ES2875936T3

ES2875936T3 - Método para la autenticación líquida por detección de derivados de flavonoides.

Info

Publication number: ES2875936T3
Application number: ES15767536T
Authority: ES
Inventors: Agnieszka Kapalka; Xavier Urbaneja; Lucia Giovanola; Paolo Schina; Irma Disegna; Silvia Baldi; Silvano Tori
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: US10800988B2; EP3200911A1; EA201690362A1; EP3200911B1; BR112016001773A8; CO2017003251A2; WO2016050636A1; US20170298283A1; BR112016001773B1; MX383875B; MX2015016256A; EA033761B1; BR112016001773A2

Abstract

Una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión, que comprende a) un marcador de autenticación que es un derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos, la concentración del derivado de flavonoides es de 100 ppm en peso o menos, y b) una sustancia orgánica en una cantidad de 90% en peso o más, en donde el marcador de autenticación no se encuentra de forma natural en la composición y en donde el derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos es representado por cualquiera de las siguientes fórmulas: **(Ver fórmula)** donde X representa H o OR; n representa un número entero de 0 a 4, y m representa un número entero de 0 a 5, siempre que la suma de m y n sea 2 o más, varios R en una molécula pueden ser iguales o diferentes, y cada R puede ser H, un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono, un grupo C(=O)-alquilo, en donde el grupo alquilo es definido como anteriormente, un grupo trialquilsililo, en donde los grupos alquilo son cada uno independientemente un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono, un grupo diarilalquilsililo que tiene dos grupos arilo y un grupo alquilo, en donde el grupo alquilo es un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono, y los grupos arilo son cada uno independientemente anillos aromáticos que tienen 6 a 10 átomos de carbono, un grupo dialquilarilsililo que tiene un grupo arilo y dos grupos alquilo, en donde los grupos alquilo y los grupos arilo son definidos como anteriormente para el grupo diarilalquilsililo, un grupo alilo, un grupo metilen alquiléter, en donde el grupo alquilo es definido como anteriormente, o un grupo tetrahidropiranilo, con la condición de que dos o más de los grupos R no representen hidrógeno.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para la autenticación líquida por detección de derivados de flavonoides

Campo técnico

El campo técnico de la presente invención es un método para la detección de derivados de flavonoides reactivas en un medio ambiente líquido. Estas moléculas reactivas pueden actuar como marcadores para el líquido, sirviendo como medio de autenticación para verificar la autenticidad y/o el origen del líquido. La presente invención se refiere además a líquidos, en particular a combustibles, que comprenden un marcador derivado de flavonoides, el uso de flavonoides como un marcador para los fines de autenticación, métodos de autenticación usando el marcador, y equipos y dispositivos de autenticación correspondientes.

Antecedentes de la invención

El documento US 5984983 A describe el uso de compuestos carbonílicos como marcadores.

El documento US 6699384 B1 describe un sistema sensor electroquímico compacto.

En muchos casos se desea ser capaz de verificar el origen y la autenticidad de líquidos de varios tipos, tales como combustibles (por ejemplo, diesel, kerosene, gasolina, etc.) para poder ser capaz de identificar productos adulterados o no genuinos. Para tal fin, se agrega frecuentemente una sustancia de marcación (marcador) al líquido, tal como un colorante específico. La adición de un marcador también se emplea para distinguir entre líquidos que son químicamente idénticos o muy similares, pero que son regulados de manera diferente. Un ejemplo es la adición de un cierto colorante en el combustible diesel que tiene altos impuestos en Alemania, mientras que el aceite para calefaccionado químicamente muy similar o idéntico tiene impuestos más bajos y no está marcado con un colorante específico. La identidad de un líquido en un tanque de un auto puede ser determinada entonces analizando el líquido con respecto a la presencia del colorante marcador específico. La autenticidad del líquido es determinada luego por medio de un detector, por ejemplo, un detector de color o análisis espectral en el caso de un colorante determinado. Sin embargo, frecuentemente se requiere un equipo voluminoso y costoso para detectar un marcador de este tipo. Además, el marcador frecuentemente necesita estar presente en cantidades significativas para permitir una detección confiable.

En otro aspecto, la marcación puede ser falsificada fácilmente en el caso de que se usen sustancias disponibles comercialmente (por ejemplo, colorantes), ya que solo se determinan las propiedades del marcador (pero no su interacción con un dispositivo de detección). Además, en los casos de marcadores ópticos, tales como colorantes, su presencia puede ser determinada fácilmente, algunas veces aún a simple vista. Un marcador de este tipo proporciona por lo tanto sólo un nivel de seguridad muy bajo, ya que un falsificador puede determinar fácilmente qué tipos de marcadores visibles están presentes, y puede tratar entonces de obtener un efecto óptico similar usando sustancias similares o disponibles comercialmente para la adición a un producto falsificado. Sería conveniente, por lo tanto, tener una sustancia marcadora que sea difícil de detectar a simple vista. Además, un marcador de este tipo es preferentemente químicamente similar al líquido en el cual se usa, pero puede ser detectado aun cuando esté presente solo en pequeñas cantidades. Por supuesto, un marcador de este tipo no debería existir naturalmente en el líquido a ser marcado.

Sumario de la invención

En vista de lo mencionado anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar un método para autenticar el origen y/o la autenticidad de un líquido que solucione los problemas del arte previo. Un objeto adicional es proporcionar un método para autenticar el origen y/o la autenticidad de un líquido que no puede ser realizado a simple vista, pero que incluso puede ser llevado a cabo en el sitio con un equipo comparativamente simple y compacto, tal como dispositivos manuales.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un marcador que pueda ser detectado fácilmente aún en pequeñas cantidades con tal equipo. El marcador también debería ser fácil de obtener y producir de una manera compatible con el medio ambiente.

Además, la presente invención tiene por objetivo proporcionar un líquido que tenga un nivel de seguridad mejorado, es decir, que sea más difícil de falsificar que los líquidos que contienen un marcador convencional. La presente invención tiene por objetivo además proporcionar un marcador que sea útil para tales métodos y para tales fines. Los problemas mencionados se resuelven mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. Otras formas de realización preferidas son definidas en las reivindicaciones secundarias y también se describen a continuación. Las formas de realización de la presente invención utilizan una derivación específica de compuestos electroquímicamente activos (polifenólicos, flavonoides) para hacerlos solubles en productos de petróleo (por ejemplo, combustible). Los derivados son electroquímicamente no activos, en particular en comparación con los flavonoides y polifenoles respectivos, y por lo tanto pueden ser considerados como un marcador latente. Proporcionan además una característica de seguridad para los líquidos, en particular los combustibles de hidrocarburos, ya que son resistentes a un potencial lavado del combustible.

El marcador latente (derivado de flavonoides) puede ser detectado luego y analizado en un dispositivo Lab-on-a-chip (MEMS, |j-TAS). El dispositivo realiza una extracción de una muestra, seguido por una reacción química específica para liberar parcialmente o completamente las modificaciones introducidas en la estructura de flavonoide original por la derivación, para restaurar de este modo la actividad electroquímica. La detección electroquímica del flavonoide en el LOC acoplado con un potenciostato y opcionalmente un teléfono inteligente permite luego un análisis cualitativo y cuantitativo del líquido con respecto a la presencia y la cantidad del marcador, respectivamente el flavonoide obtenido de allí.

