背景技术：
1、在分子生物学和医学(例如诊断)领域，生物样品处理具有多种应用。例如，核酸测序可以提供信息，该信息可用于诊断受试者的某种病况并且在一些情况下可用于定制治疗计划。测序被广泛用于分子生物学应用，包括载体设计、基因疗法、疫苗设计、工业菌株设计和验证。生物样品处理可以涉及流体系统和/或检测系统。
技术实现思路
1、尽管生物样品处理系统和方法很普遍，但这样的系统和方法的效率可能很低，可能较为费时并且浪费诸如试剂之类的宝贵资源。本文认识到对用于高效样品处理和/或分析的方法和系统的需要。
2、本公开提供了用于样品处理和/或分析的方法、装置和系统。本文所述的方法、装置和系统可包括开放衬底或其用途。开放衬底可在其上包含一种或多种分析物。例如，一种或多种分析物可以与开放衬底直接或间接(例如，通过中间物，例如粘合剂或接头)偶联、附接、固定或以其他方式关联。开放衬底可以包括阵列。在一些情况下，可以控制开放衬底的环境，例如围绕开放衬底的局部环境，以促进一种或多种反应，或一种或多种检测。本文所述的方法、装置和系统可包括浸没式光学系统或其使用。浸没式光学系统可被配置为检测开放衬底上的分析物或其活性。本文描述的方法、装置和系统可以包括对开放衬底或其阵列的空间索引，或其用途。
3、在各个方面，本公开提供了一种用于扫描表面的方法，所述方法包括：(a)使用扫描系统扫描包括表面的一部分的扫描场，其中扫描场具有相对于表面的旋转轴线的取向；(b)(i)围绕表面的旋转轴线旋转表面并且(ii)围绕扫描场的旋转轴线旋转扫描场，使得在表面相对于扫描场平移之前、期间或之后扫描场基本上保持相对于表面旋转轴线的取向。
4、在一些实施方案中，扫描场具有基本上直线的形状。在一些实施方案中，扫描场具有长轴线，并且其中取向包括与穿过表面的旋转轴线的扫描场的长轴线重合的线。在一些实施方案中，扫描场在表面上追踪(trace)一弧形。在一些实施方案中，扫描表面包括对表面成像。在一些实施方案中，扫描场包括成像场。在一些实施方案中，扫描场追踪表面上的扫描路径，并且扫描路径包括成像路径。在一些实施方案中，扫描系统包括成像系统。
5、在一些实施方案中，取向包括扫描场的长轴线，其中长轴线平行于穿过(i)表面的旋转轴线和(ii)扫描场的旋转轴线的径向线。在一些实施方案中，表面相对于扫描场的平移包括在不直接朝向或远离表面的旋转轴线的方向上平移。在一些实施方案中，表面相对于扫描场的平移包括沿平移路径平移，其中包括沿平移路径的净位移的线不与扫描场和表面的旋转轴线两者相交。
6、在一些实施方案中，扫描场围绕扫描场的旋转轴线相对于表面旋转。在一些实施方案中，扫描场的旋转轴线基本上垂直于表面。在一些实施方案中，扫描场的旋转轴线基本上平行于表面的旋转轴线。在一些实施方案中，扫描场的旋转轴线穿过扫描场的对称轴线。在一些实施方案中，通过旋转物镜来旋转扫描场。在一些实施方案中，通过旋转透镜来旋转扫描场。在一些实施方案中，通过旋转棱镜来旋转扫描场。在一些实施方案中，通过旋转反射镜来旋转扫描场。在一些实施方案中，通过旋转相机来旋转扫描场。在一些实施方案中，通过旋转衍射光学元件(doe)来旋转扫描场。在一些实施方案中，使用电机来旋转扫描场。
7、在一些实施方案中，表面基本上是圆形的并且其中扫描场沿着表面的弦(chord)平移。在一些实施方案中，表面基本上是圆形的并且其中扫描场的旋转轴线沿着表面的弦平移。在一些实施方案中，弦不穿过表面的旋转轴线。在一些实施方案中，通过移动表面来平移扫描场。在一些实施方案中，通过移动扫描系统来平移扫描场。在一些实施方案中，扫描场在表面上追踪圆形。在一些实施方案中，扫描场在表面上追踪螺旋形。在一些实施方案中，同时进行表面的旋转和表面的平移。在一些实施方案中，表面的平移相对于表面的旋转轴线是线性的。在一些实施方案中，表面的平移相对于表面基本上不是圆形的。在一些实施方案中，表面的平移增加或减少扫描场的旋转轴线与表面的旋转轴线之间的距离。
8、在一些实施方案中，扫描系统包括与表面光学通信的物镜。在一些实施方案中，扫描系统包括相机。在一些实施方案中，扫描场与相机光学通信。在一些实施方案中，相机是具有线速率的时间延迟积分(tdi)相机。在一些实施方案中，相机是多线tdi相机。在一些实施方案中，相机包括传感器阵列并且扫描场的旋转轴线穿过传感器阵列的中心。在一些实施方案中，线速率被设置为使得当扫描场已经沿着表面从第一位置前进到第二位置时相机拍摄图像，该第二位置与第一位置相邻。在一些实施方案中，线速率是可变的。在一些实施方案中，当物镜放置得距离表面的旋转轴线更远时，线速率更高。
