ES2877076T3

ES2877076T3 - Métodos y sistemas para la detección de analitos

Info

Publication number: ES2877076T3
Application number: ES15784208T
Authority: ES
Inventors: Sumita Pennathur; Peter Joseph Crisalli; Ronald Phillip Chiarello
Original assignee: University of California; Alveo Technologies Inc
Current assignee: University of California; Alveo Technologies Inc
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2021-11-16
Anticipated expiration: 2035-10-05
Also published as: US10626448B2; RU2017109736A3; IL251440B; US11473128B2; US20160130639A1; JP6951975B2; US20190144926A1; EP3204760A2; AU2015328394B2; IL251440A0; CN107110807B; WO2016057422A3; US10196678B2; SG11201702794VA; CN113834861A; MX2021008520A; WO2016057422A2; KR102424219B1; CN107110807A; HK1243489A1

Abstract

Método para detectar la presencia o ausencia de un analito en una muestra, comprendiendo el método: introducir una muestra y un compuesto sensor en un canal, presentando el canal una longitud y una anchura, la longitud sustancialmente mayor que la anchura, en el que se deja que el compuesto sensor fluya a lo largo de la longitud del canal; medir un valor de propiedad eléctrica de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de que la muestra y el compuesto sensor sean introducidos en el canal; acceder a un valor de propiedad eléctrica de referencia, en el que el valor de propiedad eléctrica de referencia de una propiedad eléctrica del canal a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal se obtiene antes de la introducción de la muestra en el canal; comparar el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia; determinar si se encuentra presente un agregado en el canal basándose en la comparación entre el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia, en el que una interacción entre el analito y el compuesto sensor resulta en la formación del agregado; y determinar, basándose en el valor de propiedad eléctrica medido, una concentración del analito en la muestra.

Description

DESCRIPCIÓN

Métodos y sistemas para la detección de analitos

Campo técnico

La presente exposición se refiere a métodos y sistemas para la detección de analitos.

Antecedentes

La detección sensible y selectiva de analitos químicos y biológicos presenta importantes implicaciones para los análisis e investigación médico y medioambiental. Los hospitales y laboratorios, por ejemplo, analizan rutinariamente muestras biológicas para detectar sustancias potencialmente tóxicas, tales como mercurio y plata, en el diagnóstico de envenenamiento por metales pesados. De manera similar, la medición de moléculas biológicas, tales como ácidos nucleicos, es la base de la medicina moderna y se utiliza en la investigación médica, terapia y desarrollo de fármacos.

La tecnología de secuenciación de nanoporos es un método convencional de detección de moléculas de ácidos nucleicos. El concepto de secuenciación de nanoporos utiliza una apertura de nanoporo, que es un pequeño orificio o poro que se extiende transversalmente a través de una membrana de bicapa lipídica, es decir, a través de la profundidad o dimensión de grosor de la membrana. La secuenciación de nanoporos implica causar que un nucleótido viaje a través de un nanoporo en la membrana, es decir, que viaje entre la superficie superior y la superficie inferior de la membrana a lo largo de la profundidad o dimensión de grosor de la membrana. Puede aplicarse una diferencia de potencial a través de la profundidad o dimensión de grosor de la membrana para forzar que el nucleótido viaje a través del nanoporo. Los cambios físicos del medio del nucleótido (por ejemplo, la corriente eléctrica que pasa por el nanoporo) se detectan a medida que el nucleótido atraviesa por el nanoporo. Basándose en los cambios detectados de corriente eléctrica, puede identificarse y secuenciarse el nucleótido.

Se han identificado las áreas para mejorar y ampliar el alcance de los sistemas y técnicas convencionales de detección de ácidos nucleicos y se han implementado soluciones técnicas en formas de realización ejemplificativas.

Sumario

La presente invención se refiere a un método y a un sistema para detectar la presencia o la ausencia de un analito en una muestra. Según un primer aspecto, se proporciona un método para detectar la presencia o la ausencia de un analito en una muestra. El método comprende introducir una muestra y un compuesto sensor en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura; la longitud es sustancialmente superior a la anchura, en la que se deja que fluya el compuesto sensor a lo largo de la longitud del canal; medir un valor de propiedad eléctrica de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte del canal después de introducir la muestra y el compuesto sensor en el canal; acceder a un valor de propiedad eléctrica de referencia, en el que el valor de propiedad eléctrica de referencia de una propiedad eléctrica del canal a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal se obtiene antes de la introducción de la muestra en el canal; comparar el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia; determinar si se encuentra presente un agregado en el canal basándose en la comparación entre el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia, en donde una interacción entre el analito y el compuesto sensor resulta en la formación del agregado, y determinar, basándose en el valor de propiedad eléctrica medido, una concentración del analito en la muestra.

Según una forma de realización, el método comprende, además, antes de introducir la muestra en el canal, medir una o más propiedades eléctricas del canal a lo largo de por lo menos la parte de la longitud del canal, y determinar el valor de propiedad eléctrica de referencia basándose en la propiedad o propiedades eléctricas del canal medidas durante la etapa de medición anterior.

Según una segunda forma de realización, el método comprende además una etapa seleccionada de entre: esperar durante un periodo de tiempo de ajuste entre la introducción de la muestra en el canal y la medición del valor de la propiedad eléctrica, y representar (“displaying”), en un dispositivo de representación visual (“visual display device”), una indicación de si el analito se encuentra presente en la muestra.

Según otra forma de realización, el método comprende además aplicar una diferencia de potencial a lo largo de la longitud del canal durante la detección del valor de propiedad eléctrica medido.

Según otra realización, el valor de propiedad eléctrica medido corresponde a un valor de una corriente eléctrica conducido a lo largo de por lo menos parte de la longitud del canal o a una conductividad eléctrica a lo largo de por lo menos parte de la longitud del canal.

Según todavía otra forma de realización, el canal está configurado para presentar una dimensión seleccionada de una longitud comprendida entre 10 nanómetros y 10 centímetros, una anchura comprendida entre 1 nanómetro y 50 micrómetros, o una profundidad comprendida entre 1 nanómetro y 1 micrómetro.

Según otra forma de realización, el método comprende además monitorizar un primer conjunto de uno o más valores de la propiedad eléctrica en el canal durante un primer periodo de tiempo, y un segundo conjunto de uno o más valores de la propiedad eléctrica en el canal durante un segundo periodo de tiempo; seleccionar el valor de propiedad eléctrica de referencia del primer conjunto de valores tras el equilibrado de uno o más valores en el canal durante el primer periodo de tiempo, y seleccionar el valor de propiedad eléctrica medido del segundo conjunto de valores tras el equilibrado de uno o más valores en el canal durante el segundo periodo de tiempo.

Según una forma de realización adicional, el método comprende además preparar el canal para la reutilización mediante la introducción de un agente de desagregación en el canal, en el que el agente de desagregación causa la desintegración de un agregado formado en el canal por una interacción entre el analito y un compuesto sensor.

Según otra forma de realización, el analito se selecciona de entre el grupo que consiste en un ácido nucleico, y el compuesto sensor es una sonda de ácidos nucleicos; un ion de plata, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPEA2, y un ion de mercurio, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPET2.

Según un segundo aspecto, se proporciona un sistema de detección para la detección de un analito en presencia de un compuesto sensor. El sistema comprende un sustrato que presenta por lo menos un canal, en el que por lo menos un canal presenta una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura, y comprende el compuesto sensor, en el que el compuesto sensor se deja fluir a lo largo de la longitud del canal, en el que una interacción entre el analito y el compuesto sensor resulta en la formación de un agregado; una primera abertura se encuentra en comunicación fluídica con una primera sección extrema del canal o canales; una segunda abertura se encuentra en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del canal o canales; un primer electrodo se encuentra eléctricamente conectado en la primera sección extrema del canal o canales y un segundo electrodo se encuentra eléctricamente conectado en la segunda sección extrema del canal o canales; los primer y segundo electrodos se encuentran eléctricamente conectados a su primera y segunda secciones extremas respectivas del canal o canales formando un circuito de canales; el circuito de canales presenta propiedades eléctricas y está configurado de manera que, en el caso de que se encuentre presente un fluido eléctricamente conductor en el canal o canales, el fluido eléctricamente conductor altera las propiedades eléctricas del circuito de canales, y un circuito de detección de analito en comunicación eléctrica con los primer y segundo electrodos, en el que el circuito de detección de analito incluye un circuito de medición en comunicación eléctrica con los primer y segundo electrodos; el circuito de medición presenta una salida de medición del circuito, en el que la salida de medición del circuito incluye uno o más valores indicativos de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales, en el que el circuito de detección de analito incluye una memoria en comunicación eléctrica con la salida de medición del circuito y está configurado para almacenar el valor o valores indicativos de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales que incluye por lo menos un primer valor de una propiedad eléctrica del circuito de canales y un segundo valor de la propiedad eléctrica del circuito de canales, en el que el circuito de detección de analito incluye además un circuito de comparación en comunicación eléctrica con la memoria y que presenta como entradas, como mínimo, los primer y segundo valores; el circuito de comparación está configurado para proporcionar una salida del circuito de comparación basándose en, como mínimo, el primer y/o segundo valor; la salida del circuito del comparación es indicativa de si el agregado se encuentra presente en el canal o canales.

Según una forma de realización, el primer valor es indicativo de una de las alternativas siguientes: (a) la propiedad o propiedades del circuito de canales sin la presencia de un fluido en por lo menos un canal, y el segundo valor es indicativo de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales con la presencia de un fluido en el canal o canales, y opcionalmente, en el caso de que el circuito de comparación presente como entradas una pluralidad de uno o más valores indicativos de la propiedad o propiedades eléctricas del circuito de canales, en el que la pluralidad de uno o más valores indicativos de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales es indicativa de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales durante el tiempo, y en el que la salida del circuito de comparación se basa por lo menos en parte en la pluralidad de uno o más valores indicativos de una o más propiedades eléctricas del circuito de canales, o (B) la propiedad o propiedades eléctricas del circuito de canales al aplicar una primera diferencia de potencial entre los primer y segundo electrodo en una primera dirección a lo largo de la longitud de por lo menos un canal, y en el que el segundo valor es indicativo de una o más propiedades eléctricas del circuito de canal al aplicar una segunda diferencia de potencial entre los primer y segundo electrodo en una segunda dirección a lo largo de la longitud de por lo menos un canal, en el que la segunda dirección es contraria a la primera dirección, y opcionalmente, en el que la salida del circuito de comparación indica que el analito se encuentra presente en por lo menos un canal en el caso de que el primer valor sea sustancialmente diferente del segundo valor.

Según otra forma de realización, el circuito de detección de analito incluye uno o más de entre: un amperímetro, un voltímetro, un ohmímetro, un procesador y un circuito de detección de equilibrado.

Según todavía otra forma de realización, la propiedad o propiedades eléctricas incluyen una corriente eléctrica conducida a lo largo de la longitud de por lo menos un canal entre los primer y segundo electrodos o una conductancia eléctrica a lo largo de la longitud de por lo menos un canal entre los primer y segundo electrodos.

Según una forma de realización adicional, el canal o canales comprenden un primer canal que comprende una primera abertura de canal y una segunda abertura de canal, en el que la primera abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una primera sección extrema del primer canal y la segunda abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del primer canal, y un segundo canal que comprende una tercera abertura de canal, en el que la primera abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una primera sección extrema del segundo canal, y en el que la tercera abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del segundo canal, y opcionalmente, una cuarta abertura de canal en comunicación fluídica con la primera sección extrema del primer canal, y una quinta abertura de canal en comunicación fluídica con la primera sección extrema del segundo canal, en el que la cuarta y quinta aberturas de canal no se encuentran en comunicación fluídica entre sí.

Según otra forma de realización, el sistema de detección comprende además una fuente de tensión para aplicar una diferencia de potencial utilizando los primer y segundo electrodo.

Según todavía otra forma de realización, el canal o canales están configurados para presentar una dimensión seleccionada de una longitud comprendida entre 10 nanómetros y 10 centímetros, una anchura comprendida entre 1 nanómetro y 50 micrómetros, o una profundidad comprendida entre 1 nanómetro y 1 micrómetro.

Según una forma de realización adicional, la salida del circuito de comparación es adicionalmente indicativa de una concentración del analito en el canal o canales.

Breve descripción de los dibujos

Lo anteriormente expuesto y otros objetivos, aspectos, características y ventajas de formas de realización ejemplificativas resultarán más evidentes y se entenderán mejor haciendo referencia a la descripción siguiente considerada junto con los dibujos adjuntos.

La figura 1A ilustra una vista superior de un sistema de detección ejemplificativo que incluye un solo canal. La figura 1B ilustra una vista lateral en sección transversal del sistema de detección ejemplificativo de la figura 1A.

La figura 2 ilustra una vista lateral en sección transversal esquemática del canal del sistema de detección ejemplificativo de la figura 1A que muestra partículas de agregado y una doble capa eléctrica (DCE).

La figura 3 ilustra una vista superior de un sistema de detección ejemplificativo que incluye múltiples canales. La figura 4 ilustra una vista superior de otro sistema de detección ejemplificativo que incluye múltiples canales. La figura 5 es un esquema que representa iones ejemplificativos en un sistema de detección ejemplificativo. Las figuras 6A y 6B son gráficos que ilustran valores de conductividad ejemplificativos medidos en un canal a diferentes concentraciones de un analito ejemplificativo.

Las figuras 7A, 7B, 8A, 8B y 9 a 16 son diagramas de flujo que ilustran métodos ejemplificativos para detectar un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra.

Las figuras 17A y 17B son diagramas de flujo que ilustran un método ejemplificativo para detectar un solvente en una muestra.

La figura 18 es un diagrama de bloques de un procesamiento ejemplificativo o dispositivo informático que puede utilizarse para implementar y ejecutar métodos ejecutables por ordenador ejemplificativos.

Las figuras 19A, 19B, y 20 a 27 son diagramas de flujo que ilustran métodos ejemplificativos para detectar un ácido nucleico en una muestra.

La figura 28 es un esquema que ilustra la formación de un agregado de ácidos nucleicos durante la detección de un ácido nucleico.

Las figuras 29A y 29B son diagramas de flujo que ilustran otro método ejemplificativo para detectar ácido nucleico en una muestra.

Los dibujos adjuntos no pretenden ser a escala.

Descripción detallada

Las zonas para la mejora de los sistemas y técnicas convencionales de detección de analitos (por ejemplo, mercurio, plata, o ácidos nucleicos y nucleótidos) han sido identificadas y se han implementado soluciones técnicas. La presente exposición proporciona sistemas y técnicas de detección de analitos (por ejemplo, mercurio, plata o ácidos nucleicos) que reúnen conocimientos de la nanoquímica y de superficie de microfluidos, electrocinética y dinámica de fluidos para proporcionar nuevas capacidades funcionales. En comparación con las técnicas convencionales, tales como la tecnología de nanoporos, las formas de realización proporcionan una precisión y control dimensionales mejorados, que resultan en una nueva funcionalidad y un rendimiento potenciado de los dispositivos.

La presente exposición proporciona sistemas y métodos de detección de analitos para detectar la presencia o la ausencia de uno o más analitos (por ejemplo, mercurio, plata o ácidos nucleicos) en una o más muestras. El sistema de detección incluye por lo menos un canal para alojar una muestra y un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio; TPEA2 para la detección de plata, o una sonda de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos), en el que el canal presenta una anchura y una longitud que es de dimensiones significativamente superiores a la anchura. El sistema de detección incluye un circuito de detección de analitos programado o configurado para detectar una o más propiedades eléctricas a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal a fin de determinar si el canal contiene un analito de interés.

El compuesto sensor se selecciona de manera que la interacción directa o indirecta entre partículas del analito (en caso de hallarse presente en la muestra) y partículas del compuesto sensor resulta en la formación de un agregado que altera una o más propiedades eléctricas del canal. En determinados casos, puede configurarse un canal ejemplificativo para que presente una profundidad y/o una anchura que sea sustancialmente igual o menor al diámetro de una partícula del agregado formado en el canal debido a la interacción ente partículas o iones de un analito de interés y partículas de un compuesto sensor utilizado para detectar el analito de interés. De esta manera, la formación del agregado puede causar un bloqueo parcial o completo del flujo de partículas conductoras en el canal, reduciendo de esta manera la corriente eléctrica y la conductividad eléctrica a lo largo de la longitud del canal e incrementando la resistividad a lo largo de la longitud del canal. Un circuito de detección de analito compara dicho cambio medible de las propiedades eléctricas del canal con la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor, respecto a un valor de referencia, a fin de determinar si se encuentra presente el agregado en el canal. Basándose en la determinación de que el agregado se encuentra presente en el canal, el circuito de detección de analito puede determinar que la muestra contiene el analito de interés.

En determinados otros casos, las partículas de agregado pueden ser eléctricamente conductoras, y la formación de las partículas de agregado pueden potenciar la ruta eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, causando de esta manera un incremento medible de la conductividad eléctrica y de la corriente eléctrica medida a lo largo de la longitud del canal. En estos casos, la formación del agregado puede causar una reducción medible de la resistividad a lo largo de la longitud del canal. Un circuito de detección de analito puede comparar dicho cambio medible de las propiedades eléctricas del canal con la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor, respecto a un valor de referencia, a fin de determinar si se encuentra presente el agregado en el canal. Basándose en la determinación de que el agregado se encuentra presente en el canal, el circuito de detección de analito puede determinar que la muestra contiene el analito de interés (por ejemplo, mercurio, plata o ácido nucleico).

Otra técnica ejemplificativa para detectar los analitos (por ejemplo, mercurio, plata o un ácido nucleico) puede implicar la detección de la presencia de un comportamiento similar a un diodo en el canal que está causado por la formación de un agregado en el canal. En ausencia de un agregado, la aplicación de una diferencia de potencial que presenta una magnitud sustancialmente similar (por ejemplo, 500 V) puede resultar en una magnitud sustancialmente igual de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente) detectada a lo largo de la longitud del canal con independencia de la dirección de aplicación de la diferencia de potencial o campo eléctrico. En el caso de que la diferencia de potencial en la longitud del canal en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo es una abertura de entrada en o en proximidad a un primer extremo del canal y de manera que el electrodo negativo se encuentre en una abertura de salida en o en proximidad a un segundo extremo del canal), la corriente resultante puede ser sustancialmente igual en magnitud a la corriente resultante en el caso de que se aplique la diferencia de potencial en la dirección contraria (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo se encuentre en la abertura de salida y de manera que el electrodo negativo se encuentre en la abertura de entrada).

La formación de un agregado en el canal puede causar un comportamiento similar a un diodo en el que la inversión de la dirección de la diferencia de potencial aplicada o campo eléctrico causa un cambio en la propiedad eléctrica detectada en el canal. El comportamiento similar a un diodo causa que la corriente eléctrica detectada varíe en magnitud con la dirección del campo eléctrico. Al aplicar el campo eléctrico o diferencia de potencial en la primera dirección, la magnitud de la corriente eléctrica puede ser de diferente magnitud que en el caso de que la diferencia de potencial o campo eléctrico se aplique en la dirección contraria. De esta manera, la comparación entre un primer valor de una propiedad eléctrica (detectada al aplicar una diferencia de potencial en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal) y un segundo valor de una propiedad eléctrica (detectado en el caso de que se aplique una diferencia de potencial en una segunda dirección contraria a lo largo de la longitud del canal) puede permitir la detección de un agregado y, de esta manera, la detección del analito (por ejemplo, mercurio, plata o ácido nucleico) en la muestra. En el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente igual, puede determinarse que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, mercurio, plata o ácido nucleico). Por otra parte, en el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente desigual, puede determinarse que la muestra contiene el analito (por ejemplo, mercurio, plata o ácido nucleico). En otras palabras, la suma de los valores de la propiedad eléctrica (positiva en una dirección, negativa en la otra dirección) es sustancialmente cero en ausencia de un agregado y sustancialmente no cero en presencia de un agregado.

En contraste con las técnicas de nanoporo convencionales, las técnicas dadas a conocer en la presente memoria implican detectar una o más propiedades eléctricas a lo largo de la longitud del canal y no a través de la profundidad o dimensión de grosor del canal. El canal dado a conocer en la presente memoria presenta una longitud que presenta una dimensión significativamente mayor que su anchura y no está configurado como una apertura, orificio o poro. De esta manera, el canal permite que una muestra y un compuesto sensor fluyan a lo largo de la longitud del canal antes de detectar las propiedades eléctricas, permitiendo de esta manera una precisión y control dimensional mejorados de las propiedades eléctricas. Además, las formas de realización ejemplificativas no se encuentran limitadas a la detección de nucleótidos, tal como en las técnicas convencionales de nanoporos.

I. Definición de términos

Determinados términos utilizados en relación a formas de realización ejemplificativas se definen a continuación.