Descripción detallada

El término “líquido” se usa para denotar una sustancia que es líquida a temperatura ambiente (20 °C) y 1 atm de presión. El líquido es preferentemente un combustible. El término “combustible” se usa para denotar composiciones líquidas que consisten con preferencia esencialmente en (es decir, más de 95% en peso) hidrocarburos. Ejemplos de combustibles incluyen diesel, gasolina, kerosene, gas de petróleo licuado (LPG), y otros aceites combustibles, tales como nafta. Aunque no es un combustible de hidrocarburos en el sentido estricto, el término “combustible” en la presente invención también comprende metanol y en particular etanol.

El término “orgánico” tiene su significado común en el arte. Un grupo orgánico es por lo tanto un grupo que es parte de la química orgánica, y como tal tiene al menos un átomo de carbono y típicamente al menos un átomo de hidrógeno. En una definición más estrecha y preferida, una sustancia orgánica y un grupo orgánico están compuestos en al menos 25% en peso o más de hidrógeno y átomos de carbono, más preferentemente al menos 50% en peso, y hasta 100% en peso. El resto puede estar hecho de cualquier especie, pero consiste preferentemente en átomos seleccionados del grupo de átomos de oxígeno, nitrógeno, silicio, azufre y halógeno (F, Cl, Br, I), más preferentemente seleccionado del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno, silicio y halógenos, y más preferentemente seleccionado del grupo que consiste en oxígeno, nitrógeno y silicio.

El término “que comprende” es de extremos abiertos y permite la presencia de otros componentes que no se mencionan explícitamente. Además, el término “que comprende” también abarca los significados más restrictivos “que consiste en” y “que consiste esencialmente en”, de modo que otros componentes distintos de los mencionados explícitamente pueden estar completamente o sustancialmente ausentes.

El término “uno o más” se usa para denotar que al menos uno de los siguientes materiales o elementos está presente. Típicamente, el término se usa para denotar la presencia de uno, dos, tres, cuatro, cinco o seis de los materiales o elementos respectivos, más preferentemente uno, dos o tres, más preferentemente uno o dos.

En la siguiente memoria descriptiva, todas las propiedades físicas se refieren a aquellas medidas bajo condiciones estándar (20 °C, 1 atm de presión).

Los elementos y materiales usados en la presente invención se describirán a continuación.

Marcador

El marcador usado en el líquido para autenticar el origen y la autenticidad del líquido es un derivado de flavonoides (polifenol). El marcador es preferentemente electroquímicamente no activo, en particular en comparación con el flavonoide completamente o parcialmente des-derivado que es detectado en el uso y los procesos de la presente invención. El marcador se usa por lo tanto preferentemente como un marcador latente, que revela las propiedades atribuidas a la autenticidad del líquido solo después de una reacción química, ya que el producto de reacción parcialmente o completamente des-derivado obtenido del marcador es la especie que de hecho es detectada y/o analizada. Como el marcador es indicativo de la autenticidad y/o el origen de un líquido, el marcador es típicamente un compuesto que es preparado separadamente y agregado al líquido a propósito. Dicho de manera diferente, el marcador típicamente no es un compuesto que se encuentra naturalmente en el líquido a ser testeado con respecto a su autenticidad.

La especie que en efecto es detectada es un flavonoide o un derivado de flavonoides menos derivado, que es generado de un derivado de flavonoides presente en el líquido durante o antes del proceso de detección/autenticación. Los flavonoides son compuestos polifenólicos naturales de origen vegetal. Son electroquímicamente activos, lo que significa que pueden sufrir reacciones de oxidación y reducción en un proceso electroquímico. El método de autenticación de la presente invención se basa en este proceso electroquímico y utiliza la cinética de la reacción (tal como el potencial de oxidación, la corriente necesaria o la velocidad de la reacción) para los fines de autenticación, lo que se explicará con más detalles más abajo.

Hasta la fecha, se han identificado más de 5000 estructuras de flavonoides que existen naturalmente. Sus fuentes naturales comunes son principalmente diferentes fuentes de frutas, verduras y cereales (ejemplos incluyen té negro o verde, arándanos azules, vino tinto, perejil, cebollas, etc.)

La estructura química de la flavona se presenta a continuación.

Los flavonoides se derivan de este compuesto de oxígeno heterocíclico flavona y sus formas relacionadas isoflavona y neoflavona. En un flavonoide, los tres anillos están substituidos típicamente por grupos hidroxilo y/o por grupos metoxi, y formas particulares difieren principalmente en el grado de substitución y oxidación.

Derivación de flavonoides

El marcador usado en la presente invención es un derivado de flavonoides, en donde un grupo hidrófilo (un grupo hidroxilo) de un flavonoide se hace reaccionar con un reactivo que introduce una parte hidrófoba en la posición respectiva, formando de este modo un derivado de flavonoides en donde el grupo hidrófilo (hidroxilo) es convertido en un grupo más hidrófobo. El grupo hidrófilo (hidroxilo) es restaurado luego en el proceso de detección, y la presencia del flavonoide es detectada utilizando un proceso electroquímico.

Estos derivados presentes en el líquido pueden ser obtenidos derivando flavonoides sintéticos o que existen naturalmente, como es conocido por los expertos en el arte.

Se lleva a cabo la derivación de los grupos hidrófilos (grupos hidroxilo) de un flavonoide con moléculas hidrófobas para aumentar su solubilidad y estabilidad en el combustible. Esta derivación específica hace que los derivados de flavonoides obtenidos sean más resistentes a los procesos de lavado de combustibles (por ejemplo, ataque químico con ácidos fuertes, bases, etc.) y los hacen menos electroquímicamente reactivos en comparación con el flavonoide no derivado (marcador latente).

Los marcadores preferidos usados en la presente invención son derivados de flavonoides que pueden ser obtenidos de flavonoides que tienen las siguientes estructuras básicas:

(i) Flavonoides, derivados de flavona:

(ii) Isoflavonoides, derivados de isoflavona (3-fenilcromen-4-ona; 3-fenil-1,4-benzopirona):

(iii) Neoflavonoides, derivados de neoflavona (4-fenilcumarina (4-fenil-1,2-benzopirona)):

En un flavonoide, los tres anillos están substituidos típicamente por grupos hidroxilo y/o grupos metoxi. Los marcadores (derivados de flavonoides) usados en la presente invención son por lo tanto preferentemente aquellos de acuerdo con cualquiera de las siguientes fórmulas:

donde

X representa H o OR, preferentemente OR,

n representa un número entero de 0 a 4, y m representa un número entero de 0 a 5, siempre que la suma de m y n sea 2 o más, preferentemente 3 o más, más preferentemente 4 o más, tal como 5, 6, 7 u 8, pero preferentemente 7 o menos, más preferentemente 6 o menos.