9、在一些实施方案中，扫描系统还包括管透镜。在一些实施方案中，扫描系统包括与表面光学通信的两个物镜：所述物镜和第二物镜。在一些实施方案中，相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面，两个物镜位于表面的同一侧。在一些实施方案中，相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面，两个物镜位于表面的相对侧。在一些实施方案中，两个物镜在表面上追踪圆形路径。在一些实施方案中，圆形路径是同心的。在一些实施方案中，所述物镜和第二物镜追踪交替的圆形路径。在一些实施方案中，所述物镜追踪更靠近旋转轴线的圆形路径，并且第二物镜追踪更远离表面的旋转轴线的圆形路径。在一些实施方案中，两个物镜追踪表面上的单独螺旋路径。在一些实施方案中，螺旋路径是交错的。在一些实施方案中，螺旋路径是同心的并且所述物镜追踪更靠近表面的旋转轴线的螺旋路径，并且第二物镜追踪更远离表面的旋转轴线的螺旋路径。在一些实施方案中，物镜追踪第一路径，第一路径具有对应于扫描场的第一宽度的第一宽度，并且其中第二物镜追踪第二路径，第二路径具有对应于第二扫描场的第二宽度的第二路径宽度。在一些实施方案中，第一路径宽度和第二路径宽度交叠不超过30％、不超过20％、不超过10％、不超过5％、不超过1％。
10、在一些实施方案中，扫描系统包括与表面光学通信的四个物镜。在一些实施方案中，相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面，四个物镜位于表面的同一侧。在一些实施方案中，相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面，四个物镜中的前两个位于表面的第一侧，并且四个物镜中的后两个物镜位于与第一侧相反的表面的第二侧。在一些实施方案中，扫描系统包括与表面光学通信的5、6、7、8、9、10、11、12、13或更多个物镜。
11、在一些实施方案中，表面以恒定角速度旋转。在一些实施方案中，相机被配置为以给定频率拍摄图像并且表面以可变角速度相对于物镜旋转。在一些实施方案中，角速度是变化的，使得在给定频率下，当扫描场处于第一位置时以及当扫描场处于第二位置时，相机拍摄图像，该第二位置与第一位置相邻。
12、在一些实施方案中，所述方法还包括照射由照射场限定的表面的一部分。在一些实施方案中，使用激光器照射照射场。在一些实施方案中，使用发光二极管(led)或灯照射照射场。在一些实施方案中，调节激光器的功率以在表面上保持恒定亮度和/或不使相机饱和。在一些实施方案中，照射场至少部分地与扫描场交叠。在一些实施方案中，扫描场包括照射场。在一些实施方案中，照射场具有与扫描场基本相似的形状。在一些实施方案中，照射场是基本上直线的形状。在一些实施方案中，照射场具有长轴线。
13、在一些实施方案中，扫描系统还包括多个照射场。在一些实施方案中，多个照射场中的一个或多个具有基本上线性的形状。在一些实施方案中，所述方法还包括旋转照射场，使得照射场相对于表面的旋转轴线保持限定的取向。在一些实施方案中，照射场相对于扫描场保持固定的取向。在一些实施方案中，限定的取向包括与穿过表面的旋转轴线的照射场的长轴线重合的线。在一些实施方案中，限定的取向包括平行于径向线的照射场的长轴线，其中径向线穿过表面的旋转轴线和照射场的旋转轴线。在一些实施方案中，扫描场和照射场一起旋转。在一些实施方案中，照射场的长轴线平行于扫描场的长轴线。在一些实施方案中，照射场围绕照射场的旋转轴线旋转。在一些实施方案中，照射场的旋转轴线基本上垂直于表面。在一些实施方案中，照射场的旋转轴线基本上平行于表面的旋转轴线。在一些实施方案中，照射场的旋转轴线穿过照射场的对称轴线。在一些实施方案中，照射场的旋转轴线与扫描场的旋转轴线相同。在一些实施方案中，通过旋转透镜来旋转照射场。在一些实施方案中，通过旋转衍射光学元件(doe)来旋转照射场。在一些实施方案中，通过旋转棱镜来旋转照射场。在一些实施方案中，通过旋转反射镜来旋转照射场。在一些实施方案中，通过旋转激光来旋转照射场。在一些实施方案中，使用电机来旋转照射场。
14、在一些实施方案中，所述方法还包括扫描由第二扫描场限定的表面的第二部分。在一些实施方案中，使用第二扫描系统扫描第二扫描场。在一些实施方案中，第二扫描系统包括与表面光学通信的第二物镜。在一些实施方案中，第二物镜独立于第一物镜而聚焦。在一些实施方案中，第二物镜相对于第一物镜具有固定位置。在一些实施方案中，第二扫描场具有相对于表面的旋转轴线的取向。在一些实施方案中，第二扫描场与所述扫描场径向相邻。在一些实施方案中，所述扫描场和第二扫描场相对于表面的旋转轴线具有相同的取向。在一些实施方案中，第二扫描场独立于所述扫描场旋转，使得第二扫描场保持相对于表面的旋转轴线的取向。在一些实施方案中，第二扫描场与所述扫描场协同旋转。
