MXPA05002565A

MXPA05002565A - Metodo de verificacion de movimiento de fluido.

Info

Publication number: MXPA05002565A
Application number: MXPA05002565A
Authority: MX
Inventors: Willy Lagwinski
Original assignee: Chiron Corp
Priority date: 2002-09-06
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-05-05
Also published as: JP2010101906A; JP5065572B2; PL375252A1; US20080248587A1; US20040197929A1; CA2498003C; EP1535052A4; US7795037B2; AU2003268444A1; NO20051596L; NZ538712A; KR100999437B1; WO2004023118A1; JP2005538353A; CA2498003A1; BR0314070A; CN1695054A; EP1535052A1; US7384795B2; KR20050057256A

Abstract

Son descritos metodos que utilizan nanocristales semiconductores para determinar el movimiento de un fluido, la dilucion del fluido y la remocion del fluido. Tambien son descritos los metodos que utilizan nanocristales semiconductores para el monitoreo y la cuantificacion de las cantidades de materiales solidos disueltos en un liquido.

Description

METODO DE VERIFICACION DE MOVIMIENTO DE FLUIDO Antecedentes de la Invención La presente invención se refiere, de manera general, al uso de seguidores o rastreadores fluorescentes que determinan, analizan y cuantifican el movimiento del fluido, la dilución del fluido y la remoción del fluido. En especifico, la invención se refiere al uso de partículas de tamaño cuántico que determinan, analizan y cuantifican el movimiento del fluido, la dilución del fluido y la remoción del fluido. La presente invención además se refiere a un método de monitoreo y cuantificación de las cantidades de materiales sólidos disueltos en un líquido. Las partículas de tamaño cuántico, es decir, aquellas que tienen diámetros dentro del intervalo aproximadamente de 0.1 a 50 nm, también conocidas como puntos cuánticos o nanocristales, son conocidas por las propiedades luminiscentes que poseen debido a su tamaño pequeño, gran área superficial y a sus propiedades óptico-electrónicas. Se ha mostrado que los nanocristales luminiscentes son útiles como etiquetas susceptibles de ser detectadas para aplicaciones tales como etiquetas de oligonucleótidos, tintes de formación de imágenes de tejidos, pruebas de expresión de proteína y en la detección de compuestos biológicos tanto in vitro como in vivo. REF. 162608 Normalmente, la transferencia de fluido se determinó empleando un tinte o colorante orgánico o midiendo el flujo del fluido a través de un inyector. Un inconveniente de los colorantes orgánicos es el deterioro de la intensidad de fluorescencia en base a la exposición prolongada y/o repetida a la luz de excitación. Esta decoloración o cambio gradual de color denominado fotodecoloración, está en función de la intensidad de la luz de excitación y de la duración de la iluminación. Además, la conversión del tinte o colorante en una especie no fluorescente es irreversible. Además, los productos de degradación de los colorantes son compuestos orgánicos que podrían interferir con la composición que está siendo examinada. Además, los colorantes orgánicos a altas concentraciones son auto-absorbentes, limitando su intervalo dinámico lineal. Otro inconveniente de los tintes o colorantes orgánicos es la superposición espectral que existe de un colorante a otro. Esto es debido en parte a los espectros de emisión relativamente amplios de los colorantes orgánicos y a la superposición de los espectros junto a la región delantera. Además, los colorantes de bajo peso molecular podrían ser imprácticos para algunas aplicaciones debido a que no proporcionan una señal fluorescente suficientemente brillante. La etiqueta fluorescente ideal debe cumplir con muchos requerimientos. Entre las cualidades deseadas se encuentran las siguientes: (i) una alta intensidad fluorescente (para la detección en pequeñas cantidades) , (ii) una separación al menos de 50 nm entre las frecuencias de absorción y fluorescencia, (iii) la solubilidad en la composición de prueba, (iv) la estabilidad hacia las condiciones severas y temperaturas altas, (v) una forma lineal de emisión simétrica para un análisis sencillo, (vi) una dispersión uniforme en la composición de prueba; (vii) la compatibilidad con los análisis automáticos; (viii) un intervalo dinámico inherentemente grande con un auto-enfriamiento rápido mínimo; y (ix) ser químicamente inerte con respecto a los componentes activos que constituyen el fluido que está siendo monitoreado. Las diferencias en las propiedades químicas de los colorantes fluorescentes orgánicos estándares hacen que múltiples ensayos o pruebas paralelas sean totalmente imprácticas debido a que distintas reacciones químicas podrían ser involucradas para cada colorante utilizado en la diversidad de aplicaciones de etiquetas fluorescentes. Además, las diferencias en las propiedades químicas de los colorantes fluorescentes orgánicos estándares hacen que múltiples pruebas paralelas sean imprácticas puesto que distintas reacciones químicas podrían ser involucradas para cada colorante utilizado en la diversidad de aplicaciones de etiquetas fluorescentes.

