"PROCESSO PARA MARCAR LÍQUIDOS, E, PROCESSO PARADETECTAR MARCADORES EM LÍQUIDOS".
Descrição
A presente invenção se refere a um processo para marcarlíquidos utilizando pelo menos dois marcadores, sendo que os ditosmarcadores absorvem na região de 600-1200 nm do espectro e reemitem luzfluorescente, e a faixa de absorção de pelo menos um marcador se superpõecom a faixa de absorção de pelo menos um outro marcador.
A presente invenção se refere também a um processo paradetectar marcadores em líquidos marcados de acordo com o processo dainvenção, que compreende utilizar fontes de luz que emitem radiação nasfaixas de absorção dos ditos marcadores, sendo que pelo menos uma das ditasfontes de luz emite radiação na faixa de absorção que se sobrepõe de pelomenos um marcador com a faixa de pelo menos um outro marcador, e sendoque o número de fontes de luz é menor ou igual ao número de marcadores.
A presente invenção se refere também a líquidos marcadossegundo o processo da invenção.
Freqüentemente, é necessário marcar, ou etiquetar, líquidospara permitir sua subseqüente detecção, por exemplo, no uso, por meio deprocessos adequados. Isto torna possível, por exemplo, diferenciar óleo deaquecimento, que normalmente tem uma condição mais favorável detributação, do óleo diesel, que é, geralmente, pesadamente tributado, ou paraetiquetar fluxos de produtos líquidos em grandes plantas industriais, porexemplo, em refinarias de petróleo, e com isto acompanhar os mesmos.
Se a marcação dos líquidos for invisível a olho humano, énecessário recorrer ao uso de marcadores que absorvem e/ou emitem radiaçãofora da região visível do espectro. Devido à extrema sensibilidade dedetecção e da possibilidade adicional de se obter uma marcação confiávelcom baixos níveis de marcador adicionado, pode-se fazer uso bem sucedidoespecialmente de marcadores que reemitem a radiação absorvida como Iuzfluorescente. Esta radiação emitida possui geralmente uma freqüência maisbaixa do que a radiação absorvida (radiação STOKES), menosfreqüentemente a mesma freqüência (fluorescência de ressonância), oumesmo uma freqüência mais alta (radiação ANTI-STOKES).
Uma grande importância econômica agrega-se à marcação dehidrocarbonetos e misturas de hidrocarbonetos (por exemplo, vários graus decombustíveis para motores, como diesel e gasolina, e de outros óleosminerais). Como estes líquidos apresentam usualmente, eles próprios, altaabsorção e/ou fluorescência na região do espectro abaixo de cerca de 600 nm,não é de surpreender que os marcadores absorvam e/ou fluoresçam acima decerca de 600 nm.
Idealmente, os compostos úteis como marcadores deveriampossuir, portanto, as seguintes propriedades básicas:
forte absorção na região de 600-1200 nm do espectro,pouca ou nenhuma absorção/fluorescência na forma visível doespectro,
forte emissão de luz fluorescente na região do espectro que seestende de cerca de 600 a cerca de 1200 nm,
proporcionar níveis de emissão detectáveis de fluorescênciaquando adicionados ao líquido em questão a menos que 1 ppm em peso, esolubilidade adequada no líquido a ser marcado.
Adicionalmente, dependendo das exigências específicas deaplicação, os compostos úteis como marcadores podem precisar satisfazeruma ou mais das seguintes exigências:
miscibilidade com outros marcadores e quaisquer outrosaditivos presentes (os líquidos marcados e possivelmente aditivados tambémdeveriam ser miscíveis uns com os outros),
estabilidade adequada à ação de condições externas, porexemplo temperatura, luz, umidade, etc., sozinhos ou dissolvidos no liquido aser marcado,
não ser nocivos ao ambiente em que são usados, por exemplo,motores de combustão interna, tanques de armazenamento, eser, ambos, toxicologicamente e ecologicamente seguros.
O WO 94/02570 descreve a marcação de líquidos com o usode marcadores que apresentam seu máximo de absorção dentro da faixa de600 a 1200 nm e/ou um máximo de fluorescência dentro da faixa de 620 a1200 nm, selecionados do grupo que consiste das ftalocianinas isentas demetal e contendo metal, das naftalocianinas isentas de metal e contendometal, dos complexos níquel-ditioleno, os compostos amínio de aminasaromáticas, os corantes de metina e os corantes de ácido azulenoesquárico.
Ele ainda descreve um processo que compreende essencialmente detectar aluz fluorescente do marcador presente no líquido, sendo que este marcadorabsorve radiação na região referida do espectro. A referência indicadatambém descreve um detector para o marcador. No entanto, o uso simultâneode dois ou mais marcadores não é mencionado explicitamente.
A patente U.S. n° 5.525.516 também descreve um processopara marcar óleos minerais com compostos que fluorescem na região NIR.Ftalocianinas substituídas, naftalocianinas substituídas e derivados de ácidoesquárico ou crocônico são usados como esses marcadores. Nesta patentenorte-americana afirma-se na parte da descrição (coluna 3, linhas 35 a 40)que também se encontra abrangido no escopo da invenção aqui descrito amarcação de um ou mais óleos minerais não só com um, mas também comdois ou mais compostos que fluorescem na região IR (infravermelha).Afirma-se também nesta passagem que estes dois ou mais compostos sãoselecionados de modo a absorverem radiação IR e/ou reemitirem luzfluorescente em comprimentos de onda suficientemente diferentes um dooutro para não interferirem com a detecção individual. Utilizando-se (então)o equipamento do estado da técnica acredita-se (coluna 4, linhas 25 a 28) queé possível discernir diferenças de comprimento de onda naabsorção/fluorescência tão pequenas quanto 20 nm. Além disso, indica-se(coluna 3, linhas 41 a 44) que este ou estes composto(s) fluorescentesdeveriam absorver de preferência a comprimentos de onda abaixo de 850 nmporque os óleos minerais absorvem acima deste comprimento de onda.
A patente U.S. n° 5.525.516 ainda reivindica um processo paraidentificar óleos minerais que foram marcados com um ou mais marcadores.O óleo mineral marcado, ou os marcadores ali incorporados, são expostos aradiação eletromagnética dentro da faixa (faixa de absorção) de 670-850 nm.Porém além disso, nenhuma informação adicional é fornecida quanto a comoproceder quando óleos minerais foram marcados com mais do que ummarcador.
A patente U.S. n° 5.710.046 descreve um processo para'etiquetar' gasolina, de novo, essencialmente, através da detecção de umcorante fluorescente essencialmente isento de metal dissolvido na gasolina.Uma gasolina apropriadamente etiquetada é excitada com radiação de umabanda de comprimento de onda de 600 a 2500 nm, a luz fluorescente emitidapelo corante na banda de comprimento de onda de cerca de 600 a 2500 nm édetectada, e o sinal de detecção resultante é usado para identificar a amostraetiquetada. Esta referência ainda descreve extensamente a construção de umdetector para detectar os corantes fluorescentes nas amostras de gasolinaetiquetadas. No entanto, não se discute o uso de uma pluralidade demarcadores (corantes).
Desejando-se marcar líquidos, por exemplo hidrocarbonetos emisturas de hidrocarbonetos (por exemplo, combustíveis diesel e gasolina eoutros óleos minerais), de diferentes fontes ou de diferentes fabricantes,torna-se necessária uma multiplicidade de diferentes marcadores caso apenasum marcador seja usado por líquido. Estes marcadores diferentes precisamser suficientemente diferentes no que se refere às suas características deabsorção e/ou fluorescência para que os líquidos possam ser identificadoscom relação a sua proveniência e/ou produtor. Além disso, a marcação delíquidos com apenas um marcador torna mais fácil para outros falsificaremlíquidos não marcados através da adição do marcador apropriado. Isto temimenso significado quando líquidos quimicamente e qualitativamenteequivalentes portam diferentes encargos fiscais. Um exemplo inclui o óleo deaquecimento e o combustível diesel.
Constitui um objeto da presente invenção o uso de dois oumais marcadores para marcar líquidos com uma assinatura de impressãodigital que é difícil de reproduzir.
A Requerente verificou que este objeto é atingido com umprocesso de marcação de líquidos utilizando-se pelo menos dois marcadores,em que
os referidos marcadores absorvem na região de 600-1200 nmdo espectro e reemitem luz fluorescente e
a faixa de absorção de pelo menos um marcador superpõe-secom a faixa de absorção de pelo menos um outro marcador.
De preferência, utiliza-se marcadores cujo respectivocomprimento de onda máximo de absorção encontra-se na região de600-1200 nm do espectro.
O uso de dois ou mais marcadores apresentando umasuperposição entre a faixa de absorção de pelo menos um marcador e a faixade absorção de pelo menos um outro marcador torna possível, por outro lado,o uso de um número maior de marcadores dentro da faixa de comprimentosde onda mencionado. Contudo, de uma maneira mais importante, quaisquercompostos utilizados por terceiros numa tentativa de falsificação precisamnão só de máximos de absorção semelhantes aos dos marcadores originais,porém também de características semelhantes aos dos últimos, também noresto da faixa de absorção.
Considere-se, por exemplo, que cada marcador fraudulentopossui apenas um máximo de absorção relativamente estreito quecorresponde àquele de um marcador original. Considere-se também que osmarcadores originais apresentam adicionalmente faixas de absorção que sesuperpõem até certo ponto, isto é, em que a marcação no sentido da presenteinvenção foi efetuada. Caso se utilize, neste caso, fontes de luz que emitemapenas nas regiões dos máximos de absorção, espectros de fluorescênciasemelhantes são prováveis nos dois casos. No entanto, caso se utilize fontesde luz que emitem em comprimentos de onda em que os marcadoresfraudulentos não apresentam absorção, porém cujos marcadores originaispossuem faixas de absorção que se superpõem, então seria de se esperar queluz fluorescente emitida por estes marcadores fosse detectada no último casoporém não no primeiro caso.
Outro exemplo. Considere-se que o máximo de absorção deum marcador original Ml está localizado na região de superposição deabsorção entre o máximo de absorção de Ml e aquele de um outro marcadororiginal M2. Caso os referidos marcadores Ml e M2 sejam excitados, cadaum, em seus máximos de absorção, então o sinal fluorescente de Ml seriadevido apenas à sua excitação, enquanto que o sinal fluorescente do referidomarcador M2 possuirá um componente devido à sua excitação individual (nomáximo de absorção de M2) e a um outro componente que se deve àexcitação do referido marcador Ml (em seu máximo de absorção e,simultaneamente, na região de superposição de absorção entre os referidosmarcadores Ml e M2). Em contradição a isto, marcadores fraudulentoscorrespondentes sem faixas de absorção que se superpõem desta forma,quando excitados em seus máximos de absorção, exibirão apenas seusrespectivos sinais fluorescentes individuais. Isto será discutido em maiordetalhe mais adiante neste texto.Dá-se preferência, no processo da invenção para a preparaçãode líquidos, à utilização de uma combinação de η marcadores, em que η é umnúmero inteiro de 2 a 10, isto é, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10.
Dá-se preferência particular, no processo da invenção para apreparação de líquidos, à utilização de uma combinação de η marcadores, emque η é um número inteiro de 2 a 6, isto é, 2, 3, 4, 5 ou 6.
Dá-se preferência muito particular, no processo da invençãopara a preparação de líquidos, à utilização de uma combinação de ηmarcadores, em que η é um número inteiro de 2 a 4, isto é, 2, 3 ou 4.
Marcadores preferidos adicionados no processo da invenção etambém nas concretizações preferidas em que se utiliza uma combinação de η= 2-10, η - 2-6 ou η = 2-4 marcadores, compreendem compostosselecionados do grupo que consiste de ftalocianinas isentas de metal econtendo metal, naftalocianinas isentas de metal e contendo metal,complexos níquel-ditioleno, compostos amínio de aminas aromáticas,corantes de metina, corantes de ácido esquárico e corantes de ácidocrocônico.
Ftalocianinas adequadas conformam-se, por exemplo, àfórmula Iaem que
Me1 é dois hidrogênios, dois lítios, magnésio, zinco, cobre,níquel, VO, TiO, AlCl5 AlO-CrC20-alquila, AlNH-C1-C20-Hlquila, A1N(C,-C20-alquila)2, AlO-C6-C20-arila, Al-NH-C6-C20-arila ou AlN(C6-C20-arila)2,AlN-Het, em que N-Het é um anel heterocíclico, saturado ou insaturado comcinco, seis ou sete membros que, bem como pelo menos um átomo denitrogênio, pode conter um ou dois outros átomos de nitrogênio e/ou umoutro átomo de oxigênio ou de enxofre no anel, que é não substituído ousubstituído simplesmente ou triplamente por Ci-C4-alquila, fenila, benzila oufeniletila e que é ligado ao átomo de alumínio via um (ou via o) átomo denitrogênio do anel, ou Si(OH)2,
pelo menos 4 dos radicais de R1 a R16 são, cada um,independentemente, um radical da fórmula W-X1, em que W é uma ligaçãoquímica, oxigênio, enxofre, imino, Ci-C4-alquilimino ou fenilimino e X1 éCi-C20-alquila ou C3-Cio-cicloalquila com ou sem interrupção por de 1 a 4átomos de oxigênio em função éter e com ou sem substituição fenila,adamantila ou fenila substituída ou não substituída, anéis heterocíclicossaturados com cinco, seis ou sete membros que pode conter, adicionalmente,um ou dois outros átomos de nitrogênio e/ou um outro átomo de oxigênio ouenxofre no anel, que são não substituídos ou substituídos simplesmente outriplamente por Ci-C4-alquila, fenila, benzila ou feniletila e que são ligadosao anel de benzeno via um (ou via o) átomo de nitrogênio do anel, e
quaisquer radicais remanescentes de R1 a R16 são, cada um,hidrogênio, halogênio, hidroxissulfonila ou Ci-C4-dialquilsulfamoíla.