15、在一些实施方案中，第一物镜和第二物镜是扫描模块的一部分，并且扫描模块沿着从表面的旋转轴线径向延伸的线相对于表面平移。在一些实施方案中，表面基本上是圆形的，并且其中第一物镜或第二物镜中的至少一个不沿着穿过表面的旋转轴线的弦平移。在一些实施方案中，第一物镜和第二物镜相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面位于表面的同一侧，并且第一物镜和第二物镜一起朝向或远离表面的旋转轴线平移。在一些实施方案中，第一物镜和第二物镜相对于法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面位于表面的相对侧。在一些实施方案中，(i)当第二物镜远离表面的旋转轴线平移时，第一物镜朝向表面的旋转轴线平移或(ii)当第二物镜朝向表面的旋转轴线平移时第一物镜远离表面的旋转轴线平移。
16、在一些实施方案中，表面基本上是圆形的，并且其中第一物镜和第二物镜沿着在法向于表面并与表面的旋转轴线相交的平面的任一侧并且与表面的旋转轴线等距的平行弦平移。在一些实施方案中，表面安装在旋转模块上。在一些实施方案中，旋转模块相对于扫描系统平移。在一些实施方案中，旋转模块是静止的并且扫描模块是可平移的。在一些实施方案中，扫描模块是静止的并且旋转模块是可平移的。在一些实施方案中，旋转模块安装在轨道上。在一些实施方案中，扫描模块安装在扫描模块轨道上。在一些实施方案中，扫描模块轨道是线性的。在一些实施方案中，多个表面安装在多个旋转模块上并且其中多个旋转模块安装在平台上并且平台旋转以使每个旋转模块与扫描模块光学通信。
17、在一些实施方案中，在扫描表面之后，旋转模块被移动到化学模块。在一些实施方案中，所述方法还包括平移第二旋转模块使得第二表面与扫描模块光学通信。在一些实施方案中，表面包含核酸集落阵列。在一些实施方案中，核酸集落用荧光团标记。在一些实施方案中，荧光团的强度指示核酸集落的序列。在一些实施方案中，激光器以第一波长激发荧光团并且相机以第二波长检测来自荧光团的发射。在一些实施方案中，激光器照射照射场并且相机扫描扫描场。
18、在一些实施方案中，扫描、旋转表面，旋转扫描场和平移中的两个或更多个同时发生。在一些实施方案中，扫描、旋转表面，旋转扫描场和平移中的三个或更多个同时发生。在一些实施方案中，扫描、旋转表面，旋转扫描场和平移独立地发生。在一些实施方案中，所述方法进一步包括重复步骤(a)和(b)。在一些实施方案中，对核酸聚合反应中的每个碱基重复步骤(a)和(b)，从而对核酸进行测序。
19、在各个方面，本公开提供了一种扫描系统，包括：配置为围绕表面的旋转轴线旋转的表面；与表面光学通信的检测器，其中检测器具有包括表面的第一部分的扫描场；和配置为照射包括表面的第二部分的照射区域的照射源，其中照射区域和扫描场至少部分交叠，其中检测器被配置为在(i)表面围绕旋转轴线旋转和(ii)表面相对于扫描场平移期间保持扫描场相对于表面的旋转轴线的取向。
20、在一些实施方案中，扫描场在表面上追踪弧形。在一些实施方案中，扫描表面包括对表面成像。在一些实施方案中，扫描场包括成像场。在一些实施方案中，扫描场沿着表面追踪扫描路径，并且其中扫描路径包括成像路径。在一些实施方案中，扫描系统包括成像系统。在一些实施方案中，检测器包括线扫描相机。在一些实施方案中，线扫描相机包括tdi线扫描相机。在一些实施方案中，tdi线扫描相机对第一相机区域上的第一扫描场成像。在一些实施方案中，tdi线扫描相机对第二相机区域上的第二扫描场成像。在一些实施方案中，tdi线扫描相机在第一相机区域上对第一扫描场进行成像并且在第二相机区域上对第一扫描场进行成像。在一些实施方案中，第一相机区域和第二相机区域检测不同的波长。在一些实施方案中，第一相机区域和第二相机区域检测不同的动态范围。
21、在一些实施方案中，表面被配置为相对于扫描场沿着平移轴线平移。在一些实施方案中，平移轴与表面的旋转轴线和扫描场的中心点相交。在一些实施方案中，平移轴不与表面的旋转轴线和扫描场的中心点相交。在一些实施方案中，扫描场的取向在表面平移时相对于表面的旋转轴线从第一取向变为第二取向。在一些实施方案中，扫描场被配置为相对于表面的旋转轴线围绕扫描场的旋转轴线旋转，以相对于表面的旋转轴线将扫描场的取向从第二取向校正为第一取向。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转物镜而旋转。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转透镜而旋转。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转棱镜而旋转。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转反射镜而旋转。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转检测器而旋转。在一些实施方案中，扫描场被配置为通过旋转衍射光学元件(doe)而旋转。
