BR112020010416A2 - Sonda de coleta minimamente invasiva e métodos para o seu uso - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a método e dispositivos que são fornecidos para avaliar amostras de tecido a partir de uma pluralidade de locais de tecido em um paciente usando análise molecular. em certos aspectos, os dispositivos das modalidades permitem a coleta minimamente invasiva de amostras líquidas de tecido e a liberação das amostras para análise por espectrometria de massa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “SONDA

DE COLETA MINIMAMENTE INVASIVA E MÉTODOS PARA O SEU USO”.

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos de Nº 62/591.179, depositado em 27 de novembro de 2017 e de Nº 62/640.385, depositado em 8 de março de 2018, ambos incorporados no presente documento por referência em sua totalidade.

[002] Esta invenção foi feita com o apoio do governo sob o nº de concessão R00 CA190783 concedido pelos Institutos Nacionais de Saúde (National Institutes of Health). O governo tem certos direitos na invenção.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

[003] A presente invenção refere-se geralmente ao campo da medicina, biologia molecular e bioquímica. Mais particularmente, refere- se a métodos e dispositivos para avaliação de amostras de tecido usando espectrometria de massa.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[004] O diagnóstico clínico é geralmente realizado através da avaliação de amostras de tecido no pré-operatório, intraoperatório e pós-operatório, em várias outros estágios do processo de tratamento do paciente. A avaliação tecidual é muito crítica no diagnóstico e tratamento de pacientes com câncer. A avaliação patológica intraoperatória de tecidos excisados, por exemplo, é realizada rotineiramente para diagnóstico e avaliação da margem cirúrgica em uma variedade de cirurgias de câncer. As amostras de tecido ressecadas são enviadas para uma sala próxima, frequentemente chamada de “sala congelada”, para preparação, coloração e avaliação do tecido. A amostra de tecido é congelada, secionada, corada e interrogada por microscopia óptica por um patologista especialista que avalia cuidadosamente se as margens cirúrgicas contêm células cancerígenas (margem positiva) ou não (margem negativa). Embora a análise da seção congelada intraoperatória seja realizada na prática clínica há décadas, ela apresenta muitos desafios. Os artefatos de congelamento ocorrem durante o processamento do tecido e interferem na estrutura do tecido e na morfologia celular, complicando assim a interpretação patológica, tornando a análise não confiável e subjetiva. Além disso, certas células tumorais são muito difíceis de reconhecer devido ao seu padrão atípico de crescimento e formato. As abordagens moleculares podem fornecer avaliações altamente precisas e potencialmente em tempo real de amostras de tecido. O acoplamento das abordagens moleculares com técnicas cirúrgicas minimamente invasivas ou técnicas não invasivas pode fornecer uma maneira altamente precisa, porém baixa, de trauma, para avaliar e diagnosticar tecidos e cirurgias. No entanto, até o momento, não foram desenvolvidos dispositivos ou metodologias adequados que forneçam avaliação molecular eficaz de amostras de tecido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] Em uma primeira modalidade, é fornecido um método para obter um perfil de espectrometria de massa compreendendo o uso de uma sonda para aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente a um local de ensaio (por exemplo, um local de tecido); usando a sonda para coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e submeter a amostra líquida a análise por espectrometria de massa. Em outra modalidade, é fornecido um método para avaliar amostras de tecido compreendendo obter uma pluralidade de amostras líquidas a partir de uma pluralidade de locais de tecido em um paciente e submeter a pluralidade de amostras líquidas a espectrometria de massa.

[006] Ainda, uma outra modalidade fornece um aparelho para obter ou produzir amostras (por exemplo, de tecidos) para análise por espectrometria de massa, o aparelho compreendendo: uma câmara compreendendo um solvente; um suprimento de gás (por exemplo, um suprimento de gás pressurizado); um espectrômetro de massa; uma sonda compreendendo um reservatório, um primeiro conduíte, um segundo conduíte e um terceiro conduíte, em que: o reservatório está em comunicação fluida com o primeiro conduíte, o segundo conduíte e o terceiro conduíte; o primeiro conduíte (solvente) está em comunicação fluida com a câmara; o segundo conduíte (gás) está em comunicação fluida com um suprimento de gás; e o terceiro conduíte (de coleta) está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa. Em alguns aspectos, o suprimento de gás pode ser um suprimento de gás pressurizado. Em alguns aspectos, a sonda é ou está compreendida na cânula de um instrumento cirúrgico. Em outros aspectos, o instrumento cirúrgico pode ser um laparoscópio, agulha trocarte, guia de biópsia ou cateter de múltiplos lúmens. Em certos aspectos, o instrumento cirúrgico é manualmente operado. Em outros aspectos, o instrumento cirúrgico é robótico.