Varios R en una molécula pueden ser iguales o diferentes, y cada R puede ser H,

un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50, preferentemente 2 a 30 átomos de carbono, más preferentemente 3 a 15 átomos de carbono,

un grupo C(=O)-alquilo, en donde el grupo alquilo es definido como anteriormente,

un grupo trialquilsililo en donde los grupos alquilo son cada uno independientemente un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50, preferentemente 2 a 30 átomos de carbono, más preferentemente 3 a 15 átomos de carbono,

un grupo diarilalquilsililo que tiene dos grupos arilo y un grupo alquilo en donde el grupo alquilo es un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50, preferentemente 2 a 30 átomos de carbono, más preferentemente 3 a 15 átomos de carbono, y los grupos arilo son cada uno independientemente anillos aromáticos que tienen 6 a 10 átomos de carbono, y preferentemente ambos grupos arilo son grupos fenilo,

un grupo dialquilarilsililo que tiene un grupo arilo y dos grupos alquilo, en donde los grupos alquilo y los grupos arilo son definidos como anteriormente para el grupo diarilalquilsililo,

un grupo alilo, un grupo metilen alquil éter en donde el grupo alquilo es definido como anteriormente, o un grupo tetrahidropiranilo, con la condición de que dos o más de los grupos R no representan H.

Otros grupos representados por R pueden ser grupos protectores conocidos para un grupo hidroxilo, formando junto con el oxígeno al cual está unido R, por ejemplo, un metoximetil éter, alil éter, bencil éter, butildifenilsililéter, trifenilsililéter, triisopropilsililéter, acetilo, un grupo tosilo o éster del ácido benzoico. Tales grupos protectores son bien conocidos por los expertos en el arte y se mencionan, por ejemplo, en W. Green, P. G. M. Wuts, Protective Groups in Organic Synthesis, Wiley-Interscience, Nueva York, 1999, 76-86, 708-711. Los grupos preferidos representados por R son ter-butildimetilsililo, ter-butildifenilsililo, ter-butilo e isopropilo.

Como los compuestos usados como marcador son derivados de flavonoides, un requerimiento es que dos o más de los grupos representados por R no sea H. Preferentemente tres o más, tal como 4 o 5, de los grupos representados por R no son hidrógeno, por supuesto, siempre que haya al menos tres o más, tal como 4 o 5, grupos representados por R (es decir, siempre que la suma de n y m sea 2 o más, o 3 o más, tal como 4 o 5, respectivamente).

En una forma de realización, ninguno de los grupos R representa un grupo alquilo. En otra forma de realización, ninguno de los grupos R forma, junto con el O tal cual está unido, un residuo éster de ácido graso.

En una forma de realización, la presente invención proporciona nuevos compuestos que son útiles como marcadores en líquidos, tales como combustibles, como se describió anteriormente. En una forma de realización, los compuestos son derivados de morina seleccionados de aquellos representados por la siguiente fórmula (A), y derivados de quercetina, representados por la siguiente fórmula (B):

En la presente, R es como se definió anteriormente. Preferentemente, tres o cuatro de los grupos R en las fórmulas (A) y (B) no son hidrógeno, y son grupos idénticos distintos de hidrógeno seleccionados de los significados de R descriptos anteriormente. Por ejemplo, en una forma de realización se prefiere que tres o cuatro de los grupos R sean todos acetilo (-C(O)CH3) o sean todos triisopropilsililo (TIPS, -Si[CH(CH3)2]3).

En una forma de realización preferida de fórmula (A), cuatro de los cinco grupos R son idénticos y son cada uno o bien un grupo acetilo o un grupo sililo, que es seleccionado preferentemente de triisopropilsililo y difenil t-butil sililo, y en una forma de realización preferida de fórmula (B) cuatro de los cinco grupos R son idénticos y son cada uno acetilo. En estas formas de realización, el único grupo R remanente que no es acetilo o triisopropilsililo, o que no es acetilo, respectivamente, es preferentemente H. El grupo R que no es acetilo o triisopropilsililo, o que no es acetilo, respectivamente, y que es preferentemente H, es preferentemente el R presente en el anillo que tiene solo un grupo OR (el anillo piranona).

En una forma de realización, ninguno de los grupos R representa un grupo alquilo. En otra forma de realización, ninguno de los grupos R forma, junto con el O al cual está unido, un residuo éster de ácido graso.

La cantidad del marcador en el líquido es típicamente de 100 ppm (en peso) o menos, preferentemente 50 ppm (en peso) o menos, y más preferentemente 10 ppm (en peso o menos). Sin embargo también puede ser tan bajo como 1 ppm o menos. Una concentración adecuada puede ser determinada por el experto en el arte teniendo en cuenta la sensibilidad del equipo de autenticación que se usará, la facilidad de remoción de los grupos de derivación en éste, los agentes de des-derivación usados y la reactividad electroquímica de la especie obtenida.

Procedimientos para obtener derivados de flavonoides - EJEMPLOS

El experto en el arte conoce la química que se puede usar para transformar un grupo hidroxilo de un flavonoide, por ejemplo, en un grupo de fórmula OR como se definió anteriormente. Tales métodos se pueden usar en la presente invención sin limitación. Sólo para fines ilustrativos, los siguientes Procedimientos 1-6 describen procesos específicos, que no pretenden limitar la presente invención de ninguna manera:

Procedimiento 1

En un matraz de base redonda, se disuelve un compuesto flavonoide en un solvente adecuado, tal como DMF (dimetilformamida). A esta solución, se agrega lentamente t-BuPh²SiCl e imidazol a temperatura ambiente. La mezcla de reacción se agita durante un tiempo adecuado, por ejemplo, 3 h, manteniendo la misma temperatura. El derivado de flavonoides así formado es aislado de la mezcla de reacción, por ejemplo, agregando una solución saturada de NaCl en agua a la mezcla de reacción y luego extrayendo el derivado de flavonoides usando, por ejemplo, éter de petróleo.

Procedimiento 2

A una solución de flavonoide e isobutileno en CH2Cl2, se agrega dé a gotas H2SO4 concentrado. La mezcla de reacción es agitada a 25°C durante 8 h, seguido por la adición de agua. El flavonoide es extraído con éter de petróleo y puede ser usado sin purificación ulterior.

Procedimiento 3

El flavonoide y el cloruro de t-butilo se agregaron respectivamente a piridina a 25°C. La reacción se agita durante 4 h. Luego, la mezcla de reacción es vertida cuidadosamente sobre una solución acuosa de 2M HCl. El derivado de flavonoides deseado es obtenido por extracción con un solvente adecuado tal como éter de petróleo.

Procedimiento 4

En un matraz de base redonda, el compuesto flavonoide, Me²CHBr y K²CO³se disuelven en acetona a 20°C. La reacción se deja agitando durante 19 h. Luego se retira el solvente al vacío y se agrega agua a la mezcla de reacción cruda. El derivado de flavonoides deseado puede ser extraído luego agregando un solvente adecuado, tal como éter de petróleo.

Procedimiento 5

En un matraz de base redonda, un compuesto flavonoide, TIPSCl (cloruro de tri-isopropilsililo) e imidazol se disuelven en diclorometano a temperatura ambiente. La reacción se deja agitando durante 24 h. Luego se retira el solvente al vacío y se agrega agua a la mezcla de reacción cruda. El derivado de flavonoides puede ser obtenido luego por extracción con un solvente adecuado, tal como éter de petróleo.

Procedimiento 6

En un matraz de base redonda, un compuesto flavonoide, anhídrido del ácido acético y trietilamina se disuelven en diclorometano a temperatura ambiente. La reacción se deja agitando durante 3 h. Luego se retira el solvente al vacío, y se agrega agua a la mezcla de reacción cruda. El derivado de flavonoides deseado puede ser obtenido por extracción con un solvente adecuado, tal como éter de petróleo.