Además, existen limitaciones químicas y físicas en el uso de colorantes fluorescentes orgánicos. Una de estas limitaciones es la variación de las longitudes de onda de excitación de los distintos tintes de color. Como resultado, la utilización simultánea de dos o más etiquetas fluorescentes con distintas longitudes de onda de excitación requiere de múltiples fuentes luminosas de excitación. Por lo tanto, este requerimiento se adiciona al costo y complejidad de los métodos que utilizan múltiples colorantes fluorescentes. Además, los tintes o colorantes orgánicos presentan un enfriamiento rápido de fluorescencia incluso a concentraciones moderadas que conducen a significantes efectos de dilución no lineal. Un inconveniente de la medición del flujo de fluido a través de un inyector es que este método no es capaz de verificar que el fluido ha sido suministrado en realidad al dispositivo o receptáculo deseado. Por lo tanto, existe la necesidad en la técnica de una etiqueta fluorescente que satisfaga el criterio descrito con anterioridad para uso en sistemas en donde uno o más fluidos son transferidos y que sea capaz de verificar y cuantificar la adición de fluido a un recipiente de reactor o similares . SUMARIO DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es superar los inconvenientes de la técnica anterior. Los nanocristales semiconductores luminiscentes ofrecen varias ventajas con respecto a los colorantes orgánicos convencionales. Normalmente, los nanocristales semiconductores tienen secciones transversales de absorción más grande que los colorantes orgánicos comparables, además poseen rendimientos cuánticos más altos, una mejor estabilidad química y fotoquímica, y también, espectros más angostos y más simétricos de emisión. Además, las propiedades de absorción y emisión varían con el tamaño y la composición de la partícula, y por lo tanto, pueden ser adaptados en forma sistemática. Finalmente, los nanocristales semiconductores pueden ser utilizados para cuantificar, en forma independiente, la cantidad del fluido transferido o diluido con un grado de certeza. Una variedad de métodos ha sido reportada para la preparación de nanocristales semiconductores. Estos métodos incluyen preparaciones micelares inversas, precipitación incompleta, procesos de aerosol, procesos de agitación por recipiente y procesos de solución-gel . El control de las propiedades de los nanocristales mediante la aplicación de revestimientos o recubrimientos ha sido reportado, notablemente en la Publicación de Patente Internacional No. WO 99/26299 (PCT/US98/23984 ) , "Highly Luminiscent Color-Selective Materials", la solicitante, Massachusetts Institute of Technology, que fue publicada el 27 de Mayo de 1999, y las referencias citadas en este documento. La aplicación de un recubrimiento inorgánico, por ejemplo, puede aumentar el rendimiento cuántico del nanocristal, asi como también su estabilidad y fotoestabilidad química. Las técnicas de aplicación de un recubrimiento son técnicas de recipiente agitado que normalmente son similares a las utilizadas para la preparación del núcleo. Del mismo modo que el diámetro del núcleo, el espesor del recubrimiento afecta las propiedades del producto terminado y el espesor podría variar con los mismos parámetros del sistema que afectan el núcleo. Las dificultades para controlar estos parámetros en un sistema de recipiente agitado conducen a dificultades para controlar la naturaleza y calidad del producto final. La presente invención también está basada en el descubrimiento que los nanocristales semiconductores pueden ser utilizados como etiquetas confiables y sensitivas susceptibles de ser detectadas en una diversidad de aplicaciones biológicas y químicas. Los nanocristales semiconductores (también son conocidos como nanocristales cuánticos de punto y QdotMR) pueden ser producidos .con emisiones espectrales características. Estas emisiones espectrales podrían ser sincronizadas con una energía deseada al variar el tamaño de partícula, la distribución del tamaño y/o la composición de la partícula. La ubicación de los nanocristales semiconductores puede ser determinada por ejemplo, mediante la irradiación de la muestra con una fuente de energía, tal como una fuente luminosa de excitación. El nanocristal semiconductor emite un espectro de emisión característica que puede ser observado y medido, por ejemplo, en forma espectroscópica . Los espectros de emisión de una población de nanocristales semiconductores pueden ser manipulados de manera que tengan anchos lineales tan angostos como 25-30 nm, en función de la heterogeneidad de la distribución de tamaño de la población de la muestra. Por consiguiente, el uso de los nanocristales semiconductores permite la detección y cuantificación de una, o incluso varias, mitades distintas biológicas o químicas en una aplicación única. La combinación de sincronía, anchos lineales angostos y espectros de emisión simétrica proporciona una alta resolución de nanocristales de tamaño múltiple, por ejemplo, poblaciones de nanocristales semiconductores monodispersos que tienen múltiples distribuciones de tamaño distinto dentro del sistema, y una detección y/o cuantificación simultánea de una variedad de componentes químicos o biológicos . Además, el intervalo de las longitudes de onda de excitación de los nanocristales es amplio y puede ser más alto en la energía que las longitudes de onda de emisión de todos los nanocristales semiconductores disponibles. En consecuencia, esto permite el uso de una fuente de energía única, tal como la luz, usualmente en la región ultravioleta o azul del espectro, que afecta la excitación simultánea de todas las poblaciones de nanocristales semiconductores en un sistema que tiene distintos espectros de emisión. Los nanocristales semiconductores también son más robustos que los colorantes fluorescentes orgánicos convencionales y son más resistentes a la fotodecoloración que los colorantes orgánicos. La robustez del nanocristal también aligera el problema de contaminación de productos de los degradación de colorantes orgánicos en el sistema que está siendo examinado. Por lo tanto, la presente invención proporciona un método únicamente valioso que ' monitorea la adición y/o cuantificación de las cantidades de componentes que están siendo mezclados juntos en un sistema químico o biológico. La presente invención además se refiere a métodos que monitorean y cuantifican las cantidades de materiales sólidos disueltas en un líquido. Muchos materiales químicos y biológicos son purificados como soluciones acuosas o cuando son disueltos en una diversidad de solventes orgánicos. A través de una serie de manipulaciones de estas soluciones, tal como por ejemplo, la cromatografía, las separaciones electroporéticas, las eluciones, la diálisis y similares, el componente objetivo es separado de los contaminantes y es obtenido como un material purificado en solución. Los nanocristales semiconductores químicamente inertes pueden ser dispersados, en forma homogénea, en una concentración conocida en el fluido purificado. Después de la liofilización, los nanocristales semiconductores permanecerían dispersados, en forma homogénea, en el producto sólido y podrían servir como un rastreador para la cantidad de sólido agregado para realizar la segunda composición. Esto sería particularmente útil para los estándares primarios que son frecuentemente proporcionados como materiales liofilizados (por razones de estabilidad) y proporcionarían una precisión mejorada cuando se preparen las soluciones iniciales madre o de reserva, así como también cuando se preparen las subsiguientes diluciones. De acuerdo con un aspecto de la invención, se ha proporcionado un método que verifica la transferencia de un fluido de una primera composición a una segunda composición, el cual comprende: proporcionar una primera composición que tenga un primer fluido en la misma; proporcionar una segunda composición que tenga un segundo fluido en la misma; en donde la segunda composición incluye una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes dispersados en forma homogénea que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción de la segunda composición hacia la primera composición para formar una tercera composición; exponer la tercera composición a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes en la tercera composición. Debe entenderse que en la presente invención se contempla que el primer fluido podría ser un líquido, gas o incluso un vacío. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se ha proporcionado un método que verifica la transferencia de un fluido de una primera composición a una segunda composición, el cual además incluye cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en la tercera composición a fin de verificar la cantidad de suministro de la segunda composición hacia la primera composición para formar la tercera composición. La cantidad de suministro es verificada al determinar la fluorescencia relativa de los nanocristales semiconductores luminiscentes en la tercera composición. Mientras que la presente invención ha sido descrita que verifica la cantidad de nanocristales semiconductores luminiscentes presentes en la segunda composición, debe entenderse que la presente invención también contempla que los nanocristales semiconductores luminiscentes están presentes en la primera composición con la segunda composición que es agregada a la misma para formar la tercera composición. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que verifica la transferencia de un fluido de una primera composición a una segunda composición, en donde el nanocristal semiconductor es un nanocristal de núcleo/recubrimiento. En otro aspecto de la invención, el nanocristal semiconductor tiene un diámetro aproximadamente entre 2 y 50 nm, de preferencia, aproximadamente entre 2 y 20 nm. Todavía en otro aspecto de la invención, el nanocristal semiconductor es seleccionado a partir del grupo que consiste de ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, Hgte, MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, y mezclas de los mismos. De preferencia, el nanocristal semiconductor tiene un núcleo que comprende CdSe y un recubrimiento que comprende CdS o ZnS. Otro aspecto de la invención es que el nanocristal semiconductor tiene un diámetro de núcleo aproximadamente entre 2 y 50 nm, de preferencia aproximadamente entre 2 y 6 nm y el recubrimiento tiene un espesor aproximadamente de 2 nm. El método podría incluir la verificación del ácido nucleico. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que verifica la transferencia de un fluido de una primera composición a una segunda composición, en donde los nanocristales semiconductores son monodispersos . En otro aspecto de la invención, el nanocristal semiconductor es enlazado con los componentes presentes en el segundo fluido. En otro aspecto de la invención, los nanocristales semiconductores son dispersados, en forma homogénea, en el segundo fluido.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que monitorea el flujo de un reactivo, el cual comprende: proporcionar un reactivo que es mezclado con una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción del reactivo a un recipiente de reacción; exponer el recipiente de reacción a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que monitorea el flujo de un reactivo, el cual además incluye cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en el recipiente de reacción para verificar la cantidad de suministro del reactivo. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que monitorea el flujo de un reactivo, el cual comprende: proporcionar un reactivo mezclado con. una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción del reactivo a un recipiente de reacción; obtener una muestra de unidad a partir del recipiente de reacción; exponer la muestra a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes en la muestra para verificar el suministro del reactivo. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que monitorea el flujo de un reactivo, el cual además comprende cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en la muestra para verificar la cantidad de reactivo suministrado al recipiente de reacción. