[发明专利]分析仪器系统

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年3月15日提交的第61/793,388号美国临时专利申请的优先权，该文的全部内容通过引用纳入本文以用于所有目的。

关于联邦资助研究/开发的声明

本发明在美国国土安全部的基金支持下完成，

合同号：HSHQDC-lO-C-00053。政府对本发明拥有某些权利。

发明背景

在许多不同领域，从一组不同光学信号中逐一识别、区分和/或量化这些信号相当重要。特别值得注意的是多路分析操作的应用，例如核酸分析、生物分析、化学分析等，它们依赖于光学信号。许多分析系统已经得到开发和商业化，用于收集、记录和分析光学信号数据，这些数据来自生物或化学分析阵列，包括例如核酸阵列扫描仪、多路核酸测序系统等。

举例而言，核酸阵列已广泛用于识别样品中是否存在一个或多个靶标核酸。特别是在典型的阵列中，在平面基材上提供不同核酸探针序列，它们结合在基材表面的独特定位区，在这些区域，阵列表面上的束缚实体(boundentity)或捕获探针(captureprobe)的特性及其位置是已知的。各不同特性的捕获探针置于孤立的捕获探针位点或区域，所述位点或区域包括多个相同的捕获探针。利用对所关注的靶标核酸序列(即样品中待测的序列)具有特异性的引物序列，对样品进行扩增反应。两个引物中的一个或两个通常可包括荧光基团或其他标记基团。扩增之后，使所得反应混合物接触阵列。如果阵列表面上出现荧光信号，则表明与该位置的捕获探针互补的序列被扩增，因而存在于该样品中。

从这些阵列中读取荧光信号一般采用多个不同类型的系统。例如，早期阵列读取仪器采用扫描荧光显微镜，所述扫描荧光显微镜对阵列表面进行光栅式扫描，并随扫描位置读取发出的荧光。后来的荧光读取仪器采用成像光学元件和传感器，对整个阵列一次成像，从而加快了分析过程。对于各种不同的应用，包括例如诊断阵列系统、核酸测序应用等，这样的系统增加了复杂性，参见例如IlluminaHiSeq系统、PacBioRS系统等。

尽管这种系统一般都可以买到，但需要改进这些系统，降低其复杂性，增强其功能。本发明解决了这些和其他需求。

发明内容

本发明涉及可用于分析生物阵列的分析仪器系统和分析方法。该系统的优选仪器能够在执行扩增反应过程例如RT-PCR过程的情况下进行这种分析。这些系统包括对光学组件(opticaltrain)、热管理以及所述仪器应用到所用反应容器的反应操控过程的改进。