El material de partida de los flavonoides puede ser obtenido por tecnología de rutina, y muchos se encuentran disponibles comercialmente. Como un ejemplo, se pueden obtener derivados de flavonoides usando quercetina (Número CAS 117-39-5) como material de partida:

Otro flavonoide disponible comercialmente usado como material de partida es hidrato de morina (Número CAS 654055-01-3)

Los siguientes ejemplos describen la síntesis de algunos derivados de flavonoides específicos que son usados preferentemente como marcadores en la presente invención.

Ejemplo 1

Usando uno de los procedimientos descriptos anteriormente, se puede sintetizar el derivado de quercetina (3,5,7-triter-butoxi-2-(3,4-di-ter-butoxifenil)-4H-cromen-4-ona).

Información química específica:

- Fórmula química: C35H50O7

- Masa exacta: 582,36

- Peso molecular: 582,77

- m/z: 582,36 (100,0%), 583,36 (38,7%), 584,36 (8,5%)

- Análisis elemental: C, 72,13; H, 8,65; O, 19,22

Ejemplo 2

Usando uno de los procedimientos descriptos anteriormente, se puede sintetizar el derivado de quercetina (2-(3,4-bis((ter-butildifenilsilil)oxi)fenil)-3,5,7-tris((ter-butildifenilsilil)oxi)-4H-cromen-4-ona).

Información química específica:

Fórmula química: C95H100O7Si5

Masa exacta: 1492,63

Peso molecular: 1494,23

m/z: 1493,63 (100,0%), 1492,63 (78,0%), 1494,64 (43,3%), 1494,63 (35,4%), 1495,64 (26,4%), 1495,63 (18,4%), 1496,64 (16,0%), 1496,63 (4,2%), 1497,64 (4,1%), 1497,63 (2,6%), 1498,64 (1,3%), 1493,64 (1,1%)

Análisis elemental: C, 76,36; H, 6,75; O, 7,50; Si, 9,40

Ejemplo 3

Usando uno de los procedimientos descriptos anteriormente, se puede sintetizar el derivado de quercetina triacetato de 2-(3,4-diacetoxifenil)-4-oxo-4H-cromeno-3,5,7-triilo.

Información química específica:

Fórmula química: C25H20O12

Masa exacta: 512,10

Peso molecular: 512,42

m/z: 512,10 (100,0%), 513,10 (27,7%), 514,10 (6.1%)

Análisis elemental: C, 58,60; H, 3,93; O, 37,47

Ejemplo 4

Usando uno de los procedimientos descriptos anteriormente, se puede sintetizar el derivado de morina triacetato de 2-(2,4-diacetoxifenil)-4-oxo-4H-cromeno-3,5,7-triilo.

Información química específica:

Fórmula química: C25H20O12

Masa exacta: 512,10

Peso molecular: 512,42

m/z: 512,10 (100,0%), 513,10 (27,7%), 514,10 (6.1%)

Análisis elemental: C, 58,60; H, 3,93; O, 37,47

Ejemplo 5

Usando uno de los procedimientos descriptos anteriormente, se puede sintetizar el derivado de morina que contiene cuatro grupos tri-isopropilsililo (TIPS).

Información química específica:

Fórmula química: C51H90O7Si4

Masa exacta: 926,58

Peso molecular: 927,60

m/z: 926,58 (100,0%), 927,58 (76,8%), 928,58 (29,5%), 928,57 (13,4%), 929,58 (12,6%), 930,58 (3,9%), 929,59 (3,0%), 929,57 (2,0%), 930,59 (1,2%)

Análisis elemental: C, 66,04; H, 9,78; O, 12,07; Si, 12,11

Todos los compuestos preparados fueron testeados con respecto a su solubilidad en una mezcla de solventes que contenía 76% de iso-octano, 16% de tolueno, 5% de TBME, 3% de EtOH, que es representativa para un combustible. Todos los componentes pudieron ser disueltos en una cantidad de al menos 10 ppm.

Restauración de la actividad electroquímica del flavonoide

Para detectar la presencia de un marcador en un líquido a ser analizado, el marcador es transformado nuevamente en el flavonoide removiendo algunos, y preferentemente todos los grupos de modificación (grupos protectores). Esto significa para los derivados de flavonoides descriptos anteriormente que algunos o todos los grupos R son transformados en hidrógeno, de modo que se forma una especie parcialmente o completamente des-derivada. Como la especie des-derivada o flavonoide es electroquímicamente más activa en comparación con el derivado de flavonoides usado como el marcador, la detección de la especie des-derivada o flavonoide puede ser realizada electroquímicamente.

Para tal fin, es posible obtener el marcador en el combustible y convertirlo nuevamente en la especie más electroquímicamente activa, tal como el flavonoide. Esto puede realizarse, por ejemplo, dentro de un dispositivo manual, tal como un "Lab-on-Chip" (LOC). Dentro del LOC, una reacción química específica libera parcialmente o completamente las modificaciones introducidas en la estructura del flavonoide para restaurar su actividad electroquímica y permitir la detección electroquímica. Preferentemente, la especie des-derivada o flavonoides precipita durante el proceso, es decir, se separa de los componentes del combustible, debido a la mayor hidrofilicidad de la especie des-derivada o flavonoide comparada con el derivado de flavonoides menos hidrófilo. Como métodos ilustrativos para obtener la especie activa parcialmente des-derivada, más electroquímicamente activa o el flavonoide completamente des-derivado del marcador (el derivado de flavonoides), se pueden usar los siguientes cuatro posibles procedimientos para restaurar la actividad electroquímica del marcador en una cámara de reacción de LOC, como se presenta en las Figuras 1 -4:

Procedimiento 1

En una cámara de reacción, un flavonoide derivado (mostrado en el ejemplo 2) es sometido a una reacción química en presencia de reactivos adecuados: una base (por ejemplo, K2CO3, Kryptofix 222 (4,7,13,16,21,24-Hexaoxa-1,10 diazabiciclo[8.8.8]hexacosano), y un solvente, tal como CH3CN. Bajo condiciones de reacción adecuadas, tales como a una temperatura de 55°C; la modificación de la estructura se remueve en un corto tiempo (por ejemplo, 10 minutos o menos), que resulta en la formación del flavonoide:

Procedimiento 2

En una cámara de reacción, un derivado de flavonoides (como se muestra, por ejemplo, en el ejemplo 1) es sometido a una reacción química en presencia de reactivos adecuados: CF³CO²H anhidro; a una temperatura adecuada de por ejemplo, 25°C, durante un tiempo adecuado, tal como durante 5 min, que resulta en la liberación de la modificación de la estructura.

Procedimiento 3

En una cámara de reacción, un derivado de flavonoides (por ejemplo, como se muestra en el ejemplo 1) es sometido a una reacción química en presencia de reactivos: CF³CH²OH, CF³SO³H; a la temperatura de por ejemplo, -5°C, durante un tiempo de por ejemplo, 1 min, que resulta en la liberación de la modificación de la estructura.

Procedimiento 4

En una cámara de reacción, un derivado de flavonoides (por ejemplo, el mostrado en el ejemplo 1) es sometido a una reacción química en presencia de reactivos adecuados, tales como: BCb, CH²Cb; a una temperatura de -por ejemplo, 0°C, que resulta en la liberación de la modificación de la estructura en un tiempo suficiente (por ejemplo, 5 minutos).

