MXPA05000907A - Generacion de reportes de senal fotonica de eventos electroquimicos. - Google Patents

Abstract

De acuerdo con una modalidad de la presente invencion, un metodo para detectar la presencia o cantidad de un material para analisis incluye asociar una primera solucion de electrolito que contiene el material para analisis con una primera region de un electrodo bipolar, asociar una segunda solucion de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda region del electrodo bipolar, aislar en forma ionica la primera solucion de electrolito de la segunda solucion de electrolito, originando una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolito, y detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente, indicando de este modo la presencia o cantidad del material par analisis en la primera region del electrodo bipolar.

Description

GENERACIÓN DE REPORTES DE SEÑAL FOTÓNICA DE EVENTOS ELECTROQUÍMICOS Campo del Invento La presente invención se refiere de manera general al campo de la electroquímica, y más particularmente, a la generación de reportes de señal fotónica de eventos electroquímicos.

Antecedentes del Invento Una molécula redox es una molécula que puede ser reducida u oxidada mediante un electrodo, cuando se aplica una polarización potencial adecuada. La reducción u oxidación de la molécula redox, es referida como una reacción redox. Las reacciones redox ocurren en muchas aplicaciones, tales como baterías, celdas de combustible diagnósticos médicos y producción de películas, por nombrar algunas. Las moléculas redox pueden servir para muchos propósitos útiles. Por ejemplo, se pueden utilizar las moléculas redox como etiquetas, en las cuales se adhiere una molécula redox a un material para análisis de interés y la detección de la molécula redox a través de una reacción redox, indica la presencia del material para análisis al cual se adhiere. En algunos casos un material para análisis de interés puede ser intrinsicamente activo-redox . Se utiliza este método de marcación, o la propiedad intrínseca, en la industria de diagnósticos médicos, entre otras, para detectar ADN, proteínas, anticuerpos, antígenos y otras sustancias a través de detección electroquímica. En un sensor electroquímico convencional del tipo que se utiliza algunas veces en detectores cromatográficos , se controla el potencial de un electrodo de operación con respecto al de un electrodo de referencia, y se mide la corriente Faradaíca que fluye entre el electrodo de operación y electrodo contador inerte. En este tipo de método, se proporciona todo el contenido de información del sistema mediante la reacción en el electrodo de operación. En otro método de detección electroquímica, se utiliza un electrodo para disparar una reacción redox que da como resultado la emisión de luz mediante electroquimioluminiscencia (ECL) . Aurora y Manz, en la solicitud PCT WO 00/0323, reportan un aparato que contiene electrodos de reacción de flotación que pueden utilizarse en la forma de una celda de electroquimioluminiscencia . Messey y asociados en la Patente Norteamericana No. 6,316,607 describen etiquetas ECL tradicionales y esquemas para la detección de dichas etiquetas, aunque la utilidad del método nuevamente depende del electrodo que proporciona todo el contenido de información. De Rooij y asociados, en la Patente Norteamericana No.6, 509, 195 describe un detector electroquimioluminiscente para analizar una sustancia biológica en la cual el método también emplea etiquetas que sirven tanto como marcadores, como emisores ECL. Los métodos de detección a base de ECL son una mejoría con respecto a los métodos de detección electroquímica amperométrica o potenciométrica, ya que generalmente son más sensibles. La mejor sensibilidad se debe a la capacidad de los detectores de fotón ultrasensibles y a la eliminación de parte del ruido que se encuentra en la señal redox mediante la conversión a una señal de luz. Los medios para mejorar las prácticas de corriente, están limitados inherentemente por los métodos practicados. Por ejemplo, la etiqueta redox y el emisor ECL generalmente son uno en el mismo, y por consiguiente cada proceso, detección redox y emisión de luz, no pueden optimizarse de manera independiente.

Sumario del Invento De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un método para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis incluye asociar una primera solución de electrolito que contiene el material para análisis con una primera región de un electrodo bipolar, asociando una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región del electrodo bipolar, aislando en forma iónica la primera solución de electrolito de la segunda solución de electrolito, originando una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolitos, y detectando la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente, indicando de este modo la presencia o cantidad del material para análisis en la primera región del electrodo De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un método para detectar la presencia o cantidad de múltiples materiales para análisis, incluye asociar una primera solución de electrolito que contiene múltiples materiales para análisis, con las primeras regiones de una pluralidad de electrodos bipolares, cada uno con un reactivo de enlace especifico del material para análisis asociado en el mismo, asociando una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con la segunda región de los electrodos bipolares, aislando en forma iónica la primera y segunda soluciones de electrolito, originando una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolitos, y detectando la luz emitida de los sistemas electroquimioluminiscentes asociados con las segundas regiones respectivas de los electrodos bipolares, indicando de este modo la presencia o cantidad de cada uno de los múltiples materiales para análisis en las primeras regiones respectivas de los electrodos bipolares. Se acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un método para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis incluye asociar la primera solución de electrolito que contiene el material para análisis, con un primer contenedor que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo, asociando una fuente de emisión de luz con un segundo contenedor que comprende un tercer electrodo y un cuarto electrodo, acoplando en forma electrónica el primero y tercero electrodos, originando una diferencia de potencial entre el segundo y cuarto electrodos y detectando la luz emitida de la fuente de emisión de luz en el segundo contenedor, indicando de este modo la presencia o cantidad del material para análisis en el primer contenedor. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, un método para detectar la presencia o cantidad de múltiples materiales para análisis incluye asociar la primera solución de electrolito que contiene los múltiples materiales para análisis con un primer contenedor que comprende una pluralidad de primeros electrodos, cada uno con un reactivo de enlace especifico del material para análisis asociado en el mismo y un segundo electrodo, asociando una pluralidad de fuentes de emisión de luz con un segundo contenedor que comprende una pluralidad de terceros electrodos y un cuarto electrodo, acoplado en forma electrónica la pluralidad del primer y tercer electrodos, originando una diferencia de potencial entre el segundo y cuarto electrodos, y detectar la luz emitida mediante la pluralidad de fuentes de emisión de luz asociadas con la pluralidad respectiva de terceros electrodos, indicando de este modo la presencia o cantidad de cada uno de los múltiples materiales para análisis en el primer contenedor. Las modalidades de la presente invención proporcionan un número de ventajas técnicas. Las modalidades de la presente invención pueden incluir parte, algunas o ninguna de estas ventajas. De cuerdo con una modalidad de la presente invención, se proporciona un método para detectar eventos electroquímicos y reportarlos en forma fotónica. Debido a que los procesos de ánodo y cátodo se desacoplan en forma química, no es necesario que el material para análisis objetivo participe directamente en las secuencias de reacciones ECL. Esto incrementa en gran parte el número de materiales para análisis que son detectables utilizando el proceso ECL altamente sensible. Las reacciones de ánodo y cátodo se acoplan en forma electrónica, y, por consiguiente, es posible correlacionar la intensidad ECL con la concentración del material para análisis, cuantificándolo de este modo. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, se muestra que al cambiar la forma del ánodo y cátodo en relación uno con el otro, es posible disminuir el limite de detección. Además de desacoplar la química de las funciones de detección y generación de reportes de este sensor, en algunas modalidades de la presente invención, es conveniente la capacidad del sistema para operar con electrodos bipolares, los cuales no hacen contacto eléctrico externo. Se puede formar una pluralidad de dichos electrodos bipolares dentro de un aparato y todos pueden activarse mediante el mismo campo eléctrico. Esta estrategia simplifica el diseño del sistema de análisis multiplexado, tal como para el análisis simultáneo de 5, 50 o incluso 50,000 diferentes materiales para análisis. De acuerdo con otra modalidad, al utilizar electrodos bipolares de diferente longitud, es posible crear formaciones de electrodos para detectar objetivos cuyas mitades de reacción tienen diferentes potenciales formales. Se muestra que dicho aparato puede operar ya sea midiendo la intensidad de ECL o la longitud del electrodo que se ilumina. En cualesquiera de las modalidades de la presente invención, dicho aparato puede ser miniaturizado con una pequeña batería proporcionando la polarización potencial necesaria entre los electrodos y un fotodiodo que mide la luz emitida por el sistema ECL. Se pueden determinar otras ventajas técnicas a través de un experto en el arte.

Breve Descripción de las Figuras A continuación se hace referencia a la descripción que se encuentra a continuación, que se toma en conjunto con las figuras que la acompañan, en donde los números de referencia similares representan partes similares, en las cuales : La figura 1A, es una vista en elevación esquemática de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura IB, es una vista en planta esquemática que ilustra una modalidad del sistema de la figura 1A; La figura 1C, es una vista en planta esquemática de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis en el cual se utilizan electrodos bipolares de longitud diversa; La figura ID, es una vista en planta esquemática de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis en el cual se utiliza una formación de electrodos bipolares ; La figura 2, es una vista en planta esquemática que ilustra una modalidad de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en la cual se utilizan dos electrodos por separado; La figura 3, es una vista en planta esquemática que ilustra una modalidad de un sistema para detectar en forma indirecta la presencia de un material para análisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en la cual se utilizan tres regiones de electrodo; La figura 4, es un diagrama de flujo que ilustra un método para detectar la presencia de un material para análisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 5A, es un diagrama esquemático de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en el cual se utiliza la muestra aislada y los compartimientos de señal; La figura 5B, es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de la figura 5A en la cual una pluralidad de electrodos bipolares se expanden entre los compartimientos; La figura 6, es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de la figura 5?, en el cual se utiliza el reciclado redox del material para análisis.

La figura 7, es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de la figura 5A, en el cual se utiliza una reacción de aniquilación que produce una señal ECL; La figura 8, es un diagrama esquemático de una modalidad del sistema de la figura 5A, en el cual el diodo de señal de luz produce la señal fotónica; La figura 9, es una vista de sección transversal de una modalidad de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis, en donde el sistema incluye una muestra de un compartimiento de señal con un electrodo bipolar que se expande entre ellos; La figura 10, es una vista de sección transversal de una modalidad del sistema de la figura 9, en el cual una pluralidad de electrodos bipolares se expande entre la muestra y los compartimientos de señal; La figura 11, es una vista de sección transversal de una modalidad de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis en el cual el sistema incluye una formación de compartimientos de muestra por separado y un compartimiento de señal común; La figura 12, es un diagrama esquemático de una modalidad de un sistema para detectar la presencia de un material para análisis en el cual el sistema incluye una serie de compartimientos de muestra por separado y un compartimiento de señal en común; La figura 13A, es un voltamograma cíclico de regulador de fosfato 0.1 M [pH 6.9] que contiene Ru (bpy) 3CI2 5 mM y tripropilamina (curva a) 25 mM y la misma solución con clorhidrato de viologen de bencilo 1 mM (curva b) ; La figura 13B es una gráfica de la intensidad ECL normalizada a 610 nm de las dos soluciones de la figura 13A, como una función de la polarización potencial aplicada en una celda de dos electrodos; La figura 14, es una gráfica de la intensidad de emisión ECL como una función del área relativa de las regiones anódicas y catódicas de un electrodo bipolar de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La figura 15A, es una gráfica de la corriente versus compensación de potencial aplicado, y la figura 15B es una gráfica de la intensidad de luz versus compensación potencial aplicada obtenida utilizando una modalidad del sistema ilustrado en la figura 5?; y La figura 16A, es una gráfica de la corriente versus potencial aplicado, y la figura 15B es una gráfica de la intensidad de luz versus potencial aplicado obtenido utilizando una modalidad del sistema ilustrado en la figura 8.