[007] Em ainda outros aspectos, a sonda compreende uma extremidade distal da sonda e a extremidade distal da sonda compreende um obturador que pode ser fechado para impedir a comunicação fluida fora da sonda. Em alguns aspectos, o obturador é um balão que pode ser inflado para impedir a comunicação fluida fora da sonda. Em certos aspectos, o balão pode ser inflado com um gás ou um líquido. Em aspectos específicos, o obturador é uma porta que pode ser fechada para impedir a comunicação fluida fora da sonda. Em outros aspectos, o obturador está configurado de modo que possa ser aberto e fechado várias vezes. O obturador pode ser controlado manualmente ou roboticamente. Em vários aspectos, os primeiro, segundo ou terceiro conduítes têm mais de 1 metro de comprimento. Em aspectos adicionais, o primeiro conduíte está em comunicação fluida com o terceiro conduíte; e o segundo conduíte está em comunicação fluida com o terceiro conduíte. Em aspectos específicos adicionais, o primeiro conduíte está disposto dentro do terceiro conduíte. Em outros aspectos, o segundo conduíte está disposto dentro do terceiro conduíte.

[008] Em certos aspectos específicos, o primeiro conduíte e o segundo conduíte estão dispostos dentro do terceiro conduíte. Em outros aspectos, o primeiro conduíte compreende uma primeira extremidade distal; o segundo conduíte compreende uma segunda extremidade distal; o terceiro conduíte compreende uma terceira extremidade distal; e a primeira extremidade distal e a segunda extremidade distal estão localizadas dentro do terceiro conduíte. Em alguns aspectos, a terceira extremidade distal está localizada dentro da sonda. Em outro aspecto, a primeira extremidade distal está localizada a uma primeira distância a partir da extremidade distal da sonda; a segunda extremidade distal está localizada a uma segunda distância a partir da extremidade distal da sonda; a terceira extremidade distal está localizada a uma terceira distância a partir da extremidade distal da sonda; a primeira distância é maior que a terceira distância; e a segunda distância é maior que a terceira distância. Em um aspecto adicional, a primeira extremidade distal e a segunda extremidade distal terminam próximas a uma região de coleta de amostra do terceiro conduíte. Em certos aspectos, a região de coleta de amostra está localizada entre a primeira e a segunda extremidade distal e a terceira extremidade distal. Em aspectos específicos adicionais, a região de coleta de amostra está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa por meio do terceiro conduíte. Em alguns aspectos adicionais, o aparelho compreende ainda um sistema de controle configurado para controlar: um fluxo de solvente da câmara através do primeiro conduíte à primeira extremidade distal; um fluxo de gás do suprimento de gás através do segundo conduíte à segunda extremidade distal; e um fluxo de amostra através do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa.

[009] Em ainda outros aspectos, o aparelho pode compreender adicionalmente um quarto conduíte, em que o primeiro conduíte, o segundo conduíte e o terceiro conduíte estão cada um em comunicação fluida com o quarto conduíte. Em alguns aspectos, o aparelho pode ainda compreender uma primeira válvula configurada para controlar o fluxo entre o primeiro conduíte e o quarto conduíte; e uma segunda válvula configurada para controlar o fluxo entre o segundo conduíte e o quarto conduíte. Em um aspecto adicional, o aparelho pode ainda compreender uma terceira primeira válvula configurada para controlar o fluxo entre o terceiro conduíte e o quarto conduíte. Ainda em aspectos adicionais, o suprimento de gás fornece ar, nitrogênio ou dióxido de carbono à sonda. Em certos aspectos, o suprimento de gás é um suprimento de gás pressurizado que fornece um gás à sonda a uma pressão entre 0,1 psig e 5,0 psig. Em outros aspectos, o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão entre 0,5 psig e 2,5 psig. Em aspectos específicos, o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão de menos que 100 psig. Em alguns aspectos, o gás para uso em um aparelho das modalidades pode ser fornecido por um fornecimento de gás pressurizado. Em outros aspectos, o gás pode ser bombeado para um aparelho. Da mesma forma, em alguns aspectos, o gás pode ser puxado através de um aparelho usando um vácuo. Em alguns aspectos, o vácuo é fornecido pela entrada de espectrômetro de massa. Em outros aspectos, um sistema adicional de vácuo é usado. Em certos aspectos em que o aparelho é usado para um procedimento laparoscópico, o suprimento de gás é, de preferência, um suprimento de gás pressurizado.