Por supuesto, también se pueden emplear otras técnicas conocidas para la remoción de los grupos protectores, tales como el uso de sales fluoruro (por ejemplo, TBAF, fluoruro de tetrabutil amonio) en combinación con un tratamiento acuoso y extracción con solvente orgánico para la remoción de los grupos sililo. Como tales técnicas son parte del conocimiento común en el campo de la química orgánica, el experto en el arte puede elegir fácilmente las reacciones apropiadas y las condiciones de reacción en vista del derivado de flavonoides que tiene que ser desprotegido.

Procedimiento 5

En un matraz de base redonda, un derivado de flavonoides (por ejemplo, los mostrados en los ejemplos 3 y 4) son sometidos a una reacción química en presencia de reactivos adecuados, tales como: carbonato de potasio, en una mezcla de tetrahidrofurano-agua a reflujo durante 2 horas, que resulta en la liberación de la modificación de la estructura.

Procedimiento 6

En un matraz de base redonda, un derivado de flavonoides (por ejemplo, el mostrado en el ejemplo 5) es sometido a una reacción química en presencia de reactivos adecuados, tales como: fluoruro de tetrabutil amonio, en tetrahidrofurano a reflujo durante 2 horas, que resulta en la liberación de la modificación de la estructura.

Detección

El marcador en el combustible se detecta transformando el marcador (derivado de flavonoides) en un flavonoide o un derivado de flavonoides menos hidrófobo removiendo algunas o todas las modificaciones de la estructura, como se indicó anteriormente, y la especie resultante es detectada luego por un dispositivo adecuado. Esto se puede lograr, por ejemplo, como sigue:

Dentro de un “Lab-on-a-chip" (LOC), una reacción química específica conduce a una liberación parcial o completa de las modificaciones introducidas en la estructura del flavonoide para restaurar su actividad electroquímica. La reacción química es seguida por la separación del flavonoide, por ejemplo, por precipitación (etapa de separación). Dentro del LOC, se realiza luego la detección de un flavonoide (análisis cualitativo y/o cuantitativo) en, por ejemplo, un electrodo de trabajo a base de carbono o metal (preferentemente un conjunto de microelectrodos), usando un método electroquímico estándar.

La detección puede ser controlada con un teléfono inteligente acoplado a un potenciostato portátil, o un conjunto de un potenciostato/galvanostato y un LOC. Si se desea, los resultados del test pueden ser enviados luego a un sistema de control central.

Detección electroquímica de flavonoides, por ejemplo, en un LOC

La detección (análisis cualitativo y/o cuantitativo) de flavonoides electroquímicamente activos o derivados de flavonoides (es decir, que son capaces de sufrir oxidación y/o reducción) es realizada en un compartimiento electroquímico de tres electrodos, usando un método electroanalítico estándar (voltamétrico, amperométrico o potenciométrico).

Los métodos electroanalíticos son clases de técnicas en la química analítica que estudian un analito midiendo el potencial (volts) y/o la corriente (amperes) en una celda electroquímica. Ambos análisis, el cualitativo y el cuantitativo, pueden ser obtenidos analizando la señal (corriente/o potencial) obtenida durante la medición. La intensidad de la señal depende fuertemente de la concentración de la especie analizada (obtenida del marcador), su reactividad así como también en la superficie del electrodo de trabajo y puede variar entre nanoamperes y miliamperes para el rango de potencial entre -3 volts y hasta 3 volts.

La voltametría es una categoría de métodos electroanalíticos en los cuales se obtiene la información acerca de un analito midiendo la corriente a medida que varía el potencial. Las curvas obtenidas (corriente en función del potencial) dan información sobre los procesos químicos (por ejemplo, oxidación, reducción) que ocurren durante la detección. La intensidad de la señal, la forma de los picos y su posición permiten el análisis cualitativo y cuantitativo de las especies de interés.

Durante la detección voltamétrica, el potencial se varía ya sea paso a paso o en forma continua, y se mide el valor de corriente real como la variable dependiente. Existen varios métodos voltamétricos, dependiendo de cómo se aplica el potencial: voltametría de barrido lineal, voltametrría cíclica, voltametría de onda cuadrada, voltametría de pulso diferencial, voltametría de pulso normal, voltametría diferencial de pulso normal, etc.

La amperometría es una categoría de métodos electroanalíticos en donde la información acerca del analito es obtenida midiendo una corriente en función de una variable independiente, es decir, típicamente, tiempo o potencial del electrodo. Existen varias técnicas amperométricas dependiendo del modo de operación: cronoamperometría, amperometría rápida, amperometría pulsada, etc.

La potenciometría es una categoría de métodos electroanalíticos en donde la información acerca del analito es obtenida midiendo el potencial de la celda electroquímica bajo condiciones estáticas.

Existen varias técnicas potenciométricas dependiendo del modo operativo: cronopotenciometría, potenciometría de barrido lineal, potenciometría cíclica, potenciometría rápida, etc.

Los detalles técnicos de los métodos electroquímicos arriba mencionados se pueden hallar en un libro de Allen J. Bard y Larry R. Faulkner (Autores), Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications; ISBN-13: 978 0471043720.

Los métodos potenciométricos requieren el uso de un galvanostato mientras que los métodos voltamétrico y amperométrico requieren el uso de un potenciostato.

En el LOC (Figuras 1, 2, 3, 4) la detección electroquímica de un marcador (flavonoide electroquímicamente activo) es realizada en una cámara de detección [120] mientras que la detección electroquímica de una señal de fondo es realizada en la cámara de detección [220].

Las reacciones electroquímicas (y los métodos electroquímicos arriba mencionados) son controlados usando un potenciostato o potenciostato/galvanostato, preferentemente un dispositivo portátil, manual (es decir, un potenciostato EmStat3 de PalmSens o un bipotenciostato/galvanostato |jStat400 de DropSens).

El potenciostato es el hardware electrónico requerido para controlar una celda electroquímica de tres electrodos (incluyendo un electrodo de trabajo, un electrodo de referencia y un contraelectrodo). En otras palabras, el potenciostato es un dispositivo de control y medición usado para la mayoría de los experimentos electroquímicos relacionados con la química redox (oxidación/reducción) y otros fenómenos químicos.

El bipotenciostato o polipotenciostato son potenciostatos capaces de controlar más de 1 electrodo de trabajo durante el experimento electroquímico.

El potenciostato comprende un circuito eléctrico que controla el potencial a través de la celda detectando cambios en su resistencia, variando por consiguiente la corriente suministrada al sistema: una mayor resistencia dará por resultado una corriente disminuida, mientras que una menor resistencia dará por resultado una corriente aumentada, para mantener el voltaje constante, como se describe en la ley de Ohm.

El galvanostato (o amperostato) es un dispositivo de control y medición capaz de mantener la corriente a través de una celda electroquímica.

Por lo tanto, el potenciostato/galvanostato en su modo potenciostático controla el potencial del contraelectrodo contra el electrodo de trabajo de modo que la diferencia de potencial entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia está bien definida, y corresponde al valor especificado por el usuario. En el modo galvanostático, se controla el flujo de corriente entre el electrodo de trabajo y el contraelectrodo. La diferencia de potencial entre el electrodo de referencia y el electrodo de trabajo y la corriente que fluye entre el contraelectrodo y el electrodo de trabajo es monitoreada continuamente.