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que verifica la transferencia de fluidos a un recipiente, el cual comprende: proporcionar una pluralidad de composiciones que tienen fluido en las mismas, en donde cada composición individual incluye una cantidad predeterminada de distintos nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en distintas bandas de longitud de onda que corresponden con cada uno de los nanocristales semiconductores luminiscentes cuando son excitados; transferir toda o una porción de la pluralidad de fluidos hacia el recipiente; exponer el recipiente a una energía que es capaz de excitar la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes para determinar la transferencia de la pluralidad de fluidos. En otra modalidad, el recipiente puede ser un recipiente de reacción. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que verifica la transferencia de una pluralidad de fluidos a un recipiente de reacción, el cual además incluye cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes para verificar la cantidad de suministro de la pluralidad de composiciones hacia el recipiente de reacción. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que verifica la transferencia de una pluralidad de fluidos a un recipiente en donde la pluralidad de composiciones es transferida hacia el recipiente en una transferencia de cargas intermitentes o una transferencia secuencial . Los fluidos podrían ser seleccionados a partir del grupo que consiste de reactivos, reguladores, solventes, y similares y el recipiente puede ser, por ejemplo, un recipiente de reacción. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que prepara una solución diluida, el cual comprende: proporcionar una primera solución que tiene una concentración predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; diluir la primera solución con una segunda solución a una relación predeterminada de dilución; y verificar la relación predeterminada de dilución mediante la exposición de la solución diluida a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes y comparar la fluorescencia relativa con la cantidad esperada de fluorescencia para verificar la relación predeterminada que dilución. Debe entenderse que la primera solución podría incluir, por ejemplo, un ingrediente activo y la segunda solución podría ser, por ejemplo, un diluyente aceptable. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que determina la limpieza de un recipiente, el cual comprende: proporcionar un recipiente que tiene una pluralidad de componentes en el mismo; adicionar al recipiente nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; remover los contenidos del recipiente en base a la terminación de la reacción; limpiar el recipiente; exponer el recipiente a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes para verificar la presencia de componentes residuales de la reacción; y determinar la cantidad relativa de los nanocristales semiconductores luminiscentes que permanecen en el recipiente de reacción. Los componentes podrían ser especies químicas o biológicas o coadyuvantes que tengan la capacidad o que sean puestos a reaccionar o que sean transformados. De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método que determina la limpieza de un recipiente en donde el recipiente es un recipiente de reacción tal como por ejemplo, un bioreactor o fermentador. Otro aspecto de la invención incluye la limpieza repetitiva del recipiente de reacción hasta que la cantidad de los nanocristales semiconductores luminiscentes se encuentra por debajo del nivel predeterminado. Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una gráfica de la fluorescencia relativa en contra de la concentración de nanocristales semiconductores luminiscentes y un fluoroforo común. Descripción Detallada de las Modalidades Preferidas La práctica de la presente invención empleará, a menos que se indique de otro modo, técnicas convencionales de química orgánica sintética, bioquímica, biología molecular y similares, las cuales se encuentran dentro de la experiencia de la técnica. Estas técnicas son explicadas en su totalidad en la literatura. Véase por ejemplo, Kirk-Othmer' s Encyclopedia of Chemical Technology; House's Modern Synthetic Reactions; the Marvel et al, texto ORGANIC SYNTHESIS; Volumen Colectivo 1 y similares. Todas las publicaciones citadas en esta especificación son incorporadas en este documento como referencia. Mientras que la invención ha sido descrita con referencia a una modalidad particularmente preferida, será apreciado que pueden hacerse modificaciones sin apartarse del espíritu de la invención. Se pretende que estas modificaciones caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Para describir la presente invención, los siguientes términos serán empleados y se pretende que sean definidos como se indica más adelante. Los términos "nanocristal semiconductor" y "punto cuántico" son utilizados en forma intercambiable en este documento y se refieren a un cristalito inorgánico aproximadamente con un diámetro de 1 a 1000 nm o cualquier entero o fracción de un entero entre los mismos, de preferencia, aproximadamente entre 2 a 50 nm o cualquier entero o fracción de un entero entre los mismos, de manera más preferible, aproximadamente entre 2 a 20 nm (tal como aproximadamente 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 nm) . Un nanocristal semiconductor tiene la capacidad de emitir radiación electromagnética en base a la excitación (es decir, el nanocristal semiconductor es luminiscente) e incluye un "núcleo" de uno o más primeros materiales semiconductores y podría estar rodeado por un "recubrimiento" de un segundo material semiconductor. Un núcleo de nanocristal semiconductor rodeado por un recubrimiento de semiconductor es referido como un nanocristal semiconductor de "núcleo/recubrimiento". De preferencia, el material de "recubrimiento" tendrá una energía de separación de banda que es más grande que la energía de separación de banda del material de núcleo y podría ser elegido de manera que tenga un espacio atómico próximo al del substrato del "núcleo". El núcleo y/o el recubrimiento pueden ser de un material semiconductor que incluye, aunque no se limita, a aquellos del grupo II-VI (ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, Hgte, MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe, y similares) y III-V (GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb y similares) y IV (Ge, Si, y similares), y una aleación o una mezcla de los mismos . Un nanocristal semiconductor es rodeado, de manera opcional, por un "revestimiento" de un agente orgánico de cubierta (residuo metilado) . El agente orgánico de cubierta podría ser de cualquier número de materiales, excepto que tenga una afinidad para la superficie del nanocristal semiconductor. En general, el agente de cubierta puede ser una molécula orgánica aislada, un polímero (o un monómero para una reacción de polimerización), un complejo inorgánico y una estructura cristalina extendida. El revestimiento es utilizado para transportar solubilidad, por ejemplo, la capacidad de dispersar un nanocristal semiconductor revestido en forma homogénea hacia un solvente elegido, la funcionalidad, las propiedades de unión o similares. Además, el revestimiento puede ser utilizado para diseñar las propiedades ópticas del nanocristal semiconductor. Los métodos para producir nanocristales semiconductores de cubierta son descritos más adelante y son conocidos por aquellas personas de experiencia ordinaria en la técnica. El término "luminiscencia" significa el proceso de emisión de radiación electromagnética (luz) que proviene de un objeto. La luminiscencia se origina a partir de un sistema que está "en relajación" a partir de un estado excitado a un estado inferior con una correspondiente liberación de energía en la forma de un fotón. Estos estados pueden ser electrónicos, de vibración, de rotación o cualquier combinación de los tres. La transición responsable de la luminiscencia puede ser estimulada a través de la liberación de energía almacenada en el sistema, ya sea en forma química o agregada al sistema a partir de una fuente externa. La fuente externa de energía puede ser de una diversidad de tipos que incluyen química, térmica, eléctrica, magnética, electromagnética, física o cualquier otro tipo que sea capaz de provocar que un sistema sea excitado hacia un estado más alto que el estado de origen. Por ejemplo, un sistema puede ser excitado mediante la absorción de un fotón de luz al ser colocado en un campo eléctrico o a través de una reacción química de oxidación-reducción. La energía de los fotones emitidos durante la luminiscencia puede estar en un intervalo de radiación de microondas de baja energía a una radiación de rayos-x de alta energía. Normalmente, la luminiscencia se refiere a fotones que se encuentran en el intervalo de radiación UV a IR. El término "partículas monodispersas" incluye una población de partículas en donde al menos aproximadamente 60% de las partículas en la población, de preferencia, aproximadamente de 75 a 90% de las partículas en la población, de manera más preferible, aproximadamente de 80 a 95% de las partículas en la población, de la manera más preferida, aproximadamente de 90 a 95% de las partículas en la población, o cualquier entero entre este intervalo, caen dentro de un intervalo específico de tamaño de partícula. Una población de partículas monodispersadas desvía menos de 10% rms (raíz cuadrada) de diámetro y de preferencia, menos de 5% rms . Los nanocristales semiconductores monodispersos han sido descritos en detalle en urray et al (J. . Chem. Soc, 115:8706 (1993)) : y en la tesis de Christopher Murray, "Synthesis and Characterization of II-VI Quantum Dots and Their Assem ly into 3-D Quantum Dot Superlattices", Massachusetts Institute of Technology, Septiembre de 1995, las cuales son incorporadas en este documento como referencia . Mediante el uso del término "una banda angosta de longitud de onda" o "un ancho lineal espectral angosto" con respecto a la emisión de radiación electromagnética del nanocristal semiconductor significa una banda de longitud de onda de emisiones que no exceden aproximadamente de 40 nm, y de preferencia, no exceden aproximadamente de 20 nm en ancho y es simétrica alrededor del centro, en contraste con el ancho de banda de emisión aproximadamente de 100 nm para una molécula común de coloración con un extremo rojo que podría extender el ancho de banda fuera tanto como otros 100 nm. Debe observarse que los anchos de banda referidos son determinados a partir de la medición del ancho total de las emisiones a una mitad de altura pico (FWHM) , y son adecuados en el intervalo de 200 a 2000 nm. Mediante el uso del término "una banda ancha de longitud de onda", con respecto a la excitación del nanocristal semiconductor, significa la absorción de radiación que tiene una longitud de onda igual, o más corta que, la longitud de onda de la radiación de iniciación (la radiación de iniciación se entiende que es la radiación de longitud de onda más larga (la energía más baja) que es capaz de ser absorbida por el nanocristal semiconductor) . Está iniciación sucede junto, aunque en una energía ligeramente más alta que la "banda angosta de longitud de onda" de la emisión. Esto es en contraste con la "banda angosta de absorción" de las moléculas del colorante que se presenta junto al pico de emisión en el lado de energía alta, aunque desciende con rapidez a partir de esta longitud de onda y a menudo es imperceptible en longitudes de onda mayores de 100 nm de la emisión. El término "código de barra" como se utiliza en este documento se refiere a uno o más tamaños,, distribuciones de tamaño, composiciones o cualquier combinación de las mismas, de los nanocristales semiconductores. Cada tamaño, distribución de tamaño y/o composición de los nanocristales semiconductores tiene un espectro de emisión característica, por ejemplo, longitud de onda, intensidad, FWHM, y/o tiempo de vida fluorescente. Además de la capacidad de sincronizar la energía de emisión mediante el control del tamaño del nanocristal semiconductor particular, las intensidades de esta emisión particular, que son observadas en una longitud de onda específica, también tienen la capacidad de ser variadas, aumentando de esta manera, la densidad de información potencial proporcionada por