Tal como se utiliza en la presente memoria, las expresiones "sistema de detección", "método de detección" y "técnica de detección" comprenden sistemas y métodos de detección de un analito en una muestra mediante la medición de una o más propiedades eléctricas junto con por lo menos una parte de una longitud de por lo menos un canal. El analito puede ser mercurio, plata o un ácido nucleico y/o un nucleótido de interés.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "canal" comprende un conducto en un sistema de detección que está configurado para presentar una superficie interna bien definida y un espacio interno unido mediante la superficie interna que está configurado para alojar un fluido. En algunas formas de realización, la superficie interna del canal está microfabricada y configurada para presentar una superficie lisa. Un canal ejemplificativo puede presentar las dimensiones siguientes: una longitud 1, medida a lo largo de su dimensión más larga (eje y) y que se extiende a lo largo de un plano sustancialmente paralelo a un sustrato del sistema de detección; una anchura, w, medida a lo largo de un eje (eje x) perpendicular su dimensión más larga y que se extiende sustancialmente a lo largo del plano paralelo al sustrato, y una profundidad, d, medida a lo largo de un eje (eje z) sustancialmente perpendicular al plano paralelo al sustrato. El canal presenta una longitud que es sustancialmente mayor que su anchura y que su profundidad. En algunos casos, entre las relaciones ejemplificativas de longitud:anchura pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellas, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, todas las relaciones intermedias, y similares. En determinados casos, puede configurarse un canal ejemplificativo para que presente una profundidad y/o una anchura que sea sustancialmente igual o menor al diámetro de una partícula del agregado que puede formarse en el canal debido a la interacción entre un compuesto sensor y un analito de interés.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "analito" comprende una sustancia cuya presencia o ausencia puede detectarse utilizando un sistema o método de detección ejemplificativo. Entre los analitos ejemplificativos que pueden detectarse utilizando formas de realización ejemplificativas pueden incluirse sustancias orgánicas (por ejemplo, biomoléculas) o inorgánicas (por ejemplo, iones metálicos). Determinados analitos pueden detectarse utilizando formas de realización ejemplificativas, entre los que se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, plata, mercurio, uno o más solventes, uno o más ácidos nucleicos, y/o uno o más nucleótidos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "muestra" comprende una sustancia de ensayo que puede analizarse mediante un sistema o método de detección ejemplificativo a fin de determinar si la muestra incluye un analito de interés. Entre las muestras ejemplificativas que pueden someterse a ensayo en formas de realización ejemplificativas se incluyen, aunque sin limitarse a ellas, cualesquiera fluidos, incluyendo los derivados de líquidos biológicos como saliva, sangre, plasma, orina, heces; muestras de suelo; muestras de aguas urbanas; muestras de aire, y similares.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "sensor" y la expresión "compuesto sensor" comprenden una sustancia que interactúa, directa o indirectamente mediante otro u otros compuestos sensores, con un analito de interés en una muestra, causando la formación de un agregado. En un ejemplo en el que el analito de interés es el mercurio, un compuesto sensor adecuado puede ser TPET2. En un ejemplo en el que el analito de interés es la plata, un compuesto sensor adecuado puede ser TPEA2. En un ejemplo en el que un analito de interés es un ácido nucleico y/o un nucleótido, un compuesto sensor adecuado puede ser una o más sondas de ácidos nucleicos (por ejemplo, una o más sondas de captura de ácidos nucleicos, una o más sondas de entrecruzamiento de ácidos nucleicos, una o más sondas de preamplificación de ácidos nucleicos, uno o más extensores de marcaje de ácidos nucleicos, una o más sondas de amplificación de ácidos nucleicos, y similares).

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "agregado" comprende una estructura macromolecular compuesta por partículas de un analito y partículas de uno o más compuestos sensores. De esta manera, una partícula agregada presenta una dimensión unitaria o un tamaño unitario que es mayor que la dimensión unitaria o tamaño unitario de una partícula de analito y que es mayor que la dimensión o tamaño unitario de un compuesto sensor. Un agregado puede formarse en un canal de un sistema de detección ejemplificativo debido a la interacción directa y/o indirecta entre las partículas de un analito y las partículas de uno o más compuestos sensores. En sistemas y métodos de detección ejemplificativos de detección de un analito particular, puede seleccionarse uno o más compuestos sensores de manera que los compuestos sensores interactúen con el analito, directa o indirectamente mediante otras sustancias, resultando en la formación de un agregado en un canal. La presencia de las partículas de agregado en el canal indica, por lo tanto, la presencia del analito en el canal, mientras que la ausencia de las partículas de agregado en el canal indica la ausencia del analito en el canal.

En determinados casos en los que se aplica una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal, la formación de un agregado puede causar un bloqueo parcial o completo del flujo de fluido en el canal y puede causar una reducción medible de una conductividad o corriente eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal y/o un incremento medible de la resistividad eléctrica. En determinados otros casos, las partículas de un agregado pueden ser eléctricamente conductoras y, por lo tanto, la formación del agregado puede potenciar la conductividad eléctrica del canal, causando de esta manera un incremento medible de la conductividad o corriente eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal y/o una reducción medible de la resistividad eléctrica.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "propiedad eléctrica" comprende una o más características del canal, incluyendo, aunque sin limitarse a ellas, medidas que cuantifican cuánta corriente eléctrica se conduce a lo largo del canal, la capacidad del canal (y/o cualquier contenido del canal) para conducir una corriente eléctrica, con qué fuerza el canal (y/o cualquier contenido del canal) se opone al flujo de la corriente eléctrica, y similares. En formas de realización ejemplificativas, puede detectarse una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. Entre las propiedades eléctricas ejemplificativas detectadas en formas de realización se incluyen, aunque sin limitarse a ellas, una medida de la corriente eléctrica conducida a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, una medida de la conductividad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, una medida de la resistividad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, una medida de la diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud de un canal, combinaciones de las mismas, y similares.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "referencia" con respecto a un valor de propiedad eléctrica comprende un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de un estado en el que se ha introducido una muestra y todos los compuestos sensores necesarios (por ejemplo, TPET2, TEPa2 o sondas de ácidos nucleicos) en el canal y se ha dejado que interactúen entre sí en el canal. Es decir, el valor de referencia es un valor que caracteriza el canal antes de la interacción entre un analito de interés en la muestra y la totalidad de compuestos sensores utilizados para detectar el analito de interés. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo después de la introducción de uno o más compuestos sensores en el canal, aunque antes de la introducción de la muestra en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal, aunque antes de la introducción de todos los compuestos sensores en el canal (por ejemplo, antes de la introducción de por lo menos un compuesto sensor en el canal). En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo anterior a la introducción de la muestra o de los compuestos sensores en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo antes de la introducción de la muestra o los compuestos sensores en el canal, aunque después de la introducción de una solución tampón en el canal.

En algunos casos, el valor de referencia puede estar predeterminado y almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio a partir del que puede accederse al mismo. En otros casos, el valor de referencia puede determinarse a partir de una o más mediciones de una propiedad eléctrica durante la utilización del sistema de detección.

Tal como se utiliza en la presente memoria, los términos "datos", "contenido", "información" y términos similares pueden utilizarse intercambiablemente para referirse a datos que pueden transmitirse, recibirse y/o almacenarse de acuerdo con formas de realización de la presente invención. De esta manera, la utilización de cualquiera de dichos términos no debe considerarse que limita el espíritu y alcance de las formas de realización de la presente invención. Además, en el caso de que un módulo, procesador o dispositivo se describa en la presente memoria para recibir datos de otro módulo, procesador o dispositivo, se apreciará que los datos pueden recibirse directamente desde otro módulo, procesador o dispositivo o pueden recibirse indirectamente mediante uno o más módulos o dispositivos intermedios, tales como, por ejemplo, uno o más servidores, relés, routers, puntos de acceso a red, estaciones base, huéspedes, y/o similares, en ocasiones denominados en la presente memoria "red". De manera similar, cuando en la presente memoria se indica que un dispositivo informático envía datos a otro dispositivo informático, se apreciará que los datos pueden enviarse directamente al otro dispositivo informático o pueden enviarse indirectamente mediante uno o más dispositivos informáticos intermedios, tales como, por ejemplo, uno o más servidores, relés, routers, puntos de acceso a red, estaciones base, huéspedes y/o similares.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "módulo" comprende hardware, software y/o firmware configurado para realizar una o más funciones particulares.

Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "medio legible por ordenador" se refiere a un hardware de almacenamiento no transitorio, dispositivo de almacenamiento no transitorio o memoria de sistema informático no transitorio que puede accederse mediante un controlador, un microcontrolador, un sistema informático o un módulo de un sistema informático para codificar en el mismo instrucciones ejecutables por ordenador o programas de software. Un sistema informático o un módulo de un sistema informático puede acceder a un "medio legible por ordenador no transitorio" para recuperar y/o ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador o programas de software codificados en el medio. Un medio legible por ordenador no transitorio puede incluir, aunque sin limitación, uno o más tipos de memoria de hardware no transitorio, medio tangible no transitorio (por ejemplo, uno o más discos de almacenamiento magnético, uno o más discos ópticos, una o más unidades de USB flash), memoria de sistema informático o memoria de acceso aleatorio (tal como DRAM, SRAM y EDO RAM) y similares.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "conjunto" se refiere a una colección de uno o más elementos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "pluralidad" se refiere a dos o más elementos.

Tal como se utiliza en la presente memoria, los términos "igual" y "sustancialmente igual" se refieren intercambiablemente, en un sentido amplio convencional, a igualdad exacta o igualdad aproximada dentro de cierta tolerancia.

Tal como se utiliza en la presente memoria, los términos "similar" y "sustancialmente similar" se refieren intercambiablemente, en un sentido amplio convencional, a similitud exacta o similitud aproximada dentro de cierta tolerancia.

Tal como se utiliza en la presente memoria, los términos "acoplar" y "conectar" comprenden la conexión directa o indirecta de dos o más componentes. Por ejemplo, un primer componente puede acoplarse con un segundo componente directamente o mediante uno o más componentes intermedios.

A continuación, se describen algunas formas de realización ejemplificativas de la presente invención con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas, pero no todas, las formas de realización de la invención. En efecto, dicha invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debería interpretarse como limitada a las formas de realización explicadas en la presente memoria. A lo largo de la memoria, números iguales representan elementos iguales.

II. Sistemas de detección de analito ejemplificativos

Un sistema de detección ejemplificativo incluye por lo menos un canal y detecta una o más propiedades eléctricas a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal para determinar si el canal contiene un analito (por ejemplo, mercurio, plata o un ácido nucleico particular de interés y/o un nucleótido particular de interés). Un sistema de detección ejemplificativo puede configurarse para incluir uno o más canales que alojen una muestra y uno o más compuestos sensores (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata, o una o más sondas de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos), uno o más aberturas de entrada para la introducción de la muestra y los compuestos sensores en el canal y, en algunas formas de realización, uno o más aberturas de salida a través de los cuales puede extraerse el contenido del canal.

Se seleccionan uno o más compuestos sensores de manera que la interacción directa o indirecta entre partículas del analito, en caso de hallarse presente en la muestra, y partículas del compuesto sensor, resulte en la formación de un agregado que altera una o más propiedades eléctricas de por lo menos una parte de la longitud del canal. En determinados casos, la formación de las partículas de agregado puede inhibir o bloquear el flujo de fluido en el canal y, por lo tanto, puede causar una caída medible de la conductividad eléctrica y de la corriente eléctrica medida a lo largo de la longitud del canal. De manera similar, en estos casos, la formación del agregado puede causar una reducción medible de la resistividad a lo largo de la longitud del canal. En determinados otros casos, las partículas de agregado pueden ser eléctricamente conductoras, y la formación de las partículas de agregado pueden potenciar la ruta eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, causando de esta manera un incremento medible de la conductividad eléctrica y de la corriente eléctrica medida a lo largo de la longitud del canal. En estos casos, la formación del agregado puede causar una reducción medible de la resistividad a lo largo de la longitud del canal.

Un canal ejemplificativo puede presentar las dimensiones siguientes: una longitud medida a lo largo de su dimensión más larga (eje y) y que se extiende a lo largo de un plano sustancialmente paralelo a un sustrato del sistema de detección; una anchura, w, medida a lo largo de un eje (eje x) perpendicular su dimensión más larga y que se extiende sustancialmente a lo largo del plano paralelo al sustrato, y una profundidad medida a lo largo de un eje (eje z) perpendicular al plano paralelo al sustrato. El canal presenta una longitud que es sustancialmente mayor que su anchura y que su profundidad. En algunos casos, las relaciones ejemplificativas de longitud:anchura pueden ser de 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 11:1, 12:1, 13:1, 14:1, 15:1, 16:1, 17:1, 18:1, 19:1, 20:1, todas las relaciones intermedias, y similares.

En determinados casos, puede configurarse un canal ejemplificativo para presentar una profundidad y/o una anchura que es sustancialmente igual o menor al diámetro de una partícula de un agregado formado en el canal debido a la interacción entre partículas de un analito de interés (por ejemplo, mercurio, plata o un ácido nucleico) y partículas de un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata, o una sonda de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos) utilizadas para detectar el analito.

Un canal ejemplificativo puede presentar una anchura medida a lo largo del eje x comprendida entre 1 nm y 50.000 nm, aunque no se encuentra limitada a dicho intervalo ejemplificativo. Un canal ejemplificativo puede presentar una longitud medida a lo largo del eje y comprendida entre 10 nm y 2 cm, aunque no se encuentra limitada a dicho intervalo ejemplificativo. Un canal ejemplificativo puede presentar una profundidad a lo largo del eje z comprendida entre 1 nm y 1 micrómetro, aunque no se encuentra limitada a dicho intervalo ejemplificativo.

Un canal ejemplificativo puede presentar cualquier forma en sección transversal adecuada (por ejemplo, una sección transversal obtenida a lo largo del plano x-z), incluyendo, aunque sin limitación, circular, elíptica, rectangular, cuadrada, forma de D (debido al grabado isotrópico) y similares.

Las figuras 1A y 1B ilustran un sistema de detección ejemplificativo 100 que puede utilizarse para detectar la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio, plata o un ácido nucleico particular o nucleótido particular) en una muestra. La figura 1A es una vista superior del sistema, mientras que la figura 1B es una vista lateral en sección transversal del sistema. El sistema de detección 100 incluye un sustrato 102 que se extiende sustancialmente a lo largo de un plano x-y horizontal. En algunas formas de realización, el sustrato 102 puede estar formado de un material dieléctrico, por ejemplo sílice. Entre otros materiales ejemplificativos para el sustrato 102 se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, vidrio, zafiro, diamante y similares.

El sustrato 102 puede soportar o incluir un canal 104 que presenta por lo menos una superficie interna 106 y un espacio interno 108 para alojar un fluido. En algunos casos, el canal 104 puede estar grabado en una superficie superior del sustrato 102. Entre los materiales ejemplificativos para las superficies internas 106 del canal 104 se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, vidrio, sílice y similares.

El canal 104 y el sustrato 102 pueden estar formados por vidrio en determinadas formas de realización. Las condiciones biológicas representan una barrera a la utilización de implantes derivados de vidrio debido a la lenta disolución del vidrio en los fluidos biológicos y la adhesión de proteínas y moléculas pequeñas a la superficie del vidrio. En determinadas formas de realización no limitativas, la modificación superficial con una monocapa autoensamblada ofrece un enfoque para modificar las superficies de vidrio para la detección y análisis de analitos. En determinadas formas de realización, por lo menos una parte de la superficie interna 106 del canal 104 puede pretratarse o modificarse covalentemente para incluir o ser recubierta con un material que permita la unión covalente específica de un compuesto sensor a la superficie interna. En determinadas formas de realización, un cubreobjetos 114 que cubre el canal asimismo puede modificarse covalentemente con un material.

Entre los materiales ejemplificativos que pueden utilizarse para modificar la superficie interna 106 del canal 104 se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, un compuesto de silano (por ejemplo, triclorosilano, alquilsilano, trietoxisilano y perfluorosilano), sulfona zwiteriónica, poli(6-9)etilenglicol (PEG), perfluorooctilo, fluoresceína, un aldehído, un compuesto de grafeno y similares. La modificación covalente de la superficie interna del canal puede evitar la absorción no específica de determinadas moléculas. En un ejemplo, la modificación covalente de la superficie interna puede permitir la unión covalente de moléculas de compuesto sensor a la superficie interna, evitando simultáneamente la absorción no específica de otras moléculas a la superficie interna. Por ejemplo, puede utilizarse poli(etilenglicol) (PEG) para modificar la superficie interna 106 del canal 104 a fin de reducir la adsorción no específica de materiales a la superficie interna.

En algunas formas de realización, el canal 104 puede ser nanofabricado o microfabricado para presentar una superficie interna bien definida y lisa 106. Las técnicas ejemplificativas para fabricar un canal y modificar la superficie interna del canal se enseñan en Sumita Pennathur y Pete Crisalli, "Low Temperature Fabrication and Surface Modification Methods for Fused Silica Micro- and Nanochannels", MRS Proceedings, 1659, 2014, páginas 15 a 26. doi:10.1557/opl.2014.32, el contenido completo de la cual se incorpora expresamente en la presente memoria como referencia.

Una primera sección extrema del canal 104 incluye o se encuentra en comunicación fluídica con una abertura de entrada 110 y una segunda sección extrema del canal 104 incluye o se encuentra en comunicación fluídica con una abertura de salida 112. En determinadas formas de realización no limitativas, las aberturas 110 y 112 pueden proporcionarse en extremos terminales del canal 104.

La superficie superior del sustrato 102 que presenta el canal 104 y las aberturas 110, 112 puede cubrirse y sellarse con un cubreobjetos 114 en algunas formas de realización.

Un primer electrodo 116 se conecta eléctricamente en la primera sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de entrada 110. Un segundo electrodo 118 se conecta eléctricamente en la segunda sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de salida 112. Los primer y segundo electrodos 116, 118 pueden conectarse eléctricamente a una fuente de alimentación o fuente de tensión 120 con el fin de aplicar una diferencia de potencial entre los primer y segundo electrodos. Es decir, la diferencia de potencial se aplica en por lo menos una parte de la longitud del canal. En presencia de fluido en el canal 104 y bajo la influencia de la diferencia de potencial aplicada, los electrodos 116, 118 y el fluido pueden crear un camino eléctrico completo.

La fuente de alimentación o fuente de tensión 120 puede estar configurada para aplicar un campo eléctrico de una manera reversible, de manera que se aplica una diferencia de potencial en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (a lo largo del eje y) y asimismo en una segunda dirección contraria (a lo largo del eje y). En un ejemplo en el que el campo eléctrico o dirección de diferencia de potencial es una primera dirección, el electrodo positivo puede conectarse en la primera sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de entrada 110, y el electrodo negativo puede conectarse en la segunda sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de salida 112. En otro ejemplo en el que el campo eléctrico o dirección de diferencia de potencial es una segunda dirección, el electrodo negativo puede conectarse en la primera sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de entrada 110, y el electrodo positivo puede conectarse en la segunda sección extrema del canal 104, por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de salida 112.

La primera y segunda sección extrema del canal 104 (por ejemplo, en o en proximidad a la abertura de entrada 110 y la abertura de salida 112) están conectados eléctricamente al circuito de detección de analito 122, que está programado o configurado para detectar valores de una o más propiedades eléctricas del canal 104 para determinar si un analito se encuentra presente o ausente en el canal 104. Los valores de la propiedad eléctrica pueden detectarse en un único periodo de tiempo (por ejemplo, un determinado periodo de tiempo después de la introducción de una muestra y uno o más compuestos sensores en el canal), o en múltiples periodos de tiempo diferentes (por ejemplo, antes y después de la introducción de tanto la muestra como uno o más compuestos sensores en el canal). Entre las propiedades eléctricas ejemplificativas detectadas pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellas, la corriente eléctrica, la conductividad, la tensión, la resistencia y similares. Determinados circuitos de detección de analito ejemplificativos 122 pueden incluir o configurarse como un procesador o un dispositivo informático, por ejemplo como el dispositivo 1700 ilustrado en la figura 18. Entre determinados otros circuitos de detección de analito 122 se pueden incluir, aunque sin limitarse a ellos, un amperímetro, un voltímetro, un ohmímetro y similares.

El circuito de detección de analito 122 incluye un circuito de medición 123. El circuito de medición puede estar programado o configurado para medir uno o más valores de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104. El circuito de detección de analito 122 puede incluir además un circuito de equilibrado 124 que está programado o configurado para monitorizar periódicamente o continuamente uno o más valores de una propiedad eléctrica del canal durante un periodo de tiempo, y para seleccionar un único de los valores después de que estos han alcanzado un equilibrio (es decir, han parado de variar más allá de un determinado umbral de varianza o tolerancia).

El circuito de detección de analito 122 incluye además un circuito de comparación 126 que está programado o configurado para comparar dos o más valores de una propiedad eléctrica del canal, por ejemplo, un valor de una propiedad eléctrica de referencia (medida antes de un estado en el que tanto la muestra como todos los compuestos sensores han sido introducidos en el canal) y un valor de una propiedad eléctrica (medida después de la introducción de la muestra y todos los compuestos sensores en el canal). El circuito de comparación 126 puede utilizar la comparación para determinar si se encuentra presente o ausente un analito de interés en el canal. En una forma de realización, el circuito de comparación 126 puede calcular una diferencia entre el valor medido de una propiedad eléctrica y el valor de la propiedad eléctrica de referencia, y comparar la diferencia con un valor predeterminado que es indicativo de la presencia o ausencia del analito en el canal.

En determinadas formas de realización, tras la introducción de muestra y compuesto sensor en el canal, el circuito de comparación 126 puede programarse o configurarse para comparar el valor de un primer valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la magnitud de la corriente eléctrica) al aplicar el campo eléctrico o diferencia de potencial a través del canal en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal con un segundo valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la magnitud de la corriente eléctrica) al aplicar el campo eléctrico o diferencia de potencial a través del canal en una segunda dirección contraria a lo largo de la longitud del canal. En una forma de realización, el circuito de comparación 126 puede calcular una diferencia entre las magnitudes dlos primer y segundo valor, y comparar la diferencia con un valor predeterminado (por ejemplo, si la diferencia es sustancialmente cero) que es indicativo de la presencia o ausencia del analito en el canal. Por ejemplo, en el caso de que la diferencia sea sustancialmente cero, ello indica la ausencia del agregado de analito en el canal, por ejemplo, la ausencia del analito en el canal. En el caso de que la diferencia sea sustancialmente diferente de cero, ello indica la presencia del agregado de analito en el canal, por ejemplo, la presencia del analito en el canal.

En determinadas formas de realización, el circuito de detección de analito 122 puede programarse o configurarse para determinar una concentración absoluta de un analito en una muestra, y/o una concentración relativa de un analito respecto a una o más sustancias adicionales en una muestra.

En algunas formas de realización, el circuito de comparación 124 y el circuito de equilibrado 126 pueden configurarse como circuitos o módulos separados, mientras que en otras formas de realización, pueden configurarse como un único circuito o módulo integrado.

