ОДНОФОТОННЫЙ СПЕКТРОМЕТР

1. Однофотонный датчик, содержащий
по меньшей мере, один многоканальный фотодатчик, причем каждый канал фотодатчика имеет фоточувствительные пиксели, предназначенные для приема разных спектров света и для создания импульсов тока в ответ на отдельные фотоны принятых спектров света,
многоканальный усилитель, причем каждый канал усилителя предназначен для приема импульсов тока, соответствующих спектрам света от соответствующего одного из каналов датчика многоканального фотодатчика и для усиления импульсов тока, и
многоканальный счетчик фотонов, причем каждый канал счетчика предназначен для приема усиленных импульсов тока от соответствующего одного из каналов усилителя многоканального усилителя, причем многоканальный счетчик фотонов имеет интегратор, предназначенный для суммирования усиленных импульсов тока на каждом канале счетчика в течение заранее определенного интервала времени.
2. Однофотонный датчик по п.1, содержащий оптические волокна, передающие полихроматический свет на разделитель спектров света.
3. Однофотонный датчик по п.2, в котором, по меньшей мере, один многоканальный фотодатчик содержит линейную фотоумножительную матрицу, имеющую совокупность каналов, причем разные каналы принимают разные спектры света от разделителя спектров света.
4. Однофотонный датчик по п.3, в котором линейная фотоумножительная матрица выбрана из группы, состоящей из линейных фотоумножительных матриц, имеющих более 4 каналов, более 8 каналов, более 16 каналов или более 32 каналов.
5. Однофотонный датчик по п.4, в котором линейная фотоумножительная матрица содержит 32 канала.
6. Однофотонный датчик по п.5, в котором многоканальный усилитель содержит 32 канала импульсного усиления, причем каждый из каналов импульсного усиления предназначен для приема импульсов тока от соответствующего одного из 32 каналов линейной фотоумножительной матрицы.
PULSE
7. Однофотонный датчик по п.1, в котором каждый из импульсов тока, вырабатываемых каждым каналом, по меньшей мере, одного многоканального фотодатчика, имеет длительность τ менее 2 нс.
PULSE
8. Однофотонный датчик по п.1, в котором каждый из импульсов тока, вырабатываемых каждым каналом, по меньшей мере, одного многоканального фотодатчика, имеет длительность τ менее 1 нс.
PULSE
9. Однофотонный датчик по п.1, в котором каждый из импульсов тока, вырабатываемых каждым каналом, по меньшей мере, одного многоканального фотодатчика, имеет длительность τ менее 0,1 нс.
PULSE
10. Однофотонный датчик по п.1, в котором каждый из импульсов тока, вырабатываемых каждым каналом, по меньшей мере, одного многоканального фотодатчика, имеет длительность τ менее 0,01 нс.
7
11. Однофотонный датчик по п.1, в котором диапазон линейного отсчета фотонов многоканального счетчика фотонов составляет до, по меньшей мере, 10 фотоотсчетов в секунду.
8
12. Однофотонный датчик по п.1, в котором диапазон линейного отсчета фотонов многоканального счетчика фотонов составляет 10фотоотсчетов в секунду.
RESPONSE
RESPONSE
13. Однофотонный датчик по п.1, в котором диапазон R линейного отсчета фотонов многоканального счетчика фотонов подчиняется соотношению R≥1/τ, где τ это время, необходимое однофотонному счетчику для реагирования на отдельный фотон.
14. Однофотонный датчик по п.1, в котором многоканальный фотодатчик содержит кремниевый фотоумножитель, каждый из каналов которого содержит матрицу отдельных пикселей, причем каналы параллельно соединены друг с другом на общей кремниевой подложке.
15. Однофотонный датчик по п.2, содержащий пару многоканальных фотодатчиков и светоделитель, предназначенный для приема падающего полихроматического света и для создания двух раздельных пучков полихроматического света, причем каждый из пучков света падает на один из пары разделителей спектров света.
16. Однофотонный датчик по п.15, в котором каждый канал датчика каждого из пары многоканальных фотодатчиков имеет фоточувствительные пиксели, предназначенные для приема разных спектров света от каждого из пары разделителей спектров света и для создания импульсов тока в соответствии с ними.
17. Однофотонный датчик по п.15, в котором светоделитель содержит дихроичное зеркало.
