用于防止在微阵列扫描中的过分曝光和光泄漏的掩模制造技术

微阵列的扫描是通过能够曝光微阵列上的多个但不是所有位置的掩模来实现的，并且掩模可相对于微阵列移动或者微阵列可相对于掩模移动，或者两者兼之。掩模作为在扫描头的行进处于待机、目标速度时限制对能够照明的微阵列上的微阵列位置的照明的部件是十分有用的，它能够在扫描头轨迹中的一些扫描头加速或者减速的点上阻止光在扫描头和微阵列之间的通过。通过防止光泄漏到与正在扫描的位置相邻的位置上，掩模可以十分有效地减小在微阵列成像中的背景噪声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于诸如核酸和蛋白质之类生物类微阵列的扫描系统，并且主要 涉及用于任何类型的流程的照明系统，其中这些流程包含以空间阵列所排列的大 量位置的单独和顺序的照明。
技术介绍
微阵列是进行化学和生物化学化验的位置的两维阵列， 一般来说，各个位置 都具有可进行单独化验的显微镜可见的尺寸并且在各个位置通常会有不同的分子 种类。微阵列可以形成在各种不同的基板上，包括，玻璃片、微滴度板以及隔膜。 微阵列通常用于例如识别、确定未知生物类中的结合密切关系或者其基本特性的 结合化验。在微阵列中的位置尺寸、数量和间距会有显著的变化。当位置是在标准微滴度板中的阱，则阱以12X8的阵列排列，总共有96个，在阱之间的间距是 9mm。当位置是涂覆在玻璃片上的点，玻璃片的典型宽度是25mm，则可以采用自 动微印刷技术，位置的数量可以达到数千个。对于基因化验而言，则单个玻璃片 一般将包含多达10,000个基因。用于各个化验的监测和检测目的的微阵列成像是通过扫描来实现的，并且在 许多方法中，扫描过程包括微阵列的各个位置采用激发的光进行照明。为了完成 这一步骤，扫描仪的头在微阵列上往返移动，每一进程都具有速度轮廓，该速度 轮廓包括在每一进程结束和在方向反转之前的减速，紧跟着在方向反转之后的加 速使得头维持适合于下一进程的速度。激发一般是采用激光来实现的，激光可以 作为一个稳定光源，较佳的是在扫描的整个过程中都是点亮着的。如果微阵列的 位置延伸到扫描仪的头行进路径的端点，则连续的激光光束就会使得一些位置接 受到比其它位置更大的曝光。这会导致这些位置容物的过分曝光或者光致漂白。 另外，无论激光光速在每一进程的端点是连续还是关闭，当激光聚焦在任何单个 阱时，都会发生一定程度的光通过扩散、反射或者衍射中的任一方式泄漏到相邻 的阱中。光泄漏的这一属性可以发生在各行之间以及在一行中，特别是当扫描仪的头的行进路径超出行的宽度时。当单一进程仅仅只覆盖一行中的一部分时，也 会发生光泄漏，会泄漏到没有被扫描的行的那部分。在所有的情况下，泄漏都会 引起不希望的过分曝光或者在扫描信号中产生背景噪声，或者两者兼之。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的这些或者其它限制，适用于微阵列扫描照明系统， 该系统包括样品支架、往返移动扫描头，以及定位置样品支架和扫描头之间的掩 模，该掩模阻止所有从扫描头不是通过掩模中的窗口到达样品支架的光，这样仅 仅只曝光在一个单次进程或者一系列并行回返中所需扫描的位置，将沿着一个单 个行的扫描方向定义为X轴，在本专利技术的一些实施例中，平行于X轴的窗口宽度 足以曝光一行中的多个但不是所有的样品位置，并且在长度上小于扫描头往返移 动的单次进程中的扫描头的行进路径。采用适当尺寸和定位的掩模，就能在扫描 头反转方向而减速或加速的行进路径的两端，阻止来自扫描头的光并因此防止到 达微阵列。同样，在本专利技术的一些实施例中，掩模的尺寸和定位也能曝光在微阵 列位置中的仅仅一行，或者仅仅一行中的一部分，从而防止光泄漏到相邻的行。 当扫描头在一次进程中仅仅只通过一行中的一部分并且在完成整行扫描的成像处 理的后续阶段中将移动到该行的其它部分或者剩余部分时，掩模特别有用。 一般 来说，本专利技术适用于将掩模用于防止没被扫描位置的不需要照明或者防止由于扫 描头往返移动的端点效应而产生位置的非均匀曝光，或者防止两者。在所有的情 况下，掩模都可以相对于微阵列移动，或者反之亦然，从而使得不同组的位置根 据需要曝光于扫描头，从而提供微阵列的完整扫描。本专利技术的上述以及其它目的、性能、优点和实施例将通过以下描述而变得更 加清晰。附图说明图1是图示说明根据本专利技术的微阵列扫描系统的侧面示意图。 图2是微阵列和掩模的图示说明，用于说明本专利技术的方法。图3是用于说明本专利技术方法的微阵列和掩模的其它图示说明。具体实施方式本文将扫描过程中光源所照明的微阵列位置的顺序称之为扫描协议，并且在往返的过程中是由扫描头的每一进程的长度所决定的(其中扫描头到光源的长度 是固定的)，例如，扫描头的背后往前面的移动，其中还结合了使得扫描头能够 对准在微阵列上的下一行样品位置的微阵列增量移动以及扫描头、掩模和完成整 个微阵列扫描所需要的微阵列的所有其它移动。当各个协议能够根据微阵列的结 构和尺寸而变化时，所有协议都包含扫描头沿着X轴对微阵列各行的往返移动。 当均匀的扫描头速度能够沿着行进路径在样品位置之间提供最为均匀的照明分布 时，并不能获得绝对的均匀性。另外，因为扫描头的驱动器必须在它行进路径的 各个端点反转扫描头的方向，往返的扫描头会在各个进程的各个端点处经历减速 和随后以相反方向的加速。用于扫描头的典型驱动器是运动线圈致动器，这是利 用了众所周知的交流电流通过在磁场中的电气线圈所产生的劳伦兹力。运动线圈 致动器也称之为音频线圈致动器，并且目前所使用的这些致动器的实例是由BEI技术公司的Kimco Magnetics分部(Kimco Magnetics Divison of BEI Technoloies. Inc., San Marcos, California, USA)和H2W技术公司(H2W Technologies Inc., Valencia, California, USA)所提供的。