気泳動レーンまたはその光ビームおよび検出器ならびにその電気泳動レーンの両方を移動させることによって達成され得る。そのスキャナは、電気泳動の間に（すなわち、リアルタイムの検出）または電気泳動分離が完了した後（すなわち、オフライン検出）電気泳動レーンを走査し得る。
【００６４】
　電気泳動システムは、１以上の電気泳動レーン、電圧源、電極、緩衝リザーバなどを備える従来の構成であり得る。電気泳動レーンは、従来のスラブゲルにおいて形成され得、連続した基板内に形成される非依存性のチャネル（例えば、ガラスまたはプラスチック基板においてエッチングされたチャネル）であり得、別個のキャピラリチューブにおいて配置され得、または１以上のキャピラリチューブの出口末端にフローセル配置され得る（例えば、米国特許第５，４３９，５７８号）。好ましくは、本発明において、電気泳動レーンは、スラブゲルにおいて形成され、そしてより好ましくは、そのレーン密度は、少なくとも１．８ｍｍ／レーンである。
【００６５】
　そのスキャナのコンピュータは、従来の任意のデジタルまたはアナログのコンピュータであり得る。以下の第Ｖ節を参照のこと。
【００６６】
　（Ｖ．コンピュータシステムおよびプログラム記憶装置）
　上記の走査方法のステップは、好ましくは、コンピュータによって行われる。１つの好ましい実施態様において、このコンピュータは、処理装置、メモリ、Ｉ／Ｏデバイスおよびそれらの間の情報を伝達するための関連するアドレス／データバス構造から構成される。マイクロプロセッサは、適切なソフトウェアによって駆動される一般のマイクロプロセッサ（ＲＩＳＣプロセッサおよＣＩＳＣプロセッサを含む）、埋め込みファームウェアを用いた専用マイクロプロセッサ、またはこの方法の特定の処理タスクに特化したカスタマイズされたデジタル信号処理回路（ＤＳＰ）の形態を採り得る。そのメモリは、そのマイクロプロセッサ（すなわち、レベル１キャッシュ）、高速Ｓ−ＲＡＭ（すなわち、レベル２キャッシュ）、Ｄ−ＲＡＭまたはディスク（光学式であっても磁気式であってもよい）内に存在し得る。そのＩ／Ｏデバイスは、コンピュータとユーザとの間の情報を伝達し得る任意のデバイスであり得る（例えば、キーボード、マウス、ネットワークカードなど）。アドレス／データバスは、ＰＣＩバス、ＮＵバス、ＩＳＡまたは任意の他の類似のバス構造であり得る。
【００６７】
　本発明の方法がコンピュータにより行われる場合、上記の方法のステップは、機械によって読み取り可能なプログラム記憶装置において実現される。そのようなプログラム記憶装置としては、コンピュータ読み取り可能な媒体が挙げられる。コンピュータ読み取り可能な媒体としては、磁気ディスケット、磁気テープ、光ディスク、読み取り専用メモリ、直接アクセス記憶装置、ゲートアレイ、静電記憶、および任意の他の類似の媒体が挙げられる。
【実施例】
【００６８】
　（ＶＩ．実施例）
　本発明は、以下の実施例を参酌することによってさらに明確になる。これらの実施例は、本発明の単なる例示を意図し、そして本発明の範囲を制限するとはいかようにも意図されない。
【００６９】
　（実施例１：固定された蛍光標的を用いる速度正規化を用いたノイズレベルと用いないノイズレベルとの比較）
　時間依存性のノイズレベルを、９６レーンの容量を有するＡＢＩ　ＰＲＩＳＭＴＭ　３７７　ＤＮＡ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅｒによって、４８０または３８８のいずれかのチャネルを有する走査ウインドウを用いて測定した。ノイズを、この３７７システムの集光光学装置に装着したダミーの標的固定物を用いて測定した。この標的を、ＤＮＡ配列決定実験において見られる実際のバックグラウンドレベルを模倣するように設計した。標的は、２片のガラスを備える外側ハウジングからなった。このガラス片は各々、直径１ｃｍであり、そして標準の配列決定用プレートと同じ厚さ（すなわち、約５ｍｍ）を有した。この２つのガラスディスクを、互いの上部に平坦に配置し、そして外側ハウジングにより設置した。その検出器へとネジで取り付けた場合、そのハウジングは、２つのガラス片を、そのレーザビームの前面に保持した。このガラスは、再現性の小さな蛍光バックグラウンドを提供し、そしてその検出器へそのレーザ光の一部を散乱させる用に働き、それにより実際の実行条件をシミュレートした。散乱したレーザ光および蛍光を、この３７７の検出システムによって測定した。
【００７０】
　この３７７機器を、実験を開始する数時間前にスイッチをつけて、そのレーザおよび電気系統が、通常の動作温度に平衡になることを確実にした。
【００７１】