As ftalocianinas adequadas também se conformam, porexemplo, à fórmula Ib<formula>formula see original document page 10</formula>
em que
R17 e R18 ou R18 e R19 ou R19 e R20 são separados para formarum radical da fórmula X2-CiH4-X3, em que um dentre X2 e X3 é oxigênio e ooutro é imino ou Ci-C4-alquilimino, e
R19 e R20 ou R17 e R20 ou R17 e R18 são, cada um,independentemente, hidrogênio ou halogênio, eMe 1 é como definido acima.
Outras ftalocianinas adequadas, a não ser que já mencionadasentre as ftalocianinas indicadas acima, são mostradas na patente U.S. n°5.526.516 sob a fórmula geral I e, exemplarmente, na Tabela 3 e também napatente U.S. n° 5.703.229 sob a fórmula geral II e, exemplarmente, na Tabela 3.
Naftalocianinas adequadas conformam-se, por exemplo, àfórmula II<formula>formula see original document page 11</formula>
em que
Y1, Y25 Y3, Y4, Y5, Y6, Y7 e Y8 são, cada um,independentemente, hidrogênio, hidroxila, Ci-C2o-alquila, C3-Ci0-cicloalquilaou Ci-C2o-alcóxi, em que os grupos alquila podem ser, cada um,interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter e podem sersubstituídos por fenila, anéis heterocíclicos saturados com cinco, seis ou setemembros que podem conter adicionalmente um ou dois outros átomos denitrogênio e/ou um outro átomo de oxigênio ou enxofre no anel, que são nãosubstituídos ou substituídos simplesmente ou triplamente por Ci-C4-alquila,fenila, benzila ou feniletila e que são ligados ao anel de benzeno via um (ouvia o) átomo de nitrogênio do anel,
Y9, Y10, Y11 e Y12 são, cada um, independentementehidrogênio, Ci-C2o-alquila ou Ci-C2o-alcóxi, em que os grupos alquila podemser, cada um, interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter,halogênio, hidroxissulfonila ou Ci-C4-dialquilsulfamoíla, eMe2 é Me1 ou é o radical<formula>formula see original document page 12</formula>
em que
Y17 e Y18 são, cada um, independentemente, hidroxila, Ci-C20-alcóxi, Ci-C2o-alquila, C2-C20-alquenila, C3-C2o-alquenilóxi ou um radical defórmula
<formula>formula see original document page 12</formula>
em que Y19 é Ci-C20-alquila, C2-C20-alquenila ou C4-C2o-alcadienila e Y20 eY21 são, cada um, independente, Ci-Ci2-alquila, C2-Ci2-alquenila ou o radicalindicado acima OY19.
De particular interesse em conexão a isto são asnaftalocianinas da fórmula II em que pelo menos um dos radicais de Y a Ynão é hidrogênio.
Outras naftalocianinas adequadas, a não ser que jámencionadas entre as naftalocianinas indicadas acima, são mostradas napatente U.S. n° 5.526.516 sob a fórmula geral II e, exemplarmente, na Tabela4 e também na patente U.S. n° 5.703.229 sob a fórmula geral III e,exemplarmente, na Tabela 4.
Complexos adequados de níquel-ditioleno conformam-se, porexemplo, à fórmula III
<formula>formula see original document page 12</formula>
em que
L1, L2, L3 e L4 são, cada um, independente, C]-C20-alquila, comou sem interrupção por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter, fenila,Ci-C2o-alquilfenila, Ci-C2o-alcoxifenila, em que os grupos alquila podem ser,cada um, interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter, ouL1 e L2 e/ou L3 e L4 são, em cada caso, juntamente com o radical da fórmula
Compostos de amínio adequados conformam-se, por exemplo, à fórmula IV
<formula>formula see original document page 13</formula>
em que
Z1, Z2, Z3 e Z4 são, cada um, independentemente, Ci-C20-alquila, com ou sem interrupção por de 1 a 4 átomos de oxigênio em funçãoéter, Ci-C20-alcanoíla ou um radical da fórmula
<formula>formula see original document page 13</formula>
em que Z6 é hidrogênio, CrC20-alquila com ou sem interrupção por de 1 a 4átomos de oxigênio em função éter, ou Ci-C20-alcanoíla, Z7 é hidrogênio ouCi-C20-alquila com ou sem interrupção por de 1 a 4 átomos de oxigênio emfunção éter, e Z é hidrogênio, Ci-C2o-alquila com ou sem interrupção por de1 a 4 átomos de oxigênio em função éter ou halogênio, eAn" é o equivalente de um ânion.
Corantes de metina adequados conformam-se, por exemplo, àfórmula V
<formula>formula see original document page 14</formula>
em que os anéis AeB podem ser, independentemente, benzofusionados esubstituídos,
E1 e E7 são, cada um, independentemente, oxigênio, enxofre,imino ou um radical da fórmula
- C(CH3)2- ou -CH=CH-
D é um radical da fórmula
<formula>formula see original document page 14</formula>
em que E3 é hidrogênio, Ci-C6-alquila, cloro ou bromo e E4 é hidrogênio ouC1-C6-alquila,
Q e Q são, cada um, independentemente, fenila, C5-C7-cicloalquila, Ci-Ci2-alquila com ou sem interrupção por de 1 a 3 átomos deoxigênio em função éter e com ou sem substituição por hidroxila, cloro,bromo, carboxila, Ci-C4-alcoxicarbonila, acriloilóxi, metacriloilóxi,hidroxissulfonila, Ci-C7-alcanoil-amino, Ci-C6-alquilcarbamoíla, Ci-Cô-alquilcarbamoilóxi ou um radical da fórmula G+ (K)3, em que G é nitrogênioou fósforo e K é fenila, C5-C7-Cicloalquila ou Ci-Ci2-alquila,
An" é o equivalente de um ânion, e
η é 1, 2 ou 3.Corantes de ácido esquárico adequados são, por exemplo,aqueles compostos que são mostrados na patente U.S. n° 5.526.516 sob afórmula geral III e, exemplarmente, na Tabela 2 e são indicados na patenteU.S. n° 5.703.229 sob a fórmula geral IV e, exemplarmente, na Tabela 2.
Corantes de ácido esquárico adequados também incluemcorantes de ácido azulenoesquárico que se conformam, por exemplo, àfórmula VI indicada abaixo
<formula>formula see original document page 15</formula>
em que
J é Ci-Ci2-alquileno,
T1 é hidrogênio, halogênio, amino, hidroxila, Ci-Ci2-alcóxi,fenila, fenila substituída, carboxila, Ci-Ci2-alcoxicarbonila, ciano ou umradical da fórmula -NT7-CO-T6, -CO-NT6T7 ou O-CO-NT6T7, em que T6 e T7são, cada um, independentemente, hidrogênio, Ci-Ci2-alquila, C5-C7-cicloalquila, fenila, 2,2,6,6-tetrametilpiperidin-4-ila ou ciclo-hexilaminocarbonila, e
T2, T3, T4 e T5 são, cada um, independentemente, hidrogênioou Ci-Ci2-alquila, com ou sem halogênio, amino, Ci-Ci2-alcóxi, fenila, fenilasubstituída, carboxila, Ci-Ci2-alcoxicarbonila ou substituição ciano,com a condição de que as posições, no anel, dos substituintesJ-T1 e T4 dentro de um anel azuleno também podem ser intercambiados emqualquer um ou em ambos os anéis azuleno quando T5 é hidrogênio.
Corantes de ácido esquárico adequados também incluem, porexemplo, aqueles compostos que se conformam à fórmula VIa a seguir:<formula>formula see original document page 16</formula>
em que cada Ar é, independentemente, um anel aromático ou heteroaromáticocom cinco ou seis membros, não substituído ou substituído por Ci-C2o-alcóxi,C1-C20-alquilamino, Ci-C2o-dialquilamino ou Ci-C2o-alquiltio, por exemplo,fenila, naftila, tiofeno, piridina ou tiazol. Os grupos alquila podem ser, cadaum, interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter e podemser substituídos por fenila.
Ar é, de preferência, fenila, que é monossubstituída,dissubstituída ou tríssubstituída pelos radicais indicados na posição 2-, 2,4-ou 2,4,6. De preferência, quando o fenila é polissubstituído, estes radicais sãoidênticos. De particular interesse são aqueles compostos em que os dois Ar1Ssão idênticos.
Corantes de ácido crocônico adequados são, por exemplo,aqueles compostos que a patente U.S. n° 5.526.516 mostra sob a fórmulageral IV e indica exemplarmente na Tabela 5.
Qualquer alquila, alquileno ou alquenila que aparece nasfórmulas indicadas acima pode ser de cadeia reta ou ramificada.
Na fórmula Ia, II, III, IV ou Via, radicais Ci-C2o-alquilaadequados, que podem ser interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio emfunção éter, são, por exemplo, metila, etila, propila, isopropila, butila,isobutila, sec-butila, ter-butila, pentila, isopentila, neopentila, ter-pentila,hexila, 2-metilpentila, heptila, octila, 2-etilexila, isooctila, nonila, isononila,decila, isodecila, undecila, dodecila, tridecila, 3,5,5,7-tetrametilnonila,isotridecila (as denominações acima, isooctila, isononila, isodecila eisotridecila são nomes triviais e derivam-se dos álcoois obtidos pelo processoοχο - cf. Ullmanns Encyklopaedie der technischen Chemie, 4a edição, volume7, páginas 215 a 217, e também volume 11, páginas 435 e 436), tetradecila,pentadecila, hexadecila, heptadecila, octadecila, nonadecila, eicosila, 2-metoxietila, 2-etoxietila, 2-propoxietila, 2-isopropoxietila, 2-butoxietila, 2-ou 3-metoxipropila, 2- ou 3-etoxipropila, 2- ou 3-propóxi-propila, 2- ou 3-butoxipropila, 2- ou 4-metoxibutila, 2- ou 4-etoxibutila, 2- ou 4-propoxibutila, 2- ou 4-butoxibutila, 3,6-dioxaeptila, 3,6-dioxaoctila, 4,8-dioxanonila, 3,7-dioxaoctila, 3,7-dioxanonila, 4,7-dioxaoctila, 4,7-dioxanonila, 4,8-dioxadecila, 3,6,8-trioxadecila, 3,6,9-trioxaundecila,3,6,9,12-tetraoxatridecila ou 3,6,9,12-tetraoxatetradecila.
Na fórmula Ia ou II, radicais C3-Cio-cicloalquila adequadossão radicais cicloalquila ramificados ou não ramificados que podem serinterrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio em função éter, por exemplo,ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, tetraidrofuranila, ciclo-hexila,tetraidropiranila, ciclo-heptila, oxepanila, 1-metil-ciclopropila, 1-etilciclopropila, 1-propilciclopropila, 1-butilciclopropila, 1-pentilciclopropila, 1-metil-1-butilciclopropila, 1,2-dimetilciclopropila, 1-metil-2-etilciclopropila, ciclooctila, ciclononila ou ciclodecila.
Na fórmula Ia, Ib ou II, radicais C6-C2o-arila adequados emgrupos A10-C6-C2o-arila, Al-NH-C6-C2Crarila ou AlN(-C6-C2o-arila)2 de Me1e Met são, por exemplo, fenila opcionalmente substituído por um até dois CrC7-alquila, por até três Ci-C4-alquila, por até quatro Ci-C3-alquila ou por atécinco radicais metila ou etila, por naftila opcionalmente substituído por atédois Ci-C5-alquila, por até três Ci-C3-alquila ou por até quatro radicais metilaou etila, estes substituintes alquila opcionalmente presentes já tendo sidomencionados entre os radicais Ci-C2o-alquila indicados acima.
Na fórmula Ia, Ib ou II, N-Het adequado nos grupos AlN-Hetde Me e Me derivam-se, por exemplo, de pirrol, pirrolidina, pirazol,pirazolidina, imidazol, imidazolina, lH-l,2,3-triazol, 1,2,3-triazolidina, IH-1,2,4-triazol, 1,2,4-triazolidina, piridina, piperidina, pirazina, piperazina,piridazina, morfolina, ΙΗ-azepina, 2H-azepina, azepan, oxazol, oxazolidina,tiazol, tiazolidina, 1,2,3-, 1,2,4- ou 1,3,4-oxadiazol, 1,2,3-, 1,2,4- ou 1,3,4-oxadiazolidina, 1,2,3-, 1,2,4- ou 1,3,4-tiadiazol ou 1,2,3-, 1,2,4- ou 1,3,4-tiadiazolidina, sendo que os anéis heterocíclicos são não substituídos oumonossubstituídos, dissubstituídos ou trissubstituídos por Ci-C4-alquila,fenila, benzila ou feniletila. Correspondentemente, radicais Ci-C4-alquilaopcionais foram mencionados em conexão com os radicais Ci-C2o-alquila.
Na fórmula Ia ou II, radicais heterocíclicos adequados, emforma de anel, para de R1 a R16 ou para de Y1 a Y8 derivam-se de anéisheterocíclicos, saturados com cinco, seis ou sete membros que podem conterum ou dois outros átomos de nitrogênio e/ou um outro átomo de oxigênio ouenxofre no anel, por exemplo, pirrolidina, pirazolidina, imidazolina, 1,2,3-triazolidina, 1,2,4-triazolidina, piperidina, piperazina, morfolina, azepan,oxazolidina, tiazolidina, 1,2,3-, 1,2,4- ou 1,3,4-oxadiazolidina, ou 1,2,3-,1,2,4- ou 1,3,4-tiadiazolidina, sendo que os anéis heterocíclicos podem sernão substituídos ou monossubstituídos, dissubstituídos ou trissubstituídos porC]-C4-alquila, fenila, benzila ou feniletila. Correspondentemente, forammencionados acima radicais Ci-C4-alquila em conexão com os radicais C1-C20-alquila.