音频线圈致动器的披露可以在专利号 6,894,408、 6,870,285、 6,815,846和6,878,943的美国专利中发现。Paul J.Patt等人 专利技术的、2005年11月1日申请、共同拥有待审批美国专利申请号11/265,000、题 为适用于往返移动且具有可控制力分布的运动线圈致动器(Moving Coil Actuator for Reciprocating Motion With Controlled Force Distribution)禾卩Daniel Y.Chu专利技术 的、2005年11月30申请、共同拥有待审批的美国专利申请号11/291,423、题为 具有运动的扩展范围的运动线圈致动器(Moving Coil Actuator with Expandable Range of Motion)的美国专利讨论了其它音频线圈致动器。这些文件的内容通过 引用合并与此。在结合了这些致动器的扫描系统中，扫描头的移动是由线圈自身 响应电磁力的运动所引起的。当线圈的行进路径上的速度轮廓随着电势的幅度、 线圈的结构、以及线圈和磁铁的尺寸和相对位置而变化时，正如以上所提及的那 样，所有这些线圈的轮廓包括在各行的行进限制处的减速和加速。扫描头在往返移动的一个进程中的行进路径如图1所示，其中，显示了微阵 列ll定位在扫描头12和聚焦透镜13 (这是扫描单元的部件)之下并且由扫描头 行进。为了便于理解，部件并没有根据比例来画且放大了它们之间的间隔。在这 种情况下，微阵列11可以由已经被翻转过来的多阱板所表示，以及所要照明的位 置是己经沉积在各个阱中的分析物并且在翻转之前变成为粘结着阱的透明玻璃的 底部。这通过玻璃照明的板的翻转允许扫描头透镜13使用较短的聚焦长度，例如，7小于1.7mm，并且当扫描头和透镜行进整个进程时可以十分接近各个位置。扫描 头12和透镜13安装了运动线圈致动器14，该运动线圈致动器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于微阵列的扫描照明系统，包括：　样品支架，它包括在空间上隔开的、以两维微阵列方式排列的样品位置，所述两维微阵列是由沿ｘ轴具有选定宽度的行以及沿ｙ轴具有选定长度的列所构成；包括光源的扫描头；　ｘ轴扫描部件，用于使所述扫描头 沿着平行于所述ｘ轴的行进路径以往返移动的方式相对于所述样品支架而移动；　定位在所述样品支架和所述扫描头之间的掩模，所述掩模阻止来自所述光源的光除了通过一个窗口以外就无法到达所述样品支架，所述窗口具有平行于所述ｘ轴的宽度，它露出了一行中 的多个样品位置并且在长度上短于所述扫描头的所述行进路径；以及，　移动部件，用于通过（ｉ）使所述掩模相对于所述样品支架和扫描头而移动或者（ｉｉ）使所述样品支架和扫描头相对于所述掩模而移动从而改变通过所述窗口露出的所述样品位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-13 11/302,6951. 一种适用于微阵列的扫描照明系统，包括样品支架，它包括在空间上隔开的、以两维微阵列方式排列的样品位置，所述两维微阵列是由沿x轴具有选定宽度的行以及沿y轴具有选定长度的列所构成；包括光源的扫描头；x轴扫描部件，用于使所述扫描头沿着平行于所述x轴的行进路径以往返移动的方式相对于所述样品支架而移动；定位在所述样品支架和所述扫描头之间的掩模，所述掩模阻止来自所述光源的光除了通过一个窗口以外就无法到达所述样品支架，所述窗口具有平行于所述x轴的宽度，它露出了一行中的多个样品位置并且在长度上短于所述扫描头的所述行进路径；以及，移动部件，用于通过(i)使所述掩模相对于所述样品支架和扫描头而移动或者(ii)使所述样品支架和扫描头相对于所述掩模而移动从而改变通过所述窗口露出的所述样品位置。2. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述窗口露出了在一行 中的不止一个但小于所有的所述样品位置，并且所述移动部件是适用于(i)使所 述掩模沿着所述x轴相对于所述样品支架和扫描头而移动或者(ii)使所述样品支 架和扫描头沿着所述x轴相对于所述掩模而移动的x轴移动部件。3. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述移动部件使所述掩 模沿着所述x轴相对于所述样品支架和扫描头而移动。4. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述移动部件使所述样 品支架和扫描头沿着所述x轴相对于所述掩模而移动。5. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述窗口具有平行于所 述y轴的长度，它露出了所述行中的仅一行的样品位置。6. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，还包括用于使所述样品支架沿着所述y轴相对于所述掩模和所述扫描头而移动的部件。7. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述x轴扫描部件使得 所述扫描头在所述行进路径的多个部分内在其每一端处加速和减速，并且当所述 扫描头处于所述多个部分内时所述掩模阻止光的通过。8. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述x轴扫描部件是运 动线圈致动器。9. 如权利要求l所述的扫描照明系统，其特征在于，所述x轴扫描部件是运...

【专利技术属性】
技术研发人员：DY楚，
申请(专利权)人：生物辐射实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]