el sistema de código de barra del nanocristal semiconductor. En las modalidades preferidas, podrían ser conseguidas de 2 a 15 intensidades distintas para una emisión particular en una longitud de onda deseada, sin embargo, una persona de experiencia ordinaria en la técnica se dará cuenta que más de quince intensidades distintas podrían ser conseguidas, en función de la aplicación particular de interés. Para el propósito de la presente invención, distintas intensidades podrían ser conseguidas si se varían las concentraciones del nanocristal semiconductor de tamaño particular unido, embebido dentro o asociado con un ítem, compuesto o materia de interés. El término "código de barra" permite la determinación de la posición o identidad de un ítem, compuesto o materia de interés particular. Por ejemplo, los nanocristales semiconductores pueden ser utilizados en productos farmacéuticos de código de barra, muestras sanguíneas, sangre donada, programas conminatorios que incluyen compuestos orgánicos, ácidos nucleicos, proteínas, péptidos, azúcares, lípidos, o una combinación de cualquiera uno o más de éstos. El término "nanocristales de oxido de metal dopado" se refiere a un oxido de metal y a un dopante o adulterante comprendido de uno o más elementos de tierras raras . Por ejemplo, los óxidos de metal adecuados incluyen, aunque no se limitan a, óxido de itrio (Y2O3) , oxido de circonio (Zr02> , oxido de zinc (ZnO) , oxido de cobre (CuO o Cu20) , oxido de gadolinio (Gd203) , oxido de praseodimio (Pr203) , oxido de lantano (La203) y aleaciones de los mismos. Los elementos de tierras raras comprenden un elemento seleccionado a partir de las series lantánidas que incluyen, aunque no se limitan a europio (Eu) , cerio (Ce) , neodimio (Nd) , samario (Sm) , terbio (Tb) , gadolinio (Gd) , holmio (Ho) , tulio (Tm) , un oxido de los mismos y una combinación de los mismos. Como es conocido para aquellas personas expertas en la técnica, en función del adulterante, un nanocristal energizado de oxido de metal adulterado o dopado tiene la capacidad de emitir luz de un color particular. Por ejemplo, el color y la brillantez de emisión (por ejemplo, la intensidad) de un nanocristal de oxido de metal dopado que comprende Y2C>3:Eu podría estar en función de la concentración de Eu; por ejemplo, el color de emisión podría cambiar de amarillo a rojo con el aumento de la concentración de Eu. Sólo para propósitos de ilustración, los colores representativos que podrían ser proporcionados son enlistados en la Tabla 1. Tabla 1 Color Fuorescente Adulterante azul tulio azul cerio amarillo-verde terbio verde holmio verde erbio rojo europio naranja rojizo samario naranja neodimio amarillo disprosio blanco praseodimio naranja-amarillo europio + terbio naranja-rojo europio + samario. Los métodos para la elaboración de nanocristales de oxido de metal dopado son conocidos que incluyen, aunque no se limitan a un proceso de solución-gel (véase por ejemplo la Patente de los Estados Unidos No. 5, 637,258 que se incorpora en este documento como referencia) y una reacción organometálica. Como será aparente para una persona experta en la técnica, los adulterantes (por ejemplo, uno o más elementos de tierras raras) son incorporados en un nanocristal de oxido de metal dopado en una cantidad suficiente que permita que el nanocristal de oxido de metal dopado sea colocado en uso práctico en la detección de fluorescencia como se describió en este documento en mayor detalle. Una cantidad insuficiente comprende ya sea una cantidad demasiada poca de adulterante que fallarla en emitir una fluorescencia detectable suficiente, o una cantidad demasiada de adulterante que provocaría una fluorescencia reducida debido a un enfriamiento rápido de la concentración. En una modalidad preferida, la cantidad de adulterante en un nanocristal de oxido de metal dopado es una cantidad molar en el nanocristal de oxido de metal dopado seleccionada en el intervalo aproximadamente de 0.1 a 25%. Los nanocristales de oxido de metal dopado podrían ser excitados con una fuente única de iluminación de excitación que origina una emisión de fluorescencia detectable de un alto rendimiento cuántico (por ejemplo, un punto cuántico único que tiene una intensidad de fluorescencia que podría ser un registro o más grande que una molécula de un colorante fluorescente convencional) y con un pico discreto de fluorescencia. Normalmente, éstos tienen un tamaño sustancialmente uniforme menor que 200 Ángstrom, y de preferencia, tienen un tamaño sustancialmente uniforme en el intervalo de tamaños aproximadamente de 1 a 5 nm, o menores de 1 nm. La formación de los nanocristales semiconductores se describe en las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5 , 571,018; 5, 505,928; 5, 262,357; 5, 571,018 y 5, 262,357, cada una de las cuales se incorpora en específico en este documento como referencia. Además, los nanocristales semiconductores se encuentran comercialmente disponibles por ejemplo, a partir de Evident Technologies de Troy, New York. En una modalidad, los nanocristales son utilizados en una configuración de núcleo/recubrimiento, en donde un primer nanocristal semiconductor forma un núcleo que fluctúa en diámetro, por ejemplo, aproximadamente de 20 a 100 Ángstrom, con un recubrimiento de otro crecimiento de material de nanocristal semiconductor a través del nanocristal de núcleo en un espesor, por ejemplo, de 1 a 10 monocapas en espesor. Cuando por ejemplo, un recubrimiento de espesor de 1 a 10 monocapas de CdS o ZnS está creciendo en forma epitaxial sobre un núcleo de CdSe, existe un aumento dramático en el rendimiento cuántico fotoluminiscencia de temperatura ambiente. La formación de éstos nanocristales de núcleo/recubrimiento se describe de una manera más completa en una publicación titulada "Epitaxial Growth of Highly Luminiscent CdSe/CdS Core/Shell Manocrystals witn Photostability and Electronic Accesibility", de Peng et al., publicada en Journal of the American Chemical Society, Vol . 119, el 30 de Noviembre de 1997, en las páginas 7019-7029, la materia de la cual se incorpora en especifico en este documento como referencia. Los nanocristales semiconductores utilizados en la invención tendrán la capacidad de absorber radiación a través de una banda ancha de longitud de onda. Esta banda de longitud de onda incluye el intervalo a partir de la radiación gamma a la radiación de microondas . Además, éstos nanocristales semiconductores tendrán la capacidad de emitir radiación dentro de una banda angosta de longitud de onda aproximadamente de 40 nm o menos, de preferencia, aproximadamente de 20 nm o menos, permitiendo de esta manera el uso simultáneo de una pluralidad de pruebas de nanocristal semiconductor de distinto color con diferentes nanocristales semiconductores sin superposición (o con una pequeña cantidad de superposición) en longitudes de onda de luz emitida cuando sean expuestos a la misma fuente de energía. Ambas propiedades de absorción y emisión de los nanocristales semiconductores podrían servir como ventajas con respecto a las moléculas del colorante que tienen bandas angostas de longitud de onda de absorción (por ejemplo, aproximadamente de 30-50 nm) y bandas anchas de longitud de onda de emisión (por ejemplo, aproximadamente de 100 nm) y extremos anchos de emisión (por ejemplo, otros 100 nm) sobre el lado rojo del espectro. Ambas de estas propiedades de los colorantes perjudican la capacidad de utilizar una pluralidad de colorantes o tintes de color distinto cuando sean expuestos a la misma fuente de energía. Además, la frecuencia o longitud de onda de la banda angosta de longitud de onda de luz emitida del nanocristal semiconductor además podría ser seleccionada de acuerdo con las propiedades físicas, tales como el tamaño del nanocristal semiconductor. La banda de longitud de onda de luz emitida por el nanocristal semiconductor, que es formada utilizando la modalidad anterior, podría ser determinada ya sea mediante (1) el tamaño del núcleo, o (2) el tamaño del núcleo y el tamaño del recubrimiento, en función de la composición del núcleo y el recubrimiento del nanocristal semiconductor. Por ejemplo, un nanocristal compuesto de un núcleo con un diámetro de 3 nm de CdSe y un recubrimiento de un espesor de 2nm de CdS emitirá una banda angosta de longitud de onda de luz con una longitud de onda de intensidad pico de 600 nm. En contraste, un nanocristal compuesto de un núcleo de 3 nm de CdSe y un recubrimiento con un espesor de 2 nm de ZnS emitirá una banda angosta de longitud de onda de luz con una longitud de onda de intensidad pico de 560 nm. La preparación de puntos cuánticos CdSe monodispersos ha sido descrita en detalle en Murray et al (J. Am. Chem. Soc, 115:8706(1993)), la cual se incorpora en su totalidad en este documento como referencia . Existe una pluralidad de alternativas para cambiar el tamaño de los nanocristales semiconductores con el fin de manipular, de manera selectiva, la longitud de onda de emisión de los nanocristales semiconductores. Estas alternativas incluyen: (1) variar la composición del nanocristal, y (2) agregar una pluralidad de recubrimientos alrededor del núcleo del nanocristal en la forma de recubrimientos concéntricos. Debe observarse que distintas longitudes de onda también pueden ser obtenidas en múltiples nanocristales semiconductores de tipo de recubrimiento al utilizar, de manera respectiva, diferentes nanocristales semiconductores en distintos recubrimientos, es decir, si no se utiliza el mismo nanocristal semiconductor en cada uno de la pluralidad.de recubrimientos concéntricos. La longitud de onda de emisión del nanocristal semiconductor podría ser variada al adaptar la composición, o aleación del nanocristal semiconductor. Como una ilustración, un nanocristal semiconductor CdS, que tiene una longitud de onda de emisión de 400 nm, podría ser aleado con un nanocristal semiconductor CdSe, que tiene una longitud de onda de 530 nm. Cuando un nanocristal es preparado utilizando una aleación de CdS y CdSe, la longitud de onda de la emisión a partir de una pluralidad de nanocristales idénticamente dimensionados podría ser cambiada en forma continua de 400 a 530 nm en función de la relación de S con Se presente en el nanocristal. La habilidad para seleccionar a partir de distintas longitudes de onda de emisión mientras se mantiene el mismo tamaño del nanocristal semiconductor podría ser importante en aplicaciones que requieren que los nanocristales semiconductores sean de tamaño uniforme, o por ejemplo, una aplicación que requiere que todos los nanocristales semiconductores tengan dimensiones . muy pequeñas . Las técnicas para la producción de nanocristales semiconductores que fluorescen en una distribución espectral angosta de un color seleccionado son discutidas, por ejemplo, en Dabbousi et al (1997) J. Phys . Chem. B 101:9463-9475 y en la Patente de los Estados Unidos No. 6, 322,901, las cuales se incorporan en este documento como referencia. Por ejemplo, los nanocristales CdSe pueden ser producidos de manera que emitan luz visible al ojo humano, de modo que en combinación con una fuente de energía más grande que la energía más alta del color deseado, estos nanocristales pueden ser diseñados para producir luz visible de cualquier distribución espectral. Los nanocristales semiconductores también pueden ser producidos de manera que emitan luz en los intervalos espectrales ultravioleta e infrarrojo. Los ejemplos de nanocristales que emiten luz ultravioleta e infrarroja son por ejemplo, CdS, ZnS y ZnSe e InAs, CdTe y gTe, de manera respectiva. El color de la luz producida por un tamaño particular, la distribución de tamaño y/o la composición de un nanocristal semiconductor podría ser calculado con facilidad o medido por métodos que serán aparentes para aquellas personas expertas en la técnica. Como un ejemplo de estas técnicas de medición, las separaciones de banda para los nanocristales de CdSe de tamaños que fluctúan de 12 a 115 Ángstrom son dadas en Murray et al (J. Am. Chem. Soc, 115:8706(1993)). Estas técnicas permiten el cálculo rápido de un tamaño adecuado, distribución de tamaño y/o composición de nanocristales semiconductores y la elección de la fuente luminosa de excitación a fin de producir un nanocristal que tenga la capacidad de emitir luz de cualquier longitud de onda deseada.