　固定した標的を使用して、４８０チャネルの走査ウインドウに亙って、ファームウェアバージョン２．２．ｊおよび２．２．ｎを用いてデータを収集した。また、データを、ファームウェアバージョン２．０、２．２．ｊおよび２．２．ｎを用い、３８８チャネルの走査ウインドウを使用して収集した。各々のデータセットを、固定した標的およびＰｌａｔｅ　Ｃｈｅｃｋ　Ａ実行モジュールソフトウェアを用いて１０分間収集した。他の機器設定は以下のとおりであった：ＣＣＤ利得＝２；ＣＣＤオフセット＝０；ＣＣＤピクセル位置　２１２；レーザ出力　４０．０　ｍＷ；温度コントロールなし＝室温およびポンプオフ；電気泳動電圧　オフ；仮想フィルタ　１：ピクセル　１６１−１８５＝５３０−５４０ｎｍ；仮想フィルタ　２：ピクセル　２１４−２３６＝５５４−５６４ｎｍ　仮想フィルタ　３：ピクセル　２７３−２９５＝５８１−５９２ｎｍ　仮想フィルタ　４：　ピクセル　３３６−３５８＝６１０−６２１ｎｍ。データを、標準的なＡＢＩＦゲルイメージファイル形式にて書き込んだ。データをインポートし、そしてＬａｂＶｉｅｗデータ分析パッケージを用いて分析した。１０４の走査を、１０分間の各実行ごとに収集した。２５の走査を、各実行の開始時にて破棄した。各実行の最後の走査もまた破棄した。これにより、分析のために７８の走査が残った。７８の走査に対して各チャネルの信号強度の平均および標準偏差を算出した。平均信号をその信号の標準偏差で除することにより、信号対ノイズ比を各チャネルについて算出した。
【００７２】
　図３は、速度正規化をしない位置ベースの収集によって収集した４８０チャネル走査ウインドウの７８個の走査についての平均信号強度対チャネル位置のプロットである。図４は、本発明の速度正規化した位置ベース収集方法を用いて収集した類似するデータのプロットである。図から理解され得るように、この速度正規化走査方法を利用した場合、この信号は、それほどノイジーではない。
【００７３】
　実際の配列決定実験にもっとも関連するノイズは、複数走査に関する特定のチャネルにおける信号強度における変動である。図５は、速度正規化をしない４８０チャネル走査ウインドウを横切って収集されたデータについての、チャネル数に対する信号対ノイズ比のプロットである（２．２．ｊ　ファームウェア）。プロットされたデータは、赤の仮想フィルターのみに由来する（すなわち、Ｐｌａｔｅ　Ｃｈｅｃｋ　Ａモジュールにおける第四の仮想フィルター）。図６は、実行された速度正規化方法で収集されたデータの類似するプロットである（２．２．ｎファームウェア）。図５および図６の比較から、速度正規化を用いずに収集したデータの信号対ノイズ比は、速度正規化を用いて収集したデータの信号対ノイズ比の約半分であることは明らかである。
【００７４】
　３８８チャネル走査ウインドウを介して収集したデータと速度正規化した位置ベースの収集物（２．２．ｎ　ファームウェア）および従来の非正規化時間ベースの収集物（２．０　ファームウェア）との比較は、さらに、本発明の速度正規化方法の有効性を実証する。図７は、従来の時間ベースのデータ収集（２．０　ファームウェア）を用いて収集されたデータの３８８チャネル走査ウインドウについてのチャネル位置に対する信号対ノイズ比のプロットである。以前のように、赤の仮想フィルターからのデータのみを示す。図８は、速度正規化した位置ベースの収集方法（２．２．ｎ）を用いて収集した同じ３８８チャネル走査ウインドウからのデータのプロットである。これらのプロットから、速度正規化した位置ベースのデータ収集は、従来の位置ベースのデータ収集方法に固有の積算時間における変化に起因するノイズを実質的に減少させ得ることが明らかである。事実、速度正規化位置ベースの収集の信号対ノイズ比は、時間ベースの収集の信号対ノイズ比よりもわずかに大きい。理論的な見地からは、これは、全く予測されない。改善された性能は、時間ベースの獲得スキームにおいて、各チャネルの積算時間が、その装置のＣＰＵによって決定されるという事実に起因し得る。このＣＰＵは、各チャネルに等しい積算時間を割り当て得るが、この積算時間は、そのＣＰＵの処理ロードに依存してわずかに変動し得る。このＣＰＵが、チャネルが読まれるときに割り込みサービスルーチンを処理するのに忙しい場合、データ獲得は遅延する。対照的に、この位置ベースの収集スキームは、時間ベースのファームウェアよりもかなり多く変動する積算時間を有する。しかし、正規化した方法は、ＣＣＤ読み取りの瞬間に１６Ｍｈｚのクロックを用いて実際の積算時間を測定する。この測定は、非常に正確であり、そしてこのファームウェアが、時間ベースのデータ収集を用いてさえも可能なノイズよりもわずかに低いノイズを達成することを可能にする。
【００７５】
　（実施例２：サンプル正規化手順）
　以下は、ＡＢＩ　ＰＲＩＳＭＴＭ　３７７機器において走査を実施することによって得られる代表的なパラメータである。使用する単位は以下のとおりである。（１）距離についてのスキャナモータエンコーダ計数。１ｃｍあたり１０００のエンコーダ計数、すなわち、１インチあたりおよそ２５００のエンコーダ計数が存在する。（２）時間についてのＴＩＣ（タイマ割り込み計数）。１秒あたり４００万ＴＩＣが存在する。（３）ＣＣＤ読み取りについてのＡ／Ｄ計数。完全に飽和したＣＣＤは、０×ＦＦＦＦ（６５５３５）計数を読み取る。
【００７６】
　この実験は、一つの距離（６．２インチ）に対して、１９４のデータ収集チャネルを利用する（ホーム位置から１．９〜８．１インチまで）。当初は、このファームウェアは、各チャネルの開始位置および終了位置を算出する。すなわち、１つのチャネルの終了位置は、次のチャネルの開始位置である。以下は、これらのエンコーダ計数のリストである。第一の値は、第一のチャネルの開始である（＃０）。他方、最後の値は、最後のチャネルの終了計数である（＃１９３）。値は、１６進数である（基数１６）。