El circuito de detección de analito 122 puede presentar una salida 128 que puede, en algunas formas de realización, conectarse con uno o más dispositivos o módulos externos. Por ejemplo, el circuito de detección de analito 122 puede transmitir un valor de referencia de una propiedad eléctrica y/o uno o más valores medidos de una propiedad eléctrica a uno o más de entre: un procesador 130 para la computación, procesamiento y análisis adicionales, un dispositivo de almacenamiento no transitorio o memoria 132 para el almacenamiento de los valores, y un dispositivo de representación visual 134 para la presentación de los valores por un usuario. En algunos casos, el circuito de detección de analito 122 puede él mismo generar una indicación de si la muestra incluye el analito, y puede transmitir esta indicación al procesador 130, al dispositivo de almacenamiento no transitorio o memoria 132 y/o al dispositivo de representación visual 134.

En un método ejemplificativo de utilización del sistema de las figuras 1A y 1B, uno o más compuestos sensores y una muestra pueden introducirse secuencial o concurrentemente en el canal.

En el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido no se encuentre inhibido (por ejemplo, debido a la ausencia de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido pueden viajar a lo largo de una parte de la longitud del canal 104 a lo largo del eje y desde la abertura de entrada 110 hacia la abertura de salida 112. El movimiento de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un primer valor o intervalo de valores "de referencia" de una propiedad eléctrica (por ejemplo, una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) por el circuito de detección de analito 122 a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104. En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado 124 puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo hasta que los valores alcanzan un equilibrio. El circuito de equilibrado 124 a continuación puede seleccionar uno de los valores como el valor de propiedad eléctrica de referencia a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica se refiere a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra en el canal. El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica puede referirse a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra y todos los compuestos sensores (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata, o una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal. Es decir, el valor de referencia es un valor que caracteriza el canal antes de la interacción entre analitos en la muestra y la totalidad de compuestos sensores. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo después de la introducción de un compuesto sensor en el canal, aunque antes de la introducción de la muestra y compuestos sensores adicionales en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo después de la introducción de un compuesto sensor y la muestra en el canal, aunque antes de la introducción de compuestos sensores adicionales en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo anterior a la introducción de la muestra o de los compuestos sensores en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede estar predeterminado y almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio a partir del que puede accederse al mismo.

En algunos casos, la formación de un agregado eléctricamente conductor en el canal (debido a interacciones entre un analito de interés en la muestra y uno o más compuestos sensores) puede potenciar el camino eléctrico a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104. En este caso, el circuito de detección 122 puede detectar un segundo valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, de una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104. En algunas formas de realización, el circuito de detección 122 puede esperar durante un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de la muestra y de la totalidad de los compuestos sensores en el canal antes de la detección del segundo valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado 124 puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo después de la introducción de la muestra y del compuesto sensor hasta que los valores alcancen un equilibrio. El circuito de equilibrado 124 a continuación puede seleccionar uno de los valores como el segundo valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El circuito de comparación 126 puede comparar el segundo valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el segundo valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de incremento de la corriente o conductividad (o reducción de la resistividad), el circuito de detección 122 puede determinar que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el analito en la muestra.

En determinados otros casos, en el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido se encuentre parcial o completamente bloqueado (por ejemplo, debido a la formación de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido podrían no poder viajar libremente a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104 a lo largo del eje y desde la abertura de entrada 110 hacia la abertura de salida 112. El movimiento dificultado o detenido de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un tercer valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) por el circuito de detección de analito 122 a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104. El tercer valor de la propiedad eléctrica puede detectarse además de, o en lugar de, el segundo valor de la propiedad eléctrica. En algunas formas de realización, el circuito de detección 122 puede esperar durante un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de tanto muestra como compuesto sensor en el canal antes de la detección del tercer valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado 124 puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra y del compuesto sensor hasta que los valores alcancen un equilibrio. El circuito de equilibrado 124 a continuación puede seleccionar uno de los valores como el tercer valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El circuito de comparación 126 puede comparar el tercer valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el tercer valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de reducción de la corriente o conductividad (o de incremento de la resistividad), el circuito de detección de analito 122 puede determinar que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el analito en la muestra.

El fluido a lo largo de la longitud del canal puede depender del tamaño de las partículas de agregado en relación a las dimensiones del canal y la formación de una doble capa eléctrica (DCE) en la superficie interna del canal. La figura 2 ilustra una vista lateral en sección transversal de un canal ejemplificativo del sistema de detección de las figuras 1A y 1B en la que la combinación de una doble capa eléctrica (DCE) 202 en la superficie interna del canal y las partículas de agregado 204 se muestra que inhiben el flujo de fluido en el canal.

En términos generales, una DCE es una zona de carga neta entre un sólido cargado (por ejemplo, la superficie interna del canal, una partícula de analito o una partícula de agregado) y una solución que contiene un electrolito (por ejemplo, el contenido de fluido del canal). Existe una DCE en torno tanto a la superficie interna del canal como en torno a cualesquiera partículas de analito y partículas de agregado dentro del canal. Los contraiones del electrolito resultan atraídos hacia la carga de la superficie interna del canal e inducen una zona de carga neta. La DCE afecta al flujo de iones dentro del canal y en torno a las partículas de analito y partículas de agregado de interés, creando un comportamiento similar a un diodo al no permitir que ninguno de los contraiones pase por la longitud del canal.

Para resolver matemáticamente la longitud característica de la DCE, puede resolverse la ecuación de Poisson-Boltzmann (PB) y/o la ecuación de Poisson-Nernst-Plank (PNP). Dichas soluciones se acoplan con las ecuaciones de Navier-Stokes de flujo de fluido para crear un conjunto no lineal de ecuaciones acopladas que se analizan para entender el funcionamiento del sistema ejemplificativo.

En vista de la interacción dimensional entre la superficie del canal, las DCE y las partículas de agregado, pueden configurarse y construirse canales ejemplificativos con parámetros dimensionales cuidadosamente seleccionados para garantizar que el flujo de iones conductores resulta sustancialmente inhibido a lo largo de la longitud del canal al formarse un agregado de un determinado tamaño prefijado en el canal. En determinados casos, puede configurarse un canal ejemplificativo para que presente una profundidad y/o una anchura que sea sustancialmente igual o menor al diámetro de una partícula del agregado formado en el canal durante la detección del analito. En determinadas formas de realización, los tamaños de las DCE asimismo pueden considerarse al seleccionar los parámetros dimensionales para el canal. En determinados casos, puede configurarse un canal ejemplificativo para que presente una profundidad y/o una anchura que sea sustancialmente igual o menor a la dimensión de la DCE generada en torno a la superficie interna del canal y las partículas de agregado en el canal.

En determinadas formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede encontrarse libre del compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata, o una o más sondas de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos). Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. En este caso, durante la utilización, el usuario puede introducir uno o más compuestos sensores, por ejemplo en un tampón de electrolito, en el canal y detectar un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal con el compuesto sensor, aunque en ausencia de una muestra.

En determinadas otras formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede pretratarse o modificarse de manera que por lo menos una parte de la superficie interna del canal incluya o se recubra con un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata, o una o más sondas de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos). Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. En este caso, el usuario podría solo requerir la introducción de la muestra en el canal. En un ejemplo, el fabricante puede detectar un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal modificado con el compuesto sensor y, durante la utilización, el usuario puede utilizar el valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica. Es decir, un fabricante del sistema de detección puede pretratar o modificar el canal para incluir un compuesto sensor. En este caso, el usuario puede requerir la introducción de la muestra y uno o más compuestos sensores adicionales en el canal.

Determinados sistemas de detección ejemplificativos pueden incluir un único canal. Determinados otros sistemas de detección ejemplificativos pueden incluir múltiples canales proporcionados sobre un único sustrato. Dichos sistemas de detección pueden incluir cualquier número adecuado de canales, incluyendo, aunque sin limitación, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20 canales.

En una forma de realización, el sistema de detección puede incluir una pluralidad de canales en la que por lo menos dos canales funcionan independientemente uno de otro. El canal ejemplificativo 104 y componentes asociados de las figuras 1A y 1B pueden reproducirse sobre el mismo sustrato para conseguir dicho sistema de detección multicanal. Los múltiples canales pueden utilizarse para detectar el mismo analito en la misma muestra, diferentes analitos en la misma muestra, el mismo analito en diferentes muestras y/o diferentes analitos en diferentes muestras.

En otra forma de realización, el sistema de detección puede incluir una pluralidad de canales en la que por lo menos dos canales funcionan cooperando entre sí. La figura 3 ilustra un sistema de detección ejemplificativo 300 que incluye un sustrato 302. El sustrato 302 puede incluir una pluralidad de canales 304, 306 que pueden utilizarse para detectar el mismo analito en la misma muestra. Aunque se representan dos canales, pueden proporcionarse más canales en el sistema de detección. La provisión de múltiples canales puede permitir funcionalidades de redundancia y comprobación de errores, de manera que diferentes resultados de detección de analito en los canales podrían indicar que el sistema de detección no está funcionando fiablemente y de manera que el mismo resultado en los canales podría indicar que el sistema de detección está funcionando fiablemente. En el primer caso, el sistema de detección podría necesitar reparación, recalibración o descarte.

Las primeras secciones extremas del primer canal 304 y del segundo canal 306 pueden incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una abertura de entrada común 308 en la que puede introducirse una muestra y uno o más compuestos sensores en el sistema de detección. Una segunda sección extrema del primer canal 304 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una primera abertura de entrada 310 y una segunda sección extrema del segundo canal 306 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una segunda abertura de salida 312. Las aberturas de salida 310 y 312 pueden no encontrarse en comunicación fluídica entre sí.

El sistema de detección 300 puede incluir los electrodos 314, 316A y 316B, que pueden estar eléctricamente conectados en o en proximidad a las secciones extremas dlos primer y segundo canal 304, 306. Los electrodos 314, 316A y 316B pueden conectar los canales 304, 306 a una fuente de tensión o energía 332 a fin de aplicar una diferencia de potencial entre la abertura de entrada 308 y la primera abertura de salida 310 y entre la abertura de entrada 308 y la segunda abertura de salida 312. De manera similar, el circuito de detección de analito 318 puede estar eléctricamente conectado en o en proximidad a las secciones extremas dlos primer y segundo canal 304, 306 a fin de determinar si la muestra introducida en ambos canales contiene un analito de interés.

Los componentes representados en la figura 3 que son iguales a los componentes representados en las figuras 1A y 1B se describen en relación a las figuras 1A y 1B.

En otra forma de realización, el sistema de detección puede incluir una pluralidad de canales en la que por lo menos dos canales funcionan cooperando entre sí. La figura 4 ilustra un sistema de detección ejemplificativo 400 que incluye un sustrato 402. El sustrato 402 puede incluir una pluralidad de canales 404, 406 que pueden utilizarse para detectar el mismo analito en muestras diferentes o diferentes analitos en la misma muestra. Aunque se representan dos canales, pueden proporcionarse más canales en el sistema de detección. La provisión de múltiples canales puede permitir la detección concurrente de múltiples analitos en la misma muestra o del mismo analito en múltiples muestras, mejorando de esta manera la velocidad y el rendimiento del sistema de detección.

Las primeras secciones extremas del primer canal 404 y del segundo canal 406 pueden incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una primera abertura de entrada común 408 en la que puede introducirse una muestra y uno o más compuestos sensores en el sistema de detección. Además, la primera sección extrema del primer canal 404 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una segunda abertura de entrada 414. La primera sección extrema del segundo canal 406 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una tercera abertura de entrada 416. La segunda y tercera aberturas de entrada 414, 416 pueden no encontrarse en comunicación fluídica entre sí.

Una segunda sección extrema del primer canal 404 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una primera abertura de salida 410 y una segunda sección extrema del segundo canal 406 puede incluir o encontrarse en comunicación fluídica con una segunda abertura de salida 412. Las aberturas de salida 410 y 412 pueden no encontrarse en comunicación fluídica entre sí.

El sistema de detección 400 puede incluir los electrodos 418, 420 y 422, que pueden estar eléctricamente conectados en o en proximidad a las secciones dlos primer y segundo canal 404, 406. Los electrodos pueden conectar eléctricamente los primer y segundo canal a una fuente de tensión o energía 436 a fin de aplicar una diferencia de potencial entre la primera abertura de entrada 408 y la primera abertura de salida 410 y entre la primera abertura de entrada 408 y la segunda abertura de salida 412. De manera similar, el circuito de detección de analito 424 puede estar eléctricamente conectado en o en proximidad a las secciones extremas dlos primer y segundo canal 404, 406 a fin de determinar si la muestra o muestras introducidas en los canales contiene uno o más analito de interés.

Los componentes representados en la figura 4 que son iguales a los componentes representados en las figuras 1A y 1B se describen en relación a las figuras 1A y 1B.

En un método ejemplificativo de utilización del sistema 400 de la figura 4, puede introducirse una muestra en la primera abertura de entrada común 408 y pueden introducirse primer y segundo conjuntos de compuestos sensores en las segunda y tercera aberturas de entrada 414 y 416, respectivamente. En consecuencia, basándose en las mediciones obtenidas en la primera y segunda secciones extremas del primer canal 404, el circuito de detección de analito 424 puede determinar si la muestra incluye un primer analito de interés (que interactúa con el primer compuesto sensor en el primer canal para formar un agregado). Basándose en las mediciones obtenidas en la primera y segunda sección extrema del segundo canal 406, el circuito de detección de analito 424 puede determinar si la muestra incluye un segundo analito de interés (que interactúa con el segundo compuesto sensor en el segundo canal para formar un agregado).

En otro método ejemplificativo de utilización, puede introducirse uno o más compuestos sensores la primera abertura de entrada común 408 y pueden introducirse primera y segunda muestra en la segunda y tercera aberturas de entrada 414 y 416, respectivamente. En consecuencia, basándose en las mediciones obtenidas en la primera y segunda secciones extremas del primer canal 404, el circuito de detección de analito 424 puede determinar si la primera muestra incluye un analito de interés que interactúa con el compuesto sensor en el primer canal para formar un agregado. Basándose en las mediciones obtenidas en la primera y segunda sección extrema del segundo canal 406, el circuito de detección de analito 424 puede determinar si la segunda muestra incluye el mismo analito de interés (que interactúa con el compuesto sensor en el segundo canal para formar un agregado).

En determinadas formas de realización, los sistemas ilustrados en las figuras 1A, 1B, 3 y 4 pueden utilizarse para determinar una concentración absoluta o relativa del analito basándose en uno o más valores de la propiedad eléctrica del canal. La concentración de un analito puede determinarse de esta manera debido a que los canales de los sistemas de detección ejemplificativos presentan una relación elevada de superficie interna a volumen. A bajas concentraciones del analito, la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, formas de realización ejemplificativas pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de un analito particular dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del analito. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar una concentración desconocida de un analito en una muestra.

Se presenta información detallada sobre las cargas superficiales en el canal para diferentes iones en los artículos siguientes, el contenido completo de los cuales se incorpora expresamente como referencia en la presente memoria. "Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels", M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur y H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310, y "Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels", K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus y S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307, 2011

La figura 5 es un dibujo esquemático del interior de un canal que incluye una superficie interna del canal 502, una capa inmóvil de fluido 504 que es inmediatamente contigua a la superficie interna del canal, una capa difusiva de fluido 506 que es inmediatamente contigua a la capa inmóvil, y una capa de flujo de fluido en masa 508 que es inmediatamente contigua a la capa difusiva. Se representan iones ejemplificativos en cada una de las capas de fluido. Tras la aplicación de una diferencia de potencial a lo largo de la longitud del canal, puede detectarse un valor de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal (por ejemplo, mediante el circuito de detección de analito 122). Puede utilizarse el circuito de comparación 126 para comparar el valor de propiedad eléctrica medido con un intervalo predeterminado de valores de la propiedad eléctrica que corresponden a una concentración particular o intervalo de valores de concentración del analito. La concentración determinada puede ser una concentración absoluta del analito o una concentración relativa del analito con respecto a las concentraciones de otra u otras sustancias en el canal.

Las figuras 6A y 6B son gráficos que muestran valores de conductividad medidos en un canal para diferentes casos de ensayo. En cada caso de ensayo, se utiliza una concentración relativa diferente de un analito respecto a las concentraciones de dos sustancias adicionales (en este caso, amonio y peróxido de hidrógeno), y se determina el valor de conductividad correspondiente en el canal. En una forma de realización, se utiliza Standard Clean 1, o SC1, como solución en los casos de ensayo. Los detalles de SC1 pueden encontrarse en internet. Las proporciones de las concentraciones de las tres sustancias en los casos de ensayo representados en las figuras 6A y 6B se presentan en la TABLA 1, que proporciona relaciones de casos de ensayo para la concentración de SC1 respecto a la concentración de peróxido de hidrógeno a la concentración de amonio.

Tabla 1

A menor concentración de un analito, más fácil resulta medir las diferencias de concentración relativa entre analito y otras sustancias. Por ejemplo, a relaciones de concentración de 1000:1:1, pueden conseguirse sensibilidades de detección del orden de 1 a 10 ppm en el sistema de detección ejemplificativo. A relaciones de concentración de 350:1:1, pueden conseguirse sensibilidades de detección del orden de 100 ppm. A relaciones de concentración de 5:1:1, pueden conseguirse sensibilidades de detección del orden de 10.000 ppm.

El sustrato 102, el canal 104 y el cubreobjetos 114 de las figuras 1A y 1B pueden formarse en vidrio en determinadas formas de realización. Las condiciones biológicas representan una barrera a la utilización de implantes derivados de vidrio debido a la lenta disolución del vidrio en los fluidos biológicos y la adhesión de proteínas y moléculas pequeñas a la superficie del vidrio. En determinadas formas de realización ejemplificativas, la modificación superficial con una monocapa autoensamblada ofrece un enfoque para modificar las superficies de vidrio para la detección y análisis de analitos. En determinadas formas de realización, por lo menos una parte de la superficie interna 106 del canal 104 y/o de la superficie interna del cubreobjetos 114 puede pretratarse o modificarse covalentemente para incluir o ser recubierta con un material que permita la unión covalente específica de un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o una o más sondas de ácidos nucleicos para la detección de ácidos nucleicos) a la superficie interna.

Entre los materiales ejemplificativos que pueden utilizarse para modificar la superficie interna del canal y/o el cubreobjetos se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, un compuesto de silano (por ejemplo, triclorosilano, alquilsilano, trietoxisilano y perfluorosilano), sulfona zwiteriónica, poli(6-9)etilenglicol (PEG), perfluorooctilo, fluoresceína, un aldehído, un compuesto de grafeno y similares. La modificación covalente de la superficie interna del canal puede evitar la absorción no específica de determinadas moléculas. En un ejemplo, la modificación covalente de la superficie interna puede permitir la unión covalente de moléculas de compuesto sensor a la superficie interna, evitando simultáneamente la absorción no específica de otras moléculas a la superficie interna.

A título de ejemplo de un material de modificación, los alquilsilanos son un grupo de moléculas que forman monocapas covalentes sobre las superficies de silicio y vidrio. Los alquilsilanos presentan tres zonas diferentes: un grupo de cabeza circundado por buenos grupos salientes, una cadena alquilo larga y un grupo de extremo terminal. El grupo de cabeza, que habitualmente contiene un halógeno, alcoxi u otro grupo saliente, permite que la molécula se ancle covalentemente a la superficie de vidrio sólida bajo las condiciones de reacción apropiadas. La cadena alquilo contribuye a la estabilidad y orden de la monocapa mediante interacciones de Vander-Waals, lo que permite el ensamblaje de una monocapa bien ordenada. El grupo de extremo terminal permite la funcionalización y ajustabilidad de las propiedades de superficie químicas mediante la utilización de técnicas entre las que se incluyen, aunque sin limitación, reacciones de sustitución nucleofílica, química click o reacciones de polimerización.

En una técnica ejemplificativa de tratar la superficie interna con un compuesto de silano, se produce una solución. La solución puede ser de entre 0.1% y 4% v/v (en el caso de que el silano sea líquido) o p/v (en el caso de que el silano sea sólido) de cloro-, tricloro-, trimetoxi- o trietoxi-silano en el solvente apropiado (por ejemplo, tolueno para los trimetoxisilanos o trietoxisilanos, etanol para clorosilanos o triclorosilanos, o agua con un pH de entre 3.5 y 5.5 para los trimetoxisilanos). La solución puede filtrarse a través de un filtro de acetato de celulosa libre de surfactante (SFCA) de 0.2 micrómetros. Pueden añadirse 10 ^l de la solución de silano filtrada a una abertura del canal y dejar que el capilar llene el canal. Lo anterior puede observarse o no mediante microscopía óptica y puede requerir entre cinco y cuarenta minutos, según la composición de solvente. Tras completar el llenado capilar, pueden añadirse 10 ^l de la solución de silano filtrada a las aberturas restantes del canal. A continuación, el canal entero puede sumergirse en la solución de silano filtrada y dejarse reaccionar durante un tiempo deseado (por ejemplo, 1 a 24 horas) a una temperatura deseada (por ejemplo, 20°C a 80°C, según el silano y composición de solvente específicos utilizados para la modificación). Tras superar el tiempo de reacción deseado, el procedimiento de silanización puede desactivarse utilizando una de las técnicas siguientes, y puede añadirse una cantidad catalítica de ácido acético a modificaciones de superficie basadas en tolueno o etanol en algunos casos.

En una técnica ejemplificativa de desactivación, el canal entero puede transferirse a un recipiente llenado con etanol filtrado por SFCA de 0,2 micrómetros y almacenarse hasta el tiempo deseado de utilización o la modificación posterior. En otra técnica ejemplificativa de desactivación, el canal puede lavarse electrocinéticamente con una composición de solvente apropiada. En una técnica electrocinética de lavado para la modificación con tolueno de un canal, se impulsa tolueno electrocinéticamente por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido del impulso electrocinético de etanol por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido del impulso electrocinético de una mezcla 1:1 de etanol:agua por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido de un impulso electrocinético final de agua por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V durante 5 a 15 minutos. El funcionamiento correcto del canal puede confirmarse mediante la medición de la corriente a un campo aplicado de 1000 V a un tampón de borato sódico 50 mM en el canal (proporcionando una lectura de corriente de aproximadamente 330 nA basada en las dimensiones del canal) y la nueva adición de agua ultrapura (por ejemplo, MilliQ ultrapura) al mismo campo aplicado, proporcionando una corriente inferior a 20 nA, aunque superior a cero.