Dabbousi et al., también describe un método que puede ser utilizado para recubrir nanocristales compuestos de CdS, CdSe o CdTe con ZnS, ZnSe o mezclas de los mismos. Antes del recubrimiento, un núcleo de nanocristal es preparado por un método descrito en Murray et al., que produce una distribución de tamaño sustancialmente monodispersa . Estos métodos pueden ser utilizados para preparar poblaciones separadas de nanocristales semiconductores, en donde cada población presenta un espectro de fotoluminiscencia de característica diferente. La presente invención proporciona un método que determina y/o cuantifica el movimiento de un fluido de un recipiente a otro. Los métodos de la presente invención, por medio de ejemplo, pueden (1) detectar la presencia y las cantidades de reactivo transferido hacia un recipiente de reactor, por ejemplo, verificando la adición de las cantidades adecuadas de un reactivo hacia un recipiente de reacción para formar un producto químico; (2) localizar un compuesto químico, por ejemplo, la determinación de y qué cantidad de un producto de adición está presente en una etapa o producto subsiguiente de procesamiento, tal como para uso en el rastreo o depuración de alto volumen de una prueba de ácido nucleico o en una prueba sanguínea; (3) detectar la remoción de fluido de un recipiente por ejemplo, verificando o cuantificando la limpieza de un termentador o bioreactor y determinando la presencia, identidad y cantidad de los elementos residuales; (4) cuantificar la dilución de una composición, por ejemplo, verificando que una solución primaria estándar ha sido diluida hasta una concentración predeterminada; (5) monitorear el transporte liquido, por ejemplo, monitoreando el transporte liquido en sistemas hidráulicos; (6) evaluar y verificar las diluciones microfluidicas, los muéstreos de volumen y otras manipulaciones fluídicas críticas; y/o (7) monitorear y cuantificar las cantidades de materiales sólidos que son disueltos en un fluido. El método de la presente invención incluye agregar un nanocristal semiconductor fluorescente que tiene una emisión espectral de característica definida en base a las propiedades físicas del nanocristal semiconductor, el cual puede sincronizarse con una energía deseada mediante la selección del tamaño de partícula, la distribución de tamaño y la composición del nanocristal semiconductor, a una primera composición de fluido. Cuando la primera composición de fluido, que contiene el nanocristal semiconductor, es transferida a la segunda composición de fluido, la presencia y cantidad del nanocristal semiconductor y por lo tanto, la presencia y cantidad del primer fluido en el segundo fluido pueden ser detectadas al monitorear, en forma óptica, la emisión del nanocristal semiconductor y al determinar la fluorescencia relativa como se entiende en la técnica.