22、在一些实施方案中，照射源包括激光器或发光二极管(led)。在一些实施方案中，照射源包括基本上圆形的照射轮廓。在一些实施方案中，基本上圆形的照射轮廓被沿着单个轴线扩展。在一些实施方案中，使用柱面透镜沿着单个轴线扩展基本上圆形的照射轮廓。在一些实施方案中，扫描系统还包括多个具有基本上圆形的照射轮廓的照射源，其中基本上圆形的照射轮廓被沿着单个轴线扩展。在一些实施方案中，照射源穿过光栅。
23、在一些实施方案中，表面的第一部分被配置为相对于扫描场移动。在一些实施方案中，表面的第一部分的第一区域被配置为相对于扫描场以第一速度移动，并且表面的第一部分的第二区域被配置为相对于扫描场以第二速度移动。在一些实施方案中，第一区域比第二区域更靠近表面的旋转轴线并且第一速度比第二速度慢。在一些实施方案中，第一区域的图像在检测器上被放大第一放大系数，且第二区域的图像在检测器上被放大第二放大系数。在一些实施方案中，第一放大系数和第二放大系数不同。
24、在一些实施方案中，扫描系统还包括定位在扫描场和检测器之间的光路中的具有透镜轴线的透镜，其中透镜轴线不垂直于表面。在一些实施方案中，扫描系统还包括定位在扫描场和检测器之间的光路中的物镜。在一些实施方案中，物镜与表面流体接触。在一些实施方案中，物镜和表面处于不同的温度。
25、在一些实施方案中，扫描系统还包括跨越接触表面和物镜的流体的温度梯度。在一些实施方案中，物镜包括与流体接触的绝缘间隔件。在一些实施方案中，绝缘间隔件包括气隙。在一些实施方案中，物镜被加热以减小温度梯度。在一些实施方案中，物镜被冷却以增大温度梯度。在一些实施方案中，流体被配置为在旋转期间交换。
26、在一些实施方案中，所述方法还包括(i)使用自动聚焦系统扫描表面的聚焦区以生成聚焦区的聚焦图谱和(ii)基于聚焦图谱调节表面相对于扫描系统的聚焦同时对扫描场进行扫描。在一些实施方案中，在使用自动聚焦系统扫描表面的聚焦区的同时，表面相对于扫描场围绕表面的旋转轴线旋转。在一些实施方案中，聚焦区包括扫描场。在一些实施方案中，聚焦区包括与扫描场非常接近的场。在一些实施方案中，聚焦区不包括扫描场。在一些实施方案中，在扫描之前扫描聚焦区。在一些实施方案中，在扫描的同时扫描聚焦区。
27、在一些实施方案中，所述物镜被配置为在表面相对于物镜围绕表面的旋转轴线旋转时保持与表面的流体接触。在一些实施方案中，物镜被配置为在大致法向于表面的方向上移动以离开和重新进入与表面的流体接触。在一些实施方案中，物镜被配置为当物镜离开与表面的流体接触时保留附着到物镜的流体液滴。在一些实施方案中，物镜被配置为当物镜重新进入与表面的流体接触时在表面和物镜之间排出气泡。在一些实施方案中，扫描系统还包括附接到物镜并被配置为促进气泡排出的适配器。
28、在一些实施方案中，扫描系统还包括围绕表面和物镜的腔室，其被配置为与腔室外部相比，在腔室中保持较高的湿度。在一些实施方案中，腔室包括在表面下方配置为收集流体的储器。在一些实施方案中，储器包括液位，并且其中储器被配置为保持大致恒定的液位。在一些实施方案中，储器被配置为分配大约等于通过储器收集的流体体积的流体体积。在一些实施方案中，腔室的顶部保持在第一温度，物镜保持在第二温度，表面保持在第三温度，并且储器保持在第四温度。在一些实施方案中，第一温度高于第二温度。在一些实施方案中，第三温度低于第四温度。在一些实施方案中，第二温度高于第三温度并低于第一温度。
29、在各个方面，本公开提供了一种对核酸分子进行测序的方法，所述方法包括：(i)在未覆盖的表面上提供核酸分子的阵列；(ii)当在25摄氏度的温度下测量时，以至少1纳升/秒的速率将一层溶液分散在未覆盖的表面上，其中溶液包括包含至少一种核苷酸的试剂，该核苷酸并入与核酸分子的阵列的核酸分子互补的生长核酸链中；和(iii)检测一个或多个信号，所述一个或多个信号指示核苷酸并入到生长核酸链中。