Na fórmula I, II ou Via, Ci-C2o-alquila substituído por fenilaadequado é, por exemplo, benzila ou 1- ou 2-feniletila.
Na fórmula II, III, IV ou Via, radicais Ci-C20-alcóxiadequados, que podem ser interrompidos por de 1 a 4 átomos de oxigênio emfunção éter, são, por exemplo, metóxi, etóxi, propóxi, isopropóxi, butóxi,isobutóxi, pentilóxi, hexilóxi, heptilóxi, octilóxi, 2-etilexilóxi, isooctilóxi,nonilóxi, isononilóxi, decilóxi, isodecilóxi, undecilóxi, dodecilóxi,tridecilóxi, isotridecilóxi, tetradecilóxi, pentadecilóxi, hexadecilóxi,heptadecilóxi, octadecilóxi, nonadecilóxi, eicosilóxi, 2-metóxi-etóxi, 2-etoxietóxi, 2-propoxietóxi, 2-isopropoxietóxi, 2-butoxietóxi, 2- ou 3-metoxipropóxi, 2- ou 3-etoxipropóxi, 2- ou 3-propoxipropóxi, 2- ou 3-butoxipropóxi, 2- ou 4-metoxibutóxi, 2- ou 4-etoxibutóxi, 2- ou 4-propoxibutóxi, 2- ou 4-butoxibutóxi, 3,6-dioxaeptilóxi, 3,6-dioxaoctilóxi,4,8-dioxanonilóxi, 3,7-dioxaoctilóxi, 3,7-dioxanonilóxi, 4,7-dioxaoctilóxi,4,7-dioxanonilóxi, 4,8-dioxadecilóxi, 3,6,8-trioxadecilóxi, 3,6,9-trioxaundecilóxi, 3,6,9,12-tetraoxatridecilóxi ou 3,6,9,12-tetraoxatetradecilóxi.
Na fórmula II ou Via, Ci-C20-alcóxi substituído por fenilaadequado é, por exemplo, benzilóxi ou 1- ou 2-feniletóxi.
Na fórmula Ia, III ou VI, fenila substituído adequado é, porexemplo, fenila substituído por Ci-C6-alquila, Ci-C6-alcóxi, hidroxila ouhalogênio. O número de substituintes pode ser, geralmente, de 1 a 3. Emparticular, o fenila é substituído por 1 ou 2 substituintes Ci-C6-alquila ou CrC6-alcóxi. No caso de monossubstituição, o substituinte está, de preferência,na posição para. No caso de dissubstituição, os substituintes estão, depreferência, na posição 2,3, 2,4, 3,4 e 3,5.
O halogênio na fórmula Ib, II, IV ou VI é, por exemplo, flúor,cloro ou bromo.
W na fórmula 1a e X ou X na fórmula Ib são, por exemplo,metilimino, etilimino, propilimino, isopropilimino ou butilimino.
R1 a R16 na fórmula Ia, e também YaY na fórmula II, são,por exemplo, dimetilsulfamoíla, dietilsulfamoíla, dipropilsulfamoíla,dibutilsulfamoíla ou N-metil-N-etilsulfamoíla. C2-C2Calquenila e também C4-C20-alcanodienila na fórmula II são, cada um, por exemplo, vinila, alila, prop-1-en-l-ila, metalila, etalila, but-3-en-l-ila, pentenila, pentadienila,hexadienila, 3,7-dimetilocta-l,6-dien-l-ila, undec-10-en-l-ila, 6,10-dimetil-undeca-5,9-dien-2-ila, octadec-9-en-1 -ila, octadeca-9,12-dien-1 -ila,3,7,11,15-tetrametilexadec-l-en-3-ila ou eicos-9-en-l-ila.C3-C2o-Alquenilóxi na fórmula II é, por exemplo, alilóxi,metalilóxi, but-3-en-l-ilóxi, undec-10-en-1 -ilóxi, octadec-9-en-l-ilóxi oueicos-9-en-l-ilóxi.
Z6 na fórmula IV é, por exemplo, formila, acetila, propionila,butirila, isobutirila, pentanoíla, hexanoíla, heptanoíla, octanoíla ou 2-etilexanoíla. Caso os anéis A e/ou B na fórmula V sejam substituídos,substituintes adequados são, por exemplo, CrC6-alquila, fenil-Ci-C6-alcóxi,fenóxi, halogênio, hidroxila, amino, Ci-C6-mono- ou -dialquilamino ou-ciano. O número de substituintes nos anéis é, geralmente, de 1 a 3.
E3, E4, Q1 e Q2 na fórmula V são, cada um, por exemplo,metila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, pentila,isopentila, neopentila, ter-pentila ou hexila.
Q1 e Q2 também podem ser, por exemplo, hexila, 2-metilpentila, heptila, octila, 2-etilexila, isooctila, nonila, isononila, decila,15 isodecila, undecila, dodecila, ciclopentila, ciclo-hexila, 2-metoxietila, 2-etoxietila, 2- ou 3-metoxipropila, 2- ou 3-etoxipropila, 2-hidroxietila, 2- ou 3-hidroxipropila, 2-cloroetila, 2-bromoetila, 2- ou 3-cloropropila, 2- ou 3-bromopropila, 2-carboxietila, 2- ou 3-carboxipropila, 2-metoxicarboniletila,2-etoxicarboniletila, 2- ou 3-metoxicarbonilpropila, 2- ou 3-etoxicarbonilpropila, 2-acriloiloxietila, 2- ou 3-acriloiloxipropila, 2-metacriloiloxietila, 2- ou 3-metacriloiloxipropila, 2-hidroxisulfoniletila, 2- ou3-hidroxisulfonilpropila, 2-acetilaminoetila, 2- ou 3-acetilaminopropila, 2-metilcarbamoiletila, 2-etilcarbamoiletila, 2- ou 3-metilcarbamoilpropila, 2-ou 3-etilcarbamoilpropila, 2-metilcarbamoiloxietila, 2-etilcarbamoiloxietila,2- ou 3-metilcarbamoiloxipropila, 2- ou 3-etilcarbamoiloxipropila, 2-(trimetilamônio)etila, 2-(trietilamônio)etila, 2- ou 3-(trimetilamônio)propila,2- ou 3-(trietilamônio)propila, 2-(trifenilfosfônio)etila ou 2- ou 3-(trifenilfosfônio)propila.
An" na fórmula IV ou V deriva-se, por exemplo, de ânions deácidos orgânicos ou inorgânicos. Dá-se particular preferência nesta conexão,por exemplo, a metanossulfonato, 4-metilbenzenossulfonato, acetato,trifluoroacetato, heptafluorobutirato, cloreto, brometo, iodeto, perclorato,tetrafluoroborato, nitrato, hexafluorofosfato ou tetrafenilborato.
J na fórmula VI é, por exemplo, metileno, etileno, 1,2- ou 1,3-propileno, 1,2-, 1,3-, 2,3- ou 1,4-butileno, pentametileno, hexametileno,heptametileno, octametileno, nonametileno, decametileno, undecametileno oudodecametileno.
T2, T3, T4 e T5 na fórmula VI são, cada um, por exemplometila, etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, ter-butila,pentila, isopentila, neopentila, ter-pentila, 2-metilbutila, hexila, 2-metilpentila, heptila, octila, 2-etilexila, isooctila, nonila, isononila, decila,undecila, dodecila, fluorometila, clorometila, difluorometila, trifluorometila,triclorometila, 2-fluoroetila, 2-cloroetila, 2-bromoetila, 1,1,1-trifluoroetila,heptafluoropropila, 4-clorobutila, 5-fluoropentila, 6-cloroexila, cianometila,2-cianoetila, 3-cianopropila, 2-cianobutila, 4-cianobutila, 5-cianopentila, 6-cianoexila, 2-aminoetila, 2-aminopropila, 3-aminopropila, 2-aminobutila, 4-aminobutila, 5-aminopentila, 6-aminoexila, 2-hidroxietila, 2-hidroxipropila,3-hidroxipropila, 2-hidroxibutila, 4-hidroxibutila, 5-hidroxipentila, 6-hidroxiexila, 2-metoxietila, 2-etoxietila, 2-propoxietila, 2-isopropoxietila, 2-butoxietila, 2-metoxipropila, 2-etoxipropila, 3-etoxipropila, 4-etoxibutila, 4-isopropoxibutila, 5-etoxipentila, 6-metoxiexila, benzila, 1-feniletila, 2-feniletila, 4-clorobenzila, 4-metoxibenzila, 2-(4-metilfenil)etila,carboximetila, 2-carboxietila, 3-carboxipropila, 4-carboxibutila, 5-carboxipentila, 6-carboxiexila, metoxicarbonilmetila, etoxicarbonilmetila, 2-metoxicarboniletila, 2-etoxicarboniletila, 3-metoxicarbonilpropila, 3-etoxicarbonilpropila, 4-metoxicarbonilbutila, 4-etoxicarbonilbutila, 5-metoxicarbonilpentila, 5-etoxicarbonilpentila, 6-metoxicarbonilexila ou 6-etoxicarbonilexila.T na fórmula VI é, por exemplo, metoxicarbonila,etoxicarbonila, propoxicarbonila, isopropoxicarbonila, butoxicarbonila,isobutoxicarbonila, sec-butoxicarbonila, ter-butoxicarbonila,pentiloxicarbonila, isopentiloxicarbonila, neopentiloxicarbonila, ter-pentiloxicarbonila, hexiloxicarbonila, heptiloxicarbonila, octiloxicarbonila,isooctiloxicarbonila, noniloxicarbonila, isononiloxicarbonila,deciloxicarbonila, isodeciloxicarbonila, undeciloxicarbonila,dodeciloxicarbonila, metóxi, etóxi, propóxi, isopropóxi, butóxi, isobutóxi,pentilóxi, hexilóxi, acetilamino, carbamoíla, mono- ou dimetilcarbamoíla,mono- ou dietilcarbamoíla, monociclo-hexilcarbonila, fenilcarbamoíla,dimetilcarbamoilóxi ou dietilcarbamoilóxi.
Marcadores particularmente dignos de nota incluem asnaftalocianinas da fórmula IIa
<formula>formula see original document page 22</formula>
em que
Y1 Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7 e Y8 são, cada um, independente,hidrogênio, hidroxila, Ci-C4-alquila ou Ci-C2o-alcóxi e
Me é Me ou o radical<formula>formula see original document page 23</formula>
em que R19 é Ci-Cn-alquila ou Cio- C2o-alcadienila e Y20 e Y21 são, cada um,independentemente CrCi3-alquila ou C2-C4-alquenila.
Particularmente significativo em conexão a isto são asnaftalocianinas da fórmula lia, em que Y15 Y2, Y35 Y4, Y5, Y6, Y7 e Y8 são,cada um, independentemente hidroxila, Ci-C2o-alcóxi, especialmente Ci-Ci0-alcóxi. Os radicais alcóxi podem ser idênticos ou diferentes. Sãoparticularmente significativas outras naftalocianinas da fórmula IIa em queMe2 é dois hidrogênios.
Marcadores particularmente dignos de nota incluemcomplexos níquel-ditioleno da fórmula III em que L1, L2, L3 e L4 são, cadaum, independentemente fenila, Ci-C2o-alquilfenila, Ci-C2o-alcoxifenila oufenila substituído por hidroxila ou Ci-C2o-alquila, ou L e L e também L eL4 são, cada um, em conjunto, o radical da fórmula
<formula>formula see original document page 23</formula>
Particularmente significativo em conexão a isto são oscomplexos níquel-ditioleno da fórmula III em que L1 e L4 são, cada um,fenila e L2 e L4 são, cada um, um radical da fórmula 4-[C2H5-C(CH3)2]-C6H4.
Os marcadores usados no processo da invenção e nasconcretizações preferidas são, de preferência, as ftalocianinas, mostradasacima, da fórmula Ia e também as ftalocianinas indicadas na Tabela 3 dapatente U.S. n° 5.525.516, as naftalocianinas, mostradas acima, da fórmula II,as naftalocianinas indicadas na Tabela 4 da patente U.S. n° 5.525.516 e,particularmente preferível, as naftalocianinas da fórmula IIa mostradas acima.Particularmente significa em conexão a isto são as ftalocianinas enaftalocianinas em que Me1 ou Me2 representa dois hidrogênios.
A região do espectro que se estende de 600 a cerca de 850 nmé coberta usualmente com ftalocianinas e a região do espectro acima de cercade 800 nm usualmente com naftalocianinas.
As ftalocianinas da fórmula Ia são conhecidas per se e sãodescritas, por exemplo, nas DE-B-I 073 739 ou EP-A-155 780 ou sãoobteníveis por meio de processos convencionais como usados para apreparação de ftalocianinas ou naftalocianinas e como descrito, por exemploem F.H. Moser, A.L. Thomas "The Phthalocyanines", CRC Press, Boca Rota,Florida, 1983, ou J. Am. Chem. Soe. volume 106, páginas 7404 a 7410, 1984.As ftalocianinas da fórmula Ib também são conhecidas per se e descritas, porexemplo, na EP-A-155 780 ou são obteníveis com os processos do estado datécnica indicado acima (Moser, J. Am. Chem. Soc.).
As naftalocianinas da fórmula II também são conhecidas perse e descritas, por exemplo, na EP-A-336 213, EP-A-358 080, GB-A-2 168372 ou GB-A-2 200 650 ou são obteníveis com os processos do estado datécnica indicado acima (Moser, J. Am. Chem. Soc.).
Os complexos de níquel-ditioleno da fórmula III também sãoconhecidos per se e descritos, por exemplo, na EP-A-192 215.