La TABLA 2 resume determinados materiales ejemplificativos que pueden utilizarse para modificar una superficie interna de un canal y/o una superficie interna de un cubreobjetos que cubre el canal.

Tabla 2

III. Técnicas ejemplificativas de detección de analitos

Las técnicas ejemplificativas permiten la detección de uno o más analitos de interés en una muestra utilizando uno o más compuestos sensores. Las técnicas ejemplificativas pueden utilizar uno o más compuestos sensores que es conocido que interactúan con un analito, en caso de hallarse presente en la muestra, para causar la producción de un agregado. Las técnicas ejemplificativas permiten la detección de iones de mercurio (II) o de plata (I) utilizando uno o más compuestos sensores (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio o TPEA2 para la detección de plata). En determinados casos, las moléculas de TPET2 y los iones de mercurio (II) interactúan formando un agregado que bloquea sustancialmente el flujo de fluido en el canal y en consecuencia causa una reducción de la corriente eléctrica y de la conductividad. TPET2 presenta la fórmula molecular siguiente: C42H40N4O6. TPET2 presenta la estructura siguiente:

En determinados casos, las moléculas de TPEA2 y los iones de plata (I) interactúan formando un agregado que bloquea sustancialmente el flujo de fluido en el canal y en consecuencia causa una reducción de la corriente eléctrica y de la conductividad. TPEA2 presenta la estructura siguiente:

En determinadas formas de realización, los electrodos utilizados en el sistema de detección pueden ser metálicos, por ejemplo de aluminio, manganeso y platino.

Las técnicas ejemplificativas pueden introducir tanto la muestra como el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) en un canal en el sistema de detección que está especialmente configurado y dimensionado para permitir la detección de analitos (por ejemplo, mercurio o plata). En determinadas formas de realización, el canal puede configurarse de manera que su profundidad y/o su anchura sean sustancialmente iguales o inferiores a un diámetro de la partícula agregada. Tras la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor en el canal, la formación del agregado puede indicar la presencia del analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra, mientras que la ausencia del agregado puede indicar la ausencia del analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido no se encuentre inhibido (por ejemplo, debido a la ausencia de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido (por ejemplo, partículas o iones de analito) pueden viajar a lo largo de una parte de la longitud del canal en un sistema de detección a lo largo del eje y desde una abertura de entrada hacia una abertura de salida 112. El movimiento de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un primer valor o intervalo de valores "de referencia" (por ejemplo, de una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) (por ejemplo, por un circuito de detección de analito) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunas formas de realización, los valores de la propiedad eléctrica pueden monitorizarse continua o periódicamente durante un periodo de tiempo hasta que los valores alcanzan un equilibrio (por ejemplo, por un circuito de equilibrado). Uno de los valores puede seleccionarse como el valor de propiedad eléctrica de referencia a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica se refiere a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra en el canal. El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica se refiere a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra y un compuesto sensor en el canal. Es decir, el valor de referencia es un valor que caracteriza el canal antes de la interacción entre analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra y en el compuesto sensor. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo posterior a la introducción del compuesto sensor en el canal, aunque antes de la introducción de la muestra en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo anterior a la introducción de la muestra o del compuesto sensor en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede estar predeterminado y almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio a partir del que puede accederse al mismo.

Sin embargo, en el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido se encuentre parcial o completamente bloqueado (por ejemplo, debido a la formación de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido (por ejemplo, partículas de analito o iones) podrían no poder viajar libremente a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal a lo largo del eje y desde la abertura de entrada hacia la abertura de salida. El movimiento dificultado o detenido de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un segundo valor o intervalo de valores (por ejemplo, de una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunas formas de realización, puede dejarse que pase un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de tanto muestra como compuesto sensor en el canal antes de la detección del segundo valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, uno o más valores de la propiedad eléctrica pueden monitorizarse continua o periódicamente durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de tanto muestra como compuesto sensor hasta que los valores alcancen un equilibrio. Uno de los valores detectados puede seleccionarse como el segundo valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El segundo valor de propiedad eléctrica se compara con el primer valor o valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el segundo valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de reducción de la corriente o conductividad (o incremento de la resistividad), puede determinarse que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el analito de interés (por ejemplo, mercurio o plata).

En algunos casos, la formación de un agregado eléctricamente conductor puede potenciar el camino eléctrico a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En este caso, el tercer valor o intervalo de valores de la propiedad eléctrica (por ejemplo, una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) puede detectarse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunas formas de realización, puede dejarse que pase un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de tanto muestra como compuesto sensor en el canal antes de la detección del tercer valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, uno o más valores de la propiedad eléctrica pueden monitorizarse continua o periódicamente durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de tanto muestra como compuesto sensor hasta que los valores alcancen un equilibrio. Uno de los valores puede seleccionarse como el tercer valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El tercer valor de propiedad eléctrica se compara con el valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el tercer valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de incremento de la corriente o conductividad (o reducción de la resistividad), puede determinarse que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el analito de interés en la muestra.

En determinadas formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede encontrarse libre del compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata). Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. Es decir, durante la utilización, el usuario puede requerir la introducción de tanto compuesto sensor como la muestra en el canal.

En un ejemplo, el usuario puede introducir el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) y la muestra en el canal concurrentemente, por ejemplo en una mezcla de compuesto sensor y muestra. En este caso, puede detectarse un valor de referencia de una propiedad eléctrica en el canal antes de la introducción de la mezcla, y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica después de la introducción de la mezcla. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede introducir el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) y la muestra en el canal concurrentemente, por ejemplo en una mezcla de compuesto sensor y muestra. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. Puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica después de la introducción de la mezcla de la muestra y el compuesto sensor en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede introducir en primer lugar el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) en el canal y detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia con solo el compuesto sensor en el canal. El usuario posteriormente puede introducir la muestra en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede introducir en primer lugar el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) en el canal y puede posteriormente introducir la muestra en el canal. A continuación, el usuario puede detectar la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. La comparación del valor almacenado de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede primer lugar introducir la muestra en el canal y posteriormente puede introducir el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio o TPEA2 para la detección de plata) en el canal. A continuación, el usuario puede detectar el valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. La comparación del valor almacenado de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En determinadas otras formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede pretratarse o modificarse de manera que por lo menos una parte de la superficie interna del canal incluya o se recubra con un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, TPEA2 para la detección de plata. Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. En este caso, el usuario podría solo requerir la introducción de la muestra en el canal.

En un ejemplo, el fabricante puede detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal con el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) y puede almacenar el valor de propiedad eléctrica de referencia en un medio de almacenamiento no transitorio. Durante la utilización, el usuario puede introducir la muestra en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. El valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica puede accederse o recuperarse a partir del medio de almacenamiento. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal con el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) antes de introducir la muestra en el canal. El usuario posteriormente puede introducir la muestra en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

Las figuras 7A y 7B son diagramas de flujo que ilustran un método ejemplificativo 700 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 702, un compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata) en un tampón de electrolito puede introducirse en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo el llenado capilar o el llenado electrocinético. Alternativamente, en la etapa 702, por lo menos una parte de una superficie interna del canal puede tratarse para incluir o recubrirse con el compuesto sensor (por ejemplo, TPET2 para la detección de mercurio, o TPEA2 para la detección de plata). En la etapa 704, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 706, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

La introducción del compuesto sensor en el canal puede causar cambios transitorios en las propiedades eléctricas del canal. Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 708 un primer grupo de dos o más valores que se había detectado en la etapa 706 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza predeterminada o rango de tolerancia. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 706 para detectar valores adicionales de la propiedad eléctrica. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 710.

En la etapa 710, puede seleccionarse un primer valor o valor de referencia a partir del primer grupo de la propiedad eléctrica. Puede utilizarse el primer valor de la propiedad eléctrica para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) del canal antes de cualquier introducción de tanto la muestra como el compuesto sensor en el canal.

En una forma de realización alternativa, puede accederse al primer valor o valor de referencia a partir de un almacenamiento o memoria no transitorio, y puede no resultar necesario detectarse en las etapas 704-710, provocando que las etapas 704-710 resulten innecesarias en la presente forma de realización.

En la etapa 711, en algunas formas de realización, el tampón de electrolito que incluye las moléculas de TPET2 o las moléculas de TPEA2 puede eliminarse de la abertura de entrada del canal por el que se ha introducido. Dicha etapa garantiza que la posterior introducción de la muestra en la abertura de entrada no cause una interacción entre las moléculas de TPET2 o las moléculas de TPEA2 y la muestra en la abertura de entrada. Dicha etapa garantiza que, por el contrario, cualquiera de dichas interacciones tenga lugar dentro de la longitud del canal y no en la abertura de entrada.

En la etapa 712, puede introducirse una muestra en un tampón de electrolito en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético.

Aunque el método ilustrado en las figuras 7A y 7B indica que el compuesto sensor se introduce en el canal antes de la introducción de la muestra, otra forma de realización del método puede implicar la introducción de la muestra en el canal antes de la introducción del compuesto sensor. Es decir, la muestra puede introducirse en el canal en la etapa 702 y el compuesto sensor puede introducirse en el canal en la etapa 712. Todavía otra forma de realización puede implicar la premezcla de la muestra y el compuesto sensor, y la introducción de la premezcla de una vez en el canal. En el caso de la premezcla, puede detectarse un valor de propiedad eléctrica de referencia antes de la introducción de la premezcla en el canal, y puede detectarse un segundo valor de la propiedad eléctrica después de la introducción de la premezcla en el canal. El segundo valor puede compararse con el valor de referencia a fin de determinar si un analito (por ejemplo, mercurio o plata) se encuentra presente en la muestra.

En la etapa 714, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 716, mientras se aplica una diferencia de potencial, pueden detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

La introducción de la muestra en el canal puede causar cambios transitorios en la corriente eléctrica que se conduce a lo largo del canal. Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 718 un segundo grupo de dos o más valores que se habían detectado en la etapa 716 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o rango de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 716 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 720. En la etapa 720, puede seleccionarse un segundo valor a partir del segundo grupo de la propiedad eléctrica. El segundo valor puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción en el mismo de tanto la muestra como el compuesto sensor.

En la etapa 722, puede determinarse la diferencia entre la magnitud del primer valor o valor de referencia (determinada en la etapa 710) y la magnitud del segundo valor (determinada en la etapa 720). En la etapa 724, puede determinarse que si la diferencia determinada en la etapa 722 satisface un umbral predeterminado, por ejemplo en el caso de que la diferencia sea superior a un valor predeterminado o en el caso de que la diferencia se encuentre comprendida en un intervalo predeterminado.

En el caso de que la muestra incluya un analito particular (por ejemplo, mercurio o plata) que se someta a un tipo de interacción particular con el compuesto sensor, la introducción de ambos, la muestra y el compuesto sensor, en el canal puede causar el tipo particular de interacción. A la inversa, en el caso de que la muestra no incluya el analito particular (por ejemplo, mercurio o plata), la introducción de ambos, la muestra y el compuesto sensor, en el canal puede no causar el tipo particular de interacción. De esta manera, en el caso de que la interacción particular cause un cambio en la corriente eléctrica o conductividad en el canal, la detección del cambio esperado en la etapa 724 puede indicar la presencia del analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

De esta manera, en el caso de que se determine en la etapa 724 que la diferencia entre los primer y segundo valores es superior al umbral predeterminado, puede determinarse en la etapa 730 que la muestra contiene el analito para el que se realiza el análisis (por ejemplo, mercurio o plata). A continuación, en la etapa 732, una indicación de que la muestra contiene el analito (por ejemplo, mercurio o plata) puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 732, una indicación de que la muestra contiene el analito (por ejemplo, mercurio o plata) puede representarse en un dispositivo de representación.

Por otra parte, en el caso de que se determine en la etapa 724 que la diferencia entre los primer y segundo valores es inferior al umbral predeterminado, puede determinarse en la etapa 726 que la muestra no contiene el analito para el que se realiza el análisis (por ejemplo, mercurio o plata). A continuación, en la etapa 728, una indicación de que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, mercurio o plata) puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 728, una indicación de que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, mercurio o plata) puede representarse en un dispositivo de representación.

Entre los umbrales ejemplificativos pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, 5 a 100 nA en determinados casos no limitativos.

Con respecto a la detección de mercurio, entre los umbrales ejemplificativos pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, 5 a 100 nA en determinados casos no limitativos. En un ejemplo, un canal de 100 nm puede llenarse capilarmente con un tampón de electrolito (por ejemplo, tetraborato sódico disuelto en agua y acetonitrilo en una relación 2:1, tetraborato sódico 50 mM:acetonitrilo) durante aproximadamente cinco minutos mediante la adición de aproximadamente 10 pl de tampón de electrolito por uno de las aberturas de canal. Tras completar el llenado del canal, pueden añadirse aproximadamente 10 pl de tampón de electrolito a la otra abertura de canal y a continuación se insertan electrodos conectados con un amperímetro Kiethley 2410 en las aberturas del canal y se aplica un diferencial de 500 V o -500 V hasta obtener una corriente estable (aproximadamente 29 a 31 nA para 500 V y aproximadamente -29 a -31 nA para -500 V). Aproximadamente 2 pl de solución que contiene 100 pM de monohidrato de nitrato de mercurio (II) (que es ele analito) en tampón de electrolito (2:1 borato sódico 50 mM:acetonitrilo) y puede aplicarse un diferencial de 500 V o -500 voltios hasta obtener una corriente estable (aproximadamente 28 a 29 nA para 500 V y aproximadamente -29 a -31 nA para -500 V). La muestra de nitrato de mercurio en tampón puede extraerse de las aberturas del canal para sustituirla por aproximadamente 5 pl de una solución que contiene 20 pM de TPET2 en tampón de electrolito (2:1 borato sódico 50 mM:acetonitrilo) que se añaden a cada abertura de canal. El campo eléctrico puede conmutarse intermitentemente entre 500 V y -500 V para inducir la mezcla en ciclos de 30 segundos. Pueden detectarse corrientes estables de diferentes magnitudes con independencia de la dirección del campo eléctrico (aproximadamente 29 a 33 nA para 500 V y aproximadamente -37 a -40 nA para -500 V).

Con respecto a la detección de plata, entre los umbrales ejemplificativos pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, 5 a 100 nA en determinados casos no limitativos. En un ejemplo, un canal de 100 nm puede llenarse capilarmente con un tampón de electrolito (por ejemplo, tetraborato sódico disuelto en agua y tetrahidrofurano en una relación 5:1, tetraborato sódico 45 mM:tetrahidrofurano) durante aproximadamente cinco o diez minutos mediante la adición de aproximadamente 10 pl de tampón de electrolito por uno de las aberturas de canal. Tras completar el llenado del canal, pueden añadirse aproximadamente 10 pl de tampón de electrolito a la otra abertura de canal y a continuación se insertan electrodos conectados con un amperímetro Kiethley 2410 en las aberturas del canal y se aplica un diferencial de 1000 V o -1000 V hasta obtener una corriente estable (aproximadamente 45 nA para 1000 V y aproximadamente -45 nA para -1000 V). Se introducen aproximadamente 40 pM de TPEA2 en 5:1 borato 50 mM:tetrahidrofurano en el canal y se aplica un diferencial de potencial de 1000 V o -1000 V hasta obtener una corriente estable (aproximadamente 40 a 43 nA durante 1000 V y aproximadamente -40 a -43 nA para -1000 V). El tampón TPEA2 puede eliminarse de solo una o de ambas aberturas de canal y sustituirse por aproximadamente 5 pl de una solución de muestra. La solución de muestra puede contener o no iones de plata. En un ejemplo, en el caso de que la solución de muestra sea una que contiene iones de plata, la solución de muestra puede contener aproximadamente 200 pM de nitrato de plata (I) en tampón de electrolito (relación de aproximadamente 5:1 de borato sódico 50 mM:tetrahidrofurano). Tras introducir la solución de muestra en el canal, puede aplicarse una diferencia de potencial de 1000 V entre electrodos y el campo se conmuta intermitentemente a -1000 V para inducir la mezcla. Pueden utilizarse ciclos de aproximadamente 30 segundos a 1000 V y -1000 V para inducir la mezcla de la muestra y la corriente eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de los canales puede detectarse en ambos campos aplicados. Con un campo aplicado de aproximadamente 1000 V, se detecta una corriente eléctrica de aproximadamente 43 a 46 nA en determinados casos, y con un campo aplicado de -1000 V, se detecta una corriente eléctrica de -60 a -63 nA en determinados casos.

En determinadas formas de realización, el canal puede prepararse para la reutilización para el posterior análisis de muestras. En la etapa 736, puede introducirse un agente de desagregación en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El agente de desagregación puede seleccionarse de manera que la interacción entre el agente de desagregación y el agregado formado en el canal causan que el agregado se disuelva o se desintegre. A continuación, el canal puede llenarse con un tampón de electrolito para enjuagar el canal y permitir la introducción de una muestra y un compuesto sensor en el canal. En un ejemplo, puede prepararse un canal que incluye un agregado para la reutilización mediante lavado del canal con dimetilsulfóxido introducido en el canal con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nódulos de entrada y salida, seguido del lavado con hidróxido sódico 10 mM introducido en el canal con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con ácido clorhídrico 1 M introducido en el canal con una diferencia de potencial de 100 V aplicada entre los nodos de entrada y salida. En otro ejemplo, puede prepararse un canal que incluye un agregado para la reutilización mediante lavado del canal con dimetilsulfóxido introducido en el canal durante diez minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con ácido clorhídrico 1 M en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 100 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con tetraborato sódico 100 mM introducido en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido de agua MilliQ de 18 MegaOhm introducida en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida.

En determinadas formas de realización, en la etapa 734, antes de la desintegración del agregado, puede determinarse una concentración absoluta o relativa de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) basándose en un valor de la propiedad eléctrica del canal. La concentración de un analito puede determinarse de esta manera debido a que los canales de los sistemas de detección ejemplificativos presentan una relación elevada de superficie interna a volumen. A bajas concentraciones del analito, la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, formas de realización ejemplificativas pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de un ion analito particular (por ejemplo, iones de mercurio o plata) dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del ion analito. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar una concentración desconocida de un analito en una muestra. Se presenta información detallada sobre las cargas superficiales en el canal para diferentes iones en los artículos siguientes, el contenido completo de los cuales se incorpora expresamente como referencia en la presente memoria: "Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels", M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur y H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310, 2011 y "Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels", K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus y S. Pennathur. Phys. Review E. 83, 5, 056307, 2011

La figura 5 es un dibujo esquemático del interior de un canal que incluye una superficie interna del canal 502, una capa inmóvil de fluido 504 que es inmediatamente contigua a la superficie interna del canal, una capa difusiva de fluido 506 que es inmediatamente contigua a la capa inmóvil, y una capa de flujo de fluido en masa 508 que es inmediatamente contigua a la capa difusiva. Se representan iones ejemplificativos en cada una de las capas de fluido. Tras la aplicación de una diferencia de potencial a lo largo de la longitud del canal, puede detectarse un valor de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal (por ejemplo, mediante el circuito de detección de analito 122). Puede utilizarse el circuito de comparación 124 para comparar el valor de propiedad eléctrica medido con un intervalo predeterminado de valores de la propiedad eléctrica que corresponden a una concentración particular o intervalo de valores de concentración del analito (por ejemplo, mercurio o plata). La concentración determinada puede ser una concentración absoluta del analito (por ejemplo, mercurio o plata) o una concentración relativa del analito (por ejemplo, mercurio o plata) con respecto a las concentraciones de otra u otras sustancias en el canal.

Las figuras 6A y 6B son gráficos que muestran valores de conductividad medidos en un canal para diferentes casos de ensayo. En cada caso de ensayo, se utiliza una concentración relativa diferente de un analito respecto a las concentraciones de dos sustancias adicionales (en este caso, amonio y peróxido de hidrógeno), y se determina el valor de conductividad correspondiente en el canal. En una forma de realización, se utiliza Standard Clean 1, o SC1, como solución en los casos de ensayo. Los detalles de SC1 pueden encontrarse en internet. Las proporciones de concentración de las tres sustancias en los casos de ensayo representados en las figuras 6A y 6B se han presentado en la Tabla 1, anteriormente.

Otra técnica ejemplificativa para detectar el analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) puede implicar la detección de la presencia de un comportamiento similar a un diodo en el canal que está causado por la formación de un agregado de analito en el canal. En ausencia de un agregado, la aplicación de una diferencia de potencial que presenta una magnitud sustancialmente similar (por ejemplo, 500 V) puede resultar en una magnitud sustancialmente igual de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente) detectada a lo largo de la longitud del canal con independencia de la dirección de aplicación de la diferencia de potencial o campo eléctrico. En el caso de que la diferencia de potencial en la longitud del canal en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo es una abertura de entrada 110 en o en proximidad a un primer extremo del canal y de manera que el electrodo negativo se encuentre en una abertura de salida 112 en o en proximidad a un segundo extremo del canal), la corriente resultante puede ser sustancialmente igual en magnitud a la corriente resultante en el caso de que se aplique la diferencia de potencial en la dirección contraria (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo se encuentre en la abertura de salida 112 y de manera que el electrodo negativo se encuentre en la abertura de entrada 110).