En una modalidad de la presente invención, los nanocristales semiconductores podrían ser agregados a una primera composición de fluido. Con el fin de medir, determinar y cuantificar la presencia y cantidad del primer fluido en una segunda composición de fluido cuando la primera composición de fluido ha sido transferida hacia la segunda composición de fluido, el nanocristal semiconductor presente en la segunda composición, en virtud de la transferencia de la primera composición hacia la segunda composición, podría ser observado, en forma espectroscópica, o podría ser detectado de otra manera, por ejemplo, a través de la irradiación de la composición con una fuente luminosa de excitación para determinar la presencia y la cantidad de la primera composición en la segunda composición. Debido a que el nanocristal semiconductor emite un espectro de emisión característica en base a la selección del tamaño de partícula, la distribución de tamaño y la composición del nanocristal semiconductor que puede ser observado y medido, puede ser determinada la cantidad de la primera composición transferida hacia la segunda composición. Por ejemplo, conociendo la cantidad del nanocristal semiconductor en la primera solución, la verificación del volumen real de la transferencia de líquido puede ser determinada si se analiza la existencia y la cantidad de los nanocristales semiconductores, los cuales estuvieron originalmente presentes en la primera composición, en la segunda composición. Del mismo modo, el alcance de la transferencia de fluido puede ser determinado al cuantificar la relación de los nanocristales semiconductores presentes en la segunda composición en los nanocristales semiconductores presentes en la primera composición. Por ejemplo, si una primera composición tuviera 100 nanocristales semiconductores/mi y 2.5 mi de la primera composición que seria transferida hacia una segunda composición de fluido, la transferencia del primer fluido podría ser detectada por la presencia de los nanocristales semiconductores distribuidos en forma homogénea, mientras que la cantidad del primer fluido suministrado al segundo fluido podría ser verificada midiendo la cantidad de nanocristales semiconductores en la segunda composición. En este ejemplo, si la segunda composición tuviera 245 nanocristales semiconductores, esta podría ser cuantificada de manera que 2.45 mi de la primera composición (o el 98%) sería suministrada a la segunda composición. Este método tiene una aplicación particular, por ejemplo, en ensayos de rastreo o depuración de ácido nucleico de alto volumen como una técnica para verificar el suministro de reacción. Uno de los atributos de los nanocristales semiconductores es que estos pueden ser construidos en regiones de luminiscencia del espectro fuera del intervalo visible normal, en particular, junto a la región infrarroja del espectro electromagnético. Esto permite el uso de los nanocristales semiconductores como rastreadores en soluciones opacas en la región visible del espectro. Un ejemplo de esta solución es la sangre en su totalidad. Otros ejemplos incluyen medios bioreactores, mezclas disruptivas de células y otros medios líquidos opacos a la inspección visual. La prueba del ácido nucleico ("NAT", por sus siglas en inglés) detecta cantidades muy pequeñas de material genético al copiar numerosas veces el ácido nucleico objetivo, lo que origina por ejemplo, una amplificación de pliegue por billón del objetivo. Por ejemplo, la NAT puede detectar ácido ribonucleico (ARN) de HIV-1 y HCV cuando sean probados en fondos de 16 muestras biológicas obtenidas a partir de múltiples donadores. También puede utilizarse para verificar muestras biológicas a partir de individuos y para etiquetar e identificar ADN, ARN y nucleótidos . En aplicaciones cuantitativas de tecnologías de amplificaciones repetitivas tales como PCR, los resultados de la amplificación están en función de las condiciones iniciales. Por lo tanto, la verificación de la concentración actual de un componente de ácido nucleico con relación a las condiciones previas de concentración en un duplicado de ¦tiempo sincrónico o no sincrónico antes de la amplificación puede tener implicaciones significantes sobre el grado de reproducción del ensayo. El uso de los nanocristales semiconductores proporciona un modo útil para mejorar la certeza de las concentraciones y por lo tanto, la precisión del ensayo. En una modalidad alternativa, la presente invención incluye la adición de un nanocristal semiconductor fluorescente que tiene una emisión espectral de característica definida en base a las propiedades físicas del nanocristal semiconductor, el cual puede sincronizarse con una energía deseada al seleccionar el tamaño de partícula, la distribución de tamaño y la composición del nanocristal semiconductor con una primera composición de fluido que tiene materiales sólidos disueltos en la misma. Muchos materiales químicos y biológicos son purificados como soluciones acuosas o cuando son disueltos en una variedad de solventes orgánicos. A través de una serie de manipulaciones de estas soluciones, tal como por ejemplo, por medio de cromatografía, separaciones electroporéticas , elusiones, diálisis y similares, el componente objetivo es separado de los contaminantes y es obtenido como un material purificado en solución. Los nanocristales semiconductores químicamente inertes pueden ser dispersados, en forma homogénea, en una concentración conocida en la solución purificada. Después del proceso de liofilización, los nanocristales semiconductores permanecerían homogéneamente dispersados en el producto sólido y podrían servir para identificar y cuantificar la cantidad de sólido agregado para hacer una solución subsiguiente. Este método es particularmente útil para los estándares primarios que son frecuentemente proporcionados como materiales liofilizados (por razones de estabilidad) y proporciona una precisión mejorada cuando se preparan soluciones iniciales madre o de reserva (así como también las subsiguientes diluciones) . Además, mediante el etiquetado específico de un componente que será purificado en el estado natural con nanocristales semiconductores (de tal modo que no interfieran con la actividad química o biológica) , es posible rastrear el aumento de pureza del material conforme éste es tomado a través de las distintas manipulaciones de purificación . En una modalidad alternativa, la medición, determinación y cuantificación de la presencia y cantidad del primer fluido en una segunda composición de fluido podría determinarse al tomar una muestra de unidad de la segunda composición y observando, en forma espectroscópica o detectando de otro modo, por ejemplo, mediante la irradiación de la muestra de unidad con una fuente luminosa de excitación a fin de determinar la presencia y cantidad del nanocristal semiconductor en la muestra de unidad. Todavía en otra modalidad de la presente invención, es posible medir, determinar y cuantificar la presencia y cantidad de una pluralidad de fluidos agregados en forma secuencial o en cargas intermitentes en una composición final de fluido cuando la pluralidad de composiciones de fluido incluyen distintos nanocristales semiconductores en base a la selección del tamaño de partícula, la distribución de tamaño y la composición del nanocristal semiconductor. De esta manera, por ejemplo, una primera composición que será agregada a la composición final podría incluir nanocristales semiconductores, los cuales emiten un primer espectro de emisión, ya sea que sea observado, en forma espectroscópica, o que sea detectado de otro modo, por ejemplo, mediante la irradiación de la composición con una fuente luminosa de excitación. Una segunda composición que será agregada a la composición final podría incluir nanocristales semiconductores que emiten un segundo espectro de emisión en base al tamaño de partícula, la distribución de tamaño y la composición del nanocristal semiconductor. Una tercera composición que será agregada a la composición final podría incluir nanocristales semiconductores que emiten un tercer espectro de emisión y similares. La cantidad de la primera, segunda, tercera, etc., composiciones transferidas a la composición final puede ser determinada analizando la existencia y cantidad de los respectivos nanocristales semiconductores en la composición final que estaban originalmente presentes en la primera, segunda, tercera, etc., composiciones. Del mismo modo, el alcance de la transferencia de fluido a partir de la pluralidad de composiciones hacia la composición final puede ser determinado al cuantificar la relación de los nanocristales semiconductores que se encuentran presentes en la composición final con los nanocristales semiconductores presentes en la pluralidad de las composiciones. Los espectros de emisión de una población de nanocristales semiconductores tienen anchos lineales tan angostos como 25-30 nm. La combinación de sincronización o sintonía, anchos lineales angostos y espectros simétricos de emisión sin una región posterior proporciona una alta resolución de nanocristales de una multiplicidad de tamaños, por ejemplo, poblaciones de nanocristales semiconductores monodispersos que tienen múltiples distribuciones de tamaño distinto. En la modalidad alternativa, la cantidad de la primera, segunda, tercera, etc., composiciones que es transferida a la composición final puede ser determinada mediante el análisis de la existencia y cantidad de los respectivos nanocristales semiconductores en una muestra de unidad tomada a partir de la composición final. En otra modalidad alternativa, el nanocristal semiconductor contiene un agente reticulante que es introducido en un entorno que contiene un objetivo químico/biológico que será marcado, mientras que el nanocristal semiconductor es enlazado con el objetivo mediante el agente reticulante. Los nanocristales semiconductores de enlace con los objetivos químicos o biológicos son conocidos en la técnica como se ilustra por ejemplo, a través de las Patentes de los Estados Unidos Nos. 5, 990,479; 6, 207,392; 6, 114,038; 6, 221,602; y 6, 235,540, las cuales incorporan en ése documento como referencia. Después que la composición es transferida a una subsiguiente composición, el complejo de nanocristal semiconductor: objetivo podría ser observado, en forma espectroscópica, o podría ser detectado de otro modo, por ejemplo, mediante la irradiación del complejo con una fuente luminosa de excitación para determinar la presencia del objetivo químico/biológico. Debido a que el nanocristal semiconductor emite un espectro de emisión característica que puede ser observado y medido, puede ser determinada la cantidad del objetivo químico/biológico que es transferida. Por ejemplo, conociendo la cantidad del nanocristal semiconductor en la primera solución, la verificación del volumen real de la transferencia líquida puede ser determinada al verificar que los nanocristales semiconductores presentes en la primera composición están presentes en su totalidad en la segunda composición. Del mismo modo, el alcance de la transferencia de fluido puede ser determinado al cuantificar la relación de los nanocristales semiconductores presentes en la segunda composición con los nanocristales semiconductores presentes en la primera composición. La presente invención también es dirigida a monitorear el transporte de fluido. El transporte de fluido puede ser medido en un proceso continuo o de cargas intermitentes por medio del muestreo del flujo de fluido y la medición de la cantidad de los nanocristales semiconductores presentes en la muestra de unidad. Este método tiene aplicación particular, por ejemplo, en el monitoreo de transporte liquido en sistemas hidráulicos, y la evaluación y verificación de diluciones microfluidicas , los muéstreos de volumen y otras manipulaciones fluidicas criticas. En otra modalidad de la presente invención, los nanocristales semiconductores son utilizados para evaluar y verificar diluciones microfluidicas, muéstreos de volumen y otras manipulaciones fluidicas criticas. En los actuales sistemas microfluidicos de válvulas, la desviación y el muestreo del fluido son realizados, de la manera más común, cambiando la relación de bombeo, la activación continua de carga y las intersecciones de fluido, o mediante . las modificaciones manuales intermitentes o continuas de las rutas de fluido. En la actualidad, no existe modo de verificar que aquellas instrucciones o comandos a los elementos del sistema liquido hayan sido ejecutados en forma adecuada. La adición de un nanocristal semiconductor a un sistema microfluidico permitiría la evaluación y verificación precisa de las diluciones microfluídicas, los muéstreos de volumen y otras manipulaciones fluídicas críticas. En otra modalidad de la presente invención, los nanocristales semiconductores son utilizados para determinar y cuantificar la dilución de una primera composición. Mediante la adición de un nanocristal semiconductor a una primera solución, las diluciones exactas de la solución pueden ser preparadas midiendo y cuantificando la presencia en la composición diluida de los nanocristales semiconductores. Por ejemplo, si una primera solución tuviera 100 nanocristales semiconductores distribuidos, en forma homogénea, por volumen de unidad, la solución podría ser diluida por estándares exactos midiendo los nanocristales semiconductores en la composición diluida. Por lo tanto, una solución que contiene, por ejemplo, diez nanocristales semiconductores ha sido diluida en pliegues de 10. Debido a la sensitividad de los nanocristales semiconductores, las soluciones diluidas que pueden ser realizadas, las cuales pueden ser diluidas en el orden de 1000 a 100,000, están en función de la concentración de inicio de los nanocristales semiconductores. Este método tiene aplicación particular, por ejemplo, en la preparación de estándares primarios en los cuales son requeridas adiciones exactas de volumen susceptibles de ser rastreadas.