[0010] Em alguns aspectos, o solvente compreende água. Em aspectos mais específicos, o solvente compreende água estéril. Em vários aspectos, o solvente compreende etanol. Em certos aspectos específicos, o solvente compreende uma mistura aquosa incluindo de 1 a 25% de etanol.

[0011] Em ainda outros aspectos, a sonda compreende um dispositivo de rastreamento ou corante para rastrear uma localização da sonda. Em aspectos adicionais, o aparelho pode ainda compreender um sistema de controle configurado para controlar: um fluxo de solvente da câmara através do primeiro conduíte; um fluxo de gás do suprimento de gás através do segundo conduíte; e um fluxo de amostra através do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa. Em alguns aspectos, o sistema de controle está configurado para: controlar o fluxo de solvente a uma taxa de fluxo entre 200 e 5000 microlitros por minuto por um período de tempo entre 1 e 3 segundos; controlar o fluxo de gás a uma taxa de fluxo entre 0,1 e 15 psig por um período de tempo entre 5 e 50 segundos; e/ou controlar o fluxo de amostra por um período de tempo entre 5 e 50 segundos. Em certos aspectos, o sistema de controle compreende uma programação que inicia o fluxo de solvente.

[0012] Em aspectos adicionais, o espectrômetro de massa está em comunicação eletrônica com um computador que pode fornecer análise de amostra. Em alguns aspectos, o computador fornece uma leitura visual ou auditiva da análise de amostra. Em outros aspectos, o aparelho pode adicionalmente compreender um recipiente de resíduo em comunicação fluida com o terceiro conduíte. Em certos aspectos, o aparelho pode ainda compreender uma válvula configurada para desviar um fluido do terceiro conduíte ao recipiente de resíduo. Em outros aspectos, o aparelho pode ainda compreender uma bomba configurada para remover o conteúdo do recipiente de resíduo. Em ainda outros aspectos, o aparelho pode compreender uma bomba em comunicação fluida com o terceiro conduíte. Em alguns aspectos, a bomba está configurada para aumentar a velocidade dos conteúdos dentro do terceiro conduíte. Em vários aspectos, o aparelho pode ainda compreender um elemento de aquecimento acoplado ao terceiro conduíte. Em um aspecto específico, o elemento de aquecimento é um fio de aquecimento.

[0013] Em ainda outros aspectos, o aparelho pode compreender um dispositivo de ionização em comunicação fluida com o terceiro conduíte. Em certos aspectos, o dispositivo de ionização é um dispositivo de ionização por eletrospray (ESI). Em outros aspectos, o dispositivo de ionização é um dispositivo de ionização química por pressão atmosférica (APCI). Em alguns aspectos, o dispositivo de ionização deve formar um spray proximal a uma entrada para o espectrômetro de massa. Em vários aspectos, o terceiro conduíte não está diretamente acoplado ao espectrômetro de massa. Em aspectos específicos, o aparelho pode ainda compreender um dispositivo de venturi em comunicação fluida com o terceiro conduíte. Em certos aspectos, o aparelho não inclui um dispositivo para aplicação de energia ultrassônica ou vibracional.

[0014] Em uma modalidade adicional, é fornecido um método para avaliar amostras de tecido de um paciente compreendendo (a) aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente a um local de tecido no paciente através da cânula de um instrumento cirúrgico; (b) coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e (c) submeter a amostra a análise por espectrometria de massa. Em alguns aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente não é aplicado como um spray. Em outros aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado como uma gota. Em certos aspectos, o instrumento cirúrgico é um laparoscópio, agulha trocarte ou guia de biópsia. O instrumento cirúrgico pode ser manualmente operado ou robótico.

[0015] Em outros aspectos, as cânulas compreendidas em uma sonda tendo uma extremidade distal da sonda e a extremidade distal da sonda compreendem um obturador que pode ser fechado para impedir que o fluido passe para fora da cânula da sonda.

Em alguns aspectos, o obturador é um balão que pode ser inflado para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

Em aspectos específicos, o balão pode ser inflado com um gás.

Em certos aspectos, o obturador é uma porta que pode ser fechada para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

Por exemplo, o obturador pode ser um diafragma de íris, um fechamento mecânico, portão ou tapenade.