Os compostos amínio da fórmula IV também são conhecidosper se e descritos, por exemplo, na US-A-3 484 467 ou são obteníveis com osprocessos indicados ali.
Os corantes de metina da fórmula V também são conhecidosper se e descritos, por exemplo, na EP-A-464 543 ou são obteníveis com osprocessos indicados ali.
A preparação dos corantes de ácido esquárico é descrita naspatentes norte-americanas 5.525.516 e 5.703.229 e as referências que cadauma cita.
A preparação dos corantes de ácido crocônico é descrita napatente U.S. n° 5.525.516 e as referências citadas ali.
Os corantes de ácido azulenoesquárico da fórmula VI tambémsão conhecidas per se e descritos, por exemplo, na EP-A-310 080 ou US-A-4990 649 ou obteníveis com os processos indicados ali.
Líquidos marcáveis com o processo da invenção, utilizandouma combinação de pelo menos dois dos compostos identificados acimacomo marcadores são, usualmente, líquidos orgânicos, por exemplo:
álcoois, como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol,isobutanol, sec-butanol, pentanol, isopentanol, neopentanol ou hexanol,glicóis, como 1,2-etileno glicol, 1,2- ou 1,3-propileno glicol, 1,2-, 2,3- ou1,4-butileno glicol, di- ou trietileno glicol ou di- ou tripropileno glicol,éteres, como metil ter-butil éter, 1,2-etileno glicol monometiléter, 1,2-etileno glicol dimetil éter, 1,2-etileno glicol monoetil éter, 1,2-etilene glicol dietil éter, 3-metoxipropanol, 3-isopropoxipropanol,tetraidrofurano ou dioxano,
cetonas, como acetona, metil etil cetona ou álcool dediacetona,
ésteres, como acetato de metila, acetato de etila, acetato depropila ou acetato de butila,
hidrocarbonetos alifáticos ou aromáticos, como pentano,hexano, heptano, octano, isooctano, éter de petróleo, tolueno, xileno, etilbenzeno, tetralina, decalina, dimetilnaftaleno, álcool branco,
óleos naturais, como óleo de oliva, óleo de soja ou óleo degirassol, ou óleos de motor, hidráulicos ou de engrenagens naturais ousintéticos, por exemplo óleo de motor de veículos automotivos ou óleo demáquina de costura, ou fluídos de freioe óleos minerais, como gasolina, querosene, óleo diesel ouóleo de aquecimento.
Os compostos indicados acima são particularmente úteis paramarcar óleos minerais em que alguma forma de identificação é mandatória,por exemplo por razões de taxação. Para manter os custos disto a um mínimo,mas também para minimizar interações possíveis dos óleos mineraismarcados com quaisquer outros ingredientes presentes, é desejável manter aquantidade de marcadores a menor possível. Uma outra razão para se mantera quantidade de marcadores a menor possível pode ser a de suprimir seuspossíveis efeitos danosos, por exemplo na região de admissão e de escape dosgases de motores de combustão interna.
Como já mencionado acima, é geralmente possível marcarlíquidos utilizando-se compostos marcadores que produzem um altorendimento de nível de fluorescência, isto é, que reemitem uma grandeproporção dos níveis de radiação absorvidos como níveis de luz defluorescência.
Estes compostos que se pretende utilizar como marcadores sãoadicionados aos líquidos em tais quantidades de modo a se assegurar umadetecção confiável. A quantidade total de marcadores (em peso) no líquidomarcador encontra-se usualmente na faixa de cerca de 0,1 a 5000 ppb, depreferência dentro da faixa de 1 a 2000 ppb, sendo particularmente preferíveldentro da faixa de 1 a 1000 ppb.
Para se marcar líquidos, os compostos identificados acimacomo marcadores, ou, para ser mais preciso, a combinação de pelo menosdois marcadores, são geralmente adicionados na forma de uma solução (deconsumo). Especialmente no caso de óleos minerais, especialmente, ossolventes para a preparação destas soluções de consumo são, de preferência,hidrocarbonetos aromáticos, como tolueno, xileno ou misturas aromáticascom altos pontos de ebulição.Para evitar que essas soluções de consumo apresentem umaviscosidade alta demais (e, daí, uma baixa dosabilidade e manuseabilidade), aconcentração total de marcadores é ajustada, geralmente, dentro da faixa de0,5 a 50 % em peso, baseado no peso total destas soluções de consumo.
A presente invenção ainda proporciona um processo paradetectar marcadores em líquidos marcados com o processo da invenção ousuas concretizações preferidas, que compreende utilizar fontes de luz queemitem radiação nas faixas de absorção dos referidos marcadores, e detectar aluz fluorescente reemitida pelos referidos marcadores, sendo que pelo menosuma das referidas fontes de luz emite radiação na faixa de superposição deabsorção de pelo menos um marcador com aquela de pelo menos um outromarcador, e sendo que o número de fontes de luz é menor ou igual ao númerode marcadores.
As definições a seguir devem aplicar-se: a faixa(s) decomprimento dos marcadores Μμ em que o coeficiente de extinção monta a χ% ou mais do valor no máximo de absorção do marcador M μ deverá serdenominada "x % do intervalo de comprimento de onda" Ι,μ(χ). Em virtudedisso, por exemplo, o número η dos marcadores está nas concretizaçõespreferidas de 2 a 10, ou de 2 a 6, ou de 2 a 4, correspondentemente μ podeassumir valores numéricos integrais de 1 a 10 ou de 1 a 6 ou de 1 a 4,respectivamente (correspondendo, respectivamente, aos marcadores Ml, M2,M3,..., M9, MlO ou Ml, M2, M3,..., M5, M6 ou Ml, M2, M3, M4). Osintervalos correspondentes são então respectivamente Ll(x), L2(x),..., L9(x),L10(x) ou Ll(x), L2(x),..., L5(x), L6(x) ou Ll(x), L2(x), L3(x), L4(x). Estesintervalos são geralmente conectados, mas também podem ser desconectados.Por exemplo, um intervalo específico ίμ(χ) também pode consistir de dois oumais subintervalos, caso em que sua totalidade é então denominada ίμ(χ).
Dependendo dos marcadores e/ou líquidos a serem marcados,o valor de χ pode ser selecionado individualmente ou pode ser usado para"definir" a faixa de absorção do marcador Μμ como uma função dasexigências específicas. No caso de uma alta absorção pelo líquido a sermarcado, por exemplo, valores de, por exemplo, 10, 20, 25 ou mesmo 50podem ser razoáveis para x. Inversamente, valores de x, por exemplo, de 5 ou3 podem ser suficientes no caso de marcadores de alto poder de absorção e/oude líquidos a serem marcados que possuem pouca ou nenhuma absorção nafaixa de comprimento considerada. De acordo com estes valores de x, porexemplo, L3(10), L3(20) e L3(25) significam intervalos de comprimento deonda em que o coeficiente de extinção do marcador M3 é de, pelo menos,respectivamente, 10 %, 20 % ou 25 % do valor no máximo de absorção deM3. De uma forma semelhante, L3(5) e L3(3), por exemplo, são usados paradefinir intervalos de comprimento de onda em que o coeficiente de extinçãodo marcador M3 é pelo menos, respectivamente, de 5 % e 3 % do valor nomáximo de absorção de M3. Pode até mesmo ser possível utilizar diferentesvalores de χ dentro de um conjunto de marcadores. Visando simplicidade,Ι-μ(χ) (representando o χ % do intervalo do marcador Μμ) é representadaabaixo meramente como ίμ.
A definição dos intervalos ίμ(χ) dos vários marcadores Μμconsiderados para marcar de acordo com a invenção fundamenta-se aindamais em seus respectivos espectros de absorção, determinados em condiçõescomparáveis, que foram corrigidos com relação ao valor cego do solventeusado na determinação.
Em linha com as observações acima, o intervalo decomprimento de onda em que o máximo de absorção do marcador Μμ estáposicionado também pode ser denominado intervalo ίμ(χ). Neste caso, χpode assumir valores de, por exemplo, 80, 90, 95 ou mesmo de 99, conformerequerido.
O caso ilustrativo de seis marcadores diferentes, Ml, M2, M3,M4, M5 e M6, que corresponde a uma concretização preferida em que onúmero η dos marcadores assume o valor de seis, resulta nos intervalos LI,L2, L3, L4, L5 e L6. As regiões de superposição dos intervalos são, emtermos matemáticos, suas interseções e são aqui correspondentementedenominadas ίμν. Elas podem ser listadas sistematicamente como:
Ll η L2 = L12 (μ = 1, ν = 2),LinL3 = L13^ = l,v = 3),Ll Π L4 = L14 (μ = 1, ν = 4),Ll Π L5 = L15 (μ = 1, ν = 5),Ll Π L6 = L16 (μ = 1, ν = 6),L2 Π L3 = L23 (μ = 2, ν = 3),L2 η L4 = L24 (μ = 2, ν = 4),L2 Π L5 = L25 (μ = 2, ν = 5),L2 Π L6 = L26 (μ = 2, ν = 6),L3 Π L4 = L34 (μ = 3, ν = 4),L3 Π L5 = L35 (μ = 3, ν = 5),L3 Π L6 = L36 (μ = 3, ν = 6),L4 Π L5 = L45 (μ = 4, ν = 5),L4 Π L6 = L46 (μ = 4, ν = 6) eL5 Π L6 = L56 (μ = 5, ν = 6)
As regiões de superposição dos intervalos ίμ consigo mesmos(ίμν em que ν = μ) podem ser definidas analogamente:
Ll Π Ll =Lll =Ll (μ= l,v= 1),L2 Π L2 = L22 = L2 (μ = 2, ν = 2),L3 Π L3 = L33 = L3 (μ = 3, ν = 3),L4 Π L4 = L44 = L4 (μ = 4, ν = 4),L5 Π L5 = L55 = L5 (μ = 5, ν = 5) eL6 Π L6 = L66 = L6 (μ = 6, ν = 6).
O número N das possíveis regiões de superposição entrequaisquer dois marcadores entre um total de η marcadores geralmente resultaem N = n/2 · (n-1). No presente caso, em que η é igual a 6 obtém-se portantoos 15 intervalos de superposição indicados acima. Há de se considerar que asrespectivas regiões de superposição Ι^μν (por exemplo, L34) são,evidentemente, equivalentes às regiões de superposição Lvμ (por exemplo,L43) e, portanto, não serão mais consideradas.
De acordo com a invenção, a faixa de absorção de pelo menosum marcador deverá superpor-se com a faixa de absorção de pelo menos ummarcador adicional. Para o exemplo dos seis marcadores de Ml até M6, istosignifica que pelo menos uma das 15 regiões de superposição precisa ser umconjunto não vazio.
As possibilidades são as seguintes, por exemplo:A) Todos os intervalos de comprimentos de onda adjacentes^^^^) formam superposições não vazias (interseções); todos osintervalos de comprimento de onda não adjacentes Ιμ e Lv (ν > μ + 1) nãopossuem superposições "maiores" (interseções), isto é, formam conjuntosvazios em cada caso, viz:
ίμν φ {0} para ν = μ+1ουν = μ-1ε
Εμν = {0} para ν*μ+1εν*μ-1 (superposições"maiores").
Isto significa, no caso ilustrativo descrito acima, que as únicassuperposições existentes são L12, L23, L34, L45 e L56 (e, evidentementeLl 1, L22, L33, L44, L55 e L 66 equivalentemente aos intervalos LI, L2, L3,L4, L5 e L6). Todos as outras superposições são conjuntos vazios.Utilizando-se cinco fontes de luz que emitem nestas regiões de superposição,portanto, todos os seis marcadores de Ml a M6 podem ser excitados parareemitir luz fluorescente, caso em que cada fonte de luz excita doismarcadores em um único momento. Em geral, η-1 fontes de luz que emitemnas regiões L12, L23,..., L(n-2)(n-l) e L(n-l)n excitarão η marcadores Μμ.Além disso, os marcadores Ml e Mn (por exemplo, M6) possuirão, cada um,apenas uma única região de superposição (LI2 ou L(n-l)n, por exemplo,L56), enquanto que outros marcadores (por exemplo M2 a M5) terão, cadaum, duas regiões de superposição (por exemplo, Μμ tem as regiões Lfo-1)μ eίμ (μ+1)).
Β) Pelo menos um marcador Μμ terá um intervalo decomprimento de onda ίμ que intersecta com o intervalo de comprimento deonda Lfo+2) do marcador Μ(μ+2) para formar uma superposição "maior"ίμ(μ+2). Caso esta região "maior" de superposição se superponha com ointervalo de comprimento de onda Lfo+1) do marcador Μ(μ+1), o quegeralmente será o caso, isto produzirá uma superposição "tripla"ίμ(μ+1)(μ+2) dos intervalos ίμ, Lfo+1) e Lfo+2). Utilizando-se uma fontede luz que emite nesta região é portanto possível excitar os marcadores Μμ,Μ(μ+1) e Μ(μ+2) simultaneamente para reemitir luz fluorescente. Em termosmatemáticos, isto pode ser formulado como:
Ι,μν * {0} para ν = μ + 2, isto é, (ίμ(μ + 2)= ) Π Lfo + 2)*
{0},
e
Lfo + 1) (Ί |Χμ Π Lfo + 2)] = Lfo + 1) Π ^μ Π Lfo + 2) =L4I Π Lfo + 1) Π Lfo + 2) = Ί.μ(μ + 1) (μ + 2) * {0}.