La formación de un agregado en el canal puede causar un comportamiento similar a un diodo en el que la inversión de la dirección de la diferencia de potencial aplicada o campo eléctrico causa un cambio en la propiedad eléctrica detectada en el canal. El comportamiento similar a un diodo causa que la corriente eléctrica detectada varíe en magnitud con la dirección del campo eléctrico. Al aplicar el campo eléctrico o diferencia de potencial en la primera dirección, la magnitud de la corriente eléctrica puede ser de diferente magnitud que en el caso de que la diferencia de potencial o campo eléctrico se aplique en la dirección contraria. De esta manera, la comparación entre un primer valor de una propiedad eléctrica (detectada al aplicar una diferencia de potencial en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal) y un segundo valor de una propiedad eléctrica (detectado en el caso de que se aplique una diferencia de potencial en una segunda dirección contraria a lo largo de la longitud del canal) puede permitir la detección de un agregado y, de esta manera, la detección del analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) en la muestra. En el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente igual, puede determinarse que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata). Por otra parte, en el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente desigual, puede determinarse que la muestra contiene el analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata). En otras palabras, la suma de los valores de la propiedad eléctrica (positiva en una dirección, negativa en la otra dirección) es sustancialmente cero en ausencia de un agregado y sustancialmente no cero en presencia de un agregado. Las figuras 8A y 8B son diagramas de flujo que ilustran un método ejemplificativo general 750 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito en una muestra. En la etapa 752, puede introducirse un compuesto sensor en un tampón de electrolito y una muestra en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El compuesto sensor y la muestra puede introducirse concurrente o separadamente. En una forma de realización, por lo menos una parte de una superficie interna del canal puede tratarse para incluir o recubrirse con el compuesto sensor. En la etapa 754, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y). En la etapa 756, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 758 un primer grupo de dos o más valores que se había detectado en la etapa 756 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o rango de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 756 para detectar valores adicionales de la propiedad eléctrica. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 760.

En la etapa 760, puede seleccionarse un primer valor a partir del primer grupo de la propiedad eléctrica. Puede utilizarse el primer valor de la propiedad eléctrica para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) del canal al aplicar un campo eléctrico en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y).

En la etapa 762, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión en una segunda dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y). La segunda dirección puede ser sustancialmente contraria a la primera dirección. En la etapa 764, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 766 un segundo grupo de dos o más valores que se había detectado en la etapa 764 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o rango de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 764 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 768. En la etapa 768, puede seleccionarse un segundo valor a partir del segundo grupo de la propiedad eléctrica. El segundo valor puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción en el mismo de tanto la muestra como el compuesto sensor.

En la etapa 770, puede determinarse la diferencia entre la magnitud del primer valor (determinado en la etapa 760) y la magnitud del segundo valor (determinado en la etapa 768). En la etapa 772, puede determinarse que si la diferencia determinada en la etapa 770 satisface un umbral predeterminado, por ejemplo en el caso de que la diferencia sea superior a un valor predeterminado o en el caso de que la diferencia se encuentre comprendida en un intervalo predeterminado.

En el caso de que se determine en la etapa 772 que la diferencia entre los primer y segundo valores satisfaga el umbral predeterminado (por ejemplo, que la diferencia de magnitudes sea sustancialmente no cero), puede determinarse en la etapa 778 que la muestra contiene el analito para el que se realiza el análisis (por ejemplo, iones de mercurio o plata). A continuación, en la etapa 780, una indicación de que la muestra contiene el analito puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 780, una indicación de que la muestra contiene el analito puede representarse en un dispositivo de representación.

Por otra parte, en el caso de que se determine en la etapa 772 que la diferencia entre los primer y segundo valores satisfaga el umbral predeterminado (por ejemplo, que la diferencia de magnitudes sea sustancialmente cero), puede determinarse en la etapa 774 que la muestra no contiene el analito para el que se realiza el análisis (por ejemplo, iones de mercurio o plata). A continuación, en la etapa 776, una indicación de que la muestra no contiene el analito puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 776, una indicación de que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) puede representarse en un dispositivo de representación.

En determinados casos, en el caso de que la diferencia de magnitud entre los primer y segundo valores sea superior al umbral, puede determinarse que la muestra contiene el analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata). De otra manera, puede determinarse que la muestra no contiene el analito (por ejemplo, iones de mercurio (Hg) o iones de plata (Ag)). En determinados ejemplos no limitativos, el umbral puede ser de entre aproximadamente 1 nA y aproximadamente 3 nA.

En un ejemplo en el que la presencia de iones de mercurio (II) se detecta mediante TPET2 (C42H40N4O6), la interacción entre los iones de mercurio y TPET2 resulta en la formación de un agregado en el canal. En ausencia del agregado de mercurio, los primer y segundo valores de la propiedad eléctrica pueden ser sustancialmente iguales. Por ejemplo, al llenar el canal con 2:1 borato 50 mM:acetonitrilo (sin un agregado), se detecta un primer valor de la corriente de 32 nA a 33 nA al aplicar una diferencia de potencial de 500 V en una primera dirección, y se detecta un segundo valor de la corriente, de -31 nA a -32 nA, en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -500 V en una segunda dirección contraria. De manera similar, en el caso de que el canal se llene con una solución de nitrato de mercurio (II) 100 pM en 2:1 borato 50 mM:acetonitrilo (que no presenta un compuesto sensor y no presenta un agregado), se detecta un primer valor de corriente de 29 nA a 31 nA en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de 500 V en una primera dirección, y un segundo valor de corriente de 28 nA a 30 nA se detecta en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -500 V en una segunda dirección contraria. Es decir, la diferencia entre las magnitudes de los dos valores de propiedad eléctrica es sustancialmente cero (por ejemplo, 0 a 3 nA). En otras palabras, los dos valores de propiedad eléctrica son sustancialmente iguales, indicando la ausencia de un agregado de mercurio en el canal. En contraste, en presencia de un agregado de mercurio en el presente ejemplo, los primer y segundo valores de la propiedad eléctrica pueden no ser iguales, es decir, sustancialmente diferentes. Por ejemplo, en el caso de que se encuentre presente un agregado de mercurio en el canal (tras la introducción de tanto la muestra que contiene mercurio como TPET2 en el canal), se detecta un primer valor de la corriente de 29 nA a 33 nA al aplicar una diferencia de potencial de 500 V en una primera dirección, y se detecta un segundo valor de la corriente, de -37 nA a -40 nA, en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -500 V en una segunda dirección contraria. Es decir, la diferencia entre las magnitudes de los dos valores de propiedad eléctrica no es de cero (por ejemplo, 7 a 8 nA). En otras palabras, los dos valores de propiedad eléctrica son sustancialmente no iguales, indicando la presencia de un agregado de mercurio en el canal.

En un ejemplo en el que la presencia de iones de plata (I) se detecta mediante TPEA2 la interacción entre los iones de plata y TPEA2 resulta en la formación de un agregado en el canal. En ausencia del agregado de plata, los primer y segundo valores de la propiedad eléctrica pueden ser sustancialmente iguales. Por ejemplo, al llenar el canal con 5:1 tetraborato sódico 45 mM:tetrahidrofurano (sin un agregado), se detecta un primer valor de la corriente de 45 nA al aplicar una diferencia de potencial de 1000 V en una primera dirección, y se detecta un segundo valor de la corriente, de -45 nA, en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -1000 V en una segunda dirección contraria. De manera similar, en el caso de que el canal se llene con TPEA240 pM en 5:1 borato 50 mM:tetrahidrofurano (que no presenta un compuesto sensor y no presenta un agregado), puede detectarse un primer valor de corriente de 40 nA a 43 nA en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de 1000 V en una primera dirección, y un segundo valor de corriente de -40 nA a -43 nA se detecta en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -1000V en una segunda dirección contraria. Es decir, la diferencia entre las magnitudes de los dos valores de propiedad eléctrica es sustancialmente cero (por ejemplo, 0 a 3 nA). En otras palabras, los dos valores de propiedad eléctrica son sustancialmente iguales, indicando la ausencia de un agregado de plata en el canal. En contraste, en presencia de un agregado de plata en el presente ejemplo, los primer y segundo valores de la propiedad eléctrica pueden no ser iguales, es decir, sustancialmente diferentes. Por ejemplo, en el caso de que se encuentre presente un agregado de plata en el canal (tras la introducción de tanto la muestra que contiene plata como TPEA2 en el canal), se detecta un primer valor de la corriente de 43 nA a 46 nA al aplicar una diferencia de potencial de 1000 V en una primera dirección, y se detecta un segundo valor de la corriente, de -60 nA a -63 nA, en el caso de que se aplique una diferencia de potencial de -1000V en una segunda dirección contraria. Es decir, la diferencia entre las magnitudes de los dos valores de propiedad eléctrica no es de cero. En otras palabras, los dos valores de propiedad eléctrica son sustancialmente no iguales, indicando la presencia de un agregado de plata en el canal.

En determinadas formas de realización, el canal puede prepararse para la reutilización para el posterior análisis de muestras. En la etapa 784, puede introducirse un agente de desagregación en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El agente de desagregación puede seleccionarse de manera que la interacción entre el agente de desagregación y el agregado formado en el canal causan que el agregado se disuelva o se desintegre. A continuación, el canal puede llenarse con un tampón de electrolito para enjuagar el canal y permitir la introducción de una muestra y un compuesto sensor en el canal. En un ejemplo, puede prepararse un canal que incluye un agregado para la reutilización mediante lavado del canal con dimetilsulfóxido introducido en el canal con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nódulos de entrada y salida, seguido del lavado con hidróxido sódico 10 mM introducido en el canal con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con ácido clorhídrico 1 M introducido en el canal con una diferencia de potencial de 100 V aplicada entre los nodos de entrada y salida. En otro ejemplo, puede prepararse un canal que incluye un agregado para la reutilización mediante lavado del canal con dimetilsulfóxido introducido en el canal durante diez minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con ácido clorhídrico 1 M en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 100 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido del lavado con tetraborato sódico 100 mM introducido en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida, seguido de agua MilliQ de 18 MegaOhm introducida en el canal durante 10 minutos con una diferencia de potencial de 500 V aplicada entre los nodos de entrada y salida.

En determinadas formas de realización, en la etapa 782, antes de la desintegración del agregado, puede determinarse una concentración absoluta o relativa de un analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) basándose en un valor de la propiedad eléctrica del canal. La concentración de un analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) puede determinarse de esta manera debido a que los canales de los sistemas de detección ejemplificativos presentan una relación elevada de superficie interna a volumen. A bajas concentraciones del analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata), la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, formas de realización ejemplificativas pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de un ion analito particular (por ejemplo, iones de mercurio o plata) dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del ion analito. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar una concentración desconocida de un analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) en una muestra.

La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 800 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 802, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 804, el valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) puede medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 806, puede accederse a un valor de propiedad eléctrica de referencia. El valor de propiedad eléctrica de referencia puede estar asociado a la propiedad eléctrica detectada en la etapa 804 junto con por lo menos una parte de la longitud del canal antes de la introducción de la muestra en el canal. En la etapa 808, el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 804 puede compararse con el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 806. En la etapa 810, basándose en la comparación en la etapa 808, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 900 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 902, puede medirse uno o más valores de una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor a la anchura. En la etapa 904, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede determinarse basándose en los valores de la propiedad eléctrica del canal medidos en la etapa 902. En la etapa 906, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 908, puede medirse uno o más valores de la propiedad eléctrica de una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 910, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal en la muestra basándose en uno o más valores de la propiedad eléctrica medidos en la etapa 908. En la etapa 912, el valor de la propiedad eléctrica del canal en la muestra determinado en la etapa 910 puede compararse con el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 904. En la etapa 914, basándose en la comparación en la etapa 912, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 1000 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1002, puede introducirse una mezcla de una muestra y un compuesto sensor en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 1004, el valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) puede medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra y el compuesto sensor en el mismo. En la etapa 1006, puede accederse a un valor de propiedad eléctrica de referencia. El valor de propiedad eléctrica de referencia puede estar asociado a la propiedad eléctrica detectada en la etapa 1004 junto con por lo menos una parte de la longitud del canal antes de la introducción de la muestra y el compuesto sensor en el canal. En la etapa 1008, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 1004 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se ha accedido en la etapa 1006. En la etapa 1010, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 1008, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 1100 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1102, puede introducirse un compuesto sensor en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 1104, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 1106, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede determinarse basándose en las propiedades eléctricas del canal medidas en la etapa 1104. En la etapa 1108, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 1110, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 1112, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal basándose en uno o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 1110. En la etapa 1114, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 1112 y el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 1106. En la etapa 1116, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 1114, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 1200 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1202, puede introducirse un compuesto sensor en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 1204, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 1206, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 1208, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal basándose en uno o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 1206. En la etapa 1210, puede accederse a un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal. El valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede medirse antes de la introducción de tanto el compuesto sensor como la muestra en el canal. En la etapa 1212, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica determinado en la etapa 1208 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 1210. En la etapa 1214, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 1212, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general (no comprendido dentro del alcance según las presentes reivindicaciones) 1300 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, iones de mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1302, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 1304, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 1306, puede determinarse un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal basándose en una o más propiedades eléctricas medidos en la etapa 1304. En la etapa 1308, puede introducirse un compuesto sensor en el canal. En la etapa 1310, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción del compuesto sensor en el mismo. En la etapa 1312, puede determinarse el valor de una propiedad eléctrica basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 1310 después de introducir el compuesto sensor y la muestra en el canal. En la etapa 1314, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 1312 y el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 1306. En la etapa 1316, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 1314, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 1400 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1402, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 1404, puede introducirse un compuesto sensor en el canal. En la etapa 1406, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra y el compuesto sensor en el mismo. En la etapa 1408, puede determinarse el valor de una propiedad eléctrica basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 1406 después de introducir el compuesto sensor y la muestra en el canal. En la etapa 1410, puede accederse a un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal. El valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede medirse antes de la introducción de tanto el compuesto sensor como la muestra en el canal. En la etapa 1412, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica determinado en la etapa 1408 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 1410. En la etapa 1414, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 1412, puede determinarse la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en la muestra.

La figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 1500 para la detección de la presencia o la ausencia de un analito (por ejemplo, mercurio o plata) en una muestra. En la etapa 1502, por lo menos una parte de una superficie interna del canal puede recubrirse con un compuesto sensor. El canal puede presentar una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En algunos casos, la parte interna del canal puede pretratarse o modificarse covalentemente para permitir la unión covalente específica del compuesto sensor a la superficie interna y para evitar la unión no específica de otras moléculas a la superficie interna. En la etapa 1504, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 1506, puede determinarse un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 1504. En la etapa 1508, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio para la utilización en la determinación de si el analito (por ejemplo, mercurio o plata) se encuentra presente o ausente en la muestra.

IV. Técnica ejemplificativa de detección de un solvente

Los sistemas y técnicas de detección ejemplificativos pueden configurarse para detectar la presencia o ausencia de un solvente particular (por ejemplo, agua) en una muestra. En este caso, el analito que se analiza en la muestra es un solvente (por ejemplo, agua). Un compuesto sensor ejemplificativo que puede utilizarse para someter a ensayo para la presencia o ausencia del solvente es un pigmento que se disuelve en etanol pero que forma un agregado en agua. Es decir, el pigmento y el agua interactúan para formar un agregado que bloquea sustancialmente el flujo de fluido en el canal y en consecuencia causa una reducción de la corriente eléctrica y la conductividad. Un pigmento ejemplificativo es la azina de salicilaldehído (AS), que presenta la estructura a continuación:

Las figuras 17A y 17B son diagramas de flujo que ilustran un método ejemplificativo 1600 para la detección de un solvente en una muestra. En la etapa 1602, puede introducirse un tampón de electrolito en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El tampón de electrolito puede ser hidróxido sódico disuelto en etanol. Puede introducirse cualquier concentración adecuada de hidróxido sódico en etanol en el canal, incluyendo, aunque sin limitación, 1 a 10 mM. En la etapa 1606, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión.

En la etapa 1608, puede introducirse un pigmento en un tampón de electrolito (por ejemplo, AS disuelto en hidróxido sódico y etanol) en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. Puede introducirse cualquier concentración adecuada de hidróxido sódico en etanol en el canal, incluyendo, aunque sin limitación, 1 a 10 mM. Puede introducirse cualquier concentración adecuada del pigmento en el canal, incluyendo, aunque sin limitación, 1 a 50 ^M. En la etapa 1610, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 1612, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de la corriente eléctrica, en la etapa 1614, puede utilizarse un circuito de equilibrado para analizar un primer grupo de dos o más valores que se detectaron en la etapa 1612. El circuito de equilibrado puede determinar si los valores han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o intervalo de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 1612 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 1616. En la etapa 1616, el circuito de equilibrado puede seleccionar un primer valor o valor de referencia del primer conjunto de valores. El primer valor o valor de referencia puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas del canal antes de la interacción entre la muestra y el pigmento.

En la etapa 1618, en algunas formas de realización, el tampón de electrolito que incluye las moléculas de pigmento puede eliminarse de la abertura de entrada del canal en el que se había introducido. Dicha etapa garantiza que la posterior introducción de la muestra en la abertura de entrada no causa interacción entre las moléculas de pigmento y la muestra en la abertura de entrada. En la etapa 1620, la muestra puede introducirse en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. En la etapa 1622, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 1624, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de la corriente eléctrica, en la etapa 1626, puede utilizarse un circuito de equilibrado para analizar un segundo grupo de uno o más valores que se detectaron en la etapa 1624. El circuito de equilibrado puede determinar si los valores han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o intervalo de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 1624 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 1628. En la etapa 1628, el circuito de equilibrado puede seleccionar un segundo valor del segundo conjunto de valores. El segundo valor puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas del canal después de cualquier interacción entre la muestra y el pigmento.

En la etapa 1630, puede utilizarse un circuito de comparación para determinar una diferencia entre el primer valor o valor de referencia (determinado en la etapa 1616) y el segundo valor (determinado en la etapa 1628). En la etapa 1632, puede determinarse que, si la diferencia determinada en la etapa 1630 satisface un umbral predeterminado, por ejemplo si la diferencia es superior a un valor predeterminado o si la diferencia se encuentra comprendida en un intervalo predeterminado.

En el caso de que se determine en la etapa 1632 que la diferencia entre los primer y segundo valores satisface el umbral predeterminado, el circuito de detección de analito puede determinar en la etapa 1638 que la muestra contiene el solvente. A continuación, en la etapa 1640, el circuito de detección de analito puede almacenar, en un medio legible por ordenador no transitorio, una indicación de que la muestra contiene el solvente. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 1640, el circuito de detección de analito puede representar, en un dispositivo de representación, una indicación de que la muestra contiene el solvente.

Por otra parte, en el caso de que se determine en la etapa 1632 que la diferencia entre los primer y segundo valores no satisface el umbral predeterminado, el circuito de detección de analito puede determinar en la etapa 1634 que la muestra no contiene el solvente. A continuación, en la etapa 1636, el circuito de detección de analito puede almacenar, en un medio legible por ordenador no transitorio, una indicación de que la muestra no contiene el solvente. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 1636, el circuito de detección de analito puede representar, en un dispositivo de representación, una indicación de que la muestra no contiene el solvente.

En determinadas formas de realización, el canal puede reutilizarse para el posterior análisis de muestras. En la etapa 1644, puede introducirse un agente de desagregación en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El agente de desagregación puede seleccionarse de manera que la interacción entre el agente de desagregación y el agregado formado en el canal causan que el agregado se disuelva o se desintegre. A continuación, el canal puede llenarse con un tampón de electrolito para enjuagar el canal y permitir la introducción de una muestra y un compuesto sensor en el canal.

En la etapa 1642, antes de la desintegración del agregado, se determina una concentración absoluta o relativa del solvente basándose en un valor de la propiedad eléctrica del canal, y la concentración puede almacenarse en un dispositivo de almacenamiento no transitorio y/o representarse en un dispositivo de representación visual. La concentración de un analito puede determinarse de esta manera debido a que el canal del sistema de detección ejemplificativo presenta una relación elevada de superficie interna a volumen. A bajas concentraciones del analito, la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, formas de realización ejemplificativas pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de un ion analito particular dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del ion analito. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar la concentración de un analito en la muestra.

Se presenta información detallada sobre las cargas superficiales en el canal para diferentes iones en los artículos siguientes, el contenido completo de los cuales se incorpora expresamente como referencia en la presente memoria. "Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels", M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur y H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310, 2011 y "Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels", K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus y S. Pennathur. Phys. Review E. 83, 5, 056307.

V. Técnicas ejemplificativas de detección de ácidos nucleicos

Las técnicas ejemplificativas permiten la detección de ácidos nucleicos y/o nucleótidos particulares (por ejemplo, ADN o ARN) en una muestra utilizando uno o más compuestos sensores (es decir, una o más sondas de ácidos nucleicos). Un ácido nucleico ejemplificativo que puede detectarse es el ARN mensajero (ARNm) de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GAPD) incluida en un extracto de ARN total. Entre uno o más compuestos sensores que pueden utilizarse para someter a ensayo la presencia o la ausencia de un ácido nucleico se incluyen una o más sondas de ácidos nucleicos que se unen, directa o indirectamente, al ácido nucleico analito para formar un agregado eléctricamente conductor. El ácido nucleico analito y la sonda o sondas de ácidos nucleicos pueden interactuar para formar un agregado que puede recubrir o cubrir por lo menos parte de la superficie interna o el espacio interno del canal, potenciando de esta manera un camino eléctrico a lo largo de la longitud del canal. En el caso de que el agregado sea eléctricamente conductor, lo anterior puede causar un incremento medible de una corriente eléctrica y/o conductividad eléctrica medida a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal, y una reducción medible de la resistividad eléctrica medida a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal.

En determinadas formas de realización, los electrodos utilizados en el sistema de detección pueden ser metálicos, por ejemplo de aluminio, manganeso y platino. En otras formas de realización, los electrodos utilizados en el sistema de detección pueden ser no metálicos.

Las técnicas ejemplificativas pueden introducir tanto la muestra como todos los compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en un canal en el sistema de detección que está especialmente configurado y dimensionado para permitir la detección de ácidos nucleicos. En determinadas formas de realización, el canal puede configurarse de manera que su profundidad y/o su anchura sean sustancialmente iguales o inferiores a un diámetro de la partícula agregada. Tras la introducción de tanto la muestra como los compuestos sensores en el canal, la formación del agregado puede indicar la presencia de un ácido nucleico en la muestra, mientras que la ausencia del agregado puede indicar la ausencia del ácido nucleico en la muestra.