30、在各个方面，本公开提供了一种处理多个核酸样品的方法，包括：(i)提供所述多个核酸样品，其中所述多个核酸样品包括包含第一组核酸分子的第一核酸样品和包含第二组核酸分子的第二核酸样品，其中所述多个核酸样品中的每个样品具有可识别的样品来源；(ii)将所述第一核酸样品加载到衬底的第一区域作为所述第一组核酸分子的第一阵列并将所述第二核酸样品加载到所述衬底的第二区域作为所述第二组核酸分子的第二阵列，其中所述第一区域不同于所述第二区域；(iii)将溶液分散遍及所述衬底，其中所述溶液包含足以与所述第一阵列或所述第二阵列的核酸分子反应的试剂；(iv)检测指示所述试剂与所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子之间的反应的一个或多个信号；和(v)至少部分地基于(a)所述一个或多个信号和(b)来自所述第一区域和所述第二区域的位置(从所述位置检测所述一个或多个信号)，分析所述第一核酸样品和所述第二核酸样品，并且(1)将所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子的第一子集确定为源自所述第一核酸样品和(2)将所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子的第二子集确定为源自所述第二核酸样品。
31、在各个方面，本公开提供了一种用于处理多个核酸样品的方法，包括：(i)提供所述多个核酸样品，其中所述多个核酸样品包括包含第一组核酸分子的第一核酸样品和包含第二组核酸分子的第二核酸样品，(ii)将所述第一核酸样品加载到衬底上以将所述第一组核酸分子与单独可寻址位置的第一阵列关联；(iii)对所述衬底进行成像以识别单独可寻址位置的所述第一阵列；(iv)将所述第二核酸样品加载到衬底上以将所述第二组核酸分子与单独可寻址位置的第二阵列关联；(v)对所述衬底成像以识别所述单独可寻址位置的所述第二阵列；(vi)将溶液分散遍及所述衬底，其中所述溶液包含足以与所述第一阵列或所述第二阵列的核酸分子反应的试剂；(vii)检测指示所述试剂与所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子之间的反应的一个或多个信号；和(viii)至少部分地基于(a)所述一个或多个信号和(b)来自单独可寻址位置的所述第一阵列和单独可寻址位置的所述第二阵列的位置(从所述位置检测所述一个或多个信号)，分析所述第一核酸样品和所述第二核酸样品，并且(1)将所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子的第一子集确定为源自所述第一核酸样品和(2)将所述第一阵列或所述第二阵列的所述核酸分子的第二子集确定为源自所述第二核酸样品。
32、在各个方面，本公开提供了一种用于处理多个核酸样品的方法，其中所述多个核酸样品中的每一个包含荧光染料；(i)提供所述多个核酸样品，其中所述多个核酸样品中的每一个包含荧光染料；(ii)将所述多个核酸样品分成第一组一个或多个样品和第二组一个或多个样品；(iii)将所述第一组一个或多个样品加载到衬底上的第一组区域上，在所述第一组区域中每个区域一个样品；(iv)对所述衬底成像以识别所述衬底上(a)所述第一组区域内的位置和(b)第二组区域内的位置，其中所述第二组区域不同于所述第一组一个或多个样品所关联的所述第一组区域；(v)将所述第二组一个或多个样品加载到衬底上的所述第二组区域上，其中在所述第二组区域中每个区域一个样品；(vi)对所述衬底成像以识别(a)所述第一组区域内的位置和(b)其中所述第二组一个或多个样品所关联的所述第二组区域内的位置；(vii)将溶液分散遍及所述衬底，其中所述溶液包含足以与所述第一组一个或多个样品或所述第二组一个或多个样品的核酸分子反应的试剂；(viii)检测指示所述试剂与所述核酸分子之间的反应的一个或多个信号；和(ix)至少部分地基于(a)所述一个或多个信号和(b)来自所述第一组区域和所述第二组区域的位置(从所述位置检测所述一个或多个信号)，分析所述所述多个核酸样品中的每一个。
33、在各个方面，本公开提供了一种用于处理生物分析物的方法，包括：(i)移动衬底通过卷轴或沿着卷轴移动衬底，其中所述衬底的表面包含固定有所述生物分析物的阵列；(ii)使所述衬底的所述表面与包含溶液的储器接触，其中所述溶液包含多个探针；(iii)使所述生物分析物经受足以在所述多个探针中的一个探针与所述生物分析物之间进行反应的条件，以将所述探针与所述生物分析物偶联；和(iv)检测来自与所述生物分析物偶联的所述探针的一个或多个信号，从而分析所述生物分析物，其中在(ii)-(iv)的至少两个连续循环中以相同方向移动所述衬底通过卷轴或沿着所述卷轴移动所述衬底。
34、在各个方面，本公开提供了一种用于分析生物分析物的系统，包括：包含生物分析物的衬底，其中所述衬底被保持在或高于第一温度，所述第一温度高于暴露于所述衬底的环境的环境温度；和与所述衬底光学通信并暴露于所述环境的光学成像物镜，其中所述光学成像物镜经受所述衬底的所述第一温度与所述环境的所述环境温度之间的温度梯度，其中所述光学成像物镜包括第一光学元件和与所述第一光学元件相邻的第二光学元件，其中所述第二光学元件设置为比所述第一光学元件距所述衬底更远，其中所述第一光学元件被配置为至少部分地浸没在与所述衬底接触的浸没流体中，其中所述第二光学元件通过所述第一光学元件与所述衬底光学通信，并且其中所述第一光学元件被配置为使得所述第二光学元件的第二温度保持在或低于预定阈值。