Descripción Detallada del Invento La figura 1 es una vista en elevación esquemática de un sistema de detección a base de microfluidos 100, que depende de la generación de reportes con respecto a la detección electroquímica y quimioluminiscencia electrogenerada ("ECL") de acuerdo con una modalidad de la presente invención. De manera general, el sistema 100 se utiliza para detectar la presencia de un material para análisis objetivo 102, marcando el material para análisis objetivo 102 con un reactivo redox 118, detectando una reacción electroquímica en una primera región de electrodos 124 y elaborando reportes en forma fotónica de la detección de la reacción electroquímica a través de un sistema ECL 120 asociado con una segunda región de electrodos 122. De acuerdo con las enseñanzas de una modalidad de la presente invención, la reacción de los reportes (tal como se denota con el número de referencia 101) asociada con el sistema ECL 120, se desacopla de la reacción de detección electroquímica (tal como se denota con el número de referencia 103) , la cual se facilita mediante el reactivo redox 118. Este desacoplamiento se describe con mayor detalle más adelante. Debido a que el sistema 100 requiere equilibrio de carga, las enseñanzas de la presente invención reconocen que la reacción de detección 103 y la reacción de la generación de reportes 101 se acoplan en forma electrónica. En esta forma, se incrementa en gran medida el número de materiales para análisis objetivo 102 que puede detectarse utilizando el sistema ECL 120 altamente sensible. Además, debido al acoplamiento electrónico, es posible correlacionar la intensidad de la luz 121 emitida por el sistema ECL 120 con la concentración del material para análisis objetivo 102, cuantificándolo de este modo. El sistema 100 puede ser implementado en un modo inalámbrico, tal como se muestra en las figuras 1A, IB, 1C, y ID, por ejemplo, o puede implementarse en un modo cableado, tal como se describe más adelante en relación con las figuras 2 y 3. Se contemplan otras implementaciones a través de las enseñanzas de la presente invención y éstas se proporcionan únicamente para propósitos de ejemplo. Tal como se ilustra en las figura 1A, y IB, el sistema 100 incluye un contenedor de pruebas 104 que aloja un electrodo bipolar 106 y una solución de electrolito 108. El sistema 100 también incluye una fuente de voltaje 110 y un detector 114. El contenedor de prueba 104 puede ser cualquier contenedor adecuado adaptado para alojar el electrodo bipolar 106 y la solución de electrolito 108. El contenedor 104 puede tener cualquier tamaño adecuado y formarse a partir de cualquier material adecuado utilizando cualquier método de fabricación adecuado. El contenedor puede tomar la forma de una canal, un microcanal, una cámara, un depósito, un tubo, un capilar y similares, cada uno de los cuales puede tener cualquier dimensión adecuada. Por ejemplo, la longitud, ancho y profundidad del contenedor 104 pueden ser cualquiera a partir de 0.1 mieras hasta diversos centímetros o más. Además, el contendor 104 puede ser formado a partir de cualquier material adecuado, tal como un polímero, un elastómero, un plástico, cerámica, vidrio, cuarzo, silicón y compuestos de unión. Aunque en las figuras 1A y IB se ilustra únicamente un contenedor 104, el sistema 100 puede incluir múltiples contenedores 104. Además, cada uno puede contener uno o más electrodos bipolares 106, tal como se ilustra en las figuras 1C y ID. El electrodo bipolar 106 es cualquier electrodo diseñado en forma adecuada formado a partir de cualquier material adecuado, tal como carbono, que conduce tinta, que conduce polímeros y cualesquiera metales adecuados, que conducen óxidos y material semi-conductor. El electrodo bipolar 106 puede formarse utilizando cualesquiera métodos adecuados, tal como métodos litografieos convencionales utilizados en la industria de los semi conductores, deposición electrónica, evaporación, depósito de rayo de electrones, impresión por pantalla, deposición con electricidad o sin electricidad y pintura. El electrodo bipolar 106 también puede formarse y posteriormente ubicarse dentro del contenedor. El electrodo bipolar 106 incluye una primera región de electrodos 124 y una segunda región de electrodos 122. En la modalidad ilustrada, la primera región de electrodos 124 actúa como un cátodo y la segunda región de electrodos 122 actúa como un ánodo. Sin embargo, en otras modalidades, la primera región de electrodos 124 actúa como un ánodo y la segunda región de electrodos 122 actúa como un cátodo. El electrodo bipolar 106 también puede variar en el área en cada extremo del electrodo, por lo cual la primera región de electrodos 124 puede ser más pequeña o más grande que la segunda región de electrodos 122, por la variación del ancho del electrodo. Por ejemplo, el electrodo bipolar 106 puede tener la forma "T" . Esto proporciona control con respecto a la densidad de corriente relativa en cada extremo, y por consiguiente se puede utilizar para aumentar la señal de luz ECL concentrando la señal en un área más pequeña, y proporcionando un área de electrodo más grande para la reacción mediante el reactivo redox 118, teniendo, de acuerdo con la figura 1, una primera región de electrodos más amplia 124 y una segunda región de electrodos más angosta 122. La solución de electrolito 108 puede estar comprendida de cualquier sal de electrolito adecuada disuelta en agua, un solvente orgánico, una solución solvente acuosa/orgánica, un polímero de conducción de iones, sal fundida, amonia líquida, dióxido de azufre líquido y cualesquiera fluidos supercríticos adecuados. La solución de electrolito 108, puede introducirse en el contenedor 104 utilizando cualesquiera métodos adecuados. En una modalidad, la solución de electrolito 108 contiene tanto material para análisis objetivo 102 marcado con el reactivo redox 108, como un sistema ECL 120. El material para análisis objetivo 102, es cualquier molécula adecuada que se desee analizar a través del sistema 100. Por ejemplo, el material para análisis 102 puede ser ADN, ARN, oligonucleótidos , proteínas, péptidos, enzimas, anticuerpos, antígenos, azúcares, (oligo) sacáridos, lipidos, esteroídes, hormonas, moléculas orgánicas pequeñas, neurotransmisores , fármacos, células, reactivos, intermediaros de proceso, productos de reacción, subproductos, componentes de corriente del proceso, contaminantes u otras especies adecuadas. El material para análisis objetivo 102 puede ser ya sea electroactivo , en cuyo caso contiene intrínsecamente el reactivo redox 108, o material para análisis objetivo 102 que puede ser no electroactivo, en donde puede requerirse la marcación mediante el reactivo redox 118. La marcación del material para análisis objetivo 102 con el reactivo redox 118, puede ser cualquier método de marcación adecuado, tal como marcación directa o indirecta, marcación covalente, marcación no covalente, marcación electrostática, marcación in situ, conversión mediante reacción enzimática y conversión mediante reacción química. Cuando los múltiples materiales para análisis serán detectados en una medida, se pueden utilizar diferentes etiquetas redo . El reactivo redox 118 es cualquier molécula redox-activa adecuada. La molécula redox-activa, es una molécula que puede ser oxidada o reducida fácilmente. Un ejemplo de una molécula redox es viologen de bencilo (BV2+) , la cual se reduce fácilmente mediante dos electrones en dos eventos sucesivos de un electrón. Otros ejemplos incluyen ferrocenos, quinonas, fenotiazina, viologenos, porfirinas, anilinas, tiofenos, pirróles, complejos de metal de transición, partículas de metal, otras partículas tales como esferas de poliestireno que pueden alojar múltiples moléculas redox, y similares. La etiquetas redox con la capacidad de intercambiar más de un equivalente redox (por ejemplo, electrones) en una reacción redox, sirven para amplificar la señal en la presente invención. La función del reactivo redox 118 se describe con mayor detalle más adelante; sin embargo, generalmente cuando el reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102 pasa dentro de los alrededores de la primera región de electrodos 124, entonces ocurre una reacción redox, que origina una reacción redox correspondiente del sistema ECL 120 en las segunda región de electrodos 122, emitiendo de este modo la luz 121 que será detectada por el detector 114. El sistema ECL 120 puede ser cualquier sistema electroquimioluminiscente adecuado. Un sistema ECL es un compuesto o combinación de compuestos que pueden ser inducidos para luminiscencia (emitir luz) mediante eventos redox- Un ejemplo de un sistema ECL es rutenio o quelato de osmio combinados con una trialquilamina . En una modalidad en particular de la presente invención, el sistema ECL, 120 incluye un compuesto de tris-bipiridil de rutenio (vRu (bpy)32+") y una tripropilamina ("TPA"). La función del sistema ECL 120, la cual se describe con mayor detalle más adelante, es generar la luz 121 en respuesta a una reacción electroquímica, tal como una reacción redox. La luz 121 es detectada por el detector 114. Por consiguiente, se puede asociar una ventana ópticamente clara 112 con el contenedor 104, para permitir que la luz 121 emitida del sistema ECL 120, sea detectada por el detector 114. La ventana 112 puede tener cualquier tamaño adecuado y puede formarse en el contenedor 104 utilizando cualquier material y método adecuado. El propio contenedor de prueba puede ser fabricado a partir de materiales ópticamente claros, tal como vidrio o termoplásticos adecuados, para permitir que la luz 121 sea detectada por el detector 114. El contenedor de prueba puede ser un depósito o tener otra forma, en donde el contenedor tenga una abertura hacia la parte externa mediante la cual la señal de luz pase directamente al detector. El detector 114 puede ser cualquier detector adecuado que pueda operar para detectar la luz 121 emitida del sistema ECL 120. Por ejemplo, el detector 114 puede incluir observación visual, un tubo fotomultiplicador, un aparato de carga acoplado tal como una formación CCD, una formación CMOS, un fotodiodo, y una cámara. El detector 114 se coloca en forma adyacente a la ventana 112 con el objeto de detectar la luz 121. La fuente de voltaje 110 puede ser cualquier aparato adecuado que opere para aplicar un voltaje adecuado a través de la longitud del contenedor 104, introduciendo de este modo un campo eléctrico a la solución de electrolito 108. El campo eléctrico que se desarrolla en la solución de electrolito a través de la longitud del electrodo, se muestra como AEcampo en las figuras 1A a ID. Si la diferencia de potencial de la solución de electrolito 108 que se encuentra en la primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122 alcanza un valor critico, ocurren procesos Faradaicos en ambos extremos del electrodo bipolar 106. Este potencial critico (Ecrit) depende de muchos factores, tales como la concentración de un reactivo redox 118 que se encuentra en la solución de electrolito 108, la temperatura, la magnitud del rango de transferencia de electrones heterogéneo constante para las dos medias reacciones, los rangos de transporte de masa, potenciales de unión y similares. Sin embargo, normalmente Ecrit es rigurosamente igual a la diferencia en los potenciales formales de los procesos redox que ocurren en la primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122. Cuando la diferencia en el potencial de la solución de electrolito 108 a lo largo de la longitud del electrodo bipolar 106 (AEelec) es menor a Ecrit, entonces la corriente dentro del contenedor 104 que rodea el electrodo bipolar 106 es llevado por iones que se encuentran en la solución de electrolito 108. Sin embargo, cuando la diferencia de potencial ÁEeiec excede Ecrit/- entonces es enérgicamente más favorable para que ocurran procesos Faradaicos en los dos extremos del electrodo bipolar 106 (por ejemplo, la primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122) y para que la corriente sea llevada por los electrones dentro del electrodo bipolar 106. En esta forma, cuando ocurre una reacción redox al reactivo redox 118, entonces ocurre una reacción redox correlacionada en el sistema ECL 120, la cual origina la emisión de luz 121 que será detectada . En una modalidad de la presente invención, existe una barrera permeable a los iones 116 en el contenedor 104, proporcionando de este modo compartimientos de muestra por separados. La barrera 116 funciona para separar los reactivos redox (por ejemplo, materiales para análisis) asociados con la reacción de detección 103 procedentes del sistema ECL asociado con la reacción de generación de reportes 101, mientras que permite todavía el acoplamiento iónico. Se puede utilizar cualquier barrera permeable a los iones adecuada tal como una unión de liquido, y un liquido, un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel permeable a los iones. La barrera 116 también puede ser una abertura angosta que conecta los compartimientos separados . Aunque la abertura puede tener el mismo tamaño que el contenedor en una dimensión, en al menos una dimensión, la abertura es más pequeña que la dimensión correspondiente dentro del contenedor. La abertura angosta evita el mezclado sustancial de la reacción de detección 103 con la reacción de generación de reporte 101. En una modalidad, cuando se utiliza la barrera 116, las sales, amortiguadores y solvente comprende la solución de electrolito 108 asociada con la reacción de detección 103 que puede ser la misma o diferente a la de las sales, amortiguadores y solvente que comprenden la solución de electrolito asociada con la reacción de generación de reporte 101. La figura 1C, es una vista en planta esquemática que ilustra el sistema 100, en el cual los electrodos bipolares de longitud diversa son utilizados . La modalidad mostrada en la figura 1C, incluye los electrodos 106a, 106b, y 106c, que difieren en longitud. La magnitud del campo eléctrico que se desarrolla en la solución de electrolito 108 a través de los electrodos 106a, 106b, y 106c varia rigurosamente en proporción con la longitud del electrodo en particular, por consiguiente, cada electrodo de diferente longitud proporciona un diferente AEeiec En la modalidad ilustrada, las diferentes etiquetas redox que tienen diferentes potenciales redox pueden distinguirse dentro de una mezcla de acuerdo con la intensidad relativa de la luz emitida procedente de los electrodos bipolares 106a, 106b, y 106c. Por ejemplo, una cierta etiqueta redox 118 puede estar caracterizada por un Ecrit que es excedido únicamente por AEeiec del electrodo más largo, es decir el electrodo 106c. En esta modalidad, el sistema ECL 120 se activa y emite luz en la segunda región de electrodos 122c del electrodo del electrodo 106c y no los electrodos 106a ó 106b. Se utiliza una segunda etiqueta redox 118 para etiquetar un material para análisis diferentes, sin embargo, puede caracterizarse por un Ecrit que es excedido por AEeiec de los dos electrodos más largos, es decir, los electrodos 106b y 106c. En esta modalidad, el sistema ECL 120 es activado y emite luz en la segunda región de electrodos 122b y 122c de los electrodos 106b y 106c, respectivamente, pero no el electrodo 106a. Las modalidades que se contemplan en las cuales las longitudes del electrodo se ajustan para distinguir entre múltiples etiquetas redox, y el patrón de luz emitida de los electrodos múltiples se utiliza para determinar la presencia de materiales para análisis dentro de una mezcla. La figura ID es una vista en planta esquemática que ilustra el sistema 100, en el cual se utiliza una formación de electrodos bipolares 106a, 106b, 106c y 106d. La modalidad de "formación" de la figura ID opera en una forma similar a las modalidades mostradas en las figuras 1A y IB, excepto por el hecho de que se utilizan electrodos múltiples. Esta formación de electrodos puede ser utilizada para la detección de múltiples materiales para análisis de objeto dentro de la misma muestra. En esta modalidad, una región de cada electrodo bipolar se elabora especifica del material para análisis mediante la asociación de un elemento de reconocimiento para dicha región. El elemento de reconocimiento responde o enlaza en forma selectiva a uno de los múltiples materiales para análisis de interés. Este elemento de reconocimiento puede ser una membrana selectiva de iones, o cualquier molécula adecuada que enlace en forma selectiva a otra, tal como ADN, ARN, APN y otros análogos de ácido nucleico, anticuerpos, antigenos, receptores, ligantes y similares, incluyendo combinaciones de dichos elementos de reconocimiento. La generación localizada de señales se describe más adelante en relación con la figura 5A. En las figuras 1A y IB se ilustra una breve descripción de la operación de la modalidad inalámbrica, asumiendo que el contenedor 104 ya esta fabricado junto con el electrodo bipolar 106, ventana 112, y barrera 116, que es como se indica a continuación. Primero el material para análisis objetivo 102 se etiqueta con el reactivo redox 118 y se mezcla con la solución de electrolito 108. Además, el sistema ECL 120 se mezcla con la solución de electrolito 108. Tal como se describió anteriormente, la solución de electrolito 108 utilizada para el material para análisis objetivo 102 y el reactivo redox asociado 118 y la solución de electrolito 108 utilizada para el sistema ECL 120, pueden o no ser del mismo tipo. La solución de electrolito 108 que contiene el material para análisis objetivo 102 y el reactivo redox asociado 118, se introduce en un compartimiento 105b del contenedor 104 y la solución de electrolito 108 que contiene el sistema 120 se introduce en un compartimiento 105a del contenedor 104. Posteriormente el detector 114 se coloca de manera adecuada en forma adyacente a la ventana 112. Posteriormente la fuente de voltaje 110 impone un campo eléctrico a través de la longitud del contenedor 104. Esto origina una diferencia de potencial en la solución de electrolito 108 entre la primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122, que originan un flujo de iones entre los compartimientos 105a, y 105b, a través de la barrera química 116. Cuando la diferencia de potencial AEeiec excede Ecrit, tal como se describió anteriormente, entonces la corriente comienza a fluir en el electrodo bipolar 106 a partir de la segunda región de electrodos 122 hacia la primera región de electrodos 124. Cuando pasa el material para análisis objetivo 102, marcado opcionalmente con el reactivo redox 118, mediante la difusión o convección de volumen, dentro de los alrededores de la primera región de electrodos 124, entonces ocurre una reacción redox. Por consiguiente, el reactivo redox se reduce si la primera región de electrodos 124 actúa como un cátodo o se oxida si la primera región de electrodos actúa como un ánodo. Suponiendo que la primera región de electrodos 124 actúa como un cátodo, el reactivo redox 118 acepta un electrón del electrodo bipolar 106 y debido a que el sistema 100 requiere el equilibrio de carga, el sistema ECL 120 proporciona un electrón al electrodo bipolar 106. Esta reacción redox del sistema ECL 120, origina que la luz 121 sea emitida a través de la ventana 112. Posteriormente el detector 114 detecta la luz 121, que indica que ha sido detectado el material para análisis objetivo 102. La intensidad de la luz 121 se relaciona con el número de moléculas redox detectadas cerca de la primera región de electrodos 124, permitiendo la determinación de la cantidad de material para análisis objetivo. El desacoplamiento de la reacción de generación de reportes 101 procedente de la reacción de detección 103, conduce a un número de ventajas técnicas en la presente invención. Una de dichas ventajas técnicas es que el sistema 100 emplea reacciones por separado para los procesos de detección y generación de reportes. Los sistemas anteriores se enfocaron en las reacciones que tienen lugar en el electrodo de "operación" e ignoraron la actividad en el electrodo "contador" . Como resultado, se tenia que proporcionar en forma simultánea una sola reacción en las funciones tanto de detección como de generación de reportes. En contraste, las enseñanzas de una modalidad de la presente invención se enfocan en la luz que está siendo emitida por un sistema ECL que ocurre en una región de electrodos (por ejemplo, el electrodo contador), aunque la reacción de detección electroquímica esté teniendo lugar en otra región de electrodos (por ejemplo, el electrodo de operación) . Esto permite un mejor control de calidad de la detección de los materiales para análisis y también reduce y/o elimina los problemas asociados con el uso de una reacción ECL en la reacción de detección, en la cual se utilizan las moléculas redox ECL como la etiqueta del material para análisis objetivo, es decir, sirven en forma simultánea tanto como etiqueta, como reportero. Los sistemas anteriores también requerían que tanto los procesos de marcación como de generación de reportes se llevaran a cabo en un solo compartimiento de muestras. En contraste, las enseñanzas de algunas modalidades de la presente invención proporcionan la separación de los procesos de detección y generación de reportes, permitiendo de este modo la optimización independiente de cada proceso redox con respecto al solvente, concentración de electrolito y composición y otros componentes para maximizar la eficiencia de la emisión de luz por parte del sistema ECL, en tanto que se mantienen adecuados el pH, fuerza iónica y otras condiciones del solvente, los cuales pudieran ser necesarios para la reacción de detección.