No caso ilustrativo de seis marcadores de Ml a M6 referidoacima, isto significa que há, por exemplo, uma região de superposição Ll3que se superpõe com o intervalo L2 (a superposição L22), isto é, formainterseção (LI Π L3) Π L2 = Ll Π L3 Π L2 = Ll Π L2 Π L3, que pode serabreviada, analogamente às interseções de dois intervalos introduzidas acima,como 123 de três intervalos (ou, geralmente, como ίμνω). Além disso, éimediatamente aparente que:
Εμνω = Εμων = ίωμ = ίνμω = ίωμν = ίωνμ,
isto é, todas as regiões "permutadas" são equivalentes umas às outras.Utilizando-se, por exemplo, três fontes de luz que emitem nassuperposições L123, L45 e L56, todos os seis marcadores Ml a M6 podemser excitados para reemitir luz fluorescente, sendo que a fonte de luz a(L123)excita simultaneamente os marcadores Ml, M2 e M3 e a fonte de luz a(L45)e a(L56) excita simultaneamente, respectivamente os marcadores M4 e M5por um lado, e M5 e M6 por outro lado. Alternativamente, também épossível, no caso referido por último, utilizar uma fonte de luz que emite, nãona região L56, mas não só, por exemplo, na região L66-L56, isto é, nointervalo L6 menos a superposição (interseção) entre L5 e L6. Isto excitaránão somente o marcador M6, mas não o marcador M5.
Havendo uma adição na superposição L456, apenas duasfontes de luz, cada uma emitindo nas regiões L123 e L456, respectivamente,serão suficientes para excitar as emissões fluorescentes de todos os seismarcadores de Ml a M6, com a excitação simultânea dos marcadores Ml,M2 e M3 por um lado, e M4, M5 e M6 por outro lado.
No texto a seguir, Μμ' deverá denominar marcadores que nãose superpõem uns aos outros, porém que, cada um, apresentarãocomprimentos de onda de máximo de absorção comparáveis aos marcadoresΜμ.
Para uma mistura correspondente ao cenário discutido acimaA), isto é, uma mistura de seis marcadores de Ml a M6 possuindo as regiõesL12, L23, L34, L45 e L56 (e, evidentemente, as regiões Ll 1, L22, L33, L44,L55 e L66 equivalentemente aos intervalos LI, L2, L3, L4, L5 e L6), aexcitação de todos os marcadores pode ser alcançada com apenas cincofontes de luz adequadas (denominada aO-μν), isto é, a(L12), a(L23), a(L34),a(L45) e a(L56)). Em contraste, uma mistura de seis marcadores Ml1, M2',M3', M4', M5' e M6' não pode ser excitada com as fontes de luz a(L12) aa(L56) para reemitir luz fluorescente. Uma tal mistura corresponde a umamistura conforme sugerido pelo estado da técnica, por exemplo na patenteU.S. η° 5.525.516.
O mesmo é verdadeiro no que se refere ao cenário B)discutido acima. Aqui, uma única fonte de luz a(L123) gera uma excitaçãodos marcadores Ml, M2 e M3. No caso dos marcadores Ml', M2' e M31apenas o marcador M2' será excitado caso seu comprimento de onda máximode absorção se situe na região L123. Contudo, os marcadores Ml' e M3', nãodeveriam ser excitados por uma tal fonte de luz para reemitir luz fluorescente.
Também é possível, de acordo com a invenção, marcarlíquidos utilizando, por exemplo, marcadores Ml a M6 que apresentamsuperposições Ll 23, L34, L55 (= L5) e L66 (= L6). As fontes de luz a(L123),a(L34), a(L55) e a(L66) excitarão todos os marcadores. Em contraste, no casodos marcadores de Ml' a M6', estas fontes de luz só gerarão uma excitaçãodos marcadores M5', M6' e, talvez, M21, porém não dos marcadores Ml', M3'e M4'.
Além disso, de acordo com a invenção, é possível, porexemplo, utilizar uma mistura de marcadores Ml e M2 que (por definição)apresenta uma superposição L12. Caso, por exemplo, o intervalo decomprimentos de onda do máximo de absorção do marcador Ml (esta "faixade absorção principal" pode ser definida como requerido, por exemplo, comoL 1(80), L 1(90), Ll(95) ou Ll(99) (ver acima) recaia na região L12, então épossível utilizar duas fontes de luz a(Ll) e a(L2) que emite na faixas dosrespectivos máximos de absorção (ou as respectivas "faixas de absorçãoprincipais) dos marcadores Ml e M2 (por exemplo L 1(80), L 1(90), L 1(95) ouLl(99) por um lado, e L2(80), L2(90), L2(95) ou L2(99) por outro lado). Aintensidade da fluorescência reemitida por Ml é determinada completamentepela intensidade de radiação absorvida da fonte de luz a(Ll). Em contraste, aintensidade da luz fluorescente reemitida por M2 resulta da intensidade deradiação absorvida por M2 da fonte de luz a(L2) e da fonte de luz a(Ll) naregião de superposição L12. No caso de uma mistura de Ml' e M2', aintensidade respectiva da luz fluorescente reemitida por Ml' ou M2' écompletamente determinada pela intensidade de radiação absorvida pelafonte de luz a(Ll) e a(L2), respectivamente. Uma tal mistura de M Γ e M2'corresponde a uma mistura conforme sugerida pelo estado da técnica, porexemplo na patente U.S. n° 5.525.516.
Também é possível utilizar uma mistura de marcadorescorrespondendo aos cenários A) e/ou B) com esses marcadores que nãopossuem regiões de superposição com os outros marcadores. Como proteçãoadicional contra a falsificação, também é possível realizar a detecção da luzfluorescente excitada por várias combinações definidas de fontes de luz. Istoé concretização ilustrativamente abaixo sem, contudo, implicar em qualquerrestrição da invenção.
Exemplo 1: Os marcadores de Ml a M4 apresentamsuperposições L12, L23 e L34. Os intervalos de comprimentos de ondaLl(x), L2(x), L3(x) e L4(x) que acomodam os respectivos máximos deabsorção dos marcadores de Ml a M4 (estas "faixas de absorção principais"podem ser definidas, por exemplo, como 1-μ(χ) em que χ é, por exemplo, 80,90, 95 ou 99 (%), ver acima) não apresentam superposição (interseção) comas regiões L12, L23 e L34.
Combinação 1.1: Utiliza-se as fontes de luz a(Ll(x)),a(L2(x)), a(L3(x)) e a(L4(x)). Os marcadores reemitem sua respectiva luzfluorescente. Não há excitação combinada de fluorescência.
Combinação 1.2: Utiliza-se as fontes de luz a(L12), a(L23) ea(L34). Os marcadores reemitem sua respectiva luz fluorescente devido à suaexcitação combinada. a(L12) excita os marcadores Ml e M2, (L23) osmarcadores M2 e M3, e a(L34) os marcadores M3 e M4 para reemitirfluorescência. Caso os marcadores de Ml a M4 sejam excitadossimultaneamente pelas fontes de luz, tanto a excitação devida a a(L12) ea(L23) por um lado como a excitação devida a a(L23) e a(L34) por outrolado, contribuem para a intensidade de fluorescência do marcador M2 e M3,respectivamente. Caso os marcadores sejam excitados pelas fontes de luz, demaneira sucessiva, então a luz fluorescente reemitida é obtida na forma desubespectros respectivos que mostram uma distribuição de intensidade de luzfluorescente devida aos marcadores M2 e M3, o que difere do primeiro caso.
Estes (três) subespectros, contudo, podem ser combinados (aritmeticamente,por exemplo, por meio de programas de computador apropriados) para formaro espectro global do primeiro caso. No caso geral, a distribuição deintensidade das emissões fluorescentes dos marcadores de Ml a M4 dacombinação 1.2 (excitação combinada) diferirá das distribuições deintensidade de combinação 1.1. A seqüência de detecção de acordo com ascombinações 1.1 e 1.2 cria, portanto, uma "impressão digital dupla" para amistura marcadora ou o líquido compreendendo uma tal mistura marcadora.Evidentemente, as fontes de luz descritas nas combinações 1.1 e 1.2 tambémpodem ser combinadas umas com as outras.
Exemplo 2: Os marcadores de Ml a M4 apresentamsuperposições L12, L23 e L34. Os intervalos de comprimento de onda Ll(x),L2(x), L3(x) e L4(x) que acomodam os respectivos máximos de absorção dosmarcadores Ml a M4 (estas "faixas de absorção principais" podem serdefinidas, por exemplo, como ίμ(χ) em que χ é, por exemplo, 80, 90, 95 ou99 (%), ver acima) apresenta superposições (interseções) com as regiões L12,L23 e L34, por exemplo, L12 Π Ll(x) * {0}, L23 Π L2(x) φ {0}, L23 ΠL3(x) * {0} e L34 Π L4(x) * {0}.
Combinação 2.1: Utiliza-se as fontes de luz a(Ll(x)),a(L2(x)), a(L3(x)) e a(L4(x)). Os marcadores reemitem sua respectiva luzfluorescente devido à excitação combinada. a(Ll(x)) excita os marcadoresMl e M2, a(L2(x)) e a(L3(x)) excita os marcadores M2 e M3 e a(L4(x))excita os marcadores M3 e M4 para reemitir luz fluorescente.
Combinação 2.2: Utiliza-se as fontes de luz a(Ll(x)), a(L3(x))e a(L4(x)). Os marcadores reemitem sua respectiva luz fluorescente devido àsua excitação combinada. a(Ll(x)) excita os marcadores Ml e M2, a(L3(x))excita os marcadores M2 e M3 e a(L4(x)) excita os marcadores M3 e M4para reemitir luz fluorescente. Com relação à excitação simultânea ousucessiva pelas fontes de luz, as observações realizadas em conexão com acombinação 1.2 do Exemplo 1 também se aplicam aqui. Contudo, as relaçõesde intensidade diferem daquelas que surgem da combinação de 2.1.
Combinação 2.3: Utiliza-se as fontes de luz a(L12), a(L23) ea(L34). Os marcadores reemitem sua respectiva luz fluorescente devido àexcitação combinada. a(L12) excita os marcadores Ml e M2, a(L23) osmarcadores M2 e M3 e a(L34) os marcadores M3 e M4 para reemitirfluorescência. Com relação à excitação simultânea ou sucessiva pelas fontesde luz, as observações realizadas em conexão com a combinação 1.2 doExemplo 1 aplicam-se também aqui. No caso geral, a distribuição deintensidades das emissões fluorescentes dos marcadores dos marcadores deMl a M4 da combinação 2.3 diferirão das distribuições de intensidades dascombinações 2.1 e 2.2. A seqüência de detecção de acordo com combinações2.1, 2.2 e 2.3 cria, portanto, uma "impressão digital tripla" para a mistura demarcador ou o líquido que compreende uma tal mistura de marcadores.Evidentemente, as fontes de luz descritas nas combinações 2.1, 2.2 e 2.3também podem ser combinadas umas com as outras.
Para marcar líquidos de acordo com a presente invenção,também é possível, como será apreciado, utilizar combinações de marcadoresque diferem nas quantidades relativas dos marcadores. Por exemplo, umlíquido pode ser marcado com uma mistura dos marcadores de Ml a M4numa proporção molar de M1:M2:M3:M4 = 1:1:1:1, enquanto outro líquidopode ser marcado com uma mistura numa proporção de, por exemplo,2:1:1:1, 4:1:1:1, 8:1:1:1, 2:2:1:1, 2:4:1:1, 2:8:1:1, 4:4:1:1, 4:8:1:1, 8:8:1:1,2:2:2:1, 2:2:4:1, 2:2:8:1, 2:2:2:2, 2:2:2:4, 2:2:2:8 ou então na proporção deuma sua permutação apropriada.
Caso a intenção seja marcar líquidos diferentes apenas comconcentrações diferentes de uma mistura fixa de marcadores (por exemplo,Mla M4), a concentração respectiva será usualmente escolhida de tal formaque difira de líquido para líquido em pelo menos um fator de dois de modoque a inambiguidade de detecção possa ser resguardada. Contudo, épreferível marcar líquidos diferentes utilizando-se misturas de marcadorescom diferentes proporções molares dos marcadores, relativamente uns aosoutros.
A construção básica para excitar e detectar fluorescência emum líquido marcado de acordo com a invenção compreende:
uma cubeta de amostra contém o líquido marcado,
uma unidade de excitação (A) compreendendo:
ai) uma fonte de luz, usualmente equipada com ópticacolimadora, e
(X2) usualmente um espelho plano que se encontra posicionadodo lado oposto da fonte de luz, no lado da cubeta de amostra remoto emrelação à fonte de luz, e que reflete a radiação transmitida para aumentar aintensidade irradiada na amostra,
uma unidade de detecção (D) que compreende:
δι) um fotodetector (usualmente proporcionado com ópticacolimadora) frente ao qual encontram-se posicionados usualmente filtrosópticos (por exemplo, filtros de interrupção ou de interferência) e,opcionalmente, polarizadores NIR, e que se encontra disposto de tal formaque a luz fluorescente reemitida em sua direção seja incidente (ou projetada)sobre o mesmo, e detectada, e
δ2) usualmente um espelho côncavo que se encontraposicionado opostamente ao fotodetector daquele lado da cubeta de amostraremoto em relação ao fotodetector, e reflete a luz fluorescente reemitida nadireção oposta (para longe do fotodetector) e, daí, serve para incrementar asensibilidade da detecção.
Uma tal construção é ilustrada, em princípio, no WO94/02570 (diferindo com relação à direção irradiadora da fonte de luz). A luzfluorescente não precisa ser detectada perpendicularmente, mas pode serdetectada em virtualmente qualquer ângulo desejado com relação à direçãoradiante. Contudo, é sensato não considerar os ângulos de 0o e 180°.
As observações abaixo operarão com as seguintes definições:
As unidades de excitação e detecção no sentido geral sãodenominadas, respectivamente, como AeD (ver acima). No sentido geral, osmarcadores são denominados M.