35、在各个方面，本公开提供了一种用于分析生物分析物的方法，包括：(i)提供包含生物分析物的衬底，其中所述衬底处于高于暴露于所述衬底的环境的环境温度的第一温度；(ii)提供与所述衬底光学通信并暴露于环境的光学成像物镜，其中所述光学成像物镜经受所述衬底的所述第一温度与所述环境的所述环境温度之间的温度梯度，其中所述光学成像物镜包括第一光学元件和与所述第一光学元件相邻的第二光学元件，其中所述第二光学元件设置为比所述第一光学元件距所述衬底更远，并且其中所述第一光学元件至少部分地浸没在与所述衬底接触的浸没流体中；(iii)控制或维持所述第一光学元件的第二温度以调节通过所述光学成像物镜的所述温度梯度的大小或位置，使得通过所述光学元件的第三温度梯度保持在预定阈值以下；和(iv)在所述衬底相对于所述光学成像物镜移动期间，使用所述光学成像物镜来检测来自所述生物分析物的一个或多个信号。
36、在各个方面，本公开提供了一种用于储存包含核酸分子包被表面的衬底的方法，包括：(i)提供具有表面的所述衬底，所述表面包含固定在其上的第一组核酸分子，其中所述第一组核酸分子的核酸分子被配置为捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子；(ii)在足以产生经处理的表面的条件下，使包括包含所述第一组核酸分子的所述表面的所述衬底与第二组核酸分子接触，其中所述第一组核酸分子的至少90％的核酸分子与所述第二组核酸分子的核酸分子杂交，其中所述第二组核酸分子不是所述样品核酸分子；和(iii)将具有所述经处理的表面的所述衬底储存至少1小时的时间段。
37、在各个方面，本公开提供了一种用于核酸处理的方法，包括：(i)提供具有经处理的表面的衬底，该经处理的表面包含固定在其上的第一组核酸分子，其中所述第一组核酸分子的至少90％的核酸分子与第二组核酸分子的核酸分子杂交，其中所述第一组核酸分子的核酸分子被配置为捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子，其中所述第二组核酸分子不是所述样品核酸分子，并且其中具有所述经处理的表面的所述衬底已储存至少1小时的时间段；和(ii)从所述经处理的表面去除所述第二组核酸分子的所述核酸分子。
38、在各个方面，本公开提供了一种试剂盒，包括：包含经处理的表面的衬底，其中所述经处理的表面包含多对结合的核酸分子，其中所述多对中的每一对包含与第二组核酸分子的第二核酸分子至少部分杂交的第一组核酸分子的第一核酸分子，其中所述第一组核酸分子固定到所述表面，其中所述第一组核酸分子的至少90％的核酸分子与所述第二组核酸分子的核酸分子配对，其中所述第一组核酸分子的核酸分子被配置为当所述第一组核酸分子的所述核酸分子不与所述第二组核酸分子的核酸分子配对时捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子。
39、在各个方面，本公开提供了一种试剂盒，包括：包含表面的衬底，该表面包含固定在其上的第一组核酸分子，其中所述第一组核酸分子包含一个或多个第一核酸分子，该一个或多个第一核酸分子被配置为捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子；以及包含第二组核酸分子的溶液，其中所述第二组核酸分子包含一个或多个第二核酸分子，该一个或多个第二核酸分子不是所述样品核酸分子；其中所述第二组核酸分子选择为，使得在使所述溶液与所述表面接触时，至少70％的所述一个或多个第一核酸分子与所述第二组核酸分子的第二核酸分子结合以产生一对或多对结合的核酸分子，其中所述一对或多对中的每一对包含(i)所述第一组核酸分子的第一核酸分子和所述第二组核酸分子的第二核酸分子，和(ii)一段基本互补的序列。
40、在各个方面，本公开提供了一种用于储存包含核酸分子包被表面的衬底的方法，包括：(i)提供具有表面的所衬底，所述表面包含固定在其上的第一组核酸分子，其中所述第一组核酸分子的核酸分子被配置为捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子，并且其中所述第一组核酸分子的每个核酸分子包含第一核酸序列和第二核酸序列，所述第二核酸序列与所述第一核酸序列基本互补；(ii)通过使所述表面经受足以将所述第一组核酸分子的核酸分子的所述第一核酸序列与所述核酸分子的所述第二核酸序列结合以提供固定的发夹分子的条件而产生经处理的表面；和(iii)将具有所述经处理的表面的所述衬底储存至少1小时的时间段。