El compartimiento de la celda electroquímica comprende un electrodo de referencia, un contraelectrodo y un electrodo de trabajo.

El electrodo de trabajo es el electrodo en un sistema electroquímico en el cual ocurre la reacción de interés. El electrodo de trabajo puede ser un electrodo plano de tamaño convencional (típicamente un radio de 1 mm o mayor) o un microelectrodo (típicamente un radio menor de 50 micrómetros). Preferentemente el electrodo de trabajo es un conjunto de microelectrodos que consiste en muchos microelectrodos individuales pero conectados eléctricamente, distribuidos aleatoriamente o ubicados en un conjunto periódico (por ejemplo, hexagonal o cuadrado).

Opcionalmente, el electrodo de trabajo podría estar en una configuración interdigitada. En este caso, el electrodo de trabajo consiste en dos conjuntos de microelectrodos a los que se puede dirigir individualmente con una propuesta interdigitada. Tal configuración requiere usar un bipotenciostato para controlar las reacciones electroquímicas.

El electrodo de trabajo podría ser hecho de metal (platino, oro, plata, paladio, cobre, níquel, etc.) o material a base de carbono (carbono vítreo, grafito, carbono mesoporoso, diamante impurificado, etc.). La superficie del electrodo de trabajo podría ser nanoestructurada (por ejemplo, usando nanotubos, nanofibras, nanocables, nanopartículas, etc.) o funcionalizada con mediadores electroquímicos para aumentar el área activa electroquímica y/o las propiedades de transferencia electrónica.

El contraelectrodo (o electrodo auxiliar) es un electrodo que se usa para cerrar el circuito de corriente en la celda electroquímica. Está hecho usualmente de un material inerte (por ejemplo, platino, oro o grafito) y usualmente no participa en la reacción electroquímica.

El electrodo de referencia es un electrodo que tiene una potencial de electrodo estable y bien conocido y se usa como punto de referencia en la celda electroquímica para el control y la medición del potencial.

EN LOC / SOLUCIÓN ELECTROLÍTICA

Una solución electrolítica (presente en una cámara 203 en las Figs. 1 y 2, y 220 en la Fig. 3) para medir la señal de fondo contiene el agente conductor introducido para permitir la detección electroquímica. Típicamente, una solución electrolítica debería contener sal, ácido o base, por ejemplo: cloruro de sodio NaCl, nitrato de sodio NaNO3, cloruro de potasio KCl, perclorato de sodio NaClO4, ácido perclórico HClO4, hidróxido de sodio NaOH, hidróxido de potasio, ácido clórico HClO3, etc., típicamente en el rango de concentración de 0,01M a1M. La solución electrolítica (presente en la cámara 102 en la Fig. 1, 103 en la Fig. 2, 120 en la Fig. 3 y 100 en la Fig.4) contiene un agente conductor (como anteriormente) y adicionalmente contiene los reactivos para restaurar la actividad electroquímica de los flavonoides.

Se describirán ahora formas de realización preferidas de diseños de LOC junto con las Figuras 1 a 4. La Figura 1 muestra una primera forma de realización de un diseño de un LOC de “cámara de reacción”, en donde el tamaño del MEMS (sistema microelectromecánico) es aproximadamente de 20 mm X 17 mm. La detección del marcador se puede realizar como sigue: en una primera fase se pueden introducir el combustible y el reactivo en la cámara de reacción 100 a través de la entrada 101 y la solución electrolítica puede ser introducida en la cámara de la solución electrolítica 102 a través de la entrada 102. Si el reactivo ya está presente dentro de la cámara de reacción 100, solo tiene que introducirse el combustible a través de la entrada 101. En una fase 2, la cámara de reacción 100 puede ser calentada hasta la temperatura de reacción, y luego ser enfriada (activamente o pasivamente, desconectando cualquier fuente de calor) para restaurar la actividad electroquímica del marcador. En una fase 3 se puede aplicar presión en la entrada 301 para mover a ambos, el combustible y la solución electrolítica, a través del canal de mezclado 110. Durante el flujo laminar de los dos fluidos “lado a lado” en el canal de mezclado 110, los flavonoides hidrófilos pueden moverse del combustible a la solución electrolítica. Al final del canal de mezclado 110, la solución electrolítica puede ser dirigida a la cámara de detección 120, que tiene una superficie de piso hidrófilo. En una fase 4, la detección electroquímica de los flavonoides puede ser llevada a cabo en un compartimiento de la celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 121, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 122, y un electrodo de referencia 123 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

Se puede realizar un análisis testigo en las fases 1 a 3 como sigue: en una fase 1, se introduce combustible en la cámara de combustible 200 a través de la entrada 201 y la solución electrolítica es introducida en la cámara de la solución electrolítica 203 a través de la entrada 202. En una fase 2a se aplica presión en la entrada 301 para mover a ambos, el combustible y la solución electrolítica, a través del canal de mezclado 210. Al final del canal de mezclado 210, la solución electrolítica será dirigida a la cámara de detección 220. En una fase 3 se puede llevar a cabo un análisis electroquímico de base en un compartimiento de la celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 221, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 222, y un electrodo de referencia 223 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

En general, un dispositivo de detección de una forma de realización de la presente invención puede comprender un controlador que está configurado para controlar el flujo de fluido y la temperatura para llevar a cabo cualquier forma de realización del método como parte de la presente divulgación. Específicamente, el controlador puede operar válvulas, bombas, presurizadores, elementos de calentamiento, elementos de enfriamiento, y similares, de modo de (1) mezclar un derivado de flavonoides con una solución electrolítica para producir una mezcla; (2) calentar y luego enfriar la mezcla para cambiar la actividad electroquímica y producir un flavonoide o derivado de flavonoides electroquímicamente más activo; (3) separar dicho flavonoide o derivado de flavonoides obtenido electroquímicamente más activo, del líquido, y (4) llevar a cabo un análisis electroquímico del flavonoide o derivado de flavonoides obtenido, electroquímicamente más activo. Éste último puede ser realizado en particular de modo de obtener una salida que indique la autenticidad de un líquido, basado en el contenido de los derivados de flavonoides correspondientes.

La Figura 2 muestra una segunda forma de realización de un diseño de un LOC de “canal de reacción”, en donde el tamaño del MEMS es de aproximadamente 20 mm X 17 mm. La detección del marcador puede ser llevada a cabo como sigue: en una fase se pueden introducir al mismo tiempo el combustible con el reactivo en el canal de reacción 100 a través de la entrada 101 y la solución electrolítica en el canal de la solución electrolítica 103 a través de la entrada 102, y se puede aplicar una presión para mover los fluidos a lo largo de sus canales 100 y 103 hasta el canal de mezclado 110 y la cámara de detección 120. En una fase 2 el canal de reacción 100 puede ser calentado la temperatura de reacción, y luego puede ser enfriado (activamente o pasivamente, desconectando cualquier fuente de calor). La actividad electroquímica del marcador puede ser restaurada durante su flujo a través del canal de reacción 100. En una fase 3, el combustible con el marcador reactivado y la solución electrolítica pueden alcanzar al mismo tiempo la entrada del canal de mezclado 110 y durante su flujo “lado a lado”, los flavonoides hidrófilos pueden moverse del combustible a la solución electrolítica. Al final del canal de mezclado 110, la solución electrolítica será dirigida a la cámara de detección 120, que tiene una superficie de piso hidrófila. En una fase 4, la detección electroquímica de los flavonoides puede realizarse en un compartimiento de la celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 121, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 122, y un electrodo de referencia 123 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