Las modalidades de la presente invención en las cuales se llevan a cabo las reacciones de detección y generación de reportes en compartimientos por separado en electrodos por separado, se describen más adelante en relación con las figuras 2 y 3. La figura 2, es una vista en planta esquemática que ilustra una modalidad con cables del sistema 100 en el cual se utilizan dos electrodos 200a, 200b. Los electrodos 200a y 200b pueden tener cualquier tamaño adecuado y cualquier forma adecuada y estar formados a partir de cualquier material adecuado, tal como el que se describió para el electrodo bipolar 106. Los electrodos 200a y 200b, pueden tener una forma y área similar a la que se ilustra en la figura 2, o las áreas de electrodos pueden diferir con el objeto de aumentar las señales ECL generadas por el sistema, tal como se describió anteriormente. El área de un electrodo puede ser el doble, diez veces, cien veces, incluso mil veces más que el del otro electrodo. Las formas del electrodo pueden variar de acuerdo con las necesidades del aparato en cuanto a fabricación, empaque, requerimientos de tamaño, sensibilidad y similares de acuerdo con la aplicación. La modalidad ilustrada en la figura 2, es similar a la modalidad ilustrada en la figura 1A y IB, excepto por el hecho de que el electrodo bipolar 106 se reemplaza por los electrodos 200a y 200b. Además, los electrodos 200c y 200b están acoplados en forma electrónica a otro a través de una fuente de voltaje 202, la cual puede ser una batería u otra fuente de voltaje adecuada que opera para aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos 200a y 200b. Tal como se ilustra en la figura 2, el electrodo 200a, actúa como un ánodo y el electrodo 200b actúa como un cátodo; sin embargo, el electrodo 200a puede actuar como un cátodo y el electrodo 200b puede actuar como un ánodo dependiendo de los tipos de moléculas redox utilizadas para el reactivo redox 118 y el sistema ECL 120. En forma similar a las modalidades ilustradas en las figuras 1A a ID, la reacción de detección 103 se asocia con una de las regiones de electrodos en tanto que la reacción de generación de reportes 101 se asocia con la otra de las regiones de electrodos. En la modalidad ilustrada en la figura 2, las regiones del electrodo son electrodos separados que se localizan en dos compartimientos adyacentes 200a y 200b. Una abertura angosta 208 entre los compartimientos permite que los dos compartimientos se acoplen en forma iónica para la conservación del equilibrio de carga. El tamaño de la abertura 208 es un compromiso entre la necesidad de tener comunicación de iones entre los compartimientos, y la necesidad de mantener sustancialmente separadas las soluciones de cada compartimiento. Cuando se prefiere una abertura angosta, la abertura 208 puede ser pequeña con respecto al menos a una dimensión de la geometría del contenedor. Por ejemplo, la abertura 208 puede tener la misma altura que los compartimientos en cualquier lado pero el ancho de la abertura 208 puede ser menor al ancho de los compartimientos conectados . En una modalidad alternativa (no mostrada) , también puede existir una barrera permeable a los iones entre los compartimientos 206a y 206b que funcione en una forma similar a la barrera química 116 de la modalidad inalámbrica. En otra modalidad de la presente invención, las muestras fluyen a través del contenedor y existe una barrera entre los compartimientos en la corriente ascendente de los electrodos y una abertura entre los compartimientos que existen en la corriente ascendente de los electrodos. En otra modalidad en la cual dos o más corrientes de la muestra fluyen a través de los electrodos, existe una barrera entre los compartimientos en la corriente ascendente de los electrodos y pasan a través de los electrodos dos o más corrientes fundidas. Aún en otra modalidad, no existe barrera física entre las corrientes ascendentes o descendentes de los electrodos, y las corrientes se funden desde entradas separadas en un canal principal bajo condiciones de flujo laminar, de modo que se mantiene una separación de volumen. En otra modalidad de la presente invención, se contemplan otras configuraciones de electrodos y compartimientos incluyendo configuraciones que tienen múltiples compartimientos de reacción de detección asociados con un solo compartimiento de la reacción de generación de reporte 101. La operación de la modalidad ilustrada en la figura 2, es similar a la operación de la modalidad mostrada en las figuras 1A a ID anteriores . Una diferencia de operación es que la fuente de voltaje 202 aplica una diferencia de potencial entre los electrodos 200ay 200b, en lugar de a través del contenedor tal como se describe anteriormente . La figura 3, es una vista en planta esquemática que ilustra una modalidad cableada del sistema 100 en el cual se utilizan tres electrodos 300a, 300b y 300c. Los electrodos 300a, 300b y 300c pueden tener cualquier tamaño adecuado y cualquier forma adecuada y ser formados a partir de cualquier material adecuado, tal como se describió para el electrodo bipolar 106 y para los electrodos 200a y 200b. La modalidad ilustrada en la figura 6, difiere de las modalidades ilustradas en las figuras 1A y 2, ya que la detección del material para análisis objetivo 102 es una detección inversa. En otras palabras, en las modalidades ilustradas en las figura 1A y 2, se incrementa la intensidad de la luz 121 cuando las reacciones de detección electroquímica ocurren como opuestas a la modalidad de la figura 3, en la cual la intensidad de la luz 121 disminuye cuando ocurren las reacciones de detección electroquímica. Esto se describe a continuación . En la modalidad ilustrada, el electrodo 300a se asocia con el sistema ECL 120, el electrodo 300b se asocia con el material para análisis objetivo 102 y el reactivo redox 118 y el electrodo 300c se asocian con un reactivo redox de sacrificio 302. El reactivo redox de sacrificio 302 está comprendido de moléculas redox que se reducen u oxidan fácilmente a través de un electrodo. La presencia de un reactivo redox de sacrificio 302 en el electrodo 300c, origina una reacción redox correspondiente del sistema ECL 120 en el electrodo 300a, cuando existe una diferencia de potencial suficiente entre los electrodos 300a y 300c.