En el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido no se encuentre inhibido (por ejemplo, debido a la ausencia de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido pueden viajar a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal a lo largo del eje y desde la abertura de entrada hacia la abertura de salida. El movimiento de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un primer valor o intervalo de valores "de referencia" (por ejemplo, de una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) por un circuito de detección de ácidos nucleicos a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo hasta que los valores alcanzan un equilibrio. El circuito de equilibrado a continuación puede seleccionar uno de los valores como el valor de propiedad eléctrica de referencia a fin de evitar la influencia de cambios transitorios de la propiedad eléctrica.

El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica se refiere a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra en el canal. El término "referencia" en relación a un valor de una propiedad eléctrica puede referirse a un valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica de un canal antes de la introducción de una muestra y todos los compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal. Es decir, el valor de referencia es un valor que caracteriza el canal antes de cualquier interacción entre el ácido nucleico en la muestra y la totalidad de compuestos sensores. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo después de la introducción de un compuesto sensor en el canal, aunque antes de la introducción de la muestra y compuestos sensores adicionales en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede detectarse en un periodo de tiempo anterior a la introducción de la muestra o de los compuestos sensores en el canal. En algunos casos, el valor de referencia puede estar predeterminado y almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio a partir del que puede accederse al mismo.

En algunos casos, la formación de un agregado eléctricamente conductor en el canal (debido a interacciones entre un ácido nucleico de interés en la muestra y una o más sondas de ácidos nucleicos) puede potenciar el camino eléctrico a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En este caso, el circuito de detección de ácidos nucleicos puede detectar un segundo valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, de una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunas formas de realización, el circuito de detección de ácidos nucleicos puede esperar durante un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de la muestra y de la totalidad de los compuestos sensores en el canal antes de la detección del segundo valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra y de los compuestos sensores hasta que los valores alcancen un equilibrio. El circuito de equilibrado a continuación puede seleccionar uno de los valores como el segundo valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios en la propiedad eléctrica.

El circuito de comparación puede comparar el segundo valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el segundo valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de incremento de la corriente o conductividad (o reducción de la resistividad), el circuito de detección de ácidos nucleicos puede determinar que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En determinados otros casos, en el caso de que el flujo del fluido y/o el flujo de las partículas cargadas en el fluido se encuentre parcial o completamente bloqueado (por ejemplo, debido a la formación de un agregado), las partículas conductoras o iones en el fluido podrían no poder viajar libremente a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal 104 a lo largo del eje y desde la abertura de entrada hacia la abertura de salida. El movimiento dificultado o detenido de las partículas conductoras o iones puede resultar en la detección de un tercer valor o intervalo de valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, una corriente eléctrica, conductividad o resistividad) por el circuito de detección de ácidos nucleicos a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. El tercer valor de la propiedad eléctrica puede detectarse además de, o en lugar de, el segundo valor de la propiedad eléctrica. En algunas formas de realización, el circuito de detección de ácidos nucleicos puede esperar durante un periodo de tiempo de espera o ajuste después de la introducción de la muestra y de la totalidad de los compuestos sensores en el canal antes de la detección del tercer valor de la propiedad eléctrica. El periodo de tiempo de espera o ajuste permite que se forme un agregado en el canal y que la formación del agregado altere las propiedades eléctricas del canal.

En algunas formas de realización, el circuito de equilibrado puede monitorizar periódica o continuamente los valores de una propiedad eléctrica durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra y de todos los compuestos sensores hasta que los valores alcancen un equilibrio. El circuito de equilibrado a continuación puede seleccionar uno de los valores como el tercer valor de la propiedad eléctrica a fin de evitar la influencia de cambios transitorios en la propiedad eléctrica.

El circuito de comparación puede comparar el tercer valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia. En el caso de que se determine que la diferencia entre el tercer valor y el valor de referencia corresponde a un intervalo predeterminado de reducción de la corriente o conductividad (o incremento de la resistividad), el circuito de detección de ácidos nucleicos puede determinar que se encuentra presente un agregado en el canal y que, por lo tanto, se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En determinadas formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede encontrarse libre de los compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos). Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. En este caso, durante la utilización, el usuario puede introducir uno o más compuestos sensores, por ejemplo en un tampón de electrolito, en el canal y detectar un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal con el compuesto sensor, aunque en ausencia de una muestra.

En determinadas otras formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede pretratarse o modificarse de manera que por lo menos una parte de la superficie interna del canal incluya o se recubra con un compuesto sensor (por ejemplo, una o más sondas de captura de ácidos nucleicos). En un ejemplo, el fabricante puede detectar un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal modificado con el compuesto sensor y, durante la utilización, el usuario puede utilizar el valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica. Es decir, un fabricante del sistema de detección puede pretratar o modificar el canal para incluir un compuesto sensor. En este caso, el usuario puede requerir la introducción de la muestra y uno o más compuestos sensores adicionales en el canal.

En un ejemplo, el usuario puede introducir uno o más compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) y la muestra en el canal concurrentemente, por ejemplo en una mezcla de compuesto sensor y muestra. En este caso, puede detectarse un valor de referencia de una propiedad eléctrica en el canal antes de la introducción de la mezcla, y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica después de la introducción de la mezcla. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede introducir uno o más compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) y la muestra en el canal concurrentemente, por ejemplo en una mezcla de compuesto sensor y muestra. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de la mezcla puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. Puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica después de la introducción de la mezcla en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor almacenado de referencia de la propiedad eléctrica puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario en primer lugar puede introducir uno o más compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal y detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia antes de la introducción de la muestra en el canal. El usuario posteriormente puede introducir la muestra en el canal y opcionalmente uno o más compuestos sensores adicionales en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario en primer lugar puede introducir uno o más compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal y a continuación introducir la muestra y opcionalmente, uno o más compuestos sensores adicionales, en el canal. A continuación, el usuario puede detectar la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de tanto la muestra como todos los compuestos sensores puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. La comparación del valor almacenado de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En un ejemplo (no comprendido dentro del alcance según las presentes reivindicaciones), el usuario en primer lugar puede introducir la muestra en el canal y detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia con sólo la muestra en el canal. El usuario posteriormente puede introducir los compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de los compuestos sensores en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario en primer lugar puede introducir la muestra en el canal y posteriormente introducir los compuestos sensores (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal. A continuación, el usuario puede detectar el valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de los compuestos sensores en el canal. Un valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica que caracteriza el canal antes de la introducción de tanto la muestra como todos los compuestos sensores puede recuperarse o accederse al mismo a partir de un medio de almacenamiento no transitorio. La comparación del valor almacenado de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En determinadas otras formas de realización, antes de utilizar el sistema de detección, el canal puede pretratarse o modificarse de manera que por lo menos una parte de la superficie interna del canal incluya o se encuentre recubierta por un primer compuesto sensor (por ejemplo, una o más sondas de captura de ácidos nucleicos). Es decir, un fabricante del sistema de detección puede no pretratar o modificar el canal para incluir el compuesto sensor. El fabricante puede detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal con el primer compuesto sensor y puede almacenar el valor de propiedad eléctrica de referencia en un medio de almacenamiento no transitorio. Durante la utilización, el usuario puede introducir uno o más compuestos sensores adicionales (por ejemplo, una o más sondas de ácidos nucleicos) en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. El valor de referencia almacenado de la propiedad eléctrica puede accederse o recuperarse a partir del medio de almacenamiento. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

En otro ejemplo, el usuario puede detectar un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal antes de introducir la muestra en el canal. El usuario posteriormente puede introducir la muestra en el canal y detectar un valor de la propiedad eléctrica después de esperar durante un periodo de tiempo posterior a la introducción de la muestra en el canal. La comparación del valor de la propiedad eléctrica con el valor de propiedad eléctrica de referencia puede utilizarse para determinar si se encuentra presente el ácido nucleico en la muestra.

Las figuras 19A y 19B son diagramas de flujo de un método ejemplificativo 1900 para la detección de un ácido nucleico o nucleótido en una muestra.

En la etapa 1902, por lo menos una parte de una superficie interna de un canal puede tratarse o modificarse covalentemente de manera que incluya o se encuentre recubierta con un material que permita la unión de una sonda de ácido nucleico. Entre los materiales ejemplificativos pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, un compuesto de silano (por ejemplo, triclorosilano, trietoxisilano, alquilsilano y perfluorosilano), sulfona zwiteriónica, poli(6-9)etilenglicol (PEG), perfluorooctilo, fluoresceína, un aldehído, un compuesto de grafeno y similares. La modificación covalente de la superficie interna del canal puede evitar la absorción no específica de determinadas moléculas. En un ejemplo, la modificación covalente de la superficie interna puede permitir la unión covalente de una o más sondas de captura de ácidos nucleicos a la superficie interna, evitando simultáneamente la absorción no específica de otras moléculas a la superficie interna.

El material de modificación del canal puede ser un compuesto de silano en un ejemplo. La modificación de silano puede resultar útil para unir una o más sondas, por ejemplo, sondas de ácidos nucleicos, a la superficie interna del canal. En una técnica ejemplificativa de "silanización" de la superficie interna, se produce una solución. La solución puede ser de entre 0.1% y 4% v/v (en el caso de que el silano sea líquido) o p/v (en el caso de que el silano sea sólido) de cloro-, tricloro-, trimetoxi- o trietoxi-silano en el solvente apropiado (por ejemplo, tolueno para los trimetoxisilanos o trietoxisilanos, etanol para clorosilanos o triclorosilanos, o agua con un pH de entre 3.5 y 5.5 para los trimetoxisilanos). En un ejemplo, puede disolverse 1 ml de trietoxialdehído silano en 24 ml de tolueno y la solución puede filtrarse a través de un filtro de acetato de celulosa libre de surfactante (SFCA) de 0.2 micrómetros. Pueden añadirse 10 pl de la solución de silano filtrada a una abertura del canal y dejar que el capilar llene el canal durante 5 minutos. Lo anterior puede observarse o no mediante microscopía óptica y puede requerir entre cinco y cuarenta minutos, según la composición de solvente. Tras completar el llenado capilar, pueden añadirse 10 pl de la solución de silano filtrada a las aberturas restantes del canal. A continuación, el canal entero puede sumergirse en la solución de silano filtrada y dejarse reaccionar durante un tiempo deseado (por ejemplo, 1 a 24 horas) a una temperatura deseada (por ejemplo, 20°C a 80°C, según el silano y composición de solvente específicos utilizados para la modificación). En un ejemplo, el canal puede sumergirse en la solución de silano filtrada y calentarse a 45°C durante 18 horas. Tras transcurrir el tiempo de reacción deseado, el procedimiento de silanización puede desactivarse utilizando una de las técnicas siguientes. Puede añadirse una cantidad catalítica de ácido acético a modificaciones superficiales basadas en tolueno o etanol en algunos casos.

En una técnica ejemplificativa de desactivación, el canal entero puede transferirse a un recipiente llenado con 25 ml de etanol filtrado por SFCA de 0,2 micrómetros y almacenarse hasta el tiempo deseado de utilización o la modificación posterior. En otra técnica ejemplificativa de desactivación, el canal puede lavarse electrocinéticamente con una composición de solvente apropiada. En una técnica electrocinética de lavado para la modificación con tolueno de un canal, se impulsa tolueno electrocinéticamente por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido del impulso electrocinético de etanol por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido del impulso electrocinético de una mezcla 1:1 de etanol:agua por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V entre electrodos durante 5 a 15 minutos, seguido de un impulso electrocinético final de agua por el canal a un diferencial de 10 V a 1000 V durante 5 a 15 minutos. El funcionamiento correcto del canal puede confirmarse mediante la medición de la corriente a un campo aplicado de 1000 V a un tampón de borato sódico 50 mM en el canal (proporcionando una lectura de corriente de aproximadamente 330 nA) y la nueva adición de agua ultrapura (por ejemplo, MilliQ ultrapura) al mismo campo aplicado, proporcionando una corriente inferior a 20 nA, aunque superior a cero.

En la etapa 1904, puede unirse una o más sondas de ácidos nucleicos (por ejemplo, una sonda de captura) a por lo menos una parte de la superficie interna modificada del canal. En una forma de realización, la sonda de ácido nucleico puede unirse covalentemente a la superficie interna modificada del canal.

En un ejemplo de etapa 1904, el canal modificado tal como en la etapa 1902 puede colocarse sobre una placa caliente a un valor de configuración bajo durante 15 minutos para eliminar todo el etanol del canal. Pueden mezclarse 2 pl de ADN modificado con solución madre de 5'-hidrazida 1 M con 198 pl de tampón a pH 4.5 que contenía acetato sódico 50 mM y ácido 5-metoxiantranílico 1 mM. La concentración final de ADN en la solución puede ser de 10 pM. Pueden añadirse 20 pl de dicha solución a una abertura del canal modificada y dejar que se llene capilarmente el canal durante 40 minutos. Después, pueden añadirse 10 pl de la solución a las aberturas restantes del canal. La carga de la solución en el canal puede garantizarse electrocinéticamente mediante la conexión de electrodos a las aberturas del canal y manteniendo una diferencia de potencial de 700 V con un dispositivo Kiethley 2410 durante 5 minutos o hasta detectar una corriente estable. En un ejemplo, puede detectarse una corriente estable de 230 nA. La solución puede dejarse en el canal para modificarlo durante 3 horas. Después, el canal puede lavarse electrocinéticamente con agua ultrapura (por ejemplo, ultrapura MilliQ) a una diferencia de potencial de 1000 V entre las dos aberturas hasta detectar una corriente inferior a 10 nA. A continuación, el canal modificado puede almacenarse en un desecador de vacío hasta la utilización en las etapas posteriores.

En la etapa 1906, puede prepararse una premezcla de una muestra y una sonda de ácido nucleico (por ejemplo, una sonda diana de entrecruzamiento). En un ejemplo, la sonda diana de entrecruzamiento se selecciona de manera que se una a la sonda de captura proporcionada en la superficie interna del canal en la etapa 704 y con el analito ácido nucleico en caso de encontrarse presente en la muestra. En la etapa 1908, la premezcla puede introducirse en el canal. En un ejemplo, la muestra puede ser un extracto de ARN total de hígado humano (que puede incluir o no el analito ARN de GAPD). En este caso, la premezcla puede incluir una solución que contiene 45.5 |jl de agua libre de nucleasa, 33.3 j l de tampón de lisis, 1 j l de reactivo de bloqueo, 0.3 j l de sonda de ácido nucleico (por ejemplo, una sonda diana de entrecruzamiento) y 20 j l de extracto de ARN total de hígado humano 20 ng/ml que se mezclaron mediante agitación con vórtex. Pueden introducirse 10 j l de dicha solución en el canal por una abertura y dejar que llenen el canal capilarmente. A continuación, pueden introducirse 10 j l de la misma solución por otra abertura del canal.

En la etapa 1910, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 1912, mientras se aplica la diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de la propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En un ejemplo, puede aplicarse una diferencia de potencial de 1000 V y puede detectarse un valor de la corriente eléctrica de 0.4 jA .

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de la corriente eléctrica, en la etapa 1914, puede utilizarse un circuito de equilibrado para analizar un primer grupo de dos o más valores de entre los valores que se detectaron en la etapa 1912. El circuito de equilibrado puede determinar si los valores han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar temporalmente fuera de una varianza o intervalo de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 1912 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 1916. En la etapa 1916, el circuito de equilibrado puede seleccionar un primer valor o valor de referencia del primer conjunto de valores. El primer valor o valor de referencia puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas del canal antes de la formación de cualesquiera partículas de agregado en el canal.

En determinados otros ejemplos, el primer valor puede medirse en el caso de que el canal se llene únicamente con un tampón de lavado y/o únicamente con un tampón diluyente que no contiene ácidos nucleicos. En un ejemplo, a una diferencia de potencial de 1000 V, el primer valor de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de 13 a 19 nA (para un tampón de lavado) y de 380 a 400 nA (para un tampón diluyente).

En la etapa 1918, en algunas formas de realización, el canal puede incubarse y lavarse con un tampón de lavado adecuado para eliminar los ácidos nucleicos que no están específicamente unidos en un agregado en el canal. Opcionalmente, después puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. En la etapa 1920, puede introducirse en el canal una o más sondas adicionales de ácidos nucleicos. Entre las sondas ejemplificativas de ácidos nucleicos pueden incluirse uno o más extensores de marcaje seleccionados de manera que se unan directa o indirectamente al analito ácido nucleico, y/o una o más sondas de amplificación seleccionadas de manera que se unen a los extensores de marcaje. Las interacciones resultan en la formación de un agregado, que puede ser eléctricamente conductor en algunos casos. El agregado eléctricamente conductor puede potenciar la conductividad eléctrica en el canal y puede resultar en un incremento medible del valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente o conductividad) y en una reducción medible en el valor de otra propiedad eléctrica (por ejemplo, la resistividad) en el caso de que se encuentre presente el analito ácido nucleico en la muestra.

En algunos casos en los que se introducen secuencialmente múltiples sondas de ácidos nucleicos, pueden repetirse las etapas 1918 y 1920 para la introducción de cada sonda de ácido nucleico.

En la etapa 1922, en algunas formas de realización, el canal puede incubarse y lavarse con un tampón de lavado adecuado para eliminar ácidos nucleicos que no están específicamente unidos en una formación de agregado en el canal. En un ejemplo, el canal puede sellarse e incubarse a 50°C durante 90 minutos y después dejarse enfriar hasta la temperatura ambiente durante 45 minutos. A continuación, el canal puede lavarse con un tampón de lavado hasta detectar una corriente estable.

En la etapa 1924, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión. En la etapa 1926, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de la corriente eléctrica, en la etapa 1928, puede utilizarse un circuito de equilibrado para analizar un segundo grupo de dos o más valores que se detectaron en la etapa 1926. El circuito de equilibrado puede determinar si los valores han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar temporalmente fuera de una varianza o intervalo de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 1926 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 1930.

En la etapa 1930, el circuito de equilibrado puede seleccionar un segundo valor del segundo conjunto de valores. El segundo valor puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas del canal después de cualquier interacción entre el ácido nucleico y la totalidad de las sondas de ácidos nucleicos. En un ejemplo, a una diferencia de potencial de 10 V, puede detectarse una corriente de 1 pA a 3.5 pA en el caso de que la muestra contenga el ácido nucleico. A una diferencia de potencial de 100 V, puede detectarse una corriente de 3 pA a 20 pA en el caso de que la muestra contenga el ácido nucleico.

En la etapa 1932, puede utilizarse el circuito de comparación para determinar una diferencia entre el primer valor 0 valor de referencia (determinado en la etapa 1916) y el segundo valor (determinado en la etapa 1930). En la etapa 1934, el circuito de comparación puede determinar si la diferencia determinada en la etapa 1932 satisface un umbral predeterminado, por ejemplo si la diferencia es superior a un valor predeterminado, si la diferencia es inferior a un valor predeterminado o si la diferencia se encuentra comprendida en un intervalo predeterminado. En un ejemplo en el que el agregado es eléctricamente conductor, el segundo valor de propiedad eléctrica puede ser 1 pA a 20 pA superior al primer valor o valor de referencia, un intervalo de valores que indica la formación de un agregado en el canal que es eléctricamente conductor y que potencia la conductividad eléctrica del canal, indicando de esta manera que la muestra incluye el ácido nucleico. En otro ejemplo, el segundo valor de la propiedad eléctrica puede ser 1 pA a 20 pA inferior al primer valor o valor de referencia, un intervalo de valores que indica la formación de un agregado en el canal, indicando de esta manera que la muestra incluye el ácido nucleico.

En el caso de que se determine en la etapa 1934 que la diferencia entre los primer y segundo valores satisface el umbral predeterminado, el circuito de detección de ácido nucleico puede determinar en la etapa 1940 que la muestra contiene el ácido nucleico. A continuación, en la etapa 1942, el circuito de detección de ácido nucleico puede almacenar, en un medio legible por ordenador no transitorio, una indicación de que la muestra contiene el ácido nucleico. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 1942, el circuito de detección de ácido nucleico puede representar, en un dispositivo de representación, una indicación de que la muestra contiene el ácido nucleico.

Por otra parte, en el caso de que se determine en la etapa 1934 que la diferencia entre los primer y segundo valores no satisface el umbral predeterminado, el circuito de detección de ácidos nucleicos puede determinar en la etapa 1936 que la muestra no contiene el ácido nucleico. A continuación, en la etapa 1938, el circuito de detección de ácido nucleico puede almacenar, en un medio legible por ordenador no transitorio, una indicación de que la muestra no contiene el ácido nucleico. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 1938, el circuito de detección de ácidos nucleicos puede representar, en un dispositivo de representación, una indicación de que la muestra no contiene el ácido nucleico.

En un ejemplo de las etapas 1918-1932, el canal puede sellarse e incubarse en un horno a 55°C durante 16 horas y después extraerse del horno. Pueden impulsarse electrocinéticamente 10 pl de un tampón de lavado por el canal durante 10 minutos, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de entre 6 pA y 7.5 pA. A continuación, pueden impulsarse electrocinéticamente en el canal 10 pl de una solución que contiene 1 pl de una sonda de ácido nucleico (por ejemplo, una sonda preamplificación) en 1 ml de tampón diluyente. En un ejemplo, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de entre 5.8 pA y 7.5 pA.

A continuación, el canal puede sellarse e incubarse a 55°C durante una hora. Pueden impulsarse electrocinéticamente 10 pl de un tampón de lavado por el canal durante 10 minutos, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de entre 2,8 pA y 3.2 pA. A continuación, pueden impulsarse electrocinéticamente en el canal 10 pl de una solución que contiene 1 pl de una sonda de ácido nucleico (por ejemplo, una sonda preamplificación) en 1 ml de tampón diluyente hasta que se detecte que la corriente es estable. En un ejemplo, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica detectado puede ser una corriente de 4 pA.

