[发明专利]微阵列的化学成像系统与方法

说明书

背景技术

光谱成像综合了数字成像与分子光谱学技术，它可以包括拉曼散射、荧光、光致发光、紫外、可见与红外吸收光谱。当应用于材料的化学分析时，光谱成像通常被称为化学成像。进行光谱(即化学)成像的装置包括集像光学器件、焦点平面阵列成像探测器与成像分光计。

一般，样本尺寸决定着集像光学器件的选择。例如显微镜通常用来分析亚微米至毫米的空间尺寸的样本。至于较大的在毫米级到米级范围的物体，则可以采用适当的大的透镜。对于位于较难达到环境中的样本，例如可以采用柔性纤维镜或刚性管道镜。对于极大尺寸的物体例如行星式的物体，则望远镜是适当的集像光光器件。

通常，所研究的阵列包括排列于阵列卡上的多个样本。常规的阵列包括4寸×6寸的阱板，这些阱板一般具有用于置纳样本的96个阱。各阱中的样本可以包括相似或不相似的物质。这样，例如常规的阵列可以包括多达96个不同的样本。为了以常规的微型拉曼仪获得各样本的光谱图像或光谱，将所需波长(λ_照明)的点激光束形式的激励光导引这96个样本之一。在获得了第一个样本的适当图像或光谱后，再将此照明光源导向下一个阱并重复此过程。这种逐个地将各个样本成像的传统方法费时费力。

发明内容

本发明的一种实施形式涉及用来同时地获得一个阵列中许多样本的光谱图像的方法。此各个图像是空间上可分辨的。在一种实施形式中，此方法包括(a)：以照明光子同时地照明多个样本中的每一个，所述照明光子与各个样本相互作用，从各个样本产生出相互作用的光子；(b)从各个样本上同时地收集各相互作用的光子；(c)根据多个样本各个之上收集的光子同时地形成光谱图像。

在另一实施形式中，本发明涉及一种用来对多个样本进行同时形成光谱图像的方法。此方法包括：提供由至少两个样本确定的阵列，以照明光子照明这两个样本中的每一个，所述照明光子与各个样本相互作用而由各样本产生出相互作用的光子；用光学器件从各个样本上同时收集相互作用的光子；用处理设备根据同时收集各个样本的相互作用光子形成光谱图像。在一种实施形式中，此阵列所具有的外部尺寸使得这些样本是在上述光学器件的一致视场中。

在又另一实施形式中，本发明涉及用来对排设在阵列上的多个样本进行同时形成光谱图像的系统。此系统包括：用来给所述多个样本提供照明光子的照明光源，这些照明光子与所述多个样本中的各个相互作用而发射出相互作用光子；用来接受这多个样本的阵列，此阵列所具有的外部尺寸能使这些样本在光学器件的一致视场中；用来收集这些相互作用光子并将其导引给成像装置的光学器件，此成像装置同时地形成与这许多样本中的各个相对应的许多图像。这各个图像在空间上是可分辨的。

附图说明

图1是具有多个样本阱的常规阵列的示意图；

图2是用于对图1阵列中的样本进行光谱成像的系统的示意图；

图3是本发明一实施例的阵列的示意图。

具体实施方式

图1是具有多个样本阱的常规阵列的示意图。具体地说，图1示明具有阱110的阵列卡100。阱110运用于各接收一个样本(未图示)。此样本可以是生物样本、有机样本或无机样本。阵列100可视作为具有尺寸a×b。典型的阵列卡具有的尺寸为3英寸×4英寸，总共有96个阱。阵列卡的这种尺寸使之即便不是不可能也未必可以将各个阱中所有的样本(例如96个样本)都装配到成像装置的视场内。换言之，此成像装置的视场太小，不足以在一次同时形成一个以上样本的光谱图像。结果，各个样本必须逐一地成像。

图2概示用来对图1阵列中样本形成光谱图像的系统。系统200包括的阵列卡100具有阱110，各个阱中包含一个样本，照明光源210将具有照明波长(λ_照明)的照明光子215导引到阱110中所含目标样本上。照明光子与样本相互作用，从目标阱中发射出相互作用光子217。为了从发射出的光子217形成图像，目标阱必须在光学器件220的视场中。光学器件220收集并导引相互作用光子到成像系统203，形成目标阱110中所含样本的图像。

由于光学器件220的衍射极限以及阵列100的尺寸限制，此整个系统的视场限定于一个样本而多个样本的任何图像在空间上将不可分辨、从图2的示意图易知，光学器件220局限于紧邻其在前方的阱的视场。结果，这些阱必须依顺序的方式一次采一个样本。于是操作者不得不顺次地沿X和/或Y方向移动阵列100以一次获取一个样本的光谱图像。