18. Однофотонный датчик по п.15, в котором светоделитель содержит полупрозрачное зеркало.
19. Однофотонный датчик по п.1, в котором полихроматический свет состоит из флуоресцентных спектров, вырабатываемых смесью, образованной совокупностью флуоресцентных красителей.
20. Однофотонный датчик, содержащий оптические волокна, предназначенные для приема отдельной длины волны падающего полихроматического света и для передачи отдельной длины волны света на фоточувствительные пиксели, образующие один или несколько каналов многоканального фотодатчика.
21. Однофотонный датчик по п.20, в котором падающий полихроматический свет состоит из флуоресцентных спектров, вырабатываемых смесью, образованной совокупностью флуоресцентных красителей.
22. Однофотонный датчик по п.21, в котором оптические волокна содержат входные концы, образующие заранее определенный угол приема света, соответствующий отдельной длине волны падающих флуоресцентных спектров.
23. Однофотонный датчик по п.22, в котором каждое из оптических волокон предназначено для приема отдельной длины волны падающих флуоресцентных спектров, отличающейся от длины волны падающих флуоресцентных спектров, принятых другими оптическими волокнами, и для передачи отдельной длины волны падающих флуоресцентных спектров на соответствующий один из каналов многоканального фотодатчика.
24. Однофотонный датчик по п.22, в котором заранее определенная совокупность оптических волокон предназначена для приема отдельной длины волны падающих флуоресцентных спектров и для передачи отдельной длины волны падающих флуоресцентных спектров на соответствующую совокупность каналов многоканального фотодатчика.
25. Способ идентификации последовательностей ДНК, содержащий этапы, на которых
маркируют выбранные фрагменты ДНК флуоресцентными красителями,
вводят фрагменты ДНК в оптоволоконный разделительный капилляр,
освещают маркированные фрагменты ДНК в оптоволоконном разделительном капилляре лазерным светом заранее определенной длины волны для создания спектров флуоресценции из фрагментов ДНК,
освещают оптическое волокно спектрами флуоресценции из фрагментов ДНК, причем оптическое волокно переносит спектры флуоресценции на разделитель спектров света, выход разделителя спектров света падает на, по меньшей мере, один многоканальный фотодатчик, причем каждый канал фотодатчика имеет фоточувствительные пиксели, предназначенные для приема разных спектров света от разделителя спектров света и для создания импульсов тока в ответ на отдельные фотоны каждой отдельной длины волны разных спектров света.
26. Способ по п.25, в котором лазерный свет вырабатывается лазерами, выбранными из группы Ar-ионного и АИГ-Nd лазеров, причем длины волны лазеров находятся в диапазоне от 488 до 532 нм.
27. Способ по п.25, в котором заранее определенные длины волны равны 488 нм, 514 нм или 532 нм.
28. Способ по п.25, в котором оптоволоконный разделительный капилляр имеет диаметр сердцевины около 200 микрон.
29. Способ по п.25, содержащий этап, на котором разделяют фрагменты ДНК в оптоволоконном разделительном капилляре с помощью электрофореза.
30. Способ по п.25, в котором, по меньшей мере, один многоканальный фотодатчик содержит линейную фотоумножительную матрицу с 32 каналами.
31. Способ регистрации микрочастиц с цветовой кодировкой, содержащий этапы, на которых
маркируют микрочастицы флуоресцентными красителями,
взвешивают меченые микрочастицы в буферной жидкости,
пропускают буферную жидкость с мечеными микрочастицами через оптоволоконный капилляр с заранее определенной скоростью,
освещают меченые микрочастицы в оптоволоконном капилляре лазерным светом для создания спектров флуоресценции от них,
освещают оптическое волокно спектрами флуоресценции от меченых микрочастиц, причем оптическое волокно переносит спектры флуоресценции на разделитель спектров света, выход разделителя спектров света падает на, по меньшей мере, один многоканальный фотодатчик, причем каждый канал фотодатчика имеет фоточувствительные пиксели, предназначенные для приема разных спектров света от разделителя спектров света и для создания импульсов тока в ответ на отдельные фотоны каждой отдельной длины волны разных спектров света.
32. Способ по п.31, содержащий этап, на котором отсчитывают фотоны каждой отдельной длины волны разных спектров света с помощью однофотонного счетчика по п.1.