A continuación, el canal puede sellarse e incubarse a 55°C durante una hora. Pueden impulsarse electrocinéticamente 10 pl de un tampón de lavado por el canal durante 10 minutos, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de entre 5 pA y 20 pA. A continuación, pueden impulsarse electrocinéticamente en el canal 10 pl de una solución que contiene 1 pl de una sonda de ácido nucleico (por ejemplo, un extensor de marcaje) en 1 ml de tampón diluyente hasta que se detecte que la corriente es estable. En un ejemplo, puede aplicarse una diferencia de potencial de 100 V y puede detectarse un valor de la propiedad eléctrica. Un valor ejemplificativo de la propiedad eléctrica puede ser una corriente de entre 3 pA y 10 pA.

En determinadas formas de realización, el canal puede reutilizarse para el posterior análisis de muestras. En una forma de realización ejemplificativa, en la etapa 1946 puede introducirse un agente de desagregación (por ejemplo, un tampón de escisión superficial o degradación de ácidos nucleicos) en el canal para causar que el agregado se desintegre de manera que pueda reutilizarse el canal. En la etapa 1948, el canal puede llenarse con un tampón de electrolito para sacar mediante enjuague el agregado del canal y puede detectarse una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente) para garantizar que el agregado ha sido eliminado del canal. En un ejemplo, una reducción marcada de la corriente eléctrica puede indicar que se ha eliminado un agregado eléctricamente conductor del canal.

En un ejemplo de etapas 1946 y 1948, el canal con el agregado se carga electrocinéticamente con un tampón que contiene fosfato sódico 50 mM (pH 7.4), ácido 5-metoxiantranílico 1 mM e hidrocloruro de hidroxilamina 5 mM hasta obtener una corriente estable (+/- 100 V=1.4 a 1.7 j A). A continuación, se deja el canal entero bajo incubación en dicho tampón durante 18 horas a temperatura ambiente, seguido de la medición nuevamente de la corriente hasta que sea estable (+1000 V=86 a 87 nA; -1000 V=63 a 64 nA). La reducción significativa de la corriente (de 1.4-1.7 j A antes de la introducción del tampón de escisión superficial a 63-90 nA después del lavado con el tampón de escisión superficial) es indicativa de eliminación del agregado eléctricamente conductor.

En determinadas formas de realización, en la etapa 1944, antes de la desintegración del agregado, puede determinarse una concentración absoluta o relativa de un ácido nucleico basándose en un valor de la propiedad eléctrica del canal. La concentración del ácido nucleico puede determinarse de esta manera debido a que los canales de los sistemas de detección ejemplificativos presentan una relación elevada de superficie interna a volumen. A concentraciones elevadas del ácido nucleico, la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, en formas de realización ejemplificativas se pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de las partículas de ácidos nucleicos dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del ácido nucleico. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar una concentración desconocida del ácido nucleico en una muestra.

Se presenta información detallada sobre las cargas superficiales en el canal para diferentes iones en los artículos siguientes, el contenido completo de los cuales se incorpora expresamente como referencia en la presente memoria: "Surface-dependent chemical equilibrium constants and capacitances for bare and 3-cyanopropyldimethylchlorosilane coated silica nanochannels", M. B. Andersen, J. Frey, S. Pennathur y H. Bruus, J. Colloid Interface Sci. 353, 301-310, 2011 y "Hydronium-domination ion transport in carbon-dioxide-saturated electrolytes at low salt concentrations in nanochannels", K.L. Jensen, J.T. Kristensen, A.M. Crumrine, M.B.Andersen, H. Bruus y S. Pennathur., Phys. Review E. 83, 5, 056307, 2011

La figura 5 es un dibujo esquemático del interior de un canal que incluye una superficie interna del canal 502, una capa inmóvil de fluido 504 que es inmediatamente contigua a la superficie interna del canal, una capa difusiva de fluido 506 que es inmediatamente contigua a la capa inmóvil, y una capa de flujo de fluido en masa 508 que es inmediatamente contigua a la capa difusiva. Se representan iones ejemplificativos en cada una de las capas de fluido. Tras la aplicación de una diferencia de potencial a lo largo de la longitud del canal, puede detectarse un valor de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal (por ejemplo, mediante el circuito de detección de analito 122). Puede utilizarse el circuito de comparación 124 para comparar el valor de propiedad eléctrica medido con un intervalo predeterminado de valores de la propiedad eléctrica que corresponden a una concentración particular o intervalo de valores de concentración del ácido nucleico. La concentración determinada puede ser una concentración absoluta del ácido nucleico o una concentración relativa del ácido nucleico con respecto a las concentraciones de otra u otras sustancias en el canal.

La TABLA 3 resume valores ejemplificativos de la corriente eléctrica que pueden detectarse en diferentes etapas del método de las figuras 19A y 19B. El experto ordinario en la materia reconocerá que los valores numéricos ejemplificativos presentados en la TABLA 3 son únicamente ilustrativos y no pretenden ser limitativos del alcance de la invención.

Tabla 3

En un ejemplo, se detectan una o más propiedades eléctricas de un canal sin ninguna modificación superficial, en el que sólo se han expuesto al canal tampones sin ácidos nucleicos añadidos. La TABLA 4 resume las corrientes estables que se detectaron en presencia de un tampón de lavado y un tampón diluyente en el canal.

Tabla 4

La figura 20 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2000 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2002, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2004, el valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) puede medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 2006, puede accederse a un valor de propiedad eléctrica de referencia. El valor de propiedad eléctrica de referencia puede estar asociado a la propiedad eléctrica detectada en la etapa 2004 junto con por lo menos una parte de la longitud del canal antes de la introducción de la muestra en el canal. En la etapa 2008, el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 2004 puede compararse con el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 2006. En la etapa 2010, basándose en la comparación en la etapa 2008, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 21 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2100 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2102, puede medirse uno o más valores de una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor a la anchura. En la etapa 2104, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede determinarse basándose en los valores de la propiedad eléctrica del canal medidos en la etapa 2102. En la etapa 2106, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 2108, puede medirse uno o más valores de la propiedad eléctrica de una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 2110, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal en la muestra basándose en uno o más valores de la propiedad eléctrica medidos en la etapa 2108. En la etapa 2112, el valor de la propiedad eléctrica del canal en la muestra determinado en la etapa 2110 puede compararse con el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 2104. En la etapa 2114, basándose en la comparación en la etapa 2112, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 22 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2200 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2202, puede introducirse una mezcla de una muestra y uno o más compuestos sensores en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2204, el valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) puede medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra y la totalidad de los compuestos sensores en el mismo. En la etapa 2206, puede accederse a un valor de propiedad eléctrica de referencia. El valor de propiedad eléctrica de referencia puede estar asociado a la propiedad eléctrica detectada en la etapa 2204 junto con por lo menos una parte de la longitud del canal antes de la introducción de la muestra y la totalidad de los compuestos sensores en el canal. En la etapa 2208, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 2204 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se ha accedido en la etapa 2206. En la etapa 2210, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 2208, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 23 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2300 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2302, puede introducirse uno o más compuestos sensores en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2304, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 2306, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede determinarse basándose en las propiedades eléctricas del canal medidas en la etapa 2304. En la etapa 2308, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 2310, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 2312, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal basándose en uno o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2310. En la etapa 2314, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 2312 y el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 2306. En la etapa 2316, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 2314, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 24 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2400 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2402, puede introducirse uno o más compuestos sensores en un canal, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, siendo la longitud sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2404, puede introducirse una muestra en el canal. En la etapa 2406, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 2408, puede determinarse un valor de la propiedad eléctrica del canal basándose en uno o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2406. En la etapa 2410, puede accederse a un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal. El valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede medirse antes de la introducción de todos los compuestos sensores y la muestra en el canal. En la etapa 2412, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica determinado en la etapa 2408 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 2410. En la etapa 2414, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 2412, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 25 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general (no comprendido dentro del alcance según las presentes reivindicaciones) 2500 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2502, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2504, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra en el mismo. En la etapa 2506, puede determinarse un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2504. En la etapa 2508, puede introducirse uno o más compuestos sensores en el canal. En la etapa 2510, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de los compuestos sensores en el mismo. En la etapa 2512, puede determinarse el valor de una propiedad eléctrica basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2510 después de la introducción de todos los compuestos sensores y la muestra en el canal. En la etapa 2514, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica medido en la etapa 2512 y el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal determinado en la etapa 2506. En la etapa 2516, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 2514, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 26 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2600 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2602, puede introducirse una muestra en un canal de un sistema de detección, en el que el canal presenta una longitud y una anchura, y la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. En la etapa 2604, puede introducirse uno o más compuestos sensores en el canal. En la etapa 2606, una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) pueden medirse a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción de la muestra y todos los compuestos sensores en el mismo. En la etapa 2608, puede determinarse el valor de una propiedad eléctrica basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2606 después de la introducción de todos los compuestos sensores y la muestra en el canal. En la etapa 2610, puede accederse a un valor de referencia de una propiedad eléctrica del canal. El valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede medirse antes de la introducción de todos los compuestos sensores y la muestra en el canal. En la etapa 2612, pueden determinarse cualesquiera diferencias entre el valor de la propiedad eléctrica determinado en la etapa 2608 y el valor de propiedad eléctrica de referencia al que se accede en la etapa 2610. En la etapa 2614, basándose en las diferencias, en caso de haberlas, determinadas en la etapa 2612, puede determinarse la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en la muestra.

La figura 27 es un diagrama de flujo que ilustra un método ejemplificativo general 2700 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2702, por lo menos una parte de la superficie interna de un canal puede modificarse o tratarse con un material que puede facilitar o permitir la unión covalente específica de una o más sondas de ácidos nucleicos a la superficie interna del canal. El canal puede presentar una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura. Entre los materiales ejemplificativos que pueden utilizarse para modificar la superficie interna del canal se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, un compuesto de silano (por ejemplo, triclorosilano, alquilsilano, trietoxisilano y perfluorosilano), sulfona zwiteriónica, poli(6-9)etilenglicol (PEG), perfluorooctilo, fluoresceína, un aldehído, un compuesto de grafeno y similares. La modificación covalente de la superficie interna del canal puede evitar la absorción no específica de determinadas moléculas, por ejemplo, moléculas diferentes de las sondas de ácidos nucleicos. En la etapa 2704, por lo menos una parte de la superficie interna del canal puede recubrirse o proveerse de una o más sondas de ácidos nucleicos. Las sondas de ácidos nucleicos pueden unirse covalentemente a la parte modificada de la superficie interna. En la etapa 2706, puede medirse uno o más propiedades eléctricas (por ejemplo, corriente, conductividad o resistencia) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud de un canal. En la etapa 2708, puede determinarse un valor de propiedad eléctrica de referencia del canal basándose en una o más propiedades eléctricas medidas en la etapa 2706. En la etapa 2710, el valor de propiedad eléctrica de referencia del canal puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio para la utilización en la determinación de si un ácido nucleico se encuentra presente o ausente en la muestra.

La figura 28 es un esquema de sondas de ácidos nucleicos ejemplificativas que pueden utilizarse en los métodos de las figuras 19A, 19B, 20-27, 29A y 29B. La figura 28 ilustra una superficie interna 2802 de un canal 2804 que se pretrata o modifica (por ejemplo, con moléculas de un compuesto de silano) para permitir la unión de una o más sondas de ácidos nucleicos (por ejemplo, sondas de captura 2806) a la superficie interna 2802. Las sondas de captura 2806 se capturan de manera que se unan a una o más sondas diana de entrecruzamiento 2808 y las sondas diana 2808 se seleccionan de manera que se unan tanto a un ácido nucleico particular 2810 (que es el analito bajo ensayo y que puede ser un ADN vírico en un ejemplo) y las sondas de captura 2806.

Puede introducirse una muestra (que puede contener o no el ácido nucleico 2810) y las sondas diana 2808 en el canal concurrente o secuencialmente. Las interacciones entre el ácido nucleico 2810, las sondas diana 2808 y las sondas de captura 2806 pueden resultar en un agregado 2812 en el canal. En determinadas formas de realización, puede introducirse una o más sondas de ácidos nucleicos adicionales (por ejemplo, uno o más extensores de marcaje 2814) en el canal. Los extensores de marcaje 2814 se seleccionan de manera que se unan al ácido nucleico 2810 en el agregado 2812 para formar un agregado más complejo 2816. Asimismo pueden introducirse una o más sondas de ácidos nucleicos adicionales (por ejemplo, uno o más sondas de amplificación 2818) en el canal. Las sondas de amplificación 2818 se seleccionan de manera que se unan a los extensores de marcaje 2814 en el agregado 2816 para formar un agregado más complejo 2820 que puede ser eléctricamente conductor en algunos casos. El agregado eléctricamente conductor 2820 puede potenciar el camino eléctrico a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal y puede resultar en un incremento medible del valor de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente o conductividad) y en una reducción medible en el valor de otra propiedad eléctrica (por ejemplo, la resistividad) en comparación con un valor de referencia, en el caso de que se encuentre presente el ácido nucleico en la muestra. De esta manera, la detección de una corriente eléctrica o conductividad incrementada en el canal, respecto a un valor de referencia, puede indicar la presencia del ácido nucleico 2810 en una muestra. De manera similar, la detección de una resistividad reducida respecto a un valor de referencia puede indicar la presencia de un ácido nucleico 2810 en una muestra.

Otra técnica ejemplificativa para detectar un ácido nucleico puede implicar la detección de la presencia de un comportamiento similar a un diodo en el canal que está causado por la formación de un agregado de ácidos nucleicos en el canal. En ausencia de un agregado, la aplicación de una diferencia de potencial que presenta una magnitud sustancialmente similar (por ejemplo, 500 V) puede resultar en una magnitud sustancialmente igual de una propiedad eléctrica (por ejemplo, corriente) detectada a lo largo de la longitud del canal con independencia de la dirección de aplicación de la diferencia de potencial o campo eléctrico. En el caso de que la diferencia de potencial en la longitud del canal en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo es una abertura de entrada 110 en o en proximidad a un primer extremo del canal y de manera que el electrodo negativo se encuentre en una abertura de salida 112 en o en proximidad a un segundo extremo del canal), la corriente resultante puede ser sustancialmente igual en magnitud a la corriente resultante en el caso de que se aplique la diferencia de potencial en la dirección contraria (por ejemplo, de manera que el electrodo positivo se encuentre en la abertura de salida 112 y de manera que el electrodo negativo se encuentre en la abertura de entrada 110).

La formación de un agregado en el canal puede causar un comportamiento similar a un diodo en el que la inversión de la dirección de la diferencia de potencial o campo eléctrico aplicado causa un cambio en la propiedad eléctrica detectada en el canal. El comportamiento similar a un diodo causa que la corriente eléctrica detectada varíe en magnitud con la dirección del campo eléctrico. Al aplicar el campo eléctrico o diferencia de potencial en la primera dirección, la magnitud de la corriente eléctrica puede ser de diferente magnitud que en el caso de que la diferencia de potencial o campo eléctrico se aplique en la dirección contraria. De esta manera, la comparación entre un primer valor de una propiedad eléctrica (detectada al aplicar una diferencia de potencial en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal) y un segundo valor de una propiedad eléctrica (detectado al aplicar una diferencia de potencial en una segunda dirección contraria a lo largo de la longitud del canal) puede permitir la detección de un agregado y, de esta manera, la detección del ácido nucleico en la muestra. En el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente igual, en este caso puede determinarse que la muestra no contiene el ácido nucleico. Por otra parte, en el caso de que los primer y segundo valores de una propiedad eléctrica sean de magnitud sustancialmente desigual, en este caso puede determinarse que la muestra contiene el ácido nucleico. En otras palabras, la suma de los valores de la propiedad eléctrica (positiva en una dirección, negativa en la otra dirección) es sustancialmente cero en ausencia de un agregado y sustancialmente no cero en presencia de un agregado.

Las figuras 29A y 29B son diagramas de flujo que ilustran un método ejemplificativo 2950 para la detección de la presencia o la ausencia de un ácido nucleico en una muestra. En la etapa 2952, puede introducirse una o más sondas de ácidos nucleicos y una muestra en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. Las sondas de ácidos nucleicos y la muestra pueden introducirse concurrente o separadamente. En una forma de realización, por lo menos una parte de una superficie interna del canal puede tratarse para incluir o recubrirse con una sonda de ácidos nucleicos (por ejemplo, una sonda de captura).

En la etapa 2954, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y). En la etapa 2956, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 2958 un primer grupo de dos o más valores que se había detectado en la etapa 2956 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza predeterminada o rango de tolerancia. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 2956 para detectar valores adicionales de la propiedad eléctrica. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 2960.

En la etapa 1860, puede seleccionarse un primer valor a partir del primer grupo de la propiedad eléctrica. Puede utilizarse el primer valor de la propiedad eléctrica para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) del canal al aplicar un campo eléctrico en una primera dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y).

En la etapa 2962, puede aplicarse una diferencia de potencial a través de por lo menos una parte de la longitud del canal utilizando una fuente de tensión en una segunda dirección a lo largo de la longitud del canal (eje y). La segunda dirección puede ser sustancialmente contraria a la primera dirección. En la etapa 2964, mientras se aplica una diferencia de potencial, puede detectarse uno o más valores de una propiedad eléctrica (por ejemplo, la corriente eléctrica y/o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal. En algunos casos, la corriente eléctrica y/o la conductividad pueden medirse directamente. En otros casos, puede detectarse una medida que indica la corriente eléctrica y/o una medida que indica la conductividad eléctrica.

Con el fin de obtener una medida exacta y fiable de las propiedades eléctricas, en la etapa 2966 un segundo grupo de dos o más valores que se había detectado en la etapa 2964 puede monitorizarse continua o periódicamente. Puede determinarse si los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, es decir, han dejado de variar fuera de una varianza o rango de tolerancia predeterminado. En el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica no han alcanzado un equilibrio, el método puede volver a la etapa 2964 para detectar valores adicionales. Por otra parte, en el caso de que se determine que los valores de la propiedad eléctrica han alcanzado un equilibrio, el método puede proceder a la etapa 2968. En la etapa 2968, puede seleccionarse un segundo valor a partir del segundo grupo de la propiedad eléctrica. El segundo valor puede utilizarse para representar una o más propiedades eléctricas (por ejemplo, la corriente eléctrica o la conductividad) a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de la introducción en el mismo de tanto la muestra como el compuesto sensor.

En la etapa 2970, puede determinarse la diferencia entre la magnitud del primer valor (determinado en la etapa 2960) y la magnitud del segundo valor (determinado en la etapa 2968). En la etapa 2972, puede determinarse si la diferencia determinada en la etapa 2970 satisface un umbral predeterminado, por ejemplo si la diferencia es superior a un valor predeterminado, si la diferencia es inferior a un valor predeterminado o si la diferencia se encuentra comprendida en un intervalo predeterminado.

En el caso de que se determine en la etapa 2972 que la diferencia entre los primer y segundo valores satisfaga el umbral predeterminado (por ejemplo, que la diferencia de magnitudes sea sustancialmente no cero), puede determinarse en la etapa 2978 que la muestra contiene el ácido nucleico. A continuación, en la etapa 2980, una indicación de que la muestra contiene el ácido nucleico puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 2980, una indicación de que la muestra contiene el ácido nucleico puede representarse en un dispositivo de representación.

Por otra parte, en el caso de que se determine en la etapa 2972 que la diferencia entre los primer y segundo valores no satisfaga el umbral predeterminado (por ejemplo, que la diferencia de magnitudes sea sustancialmente cero), puede determinarse en la etapa 2974 que la muestra no contiene el ácido nucleico. A continuación, en la etapa 2976, una indicación de que la muestra no contiene el ácido nucleico puede almacenarse en un medio de almacenamiento no transitorio. Alternativa o adicionalmente, en la etapa 2976, una indicación de que la muestra no contiene el ácido nucleico puede representarse en un dispositivo de representación.

En determinados casos, en el caso de que la diferencia de magnitud entre los primer y segundo valores sea superior al umbral, puede determinarse que la muestra contiene el ácido nucleico. Por el contrario, puede determinarse que la muestra no contiene el ácido nucleico. En determinados ejemplos no limitativos, el umbral puede ser de entre aproximadamente 1 nA y aproximadamente 10 nA.

En determinadas formas de realización, el canal puede prepararse para la reutilización para el posterior análisis de muestras. En la etapa 2984, puede introducirse un agente de desagregación en el canal utilizando cualquier técnica adecuada, por ejemplo, el llenado capilar o el llenado electrocinético. El agente de desagregación puede seleccionarse de manera que la interacción entre el agente de desagregación y el agregado formado en el canal causan que el agregado se disuelva o se desintegre. A continuación, el canal puede llenarse con un tampón de electrolito para enjuagar el canal y permitir la introducción de una muestra y un compuesto sensor en el canal.

En determinadas formas de realización, en la etapa 2982, antes de la desintegración del agregado, puede determinarse una concentración absoluta o relativa de un ácido nucleico basándose en un valor de la propiedad eléctrica del canal. La concentración del ácido nucleico puede determinarse de esta manera debido a que los canales de los sistemas de detección ejemplificativos presentan una relación elevada de superficie interna a volumen. A concentraciones elevadas del ácido nucleico, la conductividad eléctrica en el canal está dominada por cargas superficiales. De esta manera, las mediciones de las propiedades eléctricas del canal pueden permitir distinguir entre diferentes iones. En consecuencia, pueden utilizarse mediciones únicas y sensibles del flujo en masa en el canal para determinar información sobre las cargas superficies en la superficie interna del canal. De esta manera, en formas de realización ejemplificativas se pueden calcular intervalos predeterminados de valores de una propiedad eléctrica del canal que son característicos de los ácidos nucleicos dadas las dimensiones del canal y a diferentes concentraciones del ácido nucleico. Dichos valores predeterminados a continuación pueden utilizarse para determinar una concentración desconocida del ácido nucleico en una muestra.