Posteriormente esto origina la emisión de luz 121 a través de la ventana 112 que es detectada por el detector 114, en forma similar a la descrita anteriormente. El acoplamiento iónico entre los compartimientos, es proporcionando por las aberturas angostas 308 entre los compartimientos .

A continuación se describe la detección del material para análisis objetivo 102 marcado con el reactivo redox 118. El electrodo 300a y 300b se acoplan directamente en forma electrónica y por consiguiente tienen substancialmente el mismo potencial. Cuando el material para análisis objetivo 102 y el reactivo redox 118 pasan dentro de los alrededores del electrodo 300b, entonces las reacciones redox ocurren en el reactivo redox 118, ya que el electrodo 300b se mantiene con un potencial adecuado para dicha reacción. En esta forma, debido a que los electrodos 300a y 300b se acoplan directamente a la corriente que pasa del electrodo 300c, se comparte entre los electrodos 300a y 300b. Las moléculas redox asociadas tanto con el sistema ECL 120 como con el reactivo redox 118 son competentes para los electrones. Por lo tanto, la intensidad de luz 121 que está siendo emitida del sistema ECL 120, disminuye cuando un material para análisis objetivo 102 (marcado opcionalmente con un reactivo redox 118) encuentra el electrodo 300b, indicando de este modo la detección del material para análisis objetivo 102. Se contemplan otras configuraciones de electrodos y microcanales a través de esta modalidad de la presente invención . La figura 4, es un diagrama de flujo que ilustra un método para detectar la presencia del material para análisis objetivo 102 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El método comienza en el paso 400, en donde un primer electrolito, tal como la solución del electrolito 108, que contiene el material para análisis objetivo 102 se asocia con la primera región de electrodos 124. En una modalidad, se etiqueta el material para análisis objetivo con el reactivo redox 118. Un segundo electrolito, tal como la solución de electrolito 108, que contiene el sistema ECL 120 se asocia con la segunda región de electrodos 122 en el paso 402. Tal como se describió anteriormente, el primero y segundo electrolitos pueden ser del mismo tipo o pueden ser un tipo diferente. La primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122 se acoplan en forma electrónica en el paso 404. En la modalidad inalámbrica mostrada en las figuras 1A y IB, esto incluye el electrodo bipolar 106 o en la modalidad cableada mostrada en las figuras 2 y 3, esto incluye los electrodos separados acoplados electrónicamente con un circuito y una fuente de voltaje. El primero y segundo electrolitos están acoplados en forma iónica en el paso 406. El primero y segundo electrolitos están acoplados en forma iónica si se utiliza la misma solución de electrolito 108 y no existe barrera química entre ellos. En una modalidad en donde existe una barrera química, el acoplamiento iónico resulta de una barrera que permite el acoplamiento iónico pero evita el acoplamiento químico de los electrolitos . Por ejemplo, la barrera química puede incluir una unión de líquido-líquido, un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel permeable a los iones . Se origina una diferencia de potencial entre la primera región de electrodos 124 y la segunda región de electrodos 122 en el paso 408. Esto puede incluir la imposición de un campo eléctrico a través de la solución de electrolito que contacte al electrodo de la modalidad inalámbrica de las figuras 1A y IB, o puede incluir aplicar un voltaje entre los electrodos en la configuración cableada de las figuras 2 y 3. Cuando la diferencia de potencial excede Ecritr entonces la luz 121 se emite del sistema ECL 120. Por consiguiente, en el paso 402, la luz 121 emitida del sistema ECL 120 en la segunda región de electrodos 122, se detecta a través del detector 114. La intensidad de luz 121 se correlaciona con el número de moléculas redox que se encuentran en la primera región de electrodos 124. Esto finaliza el método que se señala en al figura 4. Las figuras de la 5A a la 8, son diagramas en esquema de diversas modalidades de un sistema alternativo 500 para detectar la presencia del material para análisis objetivo 102 en el cual un compartimiento de muestras 102 y un compartimiento de señal 504 se aislan uno del otro. Los sistemas 500a, 500b, 500c, y 500d son similares en función en cuanto a que la presencia del material para análisis objetivo 102 introducido en el compartimiento de muestras 502, origina que ocurra una reacción redox que permita que la corriente fluya a través del compartimiento de señal 504. El compartimiento de señal 504 incluye una fuente de emisión de luz, la cual, cuando la corriente fluye a través del compartimiento de señal 504, se induce a emitir luz y la señal óptica es registrada por el detector 114. El sistema 500c ejemplifica una modalidad del sistema para detectar la presencia de múltiples materiales para análisis objetivo 102 para una detección multiplexada . Los múltiples materiales para análisis que se asocian en forma separada con la pluralidad de electrodos bipolares en el compartimiento de muestras 502, y las etiquetas redox asociadas con cada uno de los materiales para análisis originan que la corriente fluya a través del compartimiento de señal 504. Las señales (luz) son emitidas a través de la pluralidad respectiva de fuentes de emisión de luz asociadas con la pluralidad de electrodos bipolares en el compartimiento de señal. Haciendo referencia a la figura 5?, el sistema 500a ilustra la fuente de emisión de luz como siendo el sistema ECL 120. En la modalidad ilustrada, el compartimiento de muestras 502 incluye un electrodo 506 en un primer extremo 508 de un electrodo bipolar 510. El compartimiento de señal 504 incluye un electrodo 512 y un segundo extremo 514 del electrodo bipolar 510. Los electrodos 506, 512 se conectan a la fuente de voltaje tal como una batería, un suministro de potencia u otra fuente de voltaje adecuada mediante la cual, la diferencia de potencial puede ser impuesta entre una solución de electrolito 516 en el compartimiento de muestras 502 y una solución de electrolito 518 en un compartimiento de señal 504. Además, un circuito 520 asociado con la fuente de voltaje 110 también puede proporcionar regulación de voltaje y generación de formas de onda potenciales . El sistema 500a puede incluir opcionalmente un electrodo de referencia 519. En este caso se podría utilizar un potenciostato para el circuito 520, con el electrodo 506 conectado al potenciostato en la forma del electrodo de operación y el electrodo 502 sea conectado en la forma del electrodo contador. Más adelante se describe la operación de esta modalidad. Los electrodos 506, 512 pueden diseñarse del mismo material o de materiales diferentes, tal como se describió anteriormente. El electrodo bipolar 510 puede construirse conectando ("acortando") dos electrodos diseñados de manera independiente con un conductor, o puede ser construido como un electrodo monolítico con el primer y segundo extremos 508, 514 expuestos en la muestra y los compartimientos de señal 502, 504. La función del electrodo bipolar 510 permanece igual aunque el diseño o método de fabricación del sistema 500a puedan favorecer un formato con respecto al otro. El compartimiento de señal 504 también incluye una ventana ópticamente transparente 112, de modo que la señal fotónica generada dentro del compartimiento de señal 504 pueda ser registrada por el detector 114. En una modalidad en particular, el detector 114 se monta dentro del compartimiento de señal 504. La ventana óptica 112 en esta modalidad puede ser integral con el detector 114a. Una solución de muestra de la que se sospecha contiene material para análisis objetivo 102, se asocia con el compartimiento de muestras 502. La solución de muestras también contiene electrolitos para proporcionar la conducción iónica necesaria para el proceso electroquímico. Asimismo, se proporciona el reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102. La solución de electrolito 518 contiene el sistema ECL 120 en el compartimiento de señal 504. Una modalidad del sistema 500a, proporciona la asociación con el primer extremo 508 del electrodo bipolar 510. La asociación o localización del material para análisis objetivo 102 puede servir para concentrar el material para análisis objetivo 102, para secuestrar el material para análisis objetivo 102 de la solución por volumen o del flujo de una corriente de muestras, o para separar el material para análisis objetivo 102 de otras especies similares. La localización ocurre a través de un elemento de reconocimiento especifico del material para análisis. El elemento especifico del material para análisis puede ser cualquier membrana que responda en forma selectiva a su ambiente, tal como una membrana selectiva de iones. El elemento especifico del material para análisis también puede ser cualquier molécula que exhiba la capacidad de enlazar en forma selectiva a otra molécula tal como un oligómero de ADN, ARN ó APN, sonda o cebador, un anticuerpo, un antigeno, un receptor como un ligante y similares . Los elementos que responden o enlazan en forma especifica al material para análisis, son bien conocidos en la técnica y son utilizados comúnmente en ensayos químicos y biológicos . El elemento específico del material para análisis puede proporcionarse en una cantidad de formas, aunque se localizará físicamente cerca del electrodo bipolar. Los elementos pueden enlazarse directamente a la interfase de electrodos, o a las áreas adyacentes al electrodo, o a ambas. Los elementos también se pueden enlazar a otros soportes sólidos, tal como gránulos, micropartículas , nanopartículas , geles, polímeros ¦ porosos y similares, los cuales a su vez se confinan cerca de la interfase del electrodo. El enlace de los elementos puede ser covalente, no covalente, electrostático, van der Waals, fisioabsorbente o quimioabsorbente . El confinamiento de otros soportes sólidos puede ser físico o químico. El confinamiento físico incluye restringir los gránulos dentro de las barreras porosas, de modo que los fluidos puedan ser intercambiados con otras áreas del compartimiento, pero los granulos no puedan pasar a través de las aberturas . La localización del material para análisis objetivo 102, sirve a su vez para localizar el reactivo redox 118 asociado con dicho material para análisis objetivo en el electrodo bipolar 510. Cuando el material para análisis objetivo 102 es propiamente electroactivo , o cuando el objetivo es marcado directamente con los reactivos redox, se logra la localización enlazando el material para análisis. La marcación directa de los materiales para análisis se puede realizar con moléculas activas-redox, polímeros redox, polímeros con grupos redox enlazados, polímeros de conducción, partículas activas-redox, coloides-redox y similares. Las partículas activas-redox pueden generarse In situ mediante la deposición sin electricidad de un metal oxidable. Por ejemplo, al utilizar los materiales para análisis marcados con una partícula de oro, la exposición de la partícula a una solución de iones de plata originará la formación del metal de plata en la partícula de oro. La plata depositada, la cual puede oxidarse fácilmente, sirve posteriormente como un reactivo redox 118 en el análisis. El material para análisis objetivo 102 también puede ser marcado con enzimas o catalizadores con la capacidad de cambiar la actividad redox de un sustrato, y las moléculas que poseen la nueva actividad redox es el reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102 en el método de la presente invención. Este último caso es un ejemplo de una marcación indirecta. El reactivo redox 118 que se produce mediante la enzima o catalizador marcando directamente el objetivo, no está propiamente enlazado al objetivo. Sin embargo, la presencia del reactivo redox 118 está asociada con la presencia del material para análisis objetivo 102. En cualquiera de los métodos de marcación directa o indirecta, la adhesión directa de la etiqueta o la enzima o el catalizador al material para análisis objetivo 102 se puede realizar mediante un enlace covalente o mediante un agente con la capacidad de interacción de enlace especifica con el material para análisis objetivo 102. La elección de enlazar al agente depende de la naturaleza del material para análisis objetivo 102. Por ejemplo, para objetivos de ácido nucleico el agente de enlace podría ser un ácido nucleico o un derivado relacionado (ARN, ADN, APN, etc.), y para antígenos o anticuerpos, el agente de enlace podría ser un anticuerpo dirigido en el antígeno o anticuerpo. Esta metodología adopta muchas de las características de lo que comúnmente es referido como un ensayo de emparedado. En la modalidad ilustrada, el sistema ECL 120 se activa mediante la oxidación en el extremo anódico del electrodo bipolar 510 en un compartimiento de señal 504 y el reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102 se reduce en el extremo catódico del electrodo bipolar 510 en el compartimiento de muestras 502. Cuando el electrodo de referencia 519 no está incluido en el sistema 500a, esta modalidad también puede llevarse a cabo en cualquier reacción que ocurra en el otro electrodo en los compartimientos respectivos; por ejemplo, puede ocurrir