Se puede realizar un análisis testigo en las fases 1 a 3 como sigue: en una fase 1, se pueden introducir al mismo tiempo el combustible en el canal de combustible 200 a través de la entrada 201 y la solución electrolítica en el canal electrolítico 203 a través de la entrada 202, y se puede aplicar una presión para mover a los fluidos a lo largo de los canales 200 y 203 hasta el canal de mezclado 210 y la cámara de detección 220. En una fase 2, la solución electrolítica puede ser dirigida al final del canal de mezclado 210 en la cámara de detección 220. En una fase 3 se puede realizar un análisis electroquímico de base en un compartimiento de una celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 221, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 222, y un electrodo de referencia 223 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

La Figura 3 muestra una tercera forma de realización de un diseño de un LOC de “cámara de servicio”, en donde el tamaño del MEMS es aproximadamente de 10 mm X 17 mm. La detección del marcador puede ser llevada a cabo como sigue: en una fase 1, se puede introducir la solución electrolítica en la cámara de detección 120 a través de la entrada 102. La superficie del piso hidrófilo de la cámara de detección 120 y la superficie del piso hidrófobo de la cámara de servicio vecina 130 puede limitar la solución electrolítica en la cámara de detección 130. En una fase 2, se puede introducir el combustible con el reactivo en el canal de reacción 100 a través de la entrada 101, y se puede aplicar una presión para mover al fluido a lo largo del canal de reacción 100 hasta la cámara de servicio 130. En una fase 3, el canal de reacción 100 puede ser calentado hasta la temperatura de reacción, y luego puede ser enfriado (activamente o pasivamente, desconectando cualquier fuente de calor). La actividad electroquímica del marcador puede ser restaurada durante su flujo a través del canal de reacción 100. En una fase, el combustible con el marcador reactivado puede alcanzar la cámara de servicio 130 donde puede estar en contacto con la solución electrolítica tanto tiempo como los flavonoides hidrófilos se muevan desde el combustible a la solución electrolítica. En una fase 4, la detección electroquímica de los flavonoides puede realizarse en un compartimiento de una celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 121, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 122, y un electrodo de referencia 123 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

Se puede llevar a cabo un análisis testigo en las fases 1 a 3 como sigue: en una fase 1, se puede introducir la solución electrolítica en la cámara de detección 220 a través de la entrada 202. La superficie del piso hidrófila de la cámara de detección 220 y la superficie del piso hidrófoba de la cámara de servicio vecina 230 puede limitar la solución electrolítica en la cámara de detección 220. En una fase 2, se puede introducir el combustible en el canal de combustible 200 a través de la entrada 201, y se puede aplicar una presión para mover al fluido a lo largo del canal 200 hasta la cámara de servicio 230. En una fase 3, el combustible puede alcanzar la cámara de servicio 230 y puede quedar en contacto con la solución electrolítica en la cámara de detección 220 durante un tiempo, durante el cual las moléculas hidrófilas se podrían mover desde el combustible a la solución electrolítica. En una fase 4 se puede realizar un análisis electroquímico de base en un compartimiento de una celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 221, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 222, y un electrodo de referencia 223 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224.

Las Figuras 4 y 5 muestran una cuarta forma de realización de un diseño de un LOC de “flujo en agua” LOC. La detección del marcador puede ser llevada a cabo como sigue: en una fase 1, se puede introducir combustible con reactivo en el canal de reacción 100 a través de la entrada 101, y se puede aplicar una presión para mover al fluido a lo largo del canal de reacción 100 hasta la cámara de detección 120. En una fase 2, el canal de reacción 100 puede ser calentado hasta la temperatura de reacción, y luego puede ser enfriado (activamente o pasivamente, desconectando cualquier fuente de calor). La actividad electroquímica puede ser restaurada durante el flujo a través del canal de reacción 100. En una fase 3, el combustible con el marcador reactivado (es decir, el marcador parcialmente o completamente des-derivado) puede alcanzar la cámara de detección 120 y puede fluir a través de su canal dedicado sobre la solución electrolítica. Este efecto se debe tanto al peso específico más bajo de combustible con respecto a la solución electrolítica, como a las propiedades humectantes de las superficies de la cámara de detección: hidrófoba en la parte superior (techo y paredes del canal) e hidrófila en la parte inferior (solución electrolítica). Durante el flujo del combustible sobre la solución electrolítica, el marcador des-derivado hidrófilo (por ejemplo, el flavonoide) se moverá desde el combustible a la solución electrolítica. En una fase 4, la detección electroquímica del marcador parcialmente o completamente des-derivado (por ejemplo, del flavonoide) puede tener lugar en un compartimiento de una celda electroquímica que comprende un contraelectrodo 123, un electrodo de trabajo (conjunto de microelectrodos) 121, y un electrodo de referencia 122 usando un método electroanalítico estándar. La temperatura de la celda puede ser mantenida dentro de un rango deseado por medio de un calentador 224. Una vista en corte transversal esquemática de la cámara de detección 120 se muestra en la Figura 5.

De acuerdo con una forma de realización adicional de la presente invención, se contempla una integración de un teléfono celular o, en general, una combinación con un dispositivo electrónico móvil, tal como un teléfono inteligente, un asistente digital personal (PDA), o similar. En tales formas de realización, para permitir la detección del flavonoide, se conecta el LOC a un potenciostato/galvanostato y un teléfono celular (inteligente) o dispositivo. Una aplicación correspondiente (software que está en el teléfono/dispositivo) puede ser configurada para comunicarse con un potenciostato, vía un USB o conexión inalámbrica, tal como Bluetooth (TM) o WLAN dongle, y para controlar el proceso de detección en el LOC de acuerdo, por ejemplo, con las fases de procesamiento arriba descriptas. Los resultados de la detección (resultados cualitativos y cuantitativos) pueden ser enviados entonces también a un sistema/servidor de control central por medio de las capacidades de conexión de redes y comunicación de los teléfonos celulares/dispositivos mencionados. En general, el dispositivo de detección puede ser implementado, al menos en parte, como un dispositivo de detección “lab on chip’’ (LOC).

Potenciostato/ Teléfono

Galvanostato ^ ^ inteligente

Descripción de los dibujos relacionados con el diseño LOC/ Leyenda:

Figura 1. Diseño del MEMS “Cámara de reacción”

Detección del marcador:

100: Cámara de reacción

101: Entrada (Combustible Reactivo)

103: Cámara de la solución electrolítica

102: Entrada de la solución electrolítica

104: Calentador

Análisis testigo:

200: Cámara de combustible

201: Entrada de combustible

203: Cámara de la solución electrolítica

202: Entrada de la solución electrolítica

301: Entrada de presión.

110,210: Canales de mezclado

120,220: Cámaras de detección

122,222: Conjunto de microelectrodos de trabajo.

121,221: Contraelectrodos.

123,223: Electrodos de referencia.

124,224: Calentador

Figura 2. Diseño del MEMS “Canal de reacción”

Detección del marcador:

100: Canal de reacción

101: Entrada (Combustible Reactivo)

103: Canal de la solución electrolítica

102: Entrada de la solución electrolítica

104: Calentador

Análisis testigo:

200: Canal de combustible

201: Entrada de combustible

203: Canal de la solución electrolítica

202: Entrada de la solución electrolítica

110,210: Canales de mezclado

120,220: Cámaras de detección

122,222: Conjunto de microelectrodos de trabajo.