VI. Procesadores y dispositivos informáticos ejemplificativos

Entre los sistemas y métodos dados a conocer en la presente memoria pueden incluirse uno o más procesadores programables, unidades de procesamiento y dispositivos informáticos que presentan asociados a los mismos, instrucciones ejecutables por ordenador ejecutables guardadas o codificadas en uno o más medios legibles por ordenador no transitorios, RAM, ROM, discos duros y/o hardware. En formas de realización ejemplificativas, puede proporcionarse el hardware, firmware y/o código ejecutable, por ejemplo en forma de uno o más módulos de actualización para la utilización junto con infraestructura existente (por ejemplo, dispositivos/unidades de procesamientos existentes). El hardware puede incluir, por ejemplo, componentes y/o circuitos lógicos para la ejecución de las formas de realización enseñadas en la presente memoria como procedimiento de computación.

Asimismo pueden incluirse representaciones y/o otros medios de retroalimentación, por ejemplo para la provisión de una interfaz de usuario gráfica, según la presente exposición. Las representaciones y/o otros medios de retroalimentación pueden ser equipos autónomos o pueden incluirse como uno o más componentes/módulos de la unidad o unidades de procesamiento.

El código o hardware de control ejecutable por ordenador real que puede utilizarse para implementar algunas de las presentes formas de realización no se pretende que limite el alcance de dichas formas de realización. Por ejemplo, determinados aspectos de las formas de realización indicadas en la presente memoria pueden implementarse en código utilizando cualquier tipo de lenguaje de programación adecuado, tal como, por ejemplo, el lenguaje informático técnico MATLAB, el lenguaje informático gráfico LABVIEW, código ensamblador, C, C# o C++ utilizando, por ejemplo, técnicas de programación convencionales u orientadas a objeto. Dicho código ejecutable por ordenador puede almacenarse o guardarse en cualquier tipo de medio o medios legibles por ordenador no transitorios adecuados, tales como un medio de almacenamiento magnético u óptico.

Tal como se utiliza en la presente memoria, un "procesador", "unidad de procesamiento", "ordenador" o "sistema informático" puede ser, por ejemplo, una variedad inalámbrica o por cable de un microordenador, miniordenador, servidor, procesador central, ordenador portátil, asistente personal de datos (PDA), dispositivo de correo electrónico inalámbrico (por ejemplo, dispositivos comerciales "BlackBerry," "Android" o "Apple"), teléfono móvil, buscapersonas, procesador, máquina de fax, escáner o cualquier otro dispositivo programable configurado para transmitir y recibir datos en una red. Entre los sistemas informáticos dados a conocer en la presente memoria pueden incluirse memoria para almacenar determinadas aplicaciones de software utilizadas en la obtención, procesamiento y comunicación de datos. Puede apreciarse que dicha memoria puede ser interna o externa a las formas de realización dadas a conocer. La memoria puede incluir además un medio de almacenamiento no transitorio para almacenar instrucciones o código ejecutables por ordenador, incluyendo un disco duro, un disco óptico, un disco flexible, ROM (memoria de sólo lectura), rAm (memoria de acceso aleatorio), PROM (ROM programable), EEPROM (PROM borrable eléctricamente), dispositivo de almacenamiento de memoria flash, o similares.

La figura 18 ilustra un diagrama de bloques que representa un dispositivo informático ejemplificativo 1700 que puede utilizarse para implementar los sistemas y métodos dados a conocer en la presente memoria. En determinadas formas de realización, el procesador 130 ilustrado en las figuras 1A y 1B puede configurarse o puede implementar determinada funcionalidad y/o componentes del dispositivo informático 1700. En determinadas formas de realización, el circuito de detección de analito 122 puede configurarse o puede implementar determinada funcionalidad y/o componentes del dispositivo informático 1700.

El dispositivo informático 1700 puede ser cualquier sistema informático, tal como una estación de trabajo, ordenador de sobremesa, servidor, equipo portátil, ordenador portátil, ordenador tableta (por ejemplo, el ordenador tableta iPadTM), dispositivo informático o de comunicación móvil (por ejemplo, el dispositivo de comunicación móvil iPhoneTM, el dispositivo de comunicación móvil Android™ y similares) u otra forma de computación o dispositivo de telecomunicaciones que es capaz de comunicación que presenta suficiente poder de procesamiento y capacidad de memoria para llevar a cabo las operaciones indicadas en la presente memoria. En formas de realización ejemplificativas, un sistema computacional distribuido puede incluir una pluralidad de dichos dispositivos informáticos.

El dispositivo informático 1700 puede incluir uno o más medios legibles por ordenador no transitorios que presentan codificados en ellos una o más instrucciones ejecutables por ordenador o software para implementar los métodos ejemplificativos indicados en la presente memoria. Entre los medios legibles por ordenador no transitorios pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, uno o más tipos de memoria de hardware y otros medios tangibles (por ejemplo, uno o más discos de almacenamiento magnético, uno o más discos ópticos, una o más unidades de USB flash) y similares. Por ejemplo, la memoria 1706 incluida en el dispositivo informático 1700 puede almacenar instrucciones o software legible por ordenador o ejecutables por ordenador para la implementación de funcionalidad en un circuito de detección de analito 122 tal como se indica en la presente memoria. El dispositivo informático 1700 puede incluir además un procesador 1702 y núcleo asociado 1704 y, en algunas formas de realización, uno o más procesadores adicionales 1702' y uno o más núcleos asociados 1704' (por ejemplo, en el caso de sistemas informáticos con múltiples procesadores/núcleos) para ejecutar instrucciones legibles por ordenador y ejecutables por ordenador o software almacenado en la memoria 1702 y otros programas para controlar el hardware del sistema. El procesador 1702 y el procesador o procesadores 1702' pueden ser, cada uno, un procesador de núcleo único o un procesador de múltiples núcleos (1704 y 1704').

Puede utilizarse la virtualización en el dispositivo informático 1700 para que la infraestructura y recursos en el dispositivo informático puedan compartirse dinámicamente. Puede proporcionarse una máquina virtual 1714 para controlar un procedimiento que se ejecuta en múltiples procesadores, de manera que el procedimiento aparentemente utiliza únicamente un recurso de computación en lugar de múltiples recursos de computación. Asimismo pueden utilizarse múltiples máquinas virtuales con un procesador.

La memoria 1706 puede incluir una memoria de sistema informático no transitoria o memoria de acceso aleatorio, tal como DRAM, SRAM, EDOD RAM y similares. La memoria 1706 puede incluir otros tipos de memoria asimismo, o combinaciones de los mismos.

Un usuario puede interactuar con el dispositivo informático 1700 mediante un dispositivo de representación visual 1718, tal como una pantalla o monitor, que puede mostrar uno o más interfaces de usuario gráfico 1720 proporcionados de acuerdo con formas de realización ejemplificativas indicadas en la presente memoria. El dispositivo de representación visual 1718 asimismo puede representar otros aspectos, elementos y/o información o datos asociados a formas de realización ejemplificativas. En determinados casos, el dispositivo de representación visual 1718 puede representar un valor de una o más propiedades eléctricas detectadas en un sistema o método de detección de analitos ejemplificativo. En determinados casos, el dispositivo de representación visual 1718 puede representar una indicación de si una muestra contiene o no contiene un analito de interés. En determinadas formas de realización, pueden proporcionarse otros tipos de interfaz para comunicar la misma información, por ejemplo una alarma sonora que puede activarse en el caso de que se determine que el analito de interés se encuentra presente en una muestra.

El dispositivo informático 1700 puede incluir otros dispositivos I/O para recibir entradas de un usuario, por ejemplo un teclado o cualquier interfaz táctil multipunto adecuada 1708 o dispositivo de puntero 1710 (por ejemplo, un ratón, un dedo del usuario que interactúa directamente con un dispositivo de representación). Tal como se utiliza en la presente memoria, un "dispositivo de puntero" es cualquier interfaz de entrada adecuado, específicamente un dispositivo de interfaz humano, que permite a un usuario introducir datos espaciales en un sistema o dispositivo informático. En una forma de realización ejemplificativa, el dispositivo de puntero puede permitir al usuario proporcionar una entrada en el ordenador utilizando gestos físicos, por ejemplo apuntando, clicando, arrastrando, dejando caer, y similares. Entre los dispositivos de puntero ejemplificativos pueden incluirse, aunque sin limitarse a ellos, un ratón, una pantalla táctil, un dedo del usuario que interactúa directamente con un dispositivo de representación y similar.

La pantalla 1708 y el dispositivo de puntero 1710 pueden acoplarse con el dispositivo de representación visual 1718. El dispositivo informático 1700 puede incluir otros periféricos I/O convencionales adecuados. Los dispositivos I/O pueden facilitar la implementación de uno o más interfaces de usuario gráficos 1720, por ejemplo implementar uno o más interfaces de usuario gráficos indicados en la presente memoria.

El dispositivo informático 1700 puede incluir uno o más dispositivos de almacenamiento 1724, tales como un almacenamiento de disco duradero (que puede incluir cualquier dispositivo de almacenamiento duradero óptico o magnético, por ejemplo, RAM, ROM, flash, unidad USD, u otro medio de almacenamiento basado en semiconductores), un disco duro, CD-ROM u otros medios legibles por ordenador, para almacenar datos e instrucciones legibles por ordenador y/o software que implementa formas de realización ejemplificativas tal como se enseñan en la presente memoria. En formas de realización ejemplificativas, el dispositivo o dispositivos de almacenamiento 1724 pueden proporcionar el almacenamiento de datos que pueden haberse generado en sistemas y métodos de la presente exposición. El dispositivo o dispositivos de almacenamiento 1724 pueden proporcionarse en el dispositivo informático 1700 y/o proporcionarse por separado o remotamente a partir del dispositivo informático 1700.

El dispositivo informático 1700 puede incluir una interfaz de red 1712 configurada para conectarse con uno o más dispositivos de red 1722 con una o más redes, por ejemplo una red de área local (LAN), red de área amplia (WAN) o internet mediante una diversidad de conexiones, incluyendo, aunque sin limitación, líneas telefónicas convencionales, enlaces LAN o WAN (por ejemplo, 802.11, T1, T3, 56 kb o X.25), conexiones de banda ancha (por ejemplo, ISDN, retransmisión de trama o ATM), conexiones inalámbricas, red de área de controlador (CAN) o alguna combinación de cualquiera o la totalidad de los anteriormente indicados. La interfaz de red 1712 puede incluir un adaptador de red integrado, una tarjeta de interfaz de red, tarjeta de red PCMCIA, adaptador de red de bus de tarjeta, adaptador de red inalámbrica, adaptador de red USB, módem o cualquier otro dispositivo adecuado para la conexión con el dispositivo informático 1700 a cualquier tipo de red capaz de comunicación y realización de las operaciones indicadas en la presente memoria. El dispositivo de red 1722 puede incluir uno o más dispositivos adecuados para recibir y transmitir comunicaciones por la red, incluyendo, aunque sin limitación, uno o más receptores, uno o más transmisores, uno o más transceptores, una o más antenas, y similares.

El dispositivo informático 1700 puede ejecutar cualquier sistema operativo 1716, tal como cualquiera de las versiones de los sistemas operativos Microsoft® Windows®, las diferentes versiones de los sistemas operativos Unix y Linux, cualquier versión de MacOS® para ordenadores Macintosh, cualquier sistema operativo incluido, cualquier sistema operativo en tiempo real, cualquier sistema operativo en tiempo real, cualquier sistema operativo de fuente abierta, cualquier sistema operativo propietario, cualesquiera sistemas operativos para dispositivos informáticos móviles, o cualquier otro sistema operativo capaz de funcionar en el dispositivo informático y de realizar las operaciones indicadas en la presente memoria. En formas de realización ejemplificativas, el sistema operativo 1716 puede funcionar en modo nativo o en modo emulado. En una forma de realización ejemplificativa, el sistema operativo 1716 puede funcionar en una o más instancias de máquina virtual.

El experto ordinario en la materia reconocerá que el dispositivo informático ejemplificativo 1700 puede incluir más o menos módulos que los mostrados en la figura 18.

En la descripción de formas de realización ejemplificativas, se utiliza terminología específica en aras de la claridad. Con fines descriptivos, se pretende que cada término específico incluya, por lo menos, todos los equivalentes técnicos y funcionales que funcionan de una manera similar para conseguir un propósito similar. Además, en algunos casos en que una forma de realización ejemplificativa particular incluye una pluralidad de elementos del sistema o etapas del método, dichos elementos o etapas pueden sustituirse por un solo elemento o etapa. De manera similar, puede sustituirse un elemento o etapa individual por una pluralidad de elementos o etapas que sirven al mismo propósito. Además, cuando se especifican en la presente memoria parámetros para diversas propiedades en formas de realización ejemplificativas, dichos parámetros pueden ajustarse mediante incremento o reducción en 1/20, 1/10, 1/5, 1/3, 1/2 y similar, o en aproximaciones redondeadas de los mismos, a menos que se especifique lo contrario.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para detectar la presencia o ausencia de un analito en una muestra, comprendiendo el método: introducir una muestra y un compuesto sensor en un canal, presentando el canal una longitud y una anchura, la longitud sustancialmente mayor que la anchura, en el que se deja que el compuesto sensor fluya a lo largo de la longitud del canal;

medir un valor de propiedad eléctrica de una propiedad eléctrica a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal después de que la muestra y el compuesto sensor sean introducidos en el canal; acceder a un valor de propiedad eléctrica de referencia, en el que el valor de propiedad eléctrica de referencia de una propiedad eléctrica del canal a lo largo de por lo menos una parte de la longitud del canal se obtiene antes de la introducción de la muestra en el canal;

comparar el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia; determinar si se encuentra presente un agregado en el canal basándose en la comparación entre el valor de propiedad eléctrica medido y el valor de propiedad eléctrica de referencia, en el que una interacción entre el analito y el compuesto sensor resulta en la formación del agregado; y

determinar, basándose en el valor de propiedad eléctrica medido, una concentración del analito en la muestra.

2. Método según la reivindicación 1, que comprende además:

antes de introducir la muestra en el canal, medir una o más propiedades eléctricas del canal a lo largo de por lo menos la parte de la longitud del canal; y

determinar el valor de propiedad eléctrica de referencia basándose en una o más propiedades eléctricas del canal medidas durante la etapa de medición anterior.

3. Método según la reivindicación 1, que comprende además una etapa seleccionada de entre: esperar durante un periodo de tiempo de ajuste entre la introducción de la muestra en el canal y la medición del valor de propiedad eléctrica, y representar, en un dispositivo de representación visual, una indicación de si el analito se encuentra presente en la muestra.

4. Método según la reivindicación 1, que comprende además: aplicar una diferencia de potencial a lo largo de la longitud del canal durante la detección del valor de propiedad eléctrica medido.

5. Método según la reivindicación 1, en el que el valor de propiedad eléctrica medido corresponde a un valor de una corriente eléctrica conducida a lo largo de por lo menos la parte de la longitud del canal o a una conductividad eléctrica a lo largo de por lo menos la parte de la longitud del canal.

6. Método según la reivindicación 1, en el que el canal está configurado para presentar una dimensión seleccionada de entre una longitud comprendida entre 10 nanómetros y 10 centímetros, una anchura comprendida entre 1 nanómetro y 50 micrómetros, o una profundidad comprendida entre 1 nanómetro y 1 micrómetro.

7. Método según la reivindicación 1, que comprende además:

monitorizar un primer conjunto de uno o más valores de la propiedad eléctrica en el canal durante un primer periodo de tiempo, y un segundo conjunto de uno o más valores de la propiedad eléctrica en el canal durante un segundo periodo de tiempo;

seleccionar el valor de propiedad eléctrica de referencia a partir del primer conjunto de valores tras el equilibrado de los uno o más valores en el canal durante el primer periodo de tiempo; y

seleccionar el valor de propiedad eléctrica medido a partir del segundo conjunto de valores tras el equilibrado de los uno o más valores en el canal durante el segundo periodo de tiempo.

8. Método según la reivindicación 1, que comprende además: preparar el canal para la reutilización introduciendo un agente de desagregación en el canal, provocando el agente de desagregación la desintegración de un agregado formado en el canal por una interacción entre el analito y un compuesto sensor.

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el analito se selecciona de entre el grupo que consiste en:

un ácido nucleico, y el compuesto sensor es una sonda de ácido nucleico;

un ion de plata, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPEA2; y

un ion de mercurio, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPET2.

10. Sistema de detección para detectar un analito en la presencia de un compuesto sensor, que comprende:

un sustrato que presenta por lo menos un canal, en el que el por lo menos un canal:

presenta una longitud y una anchura, en el que la longitud es sustancialmente mayor que la anchura, y

comprende el compuesto sensor, en el que el compuesto sensor se deja fluir a lo largo de la longitud del canal, en el que una interacción entre el analito y el compuesto sensor resulta en la formación de un agregado;

una primera abertura en comunicación fluídica con una primera sección extrema del por lo menos un canal;

una segunda abertura en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del por lo menos un canal;

un primer electrodo conectado eléctricamente en la primera sección extrema del por lo menos un canal y un segundo electrodo conectado eléctricamente en la segunda sección extrema del por lo menos un canal, estando los primer y segundo electrodos conectados eléctricamente a sus primera y segunda secciones extremas respectivas del por lo menos un canal para formar un circuito de canal, presentando el circuito de canal unas propiedades eléctricas y configurado de manera que cuando se encuentra presente un fluido conductor eléctricamente en el por lo menos un canal, el fluido conductor eléctricamente altera las propiedades eléctricas del circuito de canal; y

un circuito de detección de analito en comunicación eléctrica con los primer y segundo electrodos, incluyendo el circuito de detección de analito un circuito de medición en comunicación eléctrica con los primer y segundo electrodos, presentando el circuito de medición una salida de circuito de medición, incluyendo la salida de circuito de medición uno o más valores indicativos de una o más propiedades eléctricas del circuito de canal, incluyendo el circuito de detección de analito una memoria en comunicación eléctrica con la salida de circuito de medición y configurado para almacenar los uno o más valores indicativos de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal que incluyen por lo menos un primer valor de una propiedad eléctrica del circuito de canal y un segundo valor de la propiedad eléctrica del circuito de canal, incluyendo además el circuito de detección de analito un circuito de comparación en comunicación eléctrica con la memoria y que presenta como entradas los por lo menos primer y segundo valores, el circuito de comparación configurado para proporcionar una salida de circuito de comparación basado por lo menos en parte en los por lo menos primer y/o segundo valores, la salida de circuito de comparación indicativa de si el agregado se encuentra presente en el por lo menos un canal, y en el que la salida de circuito de comparación es indicativa además de una concentración del analito en el por lo menos un canal.

11. Sistema de detección según la reivindicación 10, en el que el primer valor es indicativo de: (a) las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal sin la presencia de un fluido en el por lo menos un canal y el segundo valor es indicativo de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal con la presencia de un fluido en el por lo menos un canal; y opcionalmente, en el que el circuito de comparación presenta como entradas una pluralidad de los uno o más valores indicativos de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal, en el que la pluralidad de los uno o más valores indicativos de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal es indicativa de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal a lo largo del tiempo, y en el que la salida de circuito de comparación se basa por lo menos en parte en la pluralidad de los uno o más valores indicativos de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal, o (B) las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal cuando se aplica una primera diferencia de potencial entre los primer y segundo electrodos en una primera dirección a lo largo de la longitud del por lo menos un canal, y en el que el segundo valor es indicativo de las una o más propiedades eléctricas del circuito de canal cuando se aplica una segunda diferencia de potencial entre los primer y segundo electrodos en una segunda dirección a lo largo de la longitud del por lo menos un canal, siendo la segunda dirección opuesta a la primera dirección; y opcionalmente, en el que la salida de circuito de comparación indica que el analito se encuentra presente en el por lo menos un canal cuando el primer valor es sustancialmente diferente del segundo valor.

12. Sistema de detección según la reivindicación 10, en el que el circuito de detección de analito incluye uno o más de entre: un amperímetro, un voltímetro, un ohmímetro, un procesador y un circuito de detección de equilibrado.

13. Sistema de detección según la reivindicación 10, en el que las una o más propiedades eléctricas incluyen una corriente eléctrica conducida a lo largo de la longitud del por lo menos un canal entre los primer y segundo electrodos o una conductancia eléctrica a lo largo de la longitud del por lo menos un canal entre los primer y segundo electrodos.

14. Sistema de detección según la reivindicación 10, en el que el por lo menos un canal comprende:

un primer canal que comprende una primera abertura de canal y una segunda abertura de canal, en el que la primera abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una primera sección extrema del primer canal y la segunda abertura de canal se encuentra en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del primer canal; y

un segundo canal que comprende una tercera abertura de canal, en el que la primera abertura de canal está en comunicación fluídica con una primera sección extrema del segundo canal, y en el que la tercera abertura de canal está en comunicación fluídica con una segunda sección extrema del segundo canal; y opcionalmente:

una cuarta abertura de canal en comunicación fluídica con la primera sección extrema del primer canal; y una quinta abertura de canal en comunicación fluídica con la primera sección extrema del segundo canal, en el que las cuarta y quinta aberturas de canal no están en comunicación fluídica entre sí.

15. Sistema de detección según la reivindicación 10, que comprende además: una fuente de tensión para aplicar una diferencia de potencial utilizando los primer y segundo electrodos.

16. Sistema de detección según la reivindicación 10, en el que el por lo menos un canal está configurado para presentar una dimensión seleccionada de entre una longitud comprendida entre 10 nanómetros y 10 centímetros, una anchura comprendida entre 1 nanómetro y 50 micrómetros, o una profundidad comprendida entre 1 nanómetro y 1 micrómetro.

17. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, en el que el analito se selecciona de entre el grupo que consiste en:

un ácido nucleico, y el compuesto sensor es una sonda de ácido nucleico;

un ion de plata, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPEA2; y

un ion de mercurio, y opcionalmente en el que el compuesto sensor es TPET2.