la reacción del material para análisis en el electrodo 506, o la reacción del sistema ECL puede ocurrir en el electrodo 512. El formato depende de la elección del sistema ECL 120 y la elección del reactivo redox 118, en donde cualesquiera pueden depender de diversos factores, tales como disponibilidad, costo, sensibilidad, facilidad de manejo y estabilidad del reactivo. El sistema 500a también depende de las reacciones redox que ocurran en los electrodos 506, 512 en los compartimientos 502, 504. Tal como se ilustra, el electrodo 506 es un ánodo y el electrodo 512 es un cátodo. La especie redox puede ser cualquier molécula en la solución, tal como el solvente, el electrolito u otra molécula con una actividad redox bien definida agregada a la solución de electrolito o una composición de estado sólido en la superficie del electrodo. Por ejemplo, la superficie del electrodo puede estar recubierta con una composición de cloruro de plata/plata la cual tenga la capacidad de suministrar equivalentes redox al circuito en tanto que mantenga un potencial estable. En una modalidad, el sistema 500a opera en la siguiente forma. La solución de electrolito 516, de la que se espera contenga el material para análisis objetivo 102, se coloca dentro del compar imiento de muestras 502 y la solución de electrolito 518 que contiene el sistema ECL 120 se deposita dentro del compartimiento de señal 504. Se proporciona el reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102. La fuente de voltaje 110 se opera para imponer una diferencia de potencial entre los electrodos 506 y 512. El efecto es impartir una diferencia de potencial entre las soluciones de electrolitos 516 y 518. Cuando la diferencia en potencial entre las soluciones en cada interfase del electrodo bipolar 510, incrementa hasta el punto en el que coincide aproximadamente con la diferencia en potencial redox entre el reactivo redox 118 y el sistema ECL 120, la corriente Faradaica fluirá a través del electrodo bipolar, activando de este modo el sistema ECL 120. Asociada con el compartimiento de señal 504 esta la ventana óptica 112, para permitir que la señal fotónica procedente del sistema ECL 120, sea registrada por el detector 114. Con referencia a la figura 5B, se describe un sistema 500c tal como se indica a continuación, particularmente con respecto a las diferencias 500a. En la modalidad ilustrada, el compartimiento de muestras 502 incluye un electrodo 506 y una pluralidad de primeros extremos 508a-d de los electrodos bipolares 510a-d. El número de electrodos bipolares puede ser de al menos dos, y tanto como de varios miles. El compartimiento de señal 504 incluye un electrodo 512 y una pluralidad de segundos extremos 514a-d de los electrodos bipolares 510a-d. Los elementos de reconocimiento específicos del material para análisis se asocian con cada uno de los primeros extremos 508a-d. Una solución de muestras de la que se espera contenga los múltiples materiales para análisis objetivo 102a-d se asocia con el compartimiento de muestras 502, y se proporciona el reactivo redox 118 asociado con cada material para análisis objetivo. Los reactivos redox pueden ser todos los mismos debido a la identidad del electrodo bipolar asociado con cada señal que permitirá la correlación de la señal con el material para análisis . El sistema ECL 120 se asocia con el compartimiento de señal 504, y con cada segundo extremo 514a-d de los electrodos bipolares 510a-d. La señal de luz emitida en cada electrodo bipolar se registra y correlaciona a través de la posición con el electrodo bipolar respectivo, con el objeto de determinar la presencia o cantidad de cada material para análisis en el compartimiento de muestras . En esta modalidad, se prefiere un detector a base de píxeles que tienen la capacidad de registrar todas las señales en forma simultánea, aunque si únicamente un pequeño número de electrodos bipolares están presentes, se puede explorar un detector con relación al compartimiento de señal para el registro en forma de secuencias de las señales . Haciendo referencia a la figura 6, el compartimiento de muestras 502 está configurado para soportar el reciclado redox del reactivo redox 118 asociado con el material para análisis objetivo 102. El reactivo redox 118 puede tener cualesquiera de las formas descritas en la presente invención con el requerimiento adicional de que sea una especie química y ciné icamente reversible. El reciclado redox es un fenómeno bien estudiado en el cual un reactivo redox reversible se mueve entre dos electrodos separados en forma cercana, uno se mantiene en un potencial de reducción y el otro se mantiene en un potencial de oxidación, con respecto al reactivo redox. En la modalidad ilustrada, después de pasar por la reacción de transferencia de electrones con el electrodo 506, el reactivo redox 118 difunde el electrodo 508 en donde ocurre la reacción de transferencia de electrones inversa, y regresa el reactivo redox 118 a su estado original. Por lo tanto, el ciclo se puede repetir. Conforme disminuye la distancia entre los electrodos 506 y 508, disminuye el tiempo de tránsito del reactivo redox 118 e incrementa la corriente neta a través del compartimiento de muestras 502. Comienza un incremento importante en corriente conforme la distancia característica entre el electrodo 506 y 508 alcanza aproximadamente 15 um. El incremento puede ser al menos de un factor de 5r conforme la distancia disminuye aproximadamente 5um. Este incremento en corriente facilita una señal mejorada del sistema ECL 120, por ejemplo, con una intensidad incrementada y, mejor sensibilidad. En una modalidad, tal como se ilustra en la figura 6, los electrodos 506 y 508 se ajustan en una geometría plana-paralela con una brecha angosta entre las interfases del electrodo. En una modalidad alternativa, los electrodos 506 y 508, se pueden incorporar en la forma de electrodos co-planos separados en forma cercana. Para maximizar el efecto de amplificación ganad< del ciclado redox, se maximiza el área de acercamiento de los dos electrodos ajusfando los dos electrodos en una distribución interdigitalizada . La figura 7, ilustra un sistema 500c similar al sistema 500 a y 500b descritos anteriormente, pero con una forma alternativa del sistema ECL 120 en un compartimiento de señal 504. Se generan señales electroquimioluminiscentes mediante una reacción denominada "aniquilación", tal como se observa mediante el número de referencia 530. En dicha reacción, el estado oxidado y el estado reducido de una molécula luminiscente se generan por separado. Cuando se encuentran los dos reaccionan mediante la transferencia de un electrón procedente de la molécula reducida a la oxidada, para producir dos especies neutrales, una de las cuales adopta un estado electrónicamente excitado. La molécula en el estado excitado regresa al estado a tierra con un fotón que se emite con una característica de eficiencia de las propiedades fotofísicas de la molécula luminiscente. El sistema ECL puede estar basado en una solución, que comprende un solvente, sales de electrolito y un lumoforo activo-redox tal como por ejemplo tris (bipirydina) de rutenio, difenilantraceno y rubreno. El sistema ECL también puede comprender películas delgadas de polímeros conducidos por iones y electrolitos ínter-dispersos con un lumoforo, tal como un polímero de conducción, ejemplificado mediante poli (p-fenileno) o poli (p-fenilenvinileno) o un polímero-redox ejemplificado mediante polímeros a base del complejo de rutenio. La figura 8 ilustra un sistema 500d en el cual la fuente de emisión de luz que se encuentra en el compartimiento de señal 504, son elementos de estado sólido 532. Se proporcionan dos de los emisores de electrificación, en orientaciones opuestas, para tomar en cuenta el flujo de electrones en cualquier dirección. Por ejemplo, los diodos de emisión de luz ( "LEDs " ) , y los diodos láser puedan funcionar dentro del sistema 500d para completar la conversión de la señal redox que ocurre en el compartimiento de muestras 502 a la señal fotónica generada en el compartimiento de señal 504. La corriente pasada mediante el reactivo redox 118 asociada con el material para análisis objetivo 102, se convierte mediante elementos tales como LEDs y diodos láser a luz emitida, la cual posteriormente es registrada por el detector 114. La estructura básica de un LED comprende una pila de al menos dos capas emparedadas entre dos electrodos (un cátodo y un ánodo) . Para un LED semiconductor, el formato estándar que se usa comercialmente, la pila comprende un semiconductor compuesto -n y un semiconductor compuesto —p . Para el semiconductor orgánico desarrollado en forma más reciente, la pila comprende una capa de transporte de electrones, una capa de transporte de agujero, una capa de emisión y normalmente, una capa de transporte de electrones. Cuando se aplica un voltaje adecuado a través de los electrodos, y en relación con la cantidad de corriente disponible para fluir, los electrones de agujero se encontraran y se recombinarán en la unión n-p o en la capa de emisión, respectivamente, y como resultado emitirán luz. Los LEDs orgánicos y del semiconductor pueden ser diseñados para emitir luz visible o infrarroja. El detector 114 podría ser seleccionado por sensibilidad para el rango de longitud de onda adecuado, según sea requerido por el emisor de luz. Las figuras de la 9 a la 12 son diagramas en esquema de diversas modalidades de otro sistema alternativo 900 para detectar la presencia de material para análisis objetivo 102. La figura 9 es una vista de sección transversal de un sistema 900a para detectar la presencia de material para análisis objetivo 102 que incluye un electrodo bipolar 902 que se expande entre el compartimiento de muestras 502 y el compartimiento de señal 504. En la modalidad ilustrada, el compartimiento de muestras 502 y el compartimiento de señal 504 se ajustan en forma vertical en un alojamiento 904. El compartimiento de muestras 502 está en la parte superior del alojamiento 904 y el compartimiento de señal 504 está en la parte inferior. Una barrera 906 descansa entre el compartimiento de muestras 502 y el compartimiento de señal 504 y sirve para separar en forma física los compartimientos. En algunas modalidades la barrera 906 aisla en forma iónica los compartimientos, y en otras modalidades, la barrera 906 puede proporcionar comunicación de iones entre los compartimientos, En una modalidad, el electrodo bipolar 902 tiene una región expuesta al compartimiento de muestras 502 y la región opuesta expuesta al compartimiento de señal 504. Las áreas de cada región del electrodo bipolar 902 pueden ser substancialmente las mismas, o las áreas pueden diferir con el objetivo de controlar la densidad de corriente en cada región. El compartimiento de muestras 502 incluye un electrodo 908 y un compartimiento de señal 504 incluye un electrodo 910. Estos electrodos están conectados a una fuente de voltaje externo 110 (no ilustrado) . Al controlar la diferencia de potencial entre los electrodos 908 y 910, se controla la diferencia de potencial desarrollada a través del electrodo bipolar 902. El electrodo 908 puede ser diseñado a partir de cualquier conductor adecuado, y puede tomar cualquier forma adecuada, tal como un disco, perno, tubo, anillo y similares que descienda de una tapa o dado de pórtico y un conductor adherido a la pared de compartimiento de muestras 502. El electrodo 910 puede estar diseñado en forma similar con la consideración adicional de que el electrodo 910 se colocará en forma física para permitir que las señales del fotón se propaguen no bloqueadas desde la fuente de emisión de luz, a través de la ventana óptica 112 y al detector 114. La figura 10 ilustra una vista de sección transversal de un sistema 900b. La construcción de general del sistema 900b es similar al sistema 900a de la figura 9; sin embargo, el sistema 900b incluye una pluralidad de electrodos bipolares 912a, 912b y 912c. Aunque únicamente se ilustran tres electrodos bipolares, la presente invención contempla cualquier número adecuado de electrodos bipolares. En una modalidad, los electrodos bipolares 912a, 912b y 912c se utilizan para la detección de un solo material para análisis objetivo, tal como, material para análisis objetivo 102. En otra modalidad, los electrodos bipolares 912a, 912b y 912c se utilizan para la detección de múltiples materiales para análisis objetivo dentro de la misma muestra. El número de electrodos bipolares puede ser tan pequeño como 2, tan alto como 25, o incluso tan alto como varios cientos o varios miles. La distribución depende del número de electrodos bipolares y otros factores, tal como, el método de fabricación, de aplicación deseada, y similares, aunque normalmente incluye una formación lineal colocada a lo largo del canal o una formación bidimensional ordenada colocada dentro de una cámara. Uno de los múltiples materiales para análisis puede ser un control interno, en esta modalidad, la región de cada electrodo bipolar asociada con el compartimiento de muestras 502, está asociada cada una con un diferente elemento de reconocimiento especifico del material para análisis. Cada elemento sirve para localizar uno de los múltiples materiales para análisis objetivo de interés, y por lo tanto, los reactivos redox asociados con cada electrodo bipolar, tal como se describió anteriormente.