41、在各个方面，本公开提供了一种用于储存包含核酸分子包被表面的衬底的方法，包括：(i)提供具有表面的衬底，该表面包含固定在其上的第一组核酸分子，其中所述第一组核酸分子的核酸分子被配置为捕获衍生自一个或多个核酸样品的样品核酸分子，并且其中所述第一组核酸分子的所述核酸分子的每个核酸分子包含第一核酸序列；(ii)提供第二组核酸分子，其中所述第二组核酸分子的每个核酸分子包含与所述第一核酸序列基本互补的第二核酸序列，并且其中所述第二组核酸分子不是所述样品核酸分子；(iii)使包含所述第一组核酸分子的所述表面与所述第二组核酸分子接触以产生经处理的表面，其中所述第一组核酸分子的至少70％的核酸分子与所述第二组核酸分子的核酸分子杂交；和(iv)将所述经处理的表面储存至少一个小时，其中，对于与所述第二组核酸分子的核酸分子杂交的所述第一组核酸分子的每个核酸分子，所述第一核酸序列与所述第二核酸序列杂交，并且其中与所述第二核酸序列杂交的所述第一核酸序列在约40摄氏度至60摄氏度至少部分变性。
42、在各个方面，本公开提供了一种用于检测或分析分析物的方法，包括：(i)提供包含中心轴线的开放衬底，所述开放衬底包含邻接固定至所述开放衬底的分析物阵列，其中所述分析物阵列中的至少一个分析物与探针结合；和(ii)使用检测器系统对所述开放衬底进行非线性扫描以检测来自所述结合探针的至少一个信号或信号变化，其中所述检测器系统包括线扫描相机和照射源，其中所述照射源被配置为在所述开放衬底上产生照射区域，其中所述开放衬底包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域和所述第二区域：(a)包含所述分析物阵列的不同子集，(b)位于所述开放衬底的相对于所述中心轴线的不同径向位置，以及(c)由所述检测器系统在空间上分辨；并且其中所述结合探针设置在所述开放衬底的所述第一区域中，并且其中在所述开放衬底与(1)所述线扫描相机和(2)所述照射区域之一或两者之间的相对非线性运动期间进行所述非线性扫描。
43、在各个方面，本公开提供了一种用于分析物检测或分析的设备，包括：壳体，其被配置为接收具有与开放衬底邻接固定的分析物阵列的开放衬底，其中所述分析物阵列中的至少一个分析物与探针结合；以及检测器系统，其中所述检测器系统包括线扫描相机和照射源，其中所述照射源被配置为在所述开放衬底上产生照射区域，其中所述开放衬底包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域和所述第二区域：(a)包含固定的分析物的所述阵列的子集，(b)位于所述开放衬底的相对于所述中心轴线的不同径向位置，以及(c)由所述检测器系统在空间上分辨；其中所述结合探针设置在所述开放衬底的所述第一区域中，并且其中所述检测器系统被编程为进行所述开放衬底的非线性扫描并检测来自在所述开放衬底的所述第一区域处的所述结合探针的至少一个信号或信号变化，其中在所述开放衬底与(1)所述线扫描相机和(2)所述照射区域之一或两者之间的相对非线性运动期间进行所述非线性扫描。
44、在各个方面，本公开提供了一种计算机可读介质，其包括存储在其上的非暂时性指令，该非暂时性指令在被执行时使一个或多个计算机处理器实现用于检测或分析分析物的方法，所述方法包括：提供围绕中心轴线的开放衬底，所述开放衬底包含邻接固定至所述开放衬底的分析物阵列，其中所述分析物阵列中的至少一个分析物与探针结合；和使用检测器系统对所述开放衬底进行非线性扫描以检测来自所述结合探针的至少一个信号或信号变化，其中所述检测器系统包括线扫描相机和照射源，其中所述照射源被配置为在所述开放衬底上产生照射区域，其中所述开放衬底包括第一区域和第二区域，其中所述第一区域和所述第二区域：(a)包含所述分析物阵列的不同子集，(b)位于所述开放衬底的相对于所述中心轴线的不同径向位置，以及(c)由所述检测器系统在空间上分辨；其中所述结合探针设置在所述开放衬底的所述第一区域中，并且其中在所述开放衬底与(1)所述线扫描相机和(2)所述照射区域之一或两者之间的相对非线性运动期间进行所述非线性扫描。