Uma unidade de excitação ajustada, por meio de uma fonte deluz apropriada, especificamente para o intervalo de comprimento de onda Ι.μ(sinonimamente com a "superposição" Ι,μμ ou Ι-μμμ), a superposição ίμν oua superposição ίμνω (isto é, a fonte de luz emite radiação no intervalo decomprimento de onda ίμ do marcador Μμ, na região de superposição entremarcadores Μμ e Mv ou na região de superposição entre marcadores Μμ, Mve Μω) é referida uniformemente como Α(Ι^μνω) ou, de maneira mais breve,Αμνω, ou várias dessas unidades são referidas como Αμινιωι,...,Αμηνηωη, emque, por exemplo, para η igual a 2 a 10 ou 2 a 6 ou 2 a 4, os parâmetros μ, ν,e ω, (ou μι,...,μη, vi,...,vn e om;..., ωη) podem, cada um, assumir valores de,respectivamente, 1 a 10, 1 a 6 e 1 a 4.
Evidentemente, uma pluralidade das unidades Αμνω seriaequivalente devido à definição de ίμνω, como já mencionado acima. Porexemplo, em virtude da definição de L123 como Ll Π L2 Π L3 (= L3 Π LlΠ L2 = L2 η L3 η Ll = L2 η Ll π L3 = Ll η L3 η L2 = L3 η L2 η Ll)as unidades Α123 (μι = 1, ν2 = 2 e ω3 = 3) , Α312 (μ3 = 3, V1 = 1 e ω2 = 2),Α231 (μ2 = 2, V3 = 3 e ω, = 1), Α213 (μ2 = 2, ν, = 1 e ω3 = 3), Α132 (μ, = 1, ν3= 3 e ω2 = 2) e Α321 (μ3 = 3, ν2 = 2 e α>ι = 1) são idênticos. Estas unidadesadicionais que são idênticas a uma unidade singela não deverão ser maisconsideradas, como no caso das superposições equivalentes ίμν e Ι^νμ para adefinição das regiões de superposição dada no início.
Evidentemente são possíveis "superposições" maiores, porexemplo, Ι^μνωχ etc. e fontes de luz apropriadas Αμνωχ etc. No entanto, estasnão deverão mais ser consideradas aqui.
Αμ, Αμμ e Αμμμ precisam ser consideradas nomenclaturassinônimas e significam unidades de excitação idênticas que emitem radiaçãono intervalo de comprimentos de ondas ίμ (= ίμμ = ίμμμ) do marcadorΜμ.
Uma unidade de detecção específica que, por exemplo, pormeio de filtros ópticos apropriados (e, opcionalmente, polarizadores), éajustada especificamente para a luz fluorescente reemitida de um dosmarcadores Μμ é denominada ϋμ (ou então como canal de detecção μ).
Assim, por exemplo, os três marcadores Ml, M2 e M3 podemter designadas as unidades de excitação Al (=All = Al 11), A2 (= A22 =A222), A3 (= A33 = A333), A12 (= Al 12 = A122), A13 (= Al 13 = A133),A23 (= A223 = A233) e A123 e as unidades de detecção adaptadas Dl, D2 eD3.
Além disso, também é possível, por exemplo, para doismarcadores Ml e M2 (se há uma região de superposição L12), que afluorescência dos referidos marcadores Ml e M2 sejam excitados por meio daunidade idêntica A12. A luz fluorescente é então detectada por meio dasunidades respectivas Dl e D2. As combinações de excitação e detecçãopodem ser escritas como A12/D1 e A12/D2.
Caso, dentro de uma unidade de excitação A, a adaptação àrespectiva superposição ίμνω ocorre meramente através do uso de uma fontede luz apropriada Oi1 μνω (isto é, o último emite radiação no intervalo decomprimentos de onda ίμ do marcador Μμ, na região de superposição entremarcadores Μμ e Mv ou na região de superposição entre marcadores Μμ, Mve Μω), isto é denominado Α(μινιωι,...,μηνηωη) no caso de η marcadores, emque, por exemplo, para η igual a 2 a 10 ou 2 a 6 ou 2 a 4, os parâmetrosμι,...,μη, vi,...,vn e ωΐ5 ...,ωη podem assumir valores de 1 a 10 ou de 1 a 6 ou de1 a 4, respectivamente. Por exemplo, A( 111,112,223) (= A( 1,12,23)) significauma unidade de excitação que, através do uso das fontes de luz αϊ 111 (= ai 1),ai 112 (= ai 12) e aj223 (= aj23), pode ser adaptada ao intervalo decomprimentos de onda Ll (a superposição Ll 11) do marcador Ml e àssuperposições L12 e L23 dos marcadores Mle M2 por um lado, e M2 e M3por outro.
Para a unidade de detecção ϋμ em que a adaptação à luzfluorescente reemitida do respectivo marcador Μμ é apenas afetada pelo usode fotodetectores apropriados e/ou filtros ópticos (e, opcionalmente,polarizadores), as designações são, no caso de η marcadores, D(l,2),D(l,2,3), etc. até D(l,2,3,...,9,10) ou D(l,2), D(l,2,3), etc. até D(l,2,...,5,6)ou D(l,2), D(l,2,3), D(l,2,3,4), respectivamente, sendo que η é aqui, porexemplo, por sua vez, de 2 a 10 ou de 2 a 6 ou de 2 a 4, respectivamente.
Caso as superposições ίμνω dos η marcadores Μμ, em que η énovamente, por exemplo, de 2 a 10 ou de 2 a 6 ou de 2 a 4, sejam cada uma,excitadas sucessivamente com unidades Αμνω respectivamente adaptados aomesmo, e a luz fluorescente reemitida pelo respectivo marcador Mμ sejadetectada por ϋμ, isto é expresso pela notação "Αμιν,ωι/Dl, Αμ2ν2ω2/ϋ2,..."etc. até "...Αμ9ν9ω9/09 Αμιονιοωκ/DlO" ou "Αμινιωι/Dl, Αμ2ν2ω2/Ε)2,..." etc.até "...Αμ5ν5ω5/05, Αμ6ν6ω6/ϋ6" ou "Αμινιωι/Dl, Αμ2ν2ω2/Ε>2, Αμ3ν3ω3/Ε)3,Αμ4ν4ω4/Ε)4", respectivamente.
Caso as superposições ίμνω dos η marcadores Μμ sejamexcitadas simultaneamente utilizando-se um número apropriado de unidadesΑμνω e sua luz fluorescente reemitida é detectada simultaneamenteutilizando-se η unidades ϋμ, isto é escrito como "Αμινιωι/Αμ2ν2ω2/.../Αμηνηωn/Dl/D2/.../Dn".
Nota: em alinhamento com o exposto acima, η ou então menosunidades Αμνω podem estar presentes. Para simplicidade, contudo, isto éescrito como "Αμινιωι/Αμ2ν2ω2/.../Αμηνηωη/".
Caso as superposições Ι,μνω dos η marcadores sejam excitadassimultaneamente utilizando-se um número apropriado de unidades Αμνω e aluz fluorescente reemitida pelos marcadores M μ é detectada utilizando-seuma unidade D, por exemplo um detector de comprimentos de onda(consistindo de um elemento óptico, dispersivo, por exemplo um prisma oudiafragma, e um detector de linha ou de área), isto é escrito "Αμινιωι/Αμ2ν2ω2/.../Αμηνηωη/ϋ".
Em essência, é preciso fazer uma distinção entre a amostramarcada que está sendo excitada pelas unidades A
I) no mesmo volume de amostra ou
II) em diferentes volumes de amostra.
No caso I), pode-se utilizar os processos e construçõesilustrativas a seguir para o equipamento de detecção (aqui η é, por exemplo,de 2 a 10 ou de 2 a 6 ou de 2 a 4):
I . 1) Αμινιωι/Dl, Αμ2ν2ω2/ϋ2, ..., Αμ^ν^ω^/Οη-Ι, Αμηνηωn/Dn (os η marcadores Μμ são, cada um, excitados nas superposições ίμνωpor suas unidades correspondentes Αμνω e as emissões fluorescentes dosmarcadores Μμ são, cada uma, detectadas pelas unidades ϋμ).
a) A construção corresponde essencialmente à construçãomencionada no início e ilustrada no WO 94/02570. A diferença é queunidades apropriadas Αμνω e Μμ são utilizadas para cada marcador Μμ. Istopode ter a forma de uma disposição de deslocamento espacial de umapluralidade (igual ao número de marcadores a serem detectados) de pares deunidades Αμνω e ϋμ radialmente em torno da cubeta de amostra. Esta últimaapresenta então, de preferência, uma seção transversal circular. Contudo, osvolumes de amostra (ou caminhos de amostra) irradiados pelas unidades Αμνω são estritamente não idênticos. Porém os raios de excitação (repousando emum plano) intersectam em uma peça comum do volume de amostra. Umapluralidade de unidades Αμνω pode ser (e geralmente são) idêntica(s). Porexemplo, no caso de três marcadores de Ml a M3 (por exemplo, com assuperposições Ll2 e L23) os (três) pares apropriados A12/D1, A12/D2 eA23/D3 ou então A12/D1, A23/D2 e A23/D3 podem ser usados paraexcitação e detecção. A combinação de excitação e detecção dos ηmarcadores Μμ pode ocorrer não só em sucessão, mas tambémsimultaneamente.
b) A construção corresponde essencialmente à construçãomencionada no início e ilustrada no WO 94/02570. A diferença é que asfontes de luz αιμνω e fotodetectores δι μ das unidades Αμνω e ϋμ são, cadauma, posicionadas sobre carrosséis apropriados (em lugar de espelhos planosindividuais α2μνω e espelhos côncavos δ2μ é razoável utilizar, neste caso, emcada caso, apenas um espelho fixo plano ou côncavo). Para detectar omarcador Μμ, a fonte de luz correspondente αιμνω e o fotodetectorcorrespondente δι μ, são movidos para a posição de excitação e detecção,respectivamente, por meio da rotação dos respectivos carrosséis. A trajetóriados raios através da amostra marcada e o volume são idênticos para cadamarcador a ser determinado. A combinação de excitação e detecção dos ηmarcadores Μμ só pode ocorrer em sucessão.
c) Utilizando-se, por exemplo, uma cubeta de amostracilíndrica que pode ser selada em cada uma ou ambas as pontas com janelasconfeccionadas do mesmo material que a cubeta ou que é selada em ambas aspontas e, de preferência, possui entradas e saídas laterais de amostra, épossível chegar a uma construção modificada. Semelhantemente à descriçãosob a), as fontes de luz αιμνω das unidades Αμνω podem ser posicionadassobre um carrossel (caso em que é razoável utilizar apenas um espelho planofixo em lugar de espelhos planos individuais α2μνω). A respectiva unidadeΑμνω irradia então a amostra paralelamente ao eixo longitudinal da cubeta.
As respectivas unidades ϋμ (desta vez, evidentemente, com suas subunidadesrespectivas δ2μνω) podem ser dispostas radialmente (e, daí, sempreperpendicularmente à direção de radiação da luz de excitação) em torno dacubeta de amostra para detectar a luz fluorescente reemitida em cada caso. Acombinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ só pode ocorrerem sucessão (potencialmente, é evidente, a luz fluorescente reemitidasimultaneamente por uma pluralidade de marcadores pode ser detectadasimultaneamente pelas unidades ϋμ).
1.2) A/Dl, A/D2, ..., A/Dn-1, A/Dn (todos os η marcadoresΜμ são excitados simultaneamente por uma fonte de luz "policromática" edetectados por meio de seu respectivo canal de detecção ϋμ).
a) A construção pode ser semelhante àquela descrita em b) sob1.1). Contudo, em lugar de um carrossel apropriado para as subunidades αιμν
ω utiliza-se apenas uma unidade A de excitação policromática. A detecção éefetuada de acordo com a construção descrita sob b) de 1.1). A combinaçãode excitação e detecção dos η marcadores Μμ só pode ocorrer em sucessão.
b) Se, em alinhamento com a construção descrita em c) sob1.1), utilizar-se uma cubeta de amostra cilíndrica, por exemplo, então aunidade A irradiará a amostra paralelamente ao eixo longitudinal da cubeta.
As respectivas unidades ϋμ podem ser novamente colocadas radialmente(daí, perpendicular à direção de radiação da luz de excitação) em torno dacubeta de amostra. A combinação de excitação e detecção dos η marcadoresΜμ pode ocorrer tanto em sucessão como simultaneamente.
1.3) Αμ,ν^ι/D, Αμ2ν2ω2/ϋ, ..., Αμ^ν^ω^/Ο, Αμηνηωη/ϋ (osη marcadores Μμ são, cada um, excitados nas superposições ίμνω pelasunidades correspondentes Αμνω e as emissões fluorescentes dos marcadoresΜμ são, cada uma, detectadas pelas unidades ϋμ).a) A construção pode ser semelhante àquela descrita em b) sob1.1). No entanto, em lugar de um carrossel apropriado para os fotodetectores διμ utiliza-se apenas uma unidade de detecção D, por exemplo um detector demúltiplos comprimentos de onda. A excitação é efetuada de acordo com aconstrução descrita sob b) de 1.1). A combinação de excitação e detecção dosη marcadores Μμ só pode ocorrer em sucessão.
b) Se, em alinhamento com a construção descrita em c) sob1.1), utilizar-se uma cubeta de amostra cilíndrica, por exemplo, então aunidade D detecta a luz fluorescente reemitida paralelamente ao eixolongitudinal da cubeta. As unidades respectivas Αμνω (juntamente com seuscorrespondentes espelhos planos α2μνω) podem ser dispostas radialmente(portanto, perpendiculares ao eixo longitudinal da cubeta) em torno da cubetade amostra. A combinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ sópode ocorrer em sucessão e simultaneamente.