【００７７】
【数２】
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　次に、初期較正走査を行う。この目的のために、他のすべてのチャネルを、上記のリストにおける２つの位置を横切るようにまたがらせ、その結果、それらは、幅が２倍になる。４つの仮想フィルターを、各チャネルについてＣＣＤカメラから読み取る。終わりに、偶数および奇数のチャネルを抽出し、そして中央値を、これらの２つの異なるチャネル幅の各々の中での各仮想フィルターについて算出する。次いで、これらの中央値を、ゼロ積算時間へと外挿するために使用する。別個の走査を、右の境界および左の境界の方向において行う。以下は、狭いチャネル幅（１ｔ）でのおよび２倍のチャネル幅（２ｔ）での中央値の、その実行の間の値の正規化のためのＣＣＤオフセットとして使用した外挿値を伴うリストである。これらの中央値を、１６進数（無符号）でリストする。他方、外挿値は１０進数であり、符号付きである（それらは、本発明者らの装置におけるハードウェアオフセットに起因してゼロを下回り得る）。
【００７８】
【数３】
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　今度は、収集走査を始めた。各チャネルを、再び、上記で算出したエンコーダ計数の同じリストによって規定されるが、今回は、そのリストからの計数はいずれもスキップした。換言すれば、そのリストからの各値は、１つのチャネルの終結点および次のものの始まりを表す。
【００７９】
　収集走査の間の各チャネルについて、ＴＩＣ（時間スタンプ）を、仮想フィルタがそのＣＣＤによって読まれることを示す信号とともに記録する。各走査の終わりに、この読み取り値の正規化を、これらの値を用いて行う。また、名目上の積算時間（ｔｎ）を算出する。
【００８０】
【数４】
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　以下は、最初のいくつかのチャネルをスケーリングするために使用したパラメータのリストである。記録した情報は、
・チャネル数
・ＴＩＣ（タイマー割り込み計数または時間スタンプ）
・算出した積算時間（１つのＴＩＣから次のＴＩＣまで、すなわち、そのチャネルの開始から終わりまで）
・各仮想フィルタ読み取りについて、正規化し、そしてスケーリングしたＡ／Ｄ計数
【００８１】
【数５】
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　全ての刊行物および特許出願は、それらの各々の個別の刊行物または特許出願が、参考として援用されると具体的かつ個々に指示されているように、本明細書においてその全てが参考として援用される。
【００８２】
　いくつかの実施態様のみが、上記において詳細に記載されているが、走査分野の当業者は、多くの改変が、本発明の教示を逸脱することなく好ましい実施態様において可能であることを明確に理解する。すべてのそのような改変は、上記の特許請求の範囲内に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明の走査方法のステップを例示するプロセスフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の走査方法の速度正規化局面のステップを例示するプロセスフローチャートである。
【図３】図３は、速度正規化を用いずに、位置ベースのデータ収集を用いた４８０チャネルの走査ウインドウの７８走査の場合の平均信号強度対チャネル位置のプロットである。
【図４】図４は、図３に類似するが、本発明の速度正規化位置ベースの収集方法を使用して収集したものを示すプロットである。
【図５】図５は、速度正規化を用いずに、４８０チャネルの走査ウインドウを横切って収集したデータについての、チャネル数に対する信号対ノイズ比のプロットである。
【図６】図６は、図５に類似するが、速度正規化を使用して収集したデータを示すプロットである。
【図７】図７は、従来の時間ベースのデータ収集を用いた３８８チャネルの走査ウインドウを横切る、チャネル位置に対する信号対ノイズ比のプロットである。
【図８】図８は、図７に類似するが、速度正規化を使用して収集したデータを示すプロットである。
【図１】
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【図２】
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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７】
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【図８】
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