45、在各个方面，本公开提供了一种用于核酸样品处理的方法，包括：(i)提供包含第一组核酸分子的第一来源和包含第二组核酸分子的第二来源，其中所述第一来源不同于所述第二来源；(ii)将来自所述第一来源的所述第一组核酸分子引导至衬底以产生固定在与所述衬底相邻的第一阵列中的所述第一组核酸分子；(iii)对所述衬底成像以识别所述衬底上的第一组位置，其中所述第一阵列与所述衬底相邻；(iv)将来自所述第二来源的所述第二组核酸分子引导至所述衬底以产生固定在与所述衬底相邻的第二阵列中的所述第二组核酸分子，其中所述第二阵列不同于所述第一阵列；(v)对所述衬底成像以识别所述衬底上的第二组位置，其中所述第二阵列与所述衬底相邻；以及(vi)使用(a)从所述第一阵列和所述第二阵列检测到的信号和(b)从中检测所述信号的位置来识别(1)具有所述第一来源的所述第一组核酸分子或其序列和(2)具有所述第二来源的所述第二组核酸分子或其序列，其中所述第一组位置和所述第二组位置各自包含至少1,000,000个位置。
46、在各个方面，本公开提供了一种用于扫描表面的方法，包括：(i)使用扫描仪扫描包括表面的一部分的扫描场，其中扫描场具有相对于表面的旋转轴线的取向；和(ii)在表面和扫描场相对于彼此平移之前、期间或之后(a)围绕表面的旋转轴线旋转表面和(b)围绕扫描场的旋转轴线旋转扫描场以基本上保持扫描场相对于表面的旋转轴线的取向。
47、在各个方面，本公开提供了一种系统，包括：扫描仪，其被配置为扫描包括表面的一部分的扫描场，其中扫描场具有相对于所述表面的旋转轴线的取向；控制器，其被配置为在表面和扫描场相对于彼此平移之前、期间或之后指令(i)表面围绕表面的旋转轴线旋转和(ii)扫描场围绕扫描场的旋转轴线旋转以基本保持扫描场相对于表面的旋转轴线的取向。
48、在各个方面，本公开提供了一种用于分析生物材料的方法，包括：(i)激活包括如下的装置：(a)包含具有所述生物材料的表面的衬底，其中所述表面处于高于环境温度的第一温度，(b)与所述表面光学通信的光学成像物镜，其中所述光学成像物镜包括在所述第一温度和所述环境温度之间的温度梯度，其中所述光学成像物镜包括(1)至少部分地浸入与所述表面接触的浸没流体中的第一光学元件，以及(2)通过至少所述第一光学元件与所述表面光学通信的第二光学元件，并且其中所述第二光学元件保持在或低于不同于所述第一温度的第二温度；和(ii)使用所述光学成像物镜从具有所述生物材料的所述表面收集信号。
49、在各个方面，本公开提供了一种用于分析生物材料的系统，包括：平台，其被配置为支撑包含具有所述生物材料的表面的衬底，其中当所述衬底被所述平台支撑时，所述表面被配置为处于高于环境温度的第一温度；光学成像物镜，其被配置为当所述衬底由所述平台支撑时与所述表面光学通信，其中所述光学成像物镜被配置为包括在所述第一温度和所述环境温度之间的温度梯度，其中所述光学成像物镜包括(1)被配置为至少部分地浸入与所述表面接触的浸没流体中的第一光学元件，以及(2)通过至少所述第一光学元件与所述表面光学通信的第二光学元件，并且其中所述第二光学元件被配置为保持在或低于第二温度，所述第二温度不同于所述第一温度；以及一个或多个计算机处理器，其被单独或共同编程以指令使用至少所述光学成像物镜从具有所述生物材料的所述表面收集信号。
50、本公开内容的另一方面提供了一种非暂时性计算机可读取介质，其包括在由一个或多个计算机处理器执行时实现上文或本文其他地方的方法中的任何方法的机器可执行代码。
51、本公开内容的另一方面提供了包含一个或多个计算机处理器和与之耦合的计算机存储器的系统。所述计算机存储器包含机器可执行代码，所述机器可执行代码在由一个或多个计算机处理器执行时实现上述或本文其他地方的任何方法。
52、通过以下在其中仅示出和描述了本公开内容的说明性实施方案的详细描述，本公开内容的其他方面和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。如将会认识到的，本公开内容能够具有其他和不同的实施方案，并且其若干细节能够在各个明显的方面进行修改，所有这些都不偏离本公开内容。因此，附图和说明书在本质上将被认为是说明性而非限制性的。
53、援引并入
54、本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用并入本文，其程度如同特别地且单独地指出每个单独的出版物、专利或专利申请通过引用而并入。在通过引用并入的出版物和专利或专利申请与本说明书中包含的公开内容相抵触的程度下，本说明书旨在取代和/或优先于任何此类矛盾的材料。
1.一种用于扫描表面的方法，所述方法包括：
2.一种扫描系统，包括：
3.一种在表面上进行反应的方法，包括：
4.一种用于对核酸分子进行测序的方法，所述方法包括：
5.一种处理多个核酸样品的方法，包括：
6.一种用于处理多个核酸样品的方法，包括：
7.一种用于处理多个核酸样品的方法，其中所述多个核酸样品中的每一个都包含荧光染料；
8.一种用于处理生物分析物的方法，包括：
9.一种用于分析生物分析物的系统，包括：
10.一种用于分析生物分析物的方法，包括：