Em alguns aspectos, o obturador pode ser manualmente controlado ou pode ser automatizado.

Por exemplo, em alguns aspectos, o obturador pode estar em um temporizador que ativa o obturador após o solvente estar em contato com o local de tecido por um período de tempo predeterminado (por exemplo, pelo menos cerca de 1, 2 ou 3 segundos). Em outros aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma pressão de menos que 100 psig.

Em outros aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado a uma pressão de menos que 10 psig.

Em alguns aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma bomba mecânica para mover o solvente através de um conduíte de solvente.

Em certos aspectos, coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e/ou aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

Em outros aspectos, coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e aplicar uma pressão positiva para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

Em certos aspectos específicos, o solvente é aplicado através de um conduíte de solvente que está separado do conduíte de coleta.

Em outros aspectos, a pressão de gás é aplicada através de um conduíte de gás que está separado do conduíte de solvente e do conduíte de coleta.

Ainda em outros aspectos, aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta compreende aplicar uma pressão menor que 100 psig.

[0016] Em ainda outros aspectos, o método não produz danos físicos detectáveis ao tecido. Em alguns aspectos, o método não envolve a aplicação de energia ultrassônica ou vibracional ao tecido. Em certos aspectos, o solvente pode ser estéril. Em aspectos específicos, o solvente pode ser uma formulação farmaceuticamente aceitável, e ainda uma solução aquosa e ainda mais água estéril. Em outros aspectos específicos, o solvente consiste essencialmente em água. Em outros aspectos, o solvente compreende cerca de 1 a 20% de um álcool. Em alguns aspectos, o álcool compreende o etanol. Ainda em aspectos adicionais, o volume discreto de solvente é entre cerca de 0,1 e 100 µL. Em certos aspectos, o volume discreto de solvente é entre cerca de 1 e 50 µL. Em outros aspectos, coletar o solvente aplicado é entre 0,1 e 30 segundos após a etapa de aplicar. Em outro aspecto, coletar o solvente aplicado é entre 1 e 10 segundos após a etapa de aplicar. Em alguns aspectos, o local de tecido está em um local de tecido interno que está sendo avaliado cirurgicamente.

[0017] Em ainda outros aspectos, o método compreende adicionalmente coletar uma pluralidade de amostras líquidas de uma pluralidade de locais de tecido. Em certos aspectos, as amostras líquidas são coletadas com uma sonda. Em aspectos específicos, a sonda é lavada entre a coleta das diferentes amostras. Em alguns aspectos, a sonda é descartável e é alterada entre a coleta das diferentes amostras. Em outro aspecto, a sonda compreende uma ponta de coleta e compreende ainda ejetar a ponta de coleta da sonda após a coleta das amostras líquidas. Em outros aspectos, a pluralidade de locais de tecido compreende 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 locais de tecido. Em um aspecto adicional, a pluralidade de locais de tecido envolve uma seção de tecido que foi ressecada cirurgicamente. Em alguns aspectos,

o tecido ressecado é um tumor. Em outros aspectos, o método é ainda definido como um método intra ou pós-operatório. Em certos aspectos, a espectrometria de massa compreende a ionização ambiente EM. Em certos aspectos específicos, submeter a amostra a análise por espectrometria de massa compreende determinar um perfil correspondente ao local de tecido. Em um aspecto adicional, o método compreende comparar o perfil com um perfil de referência para identificar locais de tecido que incluem tecido doente. Ainda, um outro aspecto compreende ressecar locais de tecido que são identificados para incluir tecidos doentes. Em outro aspecto, o método é realizado usando um aparelho de acordo com as modalidades e aspectos descritos acima.

[0018] Em outros aspectos, o espectrômetro de massa está em comunicação com um computador que fornece uma análise de amostra. Em certos aspectos, os resultados de cada análise de amostra são fornecidos por uma saída visual ou auditiva do computador. Por exemplo, os resultados de cada análise de amostra pelo computador podem ser indicados por uma luz de cores diferente que é iluminada por uma frequência diferente de som produzido. Em alguns aspectos, o espectrômetro de massa é um espectrômetro de massa móvel. Em outros aspectos, o espectrômetro de massa pode compreender uma fonte de alimentação ininterrupta (por exemplo, uma fonte de alimentação de bateria). Em ainda outros aspectos, o espectrômetro de massa compreende uma entrada que pode ser fechada para manter o vácuo do instrumento. Em ainda outros aspectos, o espectrômetro de massa está separado da sonda por um filtro de malha (por exemplo, para bloquear contaminação).