As possibilidades construcionais mencionadas aqui sãoconseqüentemente comparáveis com aquelas mencionadas em a) e b) doponto 1.2) e diferem apenas no que se refere ao intercâmbio espacial daunidade(s) de excitação e detecção.
<formula>formula see original document page 44</formula>
(os η marcadores Μμ são, cada um, excitados nas
superposições ίμνω e detectados por meio de seu respectivo canal dedetecção ϋμ).
a) A construção pode ser semelhante àquela descrita em a) sob1.2). No entanto, o carrossel para as fontes de luz αιμ é substituído por umaunidade de excitação A que, por exemplo, (caso a,), contém fontes de luzintercambiáveis αιμνω. Além disso, contudo, A também pode conter umapluralidade de fontes de luz αιμνω cuja irradiação respectiva, por exemplo(caso a2), é direcionada por meio de fibras ópticas ou feixes de fibras ópticasou superposição colinear dos raios individuais das fontes de luz por meio deelementos ópticos, por exemplo divisores de feixes, divisores de feixesdicróicos, diafragmas, etc. de tal forma a adentrar respectivamente a cubetade amostra num mesmo local. A luz fluorescente respectiva é detectada deacordo com a construção descrita sob a) de 1.2). A combinação de excitação edetecção dos η marcadores só pode ocorrer em sucessão.
b) Se, em alinhamento com a construção descrita em c) sob1.1), utilizar-se uma cubeta de amostra cilíndrica, por exemplo, uma unidadeA descrita em a) (caso ai ou caso a2) irradiará a amostra paralelamente aoeixo longitudinal da cubeta. As unidades respectivas ϋμ podem sernovamente dispostas radialmente (e, portanto, em cada caso,perpendicularmente à direção radiante da luz de excitação) em torno dacubeta de amostra. Utilizando-se a unidade A correspondente ao caso ai, umacombinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ só pode ocorrerem sucessão. Utilizando-se uma unidade A correspondente a2, a combinaçãode excitação e detecção dos η marcadores Μμ pode ocorrer em sucessão e,potencialmente também, simultaneamente.
1.5) Αμινιωι/ϋ(1,2, ..., n-1, η), Αμ2ν2ω2/ϋ(1,2, ..., n-l,n), ...,
Αμη-ινη-ιωη-ι/Ε>(1,2, ..., n-1, η), Αμηνηωη /D(l, 2, n-1, n) (os η marcadoresΜμ são, cada um, excitados nas superposições ίμνω por sua unidadecorrespondente Αμνω e detectados).
a) A construção pode ser semelhante àquela descrita em b) sob
1.1). Em lugar de um carrossel apropriado para os fotodetectores δι μ, utiliza-se uma unidade de detecção D que, por exemplo (caso al) contémfotodetectores intercambiáveis e/ou filtros ópticos intercambiáveis (e,opcionalmente, polarizadores) δι μ. Além disso, contudo, D também podeconter uma pluralidade de fotodetectores δι μ, para os quais a respectiva luzfluorescente reemitida é passada, por exemplo (caso a2) por meio de fibrasópticas ou feixes de fibras ópticas. A excitação ocorre de acordo com aconstrução descrita sob b) de 1.1). A combinação de excitação e detecção dosη marcadores Μμ só pode ocorrer em sucessão.
b) Se, em alinhamento com a construção descrita em c) sob1.1), utilizar-se uma cubeta de amostra cilíndrica, por exemplo, uma unidadeD descrita sob a) (caso ai ou caso a2) detectará a luz fluorescente reemitida,em cada caso, paralelamente ao eixo longitudinal da cubeta. As unidadesrespectivas Αμνω podem ser novamente dispostas radialmente (e, portanto,em cada caso, perpendicularmente ao eixo longitudinal da cubeta) em tornoda cubeta de amostra. Utilizando-se a unidade D correspondente ao caso ai,uma combinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ só podeocorrer em sucessão e, potencialmente, também simultaneamente.
1.6) A^iv1COi, μ2ν2ω2, ..., μη-ΐνη-ιωη.ι, μηνηωη)/0(1, 2, ..., η-1, η)(os η marcadores Μμ são, cada um, excitados nas superposições Ι^μνω edetectados).
A construção pode ser efetuada utilizando-se uma unidade deexcitação A que, por exemplo (caso ai) contém fontes de luz intercambiáveisαϊμνω ou fontes de luz αιμνω cuja respectiva radiação é, por exemplo (casoa2), direcionada por meio de fibras ópticas ou de feixes de fibras ópticas ousuperposição colinear dos raios individuais das fontes de luz por meio deelementos ópticos, por exemplo, divisores de feixe, divisores de feixedicróico, diafragmas, etc., de tal forma que a radiação adentra a cubeta deamostra, em cada caso, no mesmo local. Correspondentemente, é possívelutilizar uma unidade de detecção D que contém, por exemplo (caso ai),fotodetectores intercambiáveis e/ou filtros ópticos intercambiáveis (e,opcionalmente, polarizadores) δι μ ou, então, uma pluralidade defotodetectores δι μ, para os quais a respectiva luz fluorescente reemitida épassada, por exemplo (case a2), por meio de fibras ópticas ou feixes de fibrasópticas. Para os casos A(caso ai)/D(caso ai), A(caso ai)/D(caso a2) e A(casoa2)/D(caso ai) a combinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ sópode ocorrer em sucessão. Para o caso A(caso a2)/D(caso a2) a combinação deexcitação e detecção dos η marcadores Μμ pode ocorrer em sucessão e,potencialmente, também simultaneamente.
A relação geométrica entre as unidades de excitação edetecção corresponde aqui essencialmente à situação descrita no início e noWO 94/02570.
I.7) Αμ ι ν ι ω ι /Αμ2ν2ω2/.. ./Αμη_ ι νη_ ι ωη. ι /Αμηνηωη/Ό 1 /D2/.. ./Dn-1/Dn (os η marcadores Μμ são excitados simultaneamente nas regiões desuperposição pelas unidades correspondentes Αμ e detectadossimultaneamente pelas unidades Dμ).
A excitação e detecção simultânea dos η marcadores pode serrealizada, em princípio, utilizando-se as geometrias descritas sob o ponto 1.1)em a), ponto 1.2) em b), ponto 1.3) em b), ponto 1.4) no caso a2 de b), ponto1.5) no caso a2 de b) e ponto 1.6) no caso A(caso a2)/D(caso a2).
No caso II), isto é, quando a excitação ocorre em diferentesvolumes de amostra, os processos a seguir e os caminhos ilustrativos para seconstruir o equipamento de detecção podem encontrar aplicação (n, aqui,assume valores, por exemplo, de 2 a 10 ou de 2 a 6, ou de 2 a 4):
II. 1) Al/Dl, A2/D2, ..., An-1/Dn-1, AnfDn (os η marcadoresΜμ são, cada um, excitados nas regiões de superposição Ι,μνω pelas unidadescorrespondentes Αμνω e detectados pelas respectivas unidades ϋμ).
A disposição dos respectivos pares Αμνω/ϋμ correspondeessencialmente à geometria explicada no começo e no ponto LI) em a) etambém ilustrada no WO 94/02570. Ou seja, o eixo óptico da unidade Αμνω(correspondendo à direção do feixe de excitação) e o eixo óptico da unidadecorrespondente ϋμ são posicionados em um plano com relação ao qual o eixolongitudinal da mesma cubeta é normal. Estes dois eixos ópticos formam umângulo χ, que se encontra na faixa de 0o a 180°, sujeito à seguinte definição:ao se projetar na direção radiante da unidade Αμνω este ângulo deverá ser de+χ ou -χ, dependendo de se a unidade correspondente D μ está posicionadarespectivamente à direita ou à esquerda desta direção de projeção. Isto ésimbolizado pela notação Αμνω(+)ϋμ e Αμνω(-)ϋμ, respectivamente; ouseja, Αμινιωι(+)ϋ1, Αμ2ν2ω2(+)ϋ2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3, etc. por um lado, e Αμιν]cc>i(-)Dl, Αμ2ν2ω2(-)02, Αμ3ν3ω3(-)ϋ3 etc. por outro lado. A excitação (edetecção) de volumes de amostra espacialmente diferentes é efetuadadispondo-se os respectivos pares Αμνω/ϋμ em planos paralelos. A seqüênciados planos pode ser em forma ΑμιV1(Di^)Dl5 Αμ2ν2ω2(+)ϋ2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3,..., Αμηνηωη(+)ϋη (equivalentemente ao mesmo na forma Αμιν1ω1(-)ϋ1, Αμ2ν2a>2(-)D2, Αμ3ν3ω3(-)ϋ3,..., Αμηνηωη(-)ϋη) ou, então, na forma Αμινιωι(+)Β1,Αμ2ν2ω2(-)ϋ2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3, ..., Αμη.ινη.ιωη.ι(-/+)Ε>η-1, Αμηνηωη(+/-)Βη.Caso, por exemplo, as unidades Αμνω estejam dispostas em fileiras, então asunidades D μ encontram-se, no último caso, dispostas igualmente em umafileira por um lado (o lado direito) da cubeta de amostra, no último caso,alternadamente, em duas fileiras de lados opostos da cubeta de amostra. Umatranslação dos planos também é concebível. No entanto, isto só será consideradoquando a luz excitante emitida em cada uma das unidades Αμνω ainda forincidente perpendicularmente sobre a superfície exterior da cubeta de amostra.Este será geralmente o caso com cubetas que possuem uma seção transversalretangular, porém não com aquelas que possuem uma seção transversal redonda.
Estes planos também podem ser girados relativamente uns aosoutros. Projetando-se ao longo do eixo longitudinal da cubeta, os eixosópticos pertencentes às unidades vizinhas Αμνω formam um ângulo que seencontra na faixa de 0 a 360°. Por exemplo, quando η é 2, 3, 4, 5 ou 6 (e, nocaso de uma disposição helicoidal, regular), os ângulos resultantes entreunidades vizinhas Αμνω serão de 180, 120, 90, 72 ou 60°. Para η igual a 3, 4,5 ou 6, ângulos complementares de 240, 270, 288 e 300° (ou -120, -90, -72ou -60°) implicarão numa disposição helicóide contrária correspondente nadisposição (não existente no caso de η igual a 2, isto é, 180°C).
Adicionalmente pode-se notar que, evidentemente, aqui também os planospodem estar presentes não só de acordo com a seqüência Αμινιωι(+)ϋ1, Αμ2ν2co2(+)D2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3, ..., Αμηνηωη(+)ϋη (equivalentemente a isto naseqüência Αμ^ωι^ϋΐ, Αμ2ν2ω2(-)02, Αμ3ν3ω3(-)ϋ3, ..., Αμηνηωη(-)ϋη)porém, da mesma forma, por exemplo na seqüência Αμινιωι(+)01, Αμ2ν2ω2(-)D2, Αμ3ν3ω3(+)Ό3, ..., Αμ^ν^ω^-ΛΟΒη-Ι, Αμηνηωη(+/-)ϋη. Para η iguala 2 (180°) ou 4 (90°) é usual utilizar-se uma cubeta com uma seçãotransversal retangular, enquanto que para η igual a 3 (120°), 5 (72°) ou 6(60°) seria usual utilizar (para η igual a 2 ou 4 isto evidentemente também épossível) uma cubeta que possui seção transversal circular. A combinação deexcitação e detecção dos η marcadores Μμ pode ser realizada não sósimultaneamente mas também em sucessão utilizando-se as disposiçõesmencionadas.
Π.2) Αμινιωι/D, Αμιν,ω,/ϋ, ..., Αμ„.1νη_ιωη_ι/0, Αμηνηωη/ϋ (osη marcadores Μμ são, cada um, excitados nas regiões de superposição pelaunidade de detecção Αμνω e detectados utilizando-se uma unidade dedetecção D, por exemplo um detector de múltiplos comprimentos de onda.
a) A disposição das unidades Αμνω pode ser configurada deacordo com o determinado em II. 1). Caso as unidades Αμνω estejamdispostas numa fileira (caso ai), a unidade D pode ser montada de maneirafixada na posição χ apropriada, desde que sua janela de entrada de radiaçãoseja suficientemente grande ou que se utilize óptica de digitalizaçãoapropriada. De outra forma (caso a2) precisa ocorrer um reajuste(translacional) na posição apropriada. No caso de outras disposições dasunidades Αμνω (caso a3) precisa ocorrer um reajuste (translacional erotacional) da unidade D nas correspondentes posições χ. Assim, no caso aj,a combinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ pode ocorrer nãosó simultaneamente, mas também em sucessão, mas também em sucessão noscasos a2 e a3.
b) Em princípio também é possível uma disposição ao longodas linhas de b) sob o ponto 1.3); ou seja, o eixo óptico da unidade D éparalelo ao eixo longitudinal de uma cubeta de amostra cilíndrica, e asunidades Αμνω são dispostas de acordo com o determinado em II. 1). Noentanto, isto resultará em diferentes comprimentos de caminho que precisamser percorridos, através da amostra, pela luz fluorescente reemitida pelosmarcadores respectivos Μμ em seu caminho até à unidade D, e em ângulossólidos diferentes em que a luz fluorescente recairá na unidade D (ou, paraser mais preciso, sua janela de detecção). Isto pode levar a imprecisões nasintensidades detectadas ou precisa ser considerado apropriadamente nasavaliações. Contudo, em princípio, nestas disposições, a combinação deexcitação e detecção dos η marcadores Μμ pode ocorrer não sósimultaneamente, mas também em sucessão.