En otra modalidad de la presente invención, los nanocristales semiconductores son agregados a un recipiente, tal como un recipiente de reacción, durante una fase de la reacción, üna vez que es obtenido el producto de reacción, el recipiente de reacción es limpiado durante una primera repetición de limpieza. Enseguida de la primera repetición de limpieza, el recipiente de reactor es observado en forma espectroscópica o irradiado de otro modo con una fuente luminosa de excitación para determinar la presencia y cantidad del nanocristal semiconductor presente en el recipiente de reactor. La presencia y cantidad de los nanocristales semiconductores proporciona la información sobre el grado en el cual ha sido limpiado el recipiente de reactor. Posteriormente, el recipiente de reactor puede experimentar repeticiones adicionales de limpieza, con la subsiguiente detección y cuantificación de los nanocristales semiconductores, hasta que el recipiente de reactor sea limpiado hasta un grado especifico. Este método tiene una aplicación particular para la fermentación y en un bioreactor. La determinación del grado de limpieza del reactor permite la verificación del grado de los componentes residuales removidos. Además, si se permite la cuantificación del grado de limpieza de un reactor se permitiría que un reactor único sea utilizado para una diversidad de productos de reacción. Esto es importante, en especial, en la fabricación de productos farmacéuticos y biomoleculares en donde el costo de separar las instalaciones de producción puede ser prohibitivo. Además, al tener la capacidad de utilizar el mismo reactor para distintos productos farmacéuticos o biomoleculares permitiría que un rector sea utilizado para distintos productos farmacéuticos o biomoleculares, en función de las necesidades de los pacientes para requerimientos particulares farmacéuticos o los requerimientos de aplicación para un producto particular biomolecular . Los nanocristales semiconductores luminiscentes son útiles a bajas concentraciones de fluidos cuando son mezclados con soluciones más grandes de volumen. Los nanocristales semiconductores luminiscentes pueden rastrear la adición de volúmenes pequeños de material en grandes volúmenes de diluyente en donde las diferencias entre el nanocristal semiconductor luminiscente y el diluyente podrían ser tan grandes como una parte en un millón o más alta. En forma similar, los restos de las soluciones que son tan pequeñas como un nanolitro a partir de un mi, podrían ser detectadas mediante el uso de nanocristales semiconductores. El uso de nanocristales semiconductores luminiscentes en volúmenes tan pequeños como 1-10 nL adicionados a 1.0 mL podría ser confirmado. Además, debido a la carencia de un auto-enfriamiento rápido por los nanocristales semiconductores luminiscentes, las concentraciones hasta de 20 uM podrían ser empleadas de manera que proporcionarán un intervalo lineal de producción de 9 registros. Esto significaría que una adición o remanente de 1 pL podría ser cuantificado en un volumen total de 1 mL. El auto-enfriamiento rápido y la respuesta no lineal, de manera innata, limitarían la utilidad de los fluoróforos comunes químicos. Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la invención. Los ejemplos no deben ser interpretados que limitan la presente invención, sino que en su lugar sirven para ilustrar las modalidades preferidas de la misma. Se realizó un análisis de dilución para evaluar las propiedades ópticas de nanocristales semiconductores luminiscentes con relación a un isotiocianato fluoróforo de fluorescencia estándar. Los nanocristales semiconductores luminiscentes 655 Q-Dot comercialmente disponibles a partir de Quantum Dot Corporation de Hayward, California con un máximo de emisión de 655 nm, fueron estimulados para fluorescer mediante luz aproximadamente a 450 nm. El isotiocianato de fluorescencia emitió luz aproximadamente a 405 nm cuando fue estimulado a 395 nM. Ambas de una solución de nanocristales semiconductores luminiscentes y una solución de fluoróforo fueron ajustadas a una concentración de 20 nM y fueron diluidas en serie a través de 6 registros. La emisión de ambos de los nanocristales semiconductores luminiscentes y el isotiocianato de fluorescencia fueron observados y cuantificados . Como puede observarse a partir de la Figura 1, los nanocristales semiconductores luminiscentes proporcionaron una respuesta lineal más significante a través de esta secuencia de dilución que el isotiocianato fluoróforo de fluorescencia estándar. Esto se muestra mediante la secuencia de dilución con respecto a 6 registros, que se intersectan en cero. Se realizaron tres muestras separadas. Como puede observarse a partir de la Figura 1, los nanocristales semiconductores luminiscentes son aproximadamente 2.5 veces más brillantes que el isotiocianato fluoróforo de fluorescencia estándar común. Mientras que la invención ha sido descrita con referencia a las modalidades particularmente preferidas, será apreciado que pueden hacerse modificaciones sin apartarse del espíritu de la invención. Se pretende que estas modificaciones caigan dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método que verifica la transferencia de un fluido de una primera composición a una segunda composición, caracterizado porque comprende: proporcionar una primera composición que tiene un primer fluido en la misma; proporcionar una segunda composición que tiene un segundo fluido en la misma, en donde la segunda composición incluye una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción de la segunda composición a la primera composición a fin de formar una tercera composición; exponer la tercera composición a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes en la tercera composición.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en la tercera composición para verificar la cantidad suministrada de la segunda composición a la primera composición a fin de formar la tercera composición.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nanocristal semiconductor es un nanocristal de núcleo/recubrimiento.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un diámetro aproximadamente entre 2 y 50 nm.