La figura 11, muestra una vista de sección transversal de un sistema 900c que tiene una pluralidad de compartimientos de muestra. Se puede utilizar cualquier número adecuado de compartimientos de muestra. El sistema 900c puede ser útil para el análisis de muestras por lotes . En algunos casos puede ser conveniente analizar múltiples muestras, de la misma fuente o de una fuente diferente, dentro del sistema 900c. Por ejemplo, se pueden probar múltiples muestras de diferentes fuentes con respecto a la presencia o cantidad del mismo material para análisis objetivo. O se pueden probar muestras de la misma fuente independientemente del mismo material para análisis (por ejemplo, pruebas por duplicado) o de diferentes grupos de materiales para análisis objetivo. También está dentro del alcance de la presente invención, tener una pluralidad de electrodos bipolares (similares a la figura 10) dentro de cada compartimiento de muestras 502 del sistema 900c. Teniendo una pluralidad de compartimientos de muestra también se permite la elaboración de pruebas simultáneas de estándares, y muestras de control positivas y negativas .

El compartimiento señal 504 en la parte inferior del sistema 900c se ilustra como un solo compartimiento, común, con conexión de fluidos . La señal generada en cada electrodo bipolar 902 en el compartimiento de señal 504, se localiza en el electrodo mediante difusión. El detector 114 puede ser un fotodetector a base de formación, tal como una cámara, formación CCD, formación de fotodiodo, una formación CMOS, u otro detector adecuado. El detector 114 también puede ser un solo detector de elementos, tal como un tubo foto multiplicador o un fotodiodo que se mueve con respecto a cada ubicación del electrodo bipolar para leer la señal generada en cada ubicación. Dependiendo del número de electrodos bipolares 902 que serán leídos, el costo del sistema 900c, el tiempo de lectura deseado, la sensibilidad y otros factores adecuados con respecto al desempeño del sistema 900c, se puede utilizar cualquier opción . El compartimiento de señal 504 puede estar comprendido en forma alternativa de compartimientos de señal individuales que corresponden a cada compartimiento de muestras.

Por ejemplo, dentro de dicho sistema, se puede ajustar una pluralidad de unidades que incluyen un compartimiento de muestras, un compartimiento señal 504, un electrodo de compartimiento de muestras, un electrodo (s) bipolar y un electrodo de compartimiento de señal, tal como se muestra en las figuras 9 y 10. Tal como se ilustra en la figura 12, se ilustra un sistema 900d. El sistema 900d es similar al sistema 900c de la figura 11; sin embargo, el sistema 900d incluye una pluralidad de compartimientos de muestra que están conectados en forma diversa al mismo compartimiento de señal 504. Este es un sistema preferido para el análisis de múltiples muestras en diferentes puntos de tiempo. En la modalidad ilustrada, se puede utilizar un solo compartimiento de señal 504 con una relación física fija con el detector 114, para el análisis de diferentes muestras en una pluralidad de compartimientos de muestra. Debido a que cada muestra se analiza en un compartimiento de muestras por separado, se evita la contaminación cruzada entre las muestras .

El sistema 900d incluye un circuito eléctrico 920 con una función de conmutación 922 para formar de manera diversa las conexiones adecuadas entre los primeros extremos 924a, 924b y 924c y el segundo extremo 926 de un electrodo bipolar, y los electrodos del compartimiento de muestras 928a, 928b y 928c con un electrodo del compartimiento de señal 930. En cualesquiera de las modalidades descritas en relación con las figuras de la 9 a la 12, la solución de electrolito que contiene el sistema ECL 120 puede remplazarse con cualesquiera de las fuentes de emisión de luz descritas anteriormente con relación a las figuras de la 5 a la 8. Ej emplos Detección de casos electroquímicos mediante conversión fotónica. Para demostrar el acoplamiento químico de las funciones de detección y generación de reportes de una modalidad de la presente invención, se compara la intensidad de señal procedente de un sistema ECL, Ru (bpy)32+y tripropilamina, generado en un ánodo, cuando se acopla con dos diferentes procesos de cátodo: 2H+ + 2e -= H2 (1) B 2+ e-=BV+ (2) La ecuación (1) representa reducción de protones que ocurre bajo las condiciones utilizadas en los experimentos en un potencial formal que es más negativo que el de la reacción de la ecuación (2), la reducción de viologen de bencilo al catión radical. Se llevaron a cabo experimentos utilizando una modalidad de la presente invención similar a la de la figura 2, en donde las dos regiones de electrodos son electrodos separados (por ejemplo, 200a y 200b de la figura 2) y una fuente de voltaje (202) entre los electrodos, proporcionan la diferencia de potencial. Se prepararon electrodos de oxido de estaño de indio ( "ITO" ) en un substrato de vidrio utilizando métodos fotolitográficos estándar para definición de un patrón, grabado y eliminación de fotorresistencia . Los electrodos tuvieron 50 um de ancho y una longitud suficiente para abarcar el ancho del compartimiento (ver más adelante) y tener almohadillas de conexión que sobresalgan del molde. Se formó un compartimiento uniendo un molde de poli (dimetilsiloxano) ("PDMS") que tiene una cavidad definida de 1.2 cm de largo, 750 um de ancho y 30 um de profundidad al substrato de ITO/vidrio con patrón. Los agujeros en ambos extremos de la cavidad se extienden a través de la capa PDM y sirven como depósitos de fluido y medios para introducir soluciones de electrolito dentro del compartimiento. Se conectó un suministro de potencia (Hewlett-Packard modelo E3620A) a las almohadillas y se utilizó para controlar la compensación de potencial entre los electrodos . En un primer experimento, el compartimiento se llenó con la solución de electrolito que contiene Ru (bpy) 3CI2 (bpy=2 , 2 ' -bipiridina) y tripropilamina 25mM en un regulador de fosfato acuoso de 0.1M, pH6.9. En esta solución, tal como se observa en el voltamograma Ma" de la figura 13a, el primer proceso de reducción, la reacción de reducción de protones (1) se observa en aproximadamente -1.08V vs . Ag/AgCL de electrodo de referencia. Se observa el primer proceso oxidante en aproximadamente 0.8V vs Ag/AgCL, que corresponde a las reacciones de oxidación de Ru(bpy)32+ y el sistema ECL de tripropilamina. En el experimento de dos electrodos (figura 13b) , se incrementó la diferencia de potencial entre los dos electrodos, y se observó que la emisión de luz comienza conforme la polarización alcanza aproximadamente 1.8 V. Esta polarización se correlaciona también con la ventana de 1.88 V entre los procesos de ánodos y cátodos de la solución. En un segundo experimento, se preparó la misma solución utilizada en la primera, agregando dicloruro de viologen de bencilo (BV2+) 5mM. El primer proceso oxidante se debe nuevamente al sistema ECL, aunque el primer proceso de reducción en esta solución se observa en aproximadamente en -0.52 V vs . Ag/AgCL, que corresponde a la reducción del viologen, tal como se observa en el voltamograma "b" en la figura 13a. Por lo tanto en la presencia de BV2+ la diferencia de voltaje entre la generación de los procesos de cátodos y ánodos se estrecha desde 1.80 V hasta 1.38 V. Cuando se introduce BVZ+ en el compartimiento del experimento de dos electrodos, se observa fácilmente ECL en ñEelec= 1.4V (figura 13 b) , en tanto que no se habla observado señal ECL en esta polarización potencial en la solución que carece de BV2 + . La apariencia de la señal en la polarización de 1.4 V, se correlaciona también con la ventana de 1.38 V entre los procesos de ánodos y cátodos de la solución. Tal como se manifestó anteriormente, los procesos electroquímicos que surgen en el ánodo y cátodo de una configuración ya sea bipolar o de dos electrodos, se enlazan en forma electrónica pero no en forma química. Existe una correspondencia de uno a uno entre número de electrones consumidos en el ánodo y el número proporcionado en el cátodo. Se ha mostrado en este ejemplo, que la intensidad ECL en el ánodo refleja o reporta el surgimiento de reacciones electroquímicas en el cátodo de una celda de dos electrodos. Esto demuestra la relación entre las funciones de detección y generación de reportes de este sensor y que se puede distinguir entre dos diferentes materiales para análisis activos-redox con base en sus potenciales redox. 2. Intensidad de señal como una función de las áreas de electrodo relativas .

Una condición experimental que conduce a más vueltas del material para análisis (por ejemplo, en el cátodo) aumenta la intensidad ECL (por ejemplo en el ánodo) . Por consiguiente, bajo condiciones idénticas, al incrementar el área del cátodo se obtiene como resultado un ECL más intenso. Para demostrar esto, se midió la intensidad ECL con una función de las áreas relativas del cátodo y ánodo utilizando una modalidad de la presente invención similar a la de las figuras la y Ib, en donde las dos regiones de electrodos (122,124) están en extremos opuestos de un electrodo bipolar (106) y un campo potencial a través del electrodo, genera la diferencia de potencial en la solución cerca de cada extremo del electrodo. Se probaron tres diferentes geometrías de electrodo bipolar para la intensidad de emisión ECL como una función de las áreas relativas de las regiones de ánodos y cátodos . En el primer caso al electrodo se le da forma de "T", con la parte superior ancha (200 um x 100 um) sirviendo como un cátodo y el fondo angosto (50 um de ancho) sirviendo como un ánodo. En el segundo caso el electrodo es un electrodo de banda de ancho constante (50 um) , por lo cual el cátodo y ánodo son iguales en el área. En el tercer caso, nuevamente se utiliza la forma de "T" (mismas dimensiones a las anteriores), pero con la parte superior ancha sirviendo como el ánodo y el fondo angosto como el cátodo. En todos los casos los electrodos tuvieron 500um de largo. El campo eléctrico está impuesto a través de este eje largo . Se colocó una solución de regulador de fosfato 0.1M, pH 6.9, que contiene Ru(bpy)3Cl2 5mM y tripropilamina 25mM en contacto con cada electrodo, y el espectro de emisión ECL se registró cuando se impuso un campo de 1.88V a través de la longitud de cada electrodo. Los resultados se muestran la figura 14. Se observó la intensidad ECL más alta cuando el área del cátodo es grande con relación al ánodo. La diferencia entre las curvas de emisión "1" y "2" demuestra que incluso debido a la misma concentración de todos los reactivos, incrementando la corriente en la región del electrodo de reporte, en este caso mediante el diseño de las áreas de la región del electrodo, de aumenta la señal ECL. 3. Detección redox y generación de reportes fotónica a base de ECL en un sistema con compartimientos aislados de muestra y señal. En este ejemplo, el compartimiento de señal y el compartimiento de muestras se construyen como dos módulos por separado, y por lo tanto se aislan en forma iónica. Los compartimientos están configurados de acuerdo con el sistema 500a presentado en la figura 5a, sin el electrodo de referencia 519. El compartimiento de señal contenía un electrodo de carbono vidrioso con diámetro de lmM (514) y un electrodo de cable embobinado Ag/AGCl (512) . El compartimiento se llenó con una solución de electrolito (518) que contiene regulador de fosfato de 0.1 M (pH7.5), cloruro de sodio de 10 mM, y la trpropilamina de lOmM (TPA) del sistema ECL y Ru(bpy)3CL2 0.1 mM (bpy 2, 2 ' -bipiridina) .