II.3) Αμιν]ωι/0(1,2, ..., n-1, η), Αμ2ν2ω2/ϋ(1,2, ..., n-l,n), ...,Αμη.1νη.1ωη.1/0(1,2,..., n-1, η), Αμηνηωη/ϋ(1,2,..., n-1, n)(os η marcadores Μμsão, cada um, excitados nas regiões de superposição Ι,μνω pelas unidadescorrespondentes Αμνω e detectados).
a) As disposições correspondem essencialmente àquelasindicadas em a) no ponto II.2). Em lugar de uma unidade D (por exemplo, umdetector de múltiplos comprimentos de onda), contudo, utiliza-se umaunidade de detecção que, por exemplo (caso ai) contém fotodetectoresintercambiáveis e/ou filtros ópticos intercambiáveis (e, opcionalmente,polarizadores) δι μ. Além disso, contudo, D também pode conter umpluralidade de fotodetectores δι μ para os quais a respectiva luz fluorescentereemitida é direcionada, por exemplo, (caso a2) por meio de fibras ópticas oufeixes de fibras ópticas. Com uma unidade D correspondendo ao caso aj, acombinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ só podem ocorrerem sucessão, porque haverá uma necessidade de modificar as subunidades διμ e, opcionalmente, também para um reajuste (translacional ou translacionale rotacional) da unidade D. Com uma unidade D correspondente ao caso a2, acombinação de excitação e detecção dos η marcadores Μμ também pode serrealizada em sucessão e, potencialmente, também (dada uma disposiçãoadequada das unidades Αμνω) simultaneamente se, por exemplo, através deequipamentos ópticos adequados, ocorrer um enfeixamento (por exemplo, pormeio de uma lente óptica) da luz fluorescente simultaneamente reemitidapelos marcadores Μμ sobre as fibras ópticas ou feixes de fibras.
b) As disposições correspondem essencialmente àquelasreferidas em b) sob o ponto II.2). Em lugar de uma unidade D (por exemplo,um detector de múltiplos comprimentos de onda), no entanto, utiliza-senovamente uma unidade de detecção que, por exemplo, (caso ai) contémfotodetectores intercambiáveis e/ou filtros ópticos intercambiáveis (e,opcionalmente, polarizadores) δι μ. Além disso, contudo, D também podeconter uma pluralidade de fotodetectores δι μ para os quais a respectiva luzfluorescente reemitida é, por exemplo, direcionada (caso a2) por meio defibras ópticas ou de feixes de fibras ópticas. Com uma unidade Dcorrespondente ao caso ai, a combinação de excitação e detecção dos ηmarcadores Μμ só pode ocorrer em sucessão e, potencialmente, tambémsimultaneamente. As observações em b) sob II.2) referentes aos diferentescomprimentos de caminho e ângulos sólidos da luz fluorescente reemitidapelos marcadores Μμ evidentemente também se aplicam-se aqui.
II .4) Αμ ι ν! ω ι /Αμ2ν2ω2/.. ./Αμ„. ι νη. ι ωη. ι /Αμηνηωη/ϋ 1 /D2/.. ./Dn-1/Dn (os η marcadores são excitados simultaneamente nas regiões desuperposição Αμνω e detectados simultaneamente pelas unidades ϋμ).
A excitação e detecção simultânea dos η marcadores pode serrealizada, em principio, utilizando-se as disposições e geometrias descritas noponto II. 1), ponto II.2) no caso ai de a), ponto II.2) em b), ponto II.3) no casoâ2 de a) e ponto II.3) no caso a2 de b).
As disposições e meios ilustrativos para se construir oequipamento de detecção no caso I, isto é no caso de excitação nos mesmosvolumes de amostra, são particularmente úteis para a excitaçãocronologicamente consecutiva dos η marcadores Μμ.
As disposições e meios ilustrativos para se construir oequipamento de detecção no caso II, isto é no caso de excitação em diferentesvolumes de amostra, são particularmente adequados para a excitaçãosimultânea de todos os η marcadores Μμ. Dentre estas disposições e meiosilustrativos para se construir o equipamento de detecção, são particularmenteúteis aqueles em que, adicionalmente, a luz fluorescente reemitida em cadacaso pode ser detectada simultaneamente em locais espacialmente diferentes.
Em geral, a luz excitante emitida pelas unidades Αμνω podeser irradiada na amostra em forma pulsada ou continuamente, isto é, em modode onda contínua (CW). Além disso, a intensidade da luz excitante de cadaunidade Αμνω pode ser modulada com uma freqüência ίμνω, de modo queesta unidade Αμνω excitará uma emissão fluorescente semelhantemente deintensidade modulada ίμνω do marcador Μμ que pode ser medidaseletivamente por ϋμ. E usual utilizar, para esta modulação, freqüências quediferem da freqüência da rede principal (usualmente 50 Hz) e os múltiplosintegrais e semi-integrais desta freqüência. No caso da excitação e detecçãosimultânea da luz fluorescente reemitida por todos os marcadores Μμ, asdiferentes freqüências fluorescentes fμvω podem ser usadas para se atingiruma atribuição da luz fluorescente para o respectivo marcador Μμ e tambémuma melhor relação sinal-para-ruído. Os sinais fluorescentes de intensidademodulada são usualmente detectados utilizando-se o processo "lock-in".
Uma concretização preferida do processo inventivo para sedetectar marcadores em líquidos que foram marcados de acordo com oprocesso da invenção compreende a excitação cronologicamente sucessivados η marcadores Μμ por suas correspondentes unidades Αμνω no mesmovolume de amostra, e a detecção (cronologicamente sucessiva) da luzfluorescente reemitida por cada Μμ.
Uma outra concretização preferida do processo inventivo paradetectar marcadores em líquidos que foram marcados pelo processo dainvenção compreende a excitação simultânea dos η marcadores Μμ por suascorrespondentes unidades Αμνω no mesmo volume de amostra, e a detecçãosimultânea ou sucessiva da luz fluorescente reemitida por cada Μμ por meiode um detector de múltiplos comprimentos de onda.
Uma outra concretização preferida do processo inventivo paradetectar marcadores em líquidos que foram marcados pelo processo dainvenção compreende a excitação simultânea dos η marcadores Μμ por umaunidade policromática A no mesmo volume de amostra, e a detecçãosimultânea ou sucessiva da luz fluorescente reemitida por cada Μμ por meiode um detector de múltiplos comprimentos de onda.
Uma outra concretização preferida do processo inventivo paradetectar marcadores em líquidos que foram marcados pelo processo dainvenção compreende a excitação simultânea dos η marcadores Μμ porunidades respectivas Αμνω de intensidade modulada com a freqüência ίμνω,no mesmo volume de amostra, e a detecção simultânea ou sucessiva darespectiva luz fluorescente de intensidade modulada reemitida por Μμ.
Uma outra concretização preferida do processo inventivo paradetectar marcadores em líquidos que foram marcados pelo processo dainvenção compreende a excitação simultânea dos η marcadores Μμ pelasunidades Αμνω em diferentes volumes de amostra em cada caso, e a detecçãosimultânea ou sucessiva da respectiva luz fluorescente reemitida por Μμ pormeio da respectiva unidade ϋμ.
As unidades Αμνω contêm, de preferência, laseressemicondutores, diodos semicondutores ou laseres de estado sólido comofontes de luz αιμνω. Caso todos ou alguns marcadores Μμ devam serexcitados em suas faixas de absorção principais ίμ(χ) (em que χ é, porexemplo, 80, 90, 95 ou 99), as fontes de luz αιμνω utilizados nas unidadesΑμνω consistem, de preferência, de laseres semicondutores, diodossemicondutores ou laseres de estado sólido que apresentam uma emissãomáxima na região do espectro que se estende de Àmax - 100 nm até Xmax + 20nm, em que Xmax é o comprimento de onda do máximo de absorção dosrespectivos marcadores Μμ. Estas emissões máximas encontram-se entãogeralmente dentro das faixas de absorção principais dos respectivosmarcadores. Alternativamente, contudo, também é possível, comomencionado previamente, adaptar as faixas de absorção principais ίμ(χ)através da escolha adequada de x.
Os fotodetectores δι μ nas unidades Dμ consistem,vantajosamente, de detectores semicondutores, especialmente de fotodiodosde silício ou fotodiodos de germânio.
Caso todos ou alguns marcadores sejam excitados em suasfaixas de absorção principais ίμ(χ) (em que χ é, por exemplo, 80, 90, 95 ou99), os filtros ópticos usados nos fotodetectores δι μ das unidades ϋμ são, depreferência, filtros de interferência e/ou filtros de interrupção apresentandouma interrupção de transmissão de ondas curtas dentro da faixa de Xmax atéλπ,πχ + 80 nm, em que Xmax é o comprimento do máximo de absorção dorespectivo marcador Μμ correspondente.
Se desejado, adicionalmente, também é possível utilizar um oumais polarizadores NIR.
Os Exemplos abaixo ilustram a invenção.
Exemplo 1:
Uma mistura de 0,5 ppm de A (PcH2-(3'-metilfenilóxi)4) e 0,5ppm de B (PcH2-(S1-Inetilpiperidino)4) é dissolvida em combustível de motora gasolina sem chumbo (RON 95) - PCH2 designando o sistema deftalocianina em que Me1 (fórmula Ia) consiste de dois liidiogênio t, em cadacaso, um radical dos pares R1 e R45 R5 e R85 R9 e R12 e também R13 e R16 nafórmula Ia é hidrogênio, enquanto que o outro é 3'-metilfenilóxi ou 3'-metilpiperidino, respectivamente.
Os espectros de absorção dos marcadores AeB apresentamabsorbâncias (em unidades arbitrárias) indicadas na Tabela 1 noscomprimentos de onda de 685 e 754 nm dos laseres utilizados:
TABELA 1
<table>table see original document page 55</column></row><table>
E possível observar que a excitação de A com um laser de 685nm também excitará B ao mesmo tempo, embora em menor extensão.
Quando da excitação de A com um laser de 685 nm e de Bcom um laser de 754 nm, o sinal fluorescente de B é constituído de umcomponente que se deve à excitação de B com o laser de 685 nm e umcomponente devido à excitação de B com o laser de 754 nm.
Utilizando-se A e um marcador (fraudulento) B', que nãopossui região de superposição com A, e excitação de A com um laser de 685nm e de B' com um laser de 754 nm, o sinal fluorescente medido na regiãofluorescente de B' seria menor na mesma quantidade da excitação ausente deB' com o laser de 685 nm.
Além disso, para assegurar duplamente a identidade damistura marcadora de A e B (ou, para ser preciso, do líquido marcado), épossível, por um lado, determinar a intensidade global da luz fluorescenteque passa através de filtros apropriados nas regiões fluorescentes dosmarcadores AeB, quando da excitação simultânea e, por outro lado,determinar as intensidades individuais quando da excitação com um laser eda excitação com o outro laser. Estas três medições em conjunto formam umaimpressão digital única (possível).
Exemplo 2:
Uma mistura de 0,5 ppm de B (PcH2-(3'-metilpiperidino)4) e0,5 ppm de C (NcH2-(OC4H9)8) é dissolvida em combustível de motor agasolina sem chumbo (RON 95) - sendo NcH2 o sistema de naftalocianinaem que Met (fórmula II) consiste de dois hidrogênios e todos os pares Y1 eY2, Y3 e Y4, Y5 e Y6 e também Y7 e Y8 na fórmula II são OC4H9.
Os espectros de absorção dos marcadores BeC apresentam asabsorbâncias (em unidades arbitrárias) indicadas na Tabela 2 noscomprimentos de ondas de 754 e 855 nm dos laseres usados:
TABELA 1
<table>table see original document page 56</column></row><table>
Pode-se observar que a excitação de B com um laser de 754nm também excitará C ao mesmo tempo, embora em menor extensão.
Quando da excitação de B com um laser de 754 nm e de Ccom um laser de 855 nm, o sinal fluorescente de C é constituído de umcomponente que se deve à excitação de C com o laser de 754 nm e umcomponente que se deve à excitação de C com o laser de 855 nm.
Utilizando-se B e um marcador (fraudulento) C' que nãopossui região de superposição com B, e excitação de B com um laser de 754nm de C' com um laser de 855 nm, o sinal fluorescente medido na regiãofluorescente de C' poderia ser menor pela mesma quantidade da excitaçãoausente de C' com o laser de 754 nm.
Além disso, para assegurar duplamente a identidade da misturamarcadora de B e C, é possível determinar os sinais fluorescentes na excitaçãosimultânea e individual, como realizado previamente, no Exemplo 1.
Exemplo 3:Uma mistura de 0,5 ppm de cada um aos compostos A, E e Cé dissolvida em combustível de motor a gasolina sem chumbo (RON 95) esimultaneamente excitada com 3 laseres a 685, 754 e 855 nm. A luzfluorescente resultante é filtrada através de três filtros passa banda(comprimentos de onda transmitidos a 720, 790 e 860 nm) e detectada com oauxílio de um diodo de pino de silício. As intensidades de fluorescênciaindicadas na Tabela 3 são obtidas (unidades arbitrárias):
TABELA 3
<table>table see original document page 57</column></row><table>
Exemplo 4:
Uma mistura de 2/9 (0,22) ppm de composto A, 8/9 (0,88)ppm de composto B e 8/9 (0,88) ppm de composto C é dissolvida emcombustível de motor a gasolina sem chumbo (RON 95) e simultaneamenteexcitada com 3 laseres a 685, 754 e 855 nm. A luz fluorescente é filtradaatravés de três filtros passa banda (comprimentos de onda transmitidos a 720,790 e 860 nm) e detectada com o auxílio de um diodo de pino de silício.
Obtém-se as intensidades de fluorescência indicadas na Tabela 4 (unidadesarbitrárias):
TABELA 4
<table>table see original document page 57</column></row><table>
Está claro, a partir dos Exemplos 3 e 4, que (dada umacalibração apropriada) é possível distinguir proporções relativas diferentesdos marcadores e também diferentes quantidades absolutas dos marcadoresatravés das intensidades de seus sinais fluorescentes.