121,221: Contraelectrodos.

123,223: Electrodos de referencia.

124,224: Calentador

Figura 3. Diseño del MEMS “Cámara de servicios

Detección del marcador:

100: Canal de reacción

101: Entrada (Combustible Reactivo)

102: Entrada de la solución electrolítica

104: Calentador

130: Cámara de servicio

Análisis testigo:

200: Canal de combustible

201: Entrada de combustible

202: Entrada de la solución electrolítica

230: Cámara de servicio

110,210: Canales de mezclado

120,220: Cámaras de detección

122,222: Conjunto de microelectrodos de trabajo.

121,221: Contraelectrodos.

123,223: Electrodos de referencia.

124,224: Calentador

Figura 4. Diseño del MEMS “Flujo en agua”

Detección del marcador:

101: Entrada (Combustible Reactivo)

102: Salida (Combustible Reactivo)

100: Canal de reacción

Calentador canal de reacción para control de temperatura de reacción

120: Cámaras de detección

Solución electrolítica en el piso de la cámara de detección.

121: Conjunto de microelectrodos de trabajo (WE)

122: Contraelectrodo (CE)

123: Electrodo de referencia (RE)

124: Calentador

Figura 5. Un esquema de vista en corte transversal de la cámara de detección [120] en la Figura 4 301: Parte superior del LOC.

302: Parte inferior del LOC.

303: Solución electrolítica dentro de la cámara de detección.

304: Combustible dentro del canal

305: Superficie de contacto entre el combustible y la solución electrolítica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión, que comprende

a) un marcador de autenticación que es un derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos, la concentración del derivado de flavonoides es de 100 ppm en peso o menos, y

b) una sustancia orgánica en una cantidad de 90% en peso o más,

en donde el marcador de autenticación no se encuentra de forma natural en la composición y en donde el derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos es representado por cualquiera de las siguientes fórmulas:

n representa un número entero de 0 a 4, y m representa un número entero de 0 a 5, siempre que la suma de m y n sea 2 o más,

varios R en una molécula pueden ser iguales o diferentes, y cada R puede ser

H,

un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono,

un grupo trialquilsililo, en donde los grupos alquilo son cada uno independientemente un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono,

un grupo diarilalquilsililo que tiene dos grupos arilo y un grupo alquilo, en donde el grupo alquilo es un grupo alquilo ramificado, lineal o cíclico que tiene 1 a 50 átomos de carbono, y los grupos arilo son cada uno independientemente anillos aromáticos que tienen 6 a 10 átomos de carbono,

un grupo alilo,

un grupo metilen alquiléter, en donde el grupo alquilo es definido como anteriormente, o

un grupo tetrahidropi ranilo,

con la condición de que dos o más de los grupos R no representen hidrógeno.

2. La composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión de acuerdo con la reivindicación 1, que es un combustible y en donde la sustancia orgánica está presente en una cantidad igual a, o mayor que, 95% en peso y es uno o más hidrocarburos que tienen 6 a 22 átomos de carbono, metanol o etanol.

3. La composición de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el derivado de flavonoides pierde algunos 0 todos los grupos orgánicos modificadores después de calentar a una temperatura de 50 °C o mayor.

4. Uso de un derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos como un marcador para autenticar la autenticidad y/o el origen de una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión para análisis electroquímico, en donde el marcador no se encuentra de forma natural en la composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión.

5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el derivado de flavonoides es como se definió en la reivindicación 1.

6. Un método para autenticar la autenticidad y/o el origen de una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión que contiene un marcador de autenticación que es un derivado de flavonoides que se puede obtener derivando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos, en donde el marcador de autenticación no se encuentra de forma natural en la composición, el método comprende las etapas de:

- mezclar dicha composición que contiene dicho derivado de flavonoides con una solución electrolítica para producir una mezcla;

- calentar y luego enfriar la mezcla para producir un flavonoide o derivado de flavonoides que es electroquímicamente más activo cuando se compara con el derivado de flavonoides que se mezcla con una solución electrolítica para producir la mezcla;

- separar dicho flavonoide o derivado de flavonoides electroquímicamente más activo obtenido, de la mezcla, y

- análisis electroquímico del flavonoide o derivado de flavonoides electroquímicamente más activo obtenido.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la composición que es un líquido es un combustible y en donde la concentración del marcador es igual a, o menos que 10 ppm en peso.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 y 7, en donde el método es implementado en un dispositivo portátil.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en donde la separación del flavonoide o derivado de flavonoides electroquímicamente más activo, que se obtienen de la composición que es un líquido, se logra con un flujo lado a lado en un canal de mezclado donde también fluye la solución electrolítica.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, que es realizado en un dispositivo de detección " lab-on-chip’’.

11. La composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, el uso de acuerdo con las reivindicaciones 4 ó 5 o el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en donde el derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos contiene una unidad estructural derivada de quercetina o morina.

12. Un dispositivo de detección configurado para des-derivar completamente o parcialmente un derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos y disuelto como un marcador de autenticación en una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión y para separar dicho flavonoide parcialmente o completamente des-derivado de dicha composición, que comprende:

- una cámara de reacción (100) para alojar un reactivo y para recibir dicha composición;

- una primera entrada (101) y un canal microfluídico para introducir una cantidad de dicha composición en la cámara de reacción (100);

- un calentador (104) para calentar la cámara de reacción (100) a una temperatura de reacción;

- una cámara de solución electrolítica (103) para alojar una solución electrolítica;

- una segunda entrada (102) para introducir una cantidad de dicha solución electrolítica en la cámara de solución electrolítica (103);

- un canal de mezclado (110) configurado para establecer un flujo laminar lado a lado de la mezcla de dicha composición y reactivo de la cámara de reacción (100) y la solución electrolítica de la cámara de solución electrolítica (103); y

- una cámara de detección (120) ubicada al final de dicho canal de mezclado (110) y que tiene electrodos para análisis electroquímico.

13. El dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el dispositivo comprende además un elemento de enfriamiento activo para enfriar dicha cámara de reacción (100).

14. El dispositivo de detección de acuerdo con las reivindicaciones 12 o 13, en donde la cámara de detección (120) comprende una superficie hidrófila.

15. El dispositivo de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en donde la cámara de detección (120) comprende un electrodo de trabajo (122), un contraelectrodo (121), y un electrodo de referencia (123).

16. El dispositivo de detección de acuerdo con la reivindicación 15, en donde el electrodo de trabajo (122) comprende un conjunto de microelectrodos.

17. El dispositivo de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, que comprende además un controlador configurado para controlar el flujo del fluido y la temperatura para llevar a cabo un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.

18. Un sistema que comprende un dispositivo de detección de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17 y una composición que es un líquido a los 20 °C y 1 atm de presión que contiene un marcador de autenticación que es un derivado de flavonoides que se puede obtener modificando los grupos hidroxilo de un flavonoide con grupos orgánicos, en donde el marcador de autenticación se disuelve en el líquido con una concentración igual a, o menor que 10 ppm en peso.

19. El sistema de acuerdo con la reivindicación 18, en donde el derivado de flavonoides contiene una unidad estructural derivada de quercetina o morina.