El compartimiento de muestras contenía un electrodo de carbono vidrioso con un diámetro de lmm (508) y un electrodo con cable embobinado Ag/AgCl (506) y el compartimiento se llenó con una solución de electrolito que contiene NaCl 0.1M y que contiene además K3Fe(CN)6 de 5,0 mM que sirve como material para análisis modelo con una actividad redox intrínseca. Los dos electrodos de carbono vidrioso se conectaron de manera electrónica ("se acortaron") uno al otro con un cable de cobre, y los dos electrodos Ag/agCl se conectaron a un generador de forma de onda de potencial programable (un potencioestato controlado por computadora con los cables de conteo y de referencia juntos: Modelo CHI660A, CH Instruments, Austin, TX) . La emisión de luz de la región del electrodo de carbono vidrioso en el compartimiento de señal, fue medida y registrada con un tubo fotomultiplicador (PMT: Modelo 962, Perkin Elmer, Santa Clara, CA.). La figura 15a, muestra el voltamograma cíclico (CV) obtenido utilizando el sistema descrito anteriormente mediante exploración lineal de potencial impuesta entre los dos electrodos Ag/AgCl . La figura 15b muestra la emisión de fotones como una función del barrido lineal de la compensación de potencial que se observó mientras se registró el CV presentado en la figura 15a. La figura 15a y 15b demuestran juntas que los procesos acoplados en forma electroquímica en cada compartimiento, producen juntos la señal de luz específica del material para análisis. Las modalidades de un sistema de detección que utiliza compartimientos aislados de muestra y señal pueden tener dos ventajas prácticas importantes. Primero, el compartimiento de señal en combinación con el aparato de emisión de fotones puede optimizarse de manera independiente y hacer interfase fácilmente con la unidad de compartimiento de muestras en donde ocurre el proceso de reconocimiento del material para análisis. Segundo, se pueden acoplar las formaciones de las fuentes de emisión de luz a las formaciones de las reacciones redox en una forma práctica sin la necesidad de circuitos controlados en forma independiente para cada elemento de la formación. Utilizando los LED' s como la fuente de emisión de luz, tal como se ilustra en el ejemplo que se encuentra a continuación, también es adecuado para empacar la generación de señal y la generación de imágenes ópticas de modo que las reacciones redox asociadas con cada material para análisis, puedan ser monitoreadas en forma simultanea y continua . 4. Detección redox y generación de reportes fotónicos a base de LED en un sistema con compartimientos aislados de muestra y señal. En este ejemplo, las fuentes de emisión de luz LED reemplazan al sistema ECL del ejemplo anterior. La configuración del sistema se basa en el sistema 500d de la figura 8. El compartimiento de muestras contenia un electrodo de carbono vidrioso con un diámetro de 15um (506), un electrodo de platino (508), un electrodo de referencia Ag/AgCl (519) y el compartimiento se llenó con una solución de electrolito de NaCl de 0.1 que contiene además K3Fe(CN)6 de 20 mM como el material para análisis objetivo modelo. Se conectaron en paralelo dos iodos de emisión de luz ( SSL-LX5093SRC/E, DigiKey, Thief River Falls, N) en orientaciones opuestas entre los contactos 512 y 514 del electrodo. El circuito del potencioestato se conectó al electrodo de carbono vidrioso 506 en la forma de electrodo de operación, el electrodo Ag/AgCl 519 en la forma del electrodo de referencia y el contacto 512 en la forma del electrodo contador. La figura 16a muestra el voltamograma cíclico del sistema con la onda de reducción que indica la presencia del material para análisis de ferricianida de potasio. La figura 16b muestra la intensidad de emisión de un LED (el que pasa corriente cuando la corriente de cátodos pasa a través del electrodo 506 en el compartimiento de muestras) medida en forma concurrente con el CV de la figura 16a. La señal generada mediante la fuente de emisión de luz LED, indicó la presencia del material para análisis del reactivo redox en el compartimiento de muestras . Aunque las modalidades y ejemplos de la presente invención se describen con detalle, se pueden realizar diversos cambios substituciones y alteraciones sin apartarse del espíritu y alcance de la misma, tal como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (1)