[0019] Em alguns aspectos, o reservatório está configurado para formar uma gota do solvente. Em certos aspectos, o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão entre 0,1 psig e

5,0 psig. Em outros aspectos, o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão entre 0,5 psig e 2,5 psig. Em vários aspectos, o suprimento de gás pressurizado fornece ar à sonda. Em outros aspectos, o suprimento de gás pressurizado fornece um gás inerte, tal como nitrogênio ou dióxido de carbono, à sonda. Em alguns aspectos, um suprimento de gás para uso de acordo com as modalidades está à pressão atmosférica. Por exemplo, o conduíte para liberação de gás pode ser fornecido pela atmosfera ao redor do aparelho.

[0020] Em aspectos adicionais, o aparelho compreende ainda uma bomba configurada para transferir o solvente da câmara ao primeiro conduíte. Em outros aspectos, o aparelho pode compreender uma primeira válvula configurada para controlar um fluxo do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa. Em alguns aspectos, o terceiro conduíte está sob vácuo quando a primeira válvula está na posição aberta. Em outros aspectos, o aparelho pode compreender uma segunda válvula configurada para controlar um fluxo de gás (por exemplo, gás pressurizado) através do segundo conduíte.

[0021] Em certos aspectos, o solvente pode compreender água e/ou etanol. Em vários aspectos, a sonda é formada a partir de polidimetilsiloxano (PDMS) e/ou politetrafluoretileno (PTFE). Em alguns aspectos, a sonda é descartável. Em aspectos particulares, a sonda pode incluir uma ponta de coleta que é ejetável (por exemplo, capaz de ser ejetada da sonda). Em outros aspectos, a sonda compreende um dispositivo de rastreamento configurado para rastrear uma localização da sonda. Em alguns aspectos, o reservatório tem um volume entre 1 microlitro e 500 microlitros, entre cerca de 1 microlitro e 100 microlitros ou entre cerca de 2 microlitros e 50 microlitros. Em aspectos adicionais, o reservatório tem um volume entre 5,0 microlitros e 20 microlitros.

[0022] Em ainda outros aspectos, o aparelho pode adicionalmente compreender um sistema de controle configurado para controlar: um fluxo de solvente (por exemplo, fluxo de um volume fixo ou discreto de solvente) da câmara através do primeiro conduíte ao reservatório; um fluxo de gás do suprimento de gás através do segundo conduíte ao reservatório; e um fluxo de amostra do reservatório através do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa. Em alguns aspectos, o sistema de controle está configurado para: controlar o fluxo de solvente a uma taxa de fluxo entre 100 e 5000 microlitros por minuto (por exemplo, entre 200 e 400 microlitros por minuto) por um período de tempo entre 1 e 3 segundos; controlar o fluxo de gás a uma taxa de fluxo entre 1 e 10 psig por um período de tempo entre 10 e 15 segundos; e controlar o fluxo de amostra por um período de tempo entre 10 e 15 segundos. Por exemplo, em alguns aspectos, o sistema de controle compreende um acionador ou botão para iniciar o fluxo de solvente. Em outros aspectos, o sistema de controle compreende um pedal (isto é, que pode ser operado pela ação do pé) para iniciar o fluxo de solvente. Um técnico no assunto reconhecerá que os comprimentos do primeiro e/ou do segundo conduíte podem ser ajustados para se adequar ao uso particular do sistema. Em ainda outros aspectos, o sistema de controle está configurado para controlar: um fluxo de solvente (por exemplo, taxa de fluxo por um período fixo de tempo) da câmara através do primeiro conduíte ao reservatório. Em aspectos adicionais, um aparelho das modalidades não inclui um dispositivo para produzir energia ultrassônica ou vibracional (por exemplo, em quantidades suficientes para perturbar tecidos).

[0023] Uma modalidade adicional forneceu um método para avaliar amostras de tecido de um paciente compreendendo aplicar um solvente a um local de tecido no paciente, coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida e submeter a amostra a análise por espectrometria de massa. Em certos aspectos, o solvente pode ser estéril. Em alguns aspectos, o solvente é uma formulação farmaceuticamente aceitável. Em aspectos específicos, o solvente é uma solução aquosa. Por exemplo, o solvente pode ser água estéril ou consistir essencialmente em água. Em outros aspectos, o solvente pode compreender cerca de 1% a 5%, 10%, 15%, 20%, 25% ou 30% de um álcool. Em alguns aspectos, o solvente compreende 0,1% a 20% de um álcool, 1% a 10% de um álcool ou 1% a 5% de um álcool (por exemplo, etanol). Em alguns casos, o álcool pode ser etanol.