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque los nanocristales semiconductores tienen un diámetro aproximadamente entre 2 y 20 nm.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el nanocristal semiconductor es seleccionado a partir del grupo que consiste de ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, Hgte, MgS, MgSe, MgTe, CaS, CaSe, CaTe, SrS, SrSe, SrTe, BaS, BaSe, BaTe y mezclas de los mismos .

7. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un núcleo que comprende CdSe.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un recubrimiento que comprende CdS .

9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un recubrimiento que comprende ZnS .

10. El método de conformidad con la reivindicación I, caracterizado porque los nanocristales semiconductores son monodispersos .

11. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un diámetro de núcleo aproximadamente entre 2 y 50 nm.

12. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el nanocristal semiconductor tiene un diámetro de núcleo aproximadamente entre 2 y 6 nm.

13. El método de conformidad con la reivindicación II, caracterizado porque el nanocristal semiconductor incluye un recubrimiento que tiene un espesor aproximadamente de 2 nm.

14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el nanocristal semiconductor incluye un recubrimiento que tiene un espesor aproximadamente de 2 nm.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende el nanocristal semiconductor que es enlazado con un objetivo presente en el segundo fluido.

16. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende la etapa de probar el ácido nucleico.

17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los nanocristales semiconductores luminiscentes están presentes en una cantidad aproximadamente de 0.0002 a 20 nanomolares .

18. Un método que monitorea el flujo de un reactivo, caracterizado porque comprende: proporcionar una combinación que es mezclada con una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción de la composición a un recipiente; exponer el recipiente a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes.

19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque comprende cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en el recipiente para verificar la cantidad de suministro de la composición.

20. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque los nanocristales semiconductores luminiscentes están presentes en una cantidad aproximadamente de 0.0002 a 20 nanomolares.

21. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el recipiente es un recipiente de reacción .

22. Un método que monitorea el flujo de una composición, caracterizado porque comprende: proporcionar una composición mezclada con una cantidad predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; transferir toda o una porción de la composición a un recipiente; obtener una muestra de unidad a partir del recipiente; exponer la muestra a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; detectar la radiación electromagnética emitida a partir de los nanocristales semiconductores luminiscentes en la muestra para verificar el suministro de la composición.

23. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la composición es un reactivo.

24. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque comprende cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes en la muestra para, verificar la cantidad de composición suministrada al recipiente .

25. El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque los nanocristales semiconductores luminiscentes están presentes en una cantidad aproximadamente de 0.0002 a 20 nanomolares .

26. Un método que verifica la transferencia de una pluralidad de fluidos a un recipiente, caracterizado porque comprende : proporcionar una pluralidad de composiciones que tienen fluido en las mismas, en donde cada miembro de la pluralidad de composiciones incluye una cantidad predeterminada de distintos nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en distintas bandas de longitud de onda que corresponden con los nanocristales semiconductores luminiscentes cuando son excitados; transferir toda o una porción de la pluralidad de fluidos hacia el recipiente; exponer el recipiente a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes; y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes para determinar la transferencia de la pluralidad de fluidos.

27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende cuantificar los nanocristales semiconductores luminiscentes para verificar la cantidad de suministro de la pluralidad de composiciones hacia el recipiente.

28. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la pluralidad de composiciones es transferida hacia el recipiente en una transferencia en modo de cargas intermitentes .

29. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la pluralidad de composiciones es transferida hacia el recipiente en una transferencia secuencia! .

30. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la pluralidad de fluidos es seleccionada a partir del grupo que consiste de reactivos, reguladores, solventes y similares.

31. Un método que prepara una solución diluida, caracterizado porque comprende: proporcionar una primera solución que tiene una concentración predeterminada de nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; diluir la primera solución con una segunda solución con una relación predeterminada de dilución; y verificar la relación predeterminada de dilución exponiendo la solución diluida a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes para verificar la relación predeterminada de dilución.

32. Un método que determina la limpieza de un recipiente de reacción, caracterizado porque comprende: proporcionar un recipiente de reacción que tiene una pluralidad de componentes en el mismo; agregar al recipiente de reacción nanocristales semiconductores luminiscentes que tienen la capacidad de emitir radiación electromagnética en una banda angosta de longitud de onda cuando son excitados; remover los contenidos del recipiente de reacción en base a la terminación de la reacción; limpiar el recipiente de reacción; exponer el recipiente de reacción a una energía que es capaz de excitar los nanocristales semiconductores luminiscentes y detectar la radiación electromagnética emitida a partir de la pluralidad de nanocristales semiconductores luminiscentes; y determinar la presencia o ausencia de nanocristales semiconductores luminiscentes que permanecen en el recipiente de reacción.

33. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el recipiente de reacción es un bioreactor .

34. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el recipiente de reacción es un termentador .

35. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado además porque comprende la limpieza repetitiva del recipiente de reacción hasta que la cantidad de los cristales semiconductores luminiscentes se encuentre por debajo de un nivel predeterminado.

36. El método de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los nanocristales semiconductores luminiscentes se encuentran originalmente presentes en una cantidad aproximadamente de 0.0002 a 20 nanomolares. ESUMEN DE LA INVENCIÓN Son descritos métodos que utilizan nanocristales semiconductores para determinar el movimiento de un fluido, la dilución del fluido y la remoción del fluido. También son descritos los métodos que utilizan nanocristales semiconductores para el monitoreo y la cuantificación de las cantidades de materiales sólidos disueltos en un líquido.