1. Novedad de la Invención Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : R E I V I N D I C A C I O N E S 1. Un método para detectar la presencia o cantidad de material para análisis, en donde el método comprende : asociar una primeara solución de electrolito que contiene material para análisis, en una primera región de electrodos; asociar una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente, con una segunda región de electrodos; acoplar en forma electrónica la primera y segunda regiones de electrodos; acoplar en forma iónica la primera y segunda soluciones de electrolitos; originar una diferencia de potencial entre la primera y segunda regiones de electrodos; detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente en la segunda región de electrodos, indicando de este modo la presencia del material para análisis en la primera región de electrodos. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera y segunda regiones de electrodos están asociadas con extremos opuestos de un electrodo, y en donde el origen de la diferencia de potencial entre la primera y segunda región de electrodos comprende la generación de un campo eléctrico en la solución de electrolito a través de una longitud del electrodo. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera región de electrodos comprende un primer electrodo, la segunda región de electrodos comprende un segundo electrodo, y en donde el acoplamiento electrónico de la primera y segunda regiones de electrodos comprende colocar una fuente de voltaje entre el primero y segundo electrodos . 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además, colocar el primer y segundo electrodos en compartimientos de muestra por separado. 5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el acoplamiento en forma iónica del primero y segundo electrolitos comprende proporcionar una barrera permeable a los iones entre los compartimientos de muestras separados, la barrera permeable a los iones seleccionada del grupo que consiste de una abertura angosta, una unión liquida y un liquido, un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel permeable a los iones. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material para análisis comprende un material para análisis electroactivo . 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además la marcación del material para análisis con un reactivo redox. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma covalente al material para análisis. 9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma no covalente al material para análisis . 10. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma electrostática al material para análisis. 11. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo redox proporciona más de un equivalente redox . 12. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el reactivo redox se selecciona del grupo que consiste de un polímero redox, un dendrímero redox, un polímero de conducción y un coloide metálico . 13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema electroquimioluminiscente comprende un quelato de rutenio u osmio y una amina. 14. Un método para detectar la presencia o cantidad de material para análisis, en donde el método comprende: asociar una primera solución de electrolito que contienen material para análisis con una primera región de electrodos; asociar una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región de electrodos; asociar una tercera solución de electrolito que contiene un reactivo redox de sacrificio con una tercera región de electrodos; acoplar en forma electrónica la primera, segunda y tercera regiones entre electrodos, de modo que no exista una diferencia de potencial substancial entre la primera y segunda regiones de electrodos; acoplar en forma iónica la primera, segunda y tercera soluciones de electrolitos; originar una diferencia de potencial entre la primera y segunda regiones de electrodos y la tercera región de electrodos; detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente en la segunda región de electrodos, indicando de este modo la presencia del material para análisis en la primera región de electrodos. 15. Un método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además colocar la primera, la segunda y tercera regiones de electrodos en los compartimientos de muestras separadas. 16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el acoplamiento en forma iónica de la primera, segunda y tercera soluciones de electrolitos comprende proporcionar una barrera permeable a los iones respectiva entre los compartimientos de muestra separados, la barrera respectiva seleccionada del grupo que consiste de una abertura angosta, una unión liquido a liquido, un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel permeable a los iones. 17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el material para análisis comprende un material para análisis electroactivo . 18. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además la marcación del material para-análisis con un reactivo redox. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma covalente al material para análisis . 20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma no covalente al material para análisis. 21. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma electrostática al material para análisis. 22. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el reactivo redox proporciona más de un equivalente redox . 23. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el reactivo redox se selecciona del grupo que consiste de un polímero redox, un dendrímero redox, un polímero de conducción y un coloide metálico . 24. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el sistema electroquimioluminiscente comprende un quelato de rutenio u osmio y una amina. 25. Un sistema para detectar la presencia ó cantidad de un material para análisis, en donde el sistema comprende: un contenedor; un electrodo colocado dentro del contenedor, teniendo el electrodo una primera región de electrodos y una segunda región de electrodos ; una primera solución de electrolito que contienen material para análisis colocado dentro del canal y asociado con la primera región de electrodos ; una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente colocado dentro del canal y asociado con la segunda región de electrodos; una fuente de voltaje que puede operar para generar una diferencia de potencial entre la primera región de electrodos y la segunda región de electrodos; y un detector que puede operar para detectar la presencia del material para análisis mediante la generación de una señal óptica precedente del sistema electroquimioluminiscente . 26. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la fuente de voltaje puede operar para imponer un campo eléctrico en la solución de electrolito a través de la longitud del electrodo. 27. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el electrodo comprende una prioridad de electrodos, y en donde la fuente de voltaje puede operar para imponer un campo eléctrico en la solución de electrolito a través de la longitud de cada electrodo . 28. El sistema de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la pluralidad de electrodos comprende electrodos de al menos dos diferentes longitudes. 29. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la primera región de electrodos es un ánodo y la segunda región de electrodos es un cátodo. 30. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque la primera región de electrodos es un cátodo y la segunda región de electrodos es un ánodo. 31. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el sistema electroquimioluminiscente comprende un quelato de rutenio u osmio y una amina. 32. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el contenedor está separado en el primer y segundo compartimientos de muestras, alojando el primer compartimiento la primera solución de electrolito, alojando el segundo compartimiento la segunda solución de electrolito. 33. El sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque al menos uno del primer y segundo compartimientos de muestras es un canal. 34. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el primer y segundo compartimientos de muestras están separados por una barrera que puede operar para permitir la comunicación de iones entre el primero y segundo compartimientos de muestras. 35. El sistema de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la barrera se selecciona del grupo que consiste de una abertura angosta, una unión de liquido-liquido, un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel permeable a los iones. 36. El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el material para análisis comprende un material para análisis electro activo. 3 . El sistema de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el material para análisis está marcado con el rectito redox. 38. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma covalente al material para análisis. 39. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma no covalente al material para análisis. 40. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma electroest tica al material para análisis. 41. El método de conformidad con la reivindicación 37, caracterizado porque el reactivo redox proporciona más de un equivalente redo . 42. Un sistema para detectar la presencia o cantidad de material para análisis, en donde el sistema comprende: un contenedor; un primer electrodo asociado con la primera parte del contenedor; un segundo electrodo asociado con la segunda parte del contenedor; una primera solución de electrolito que contiene un material para análisis colocado dentro del contenedor y asociado con el primer electrodo ; una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente colocado dentro del contenedor y asociado con el segundo electrodo; una fuente de voltaje que puede operar para que generar una diferencia de potencial entre el primero y segundo electrodos; y un detector que puede operar para detectar la presencia del material para análisis mediante la presencia de una señal óptica procedente del sistema electroquimioluminiscente . 43. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la fuente de voltaje proporciona comunicación electrónica entre el primero y segundo electrodos . 44. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la diferencia del potencial varia con el tiempo. 45. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque comprende además un tercer electrodo colocado dentro del contenedor. 46. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque el tercer electrodo está en un potencial diferente al del primero y segundo electrodos . 47. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la primera región de electrodos es un ánodo, la segunda región de electrodos es un ánodo, y la tercera región de electrodos es un cátodo. 48. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado porque la primera región de electrodos es un cátodo, la segunda región de electrodos es un cátodo, y la tercera región de electrodos es un ánodo. 49. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la primera región de electrodos es un ánodo y la segunda región de electrodos es un cátodo. 50. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la primera región de electrodos es un cátodo y la segunda región de electrodos en un ánodo. 51. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el sistema electroquimioluminiscente comprende un quelato de rutenio u osmio y una amina. 52. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque la primera solución de electrolito y la segunda solución de electrolito están colocadas dentro de los compartimientos de muestras separadas . 53. El sistema de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque al menos uno de los compartimientos de muestras separadas es un canal . 54. El sistema de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque los compartimientos de muestras separadas están separadas por una barrera que puede operar para permitir la comunicación de iones entre los compartimientos de muestra separados. 55. El sistema de conformidad con la reivindicación 54, caracterizado porque la barrera se selecciona del grupo que consiste de una unión liquido-liquido , un puente de sal, una membrana ionofórica y una barrera de solvente-gel . 56. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el material para análisis comprende un material para análisis electroactivo . 57. El sistema de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque el material para análisis está marcado con un reactivo redox. 58. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma covalente al material para análisis. 59. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma no covalente al material para análisis. 60. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el reactivo redox está enlazado en forma electroestática al material para análisis. 61. El sistema de conformidad con la reivindicación 57, caracterizado porque el reactivo redox proporciona más de un equivalente redox . 62. ün sistema para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis, en donde el sistema comprende: medios para acoplar una primera solución de electrolito que contiene un material para análisis, con una primera región de electrodos; medios para acoplar una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región de electrodos; medios para acoplar en forma electrónica la primera y segunda regiones de electrodos; medios para acoplar en forma iónica la primera y segunda soluciones de electrolitos; medios para generar una diferencia de potencial entre la primera y segunda regiones de electrodos; y medios para detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente en la segunda región de electrodos, indicando de este modo la presencia del material para análisis en la primera región de electrodos. 63. ün método para detectar la presencia o cantidad de uno o más materiales para análisis, en donde el método comprende: asociar una primera solución de electrolito que contiene al menos un material para análisis con un primer compartimiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo ; asociar una fuente de emisión de luz con un segundo compartimiento que comprende un tercer electrodo y un cuarto electrodo; acoplar en forma electrónica el primer y tercero electrodos; originar una diferencia de potencial entre el segundo y cuarto electrodos; y detectar la luz emitida de la fuente de emisión de luz en el segundo compartimiento, indicando de este modo la presencia o cantidad de al menos un material para análisis en el primer compartimiento. 64. El método de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque la fuente de emisión de luz comprende un sistema electroquimioluminiscente (ECL) . 65. El método de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque la fuente de emisión de luz es un diodo de emisión de luz . 66. El método de conformidad con la reivindicación 65, caracterizado porque el diodo de emisión de luz es un diodo de emisión de luz semiconductor . 67. El método de conformidad con la reivindicación 65, caracterizado porque el diodo de emisión de luz emite luz visible. 68. El método d conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque el primer electrodo y el tercer electrodo comprenden un electrodo bipolar monolítico. 69. El método de conformidad con la reivindicación 63, porque comprende además: asociar una pluralidad de primeros electrodos con el primer compartimiento: asociar una pluralidad de terceros electrodos con el segundo compartimiento; asociar una pluralidad de fuentes de emisión de luz con el segundo compartimiento; acoplar en forma electrónica el primero y tercer electrodos respectivos; y detectar la luz emitida de cada fuente de emisión de luz en el segundo compartimiento. 70. El método de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado porque la pluralidad de fuentes de emisión de luz son diodos de emisión de luz. 71. El método de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado porque el segundo electrodo es un cátodo y el cuarto electrodo es un ánodo. 72. El método de conformidad con la reivindicación 69, caracterizado porque el segundo electrodo es un ánodo y el cuarto electrodo es un cátodo. 73. Un método para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis, en donde el método comprende: asociar una primera solución de electrolito que contienen material para análisis, con una primera región de un electrodo bipolar; asociar una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región de electrodos bipolar; aislar en forma iónica la primera solución de electrolito de la segunda solución de electrolito ; originar una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolitos; y detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente, indicando de este modo la presencia o cantidad del material para análisis en la primera región del electrodo bipolar . 74. El método de conformidad con la reivindicación 73, caracterizado porque comprende además originar que la primera y segunda soluciones de electrolito tengan la misma composición. 75. El método de conformidad con la reivindicación 73, caracterizado porque la asociación de una primera solución de electrolito que contienen material para análisis con una primera región de un electrodo bipolar, comprende asociar la primera solución de electrolito que contienen material para análisis con las primeras regiones respectivas y una pluralidad de electrodos bipolares; y en donde la asociación de una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región del electrodo bipolar, comprende asociar la segunda solución de electrolito que contiene el sistema electroquimioluminiscente con las segundas regiones respectivas de la pluralidad de electrodos bipolares. 76. El método de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado porque comprende además originar que la diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolito sea la misma para cada pluralidad de electrodos bipolares. 77. El método de conformidad con la reivindicación 73, caracterizada porque el origen de una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolito, comprende impartir una diferencia de potencial entre un primer electrodo asociado con la primera solución de electrolito y un segundo electrodo asociado con la segunda solución de electrolito . 78. El método de conformidad con la reivindicación 77, caracterizado porque el primer electrodo es un cátodo y el segundo electrodo es un ánodo. 79. El método de conformidad con la reivindicación 77, caracterizado porque el primer electrodo es un ánodo y el segundo electrodo es un cátodo. 80. El método de conformidad con la reivindicación 73, caracterizado porque la primera región del electrodo bipolar tiene un área de superficie más grande que la segunda región . 81. El método de conformidad con la reivindicación 75, caracterizado porque las primeras regiones respectivas de la pluralidad de electrodos bipolares, tienen un área de superficie más grande que las segundas regiones respectivas . 82. Un sistema para detectar la presencia o cantidad de uno o más materiales para análisis, en donde el sistema comprende: un primer compartimiento que comprende un primer electrodo y un segundo electrodo; una primera solución de electrolito que contiene al menos un material para análisis asociado con el primer compartimiento; en segundo compartimiento que comprende un tercer electrodo y un cuarto electrodo; una fuente de emisión de luz asociada con el segundo compartimiento; un conductor acoplado en forma electrónica la primero y tercer electrodos; una fuente de voltaje que puede operar para generar una diferencia de potencial entre el segundo y cuarto electrodos; y un detector que puede operar para detectar la luz emitida de la fuente de emisión de luz en el segundo compartimiento, indicando de este modo la presencia o cantidad de al menos un material para análisis en el primer compartimiento . 83. El sistema de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque la fuente de emisión de luz comprende un sistema electroquimioluminiscente (ECL) . 84. El sistema de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque la fuente de emisión de luz es un diodo de emisión de luz . 85. El sistema de conformidad con la reivindicación 84, caracterizado porque el diodo de emisión de luz es un diodo de emisión de luz semiconductor . 86. El sistema de conformidad con la reivindicación 8 , caracterizado porque el diodo de emisión de luz emite luz visible. 87. El sistema de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque el primer electrodo y el tercer electrodo comprenden un electrodo bipolar monolítico. 88. El sistema de conformidad con la reivindicación 82, caracterizado porque: el primer compartimiento comprende una pluralidad de primeros electrodos; el segundo compartimiento comprende una pluralidad de terceros electrodos; las fuentes de emisión de luz comprenden una pluralidad de fuentes de emisión de luz asociadas con el segundo compartimiento; el conductor comprende una pluralidad de conductores que acoplan en forma electrónica el primer y tercer electrodo respectivos; y el detector puede operar para detectar la luz emitida de cada fuente de emisión de luz en el segundo compartimiento. 89. El sistema de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque la pluralidad de fuentes de emisión de luz son diodos de emisión de luz. 90. El sistema de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque el segundo electrodo es un cátodo y el cuarto electrodo es un ánodo. 91. El sistema de conformidad con la reivindicación 88, caracterizado porque el segundo electrodo es un ánodo y el cuarto electrodo es un cátodo. 92. ün sistema para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis, en donde el sistema comprende: un primer compartimiento; un primer electrodo y un primer extremo de un electrodo bipolar asociado con el primer compartimiento ; un segundo compartimiento; un segundo electrodo y un segundo extremo del electrodo bipolar asociado con el segundo compartimiento; una primera solución de electrolito que contienen material para análisis colocado dentro del primer compartimiento; una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente colocado dentro del segundo compartimiento; un conductor que acopla en forma electrónica el primer extremo del electrodo bipolar y el segundo extremo del electrodo bipolar; una fuente de voltaje para que pueda operar para generar una diferencia de potencial entre el primer y segundo electrodos; y un detector que puede operar para detectar una señal óptica generada por el sistema electroquimioluminiscente en el segundo compartimiento, detectando de este modo la presencia o cantidad de material para análisis en el primer compartimiento. 93. El sistema de conformidad con la reivindicación 92, caracterizado porque el primer y segundo compartimientos comparten una barrera en común, comprendiendo la barrera en común una barrera impermeable a los iones . 94. El sistema de conformidad con la reivindicación 93, caracterizado porque el primero y segundos extremos del electrodo bipolar y el conductor que acopla el primero y segundo extremos, comprende un electrodo bipolar monolítico que abarca la barrera en común. 95. El sistema de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado porque comprende además al menos dos electrodos bipolares que abarcan la barrera en común entre el primero y segundo compartimientos . 96. El sistema de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado porque la primera región del electrodo bipolar tiene un área de superficie más grande que la segunda región . 97. El sistema de conformidad con la reivindicación 94, caracterizado porque comprende además : una pluralidad de primeros compartimientos que tienen primeros electrodos respectivos asociados en el mismo; la fuente de voltaje puede operar para generar una diferencia de potencial entre los primeros electrodos y los segundos electrodos respectivos; y el detector puede operar para detectar la señal óptica generada por el sistema electroquimioluminiscente en el segundo compartimiento, detectando de este modo la presencia del material para análisis en al menos un de los primeros compartimientos. 98. El sistema de conformidad con la reivindicación 97, caracterizada porque la fuente de voltaje puede operar para generar la diferencia del potencial en una serie en secuencias de los primeros compartimientos. 99. El sistema de acuerdo con la reivindicación 97, caracterizada porque la fuente de voltaje puede operar para generar las diferencias de potencial en forma simultánea. 100. El sistema de conformidad con la reivindicación 92, porque comprende: una pluralidad de primeros compartimientos; primeros electrodos respectivos y primeros extremos respectivos del electrodo bipolar asociado con los primeros compartimientos; un conmutador que opera para acoplar en forma electrónica el conductor entre uno de los primeros extremos respectivos del electrodo bipolar y el segundo extremo del electrodo bipolar; la fuente de voltaje puede operar para generar una diferencia de potencial entre los primeros electrodos y los segundos electrodos respectivos; y el detector puede operar para detectar la señal óptica generada por el sistema electroquimioluminiscente en el segundo compartimiento, detectando de este modo la presencia del material para análisis. 101. El sistema de conformidad con la reivindicación 92, caracterizado porque el primer electrodo y el primer extremo del electrodo bipolar son paralelos planos y tienen una abertura de separación menor a 15 um. 102. Un sistema para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis, en donde el sistema comprende: medios para acoplar una primera solución de electrolito que contiene el material para análisis con una primera región de electrodos; medios para acoplar una fuente de emisión de luz con una segunda región de electrodos; medios para acoplar en forma electrónica la primera y segunda regiones de electrodos; medios para generar una diferencia de potencial entre la primera y segunda regiones de electrodos; y medios para detectar la luz emitida de la composición de emisión de luz en la segunda región de electrodos, indicando de este modo la presencia o cantidad del material para análisis en la primera región de electrodos . 103. El sistema de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque comprende además medios para acoplar en forma iónica la primera y segunda soluciones de electrolito . 104. El sistema de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque comprende además medios para aislar en forma iónica la primera y segunda soluciones de electrolito . 105. El sistema de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque la fuente de emisión de luz es un sistema electroquimioluminiscente . 106. El sistema de conformidad con la reivindicación 102, caracterizado porque la fuente de emisión de luz es un diodo de emisión de luz . R E S U M E N De acuerdo con una modalidad de la presente invención, un método para detectar la presencia o cantidad de un material para análisis incluye asociar una primera solución de electrolito que contiene el material para análisis con una primera región de un electrodo bipolar, asociar una segunda solución de electrolito que contiene un sistema electroquimioluminiscente con una segunda región del electrodo bipolar, aislar en forma iónica la primera solución de electrolito de la segunda solución de electrolito, originando una diferencia de potencial entre la primera y segunda soluciones de electrolito, y detectar la luz emitida del sistema electroquimioluminiscente, indicando de este modo la presencia o cantidad del material par análisis en la primera región del electrodo bipolar .