[0024] Em alguns aspectos, aplicar o solvente ao tecido compreende aplicar um volume discreto de solvente ao local de tecido. Em alguns aspectos, o solvente é aplicado em uma única gota. Em um aspecto adicional, o solvente é aplicado em um número discreto de gotas de 1 a 10. Em algumas modalidades, o solvente é aplicado à amostra do reservatório por meio de um canal independente do gás. Em outras modalidades, o solvente é aplicado à amostra sob pressão baixa. Por exemplo, em alguns aspectos, o solvente é aplicado por uma bomba mecânica, de tal modo que o solvente é aplicado ao local de tecido (por exemplo, movido para um reservatório onde está em contato com o local de tecido) com força mínima, assim, exercendo pressão mínima (e produzindo dano mínimo) em um local de tecido. A pressão baixa pode ser menor que 100 psig, menor que 90 psig, menor que 80 psig, menor que 70 psig, menor que 60 psig, menor que 50 psig ou menor que 25 psig. Em algumas modalidades, a pressão baixa é de cerca de 0,1 psig a cerca de 100 psig, de cerca de 0,5 psig a cerca de 50 psig, de cerca de 0,5 psig a cerca de 25 psig, ou de cerca de 0,1 psig a cerca de 10 psig. Em aspectos particulares, o volume discreto de solvente é entre cerca de 0,1 e 100 µL ou entre cerca de 1 e 50 µL. Em outros aspectos, coletar o solvente aplicado é entre 0,1 e 30 segundos após a etapa de aplicar. Em um aspecto específico, coletar o solvente aplicado é entre 1 e 10 segundos após a etapa de aplicar (por exemplo, pelo menos 1, 2,

4, 5, 6, 7, 8 ou 9 segundos). Em outros aspectos, um método das modalidades não envolve aplicar energia ultrassônica ou vibracional a uma amostra ou tecido. Em alguns aspectos, o local de tecido está em um local de tecido interno que está sendo avaliado cirurgicamente.

[0025] Em um aspecto adicional, um método das modalidades compreende aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente (por exemplo, usando bomba mecânica) a um local de tecido através de um conduíte de solvente. Em alguns aspectos, o volume fixo ou discreto de um solvente é movido através de um conduíte de solvente para um reservatório onde está em contato direto com um local de tecido (por exemplo, por 0,5 a 5,0 segundos). Em outros aspectos, coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e/ou aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta. Em alguns aspectos, o solvente é aplicado através de um conduíte de solvente que está separado do conduíte de coleta. Em aspectos adicionais, em que uma pressão de gás é aplicada para empurrar a amostra para o conduíte de coleta, a pressão de gás é aplicada através de um conduíte de gás que está separado do conduíte de solvente e do conduíte de coleta. Em certos aspectos, em que uma pressão de gás é aplicada para empurrar a amostra para o conduíte de coleta, a pressão de gás aplicada é menos que 100 psig. Por exemplo, a pressão do gás é, de preferência, menos que 10 psig, tal como 0,1 a 5 psig. Em ainda outros aspectos, um método das modalidades é definido como não produzindo dano físico detectável ao tecido que está sendo avaliado.

[0026] Em ainda outros aspectos, o método pode compreender adicionalmente coletar uma pluralidade de amostras líquidas de uma pluralidade de locais de tecido. Em alguns casos, o dispositivo (por exemplo, a sonda) usado para coletar as amostras é lavado entre cada coleta de amostra. Em outros aspectos, um dispositivo usado para coletar as amostras inclui uma ponta de coleta descartável (sonda) que pode ser alterada entre cada coleta de amostra. Em aspectos particulares, a ponta de coleta pode ser ejetável (por exemplo, capaz de ser ejetada do dispositivo). Em certos aspectos, a pluralidade de locais de tecido compreende 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou mais locais de tecido in vivo. Em outro aspecto, a pluralidade de locais de tecido envolve uma seção de tecido que foi ressecada cirurgicamente (por exemplo, ex vivo). Em um aspecto específico, o tecido ressecado é um tumor. Em alguns aspectos, o método pode ser definido como um método intraoperatório.

[0027] Uma modalidade adicional fornece um método para identificar um local de tecido amostrado e um método para comunicar a localização do local ao operador do dispositivo (sonda). A identificação de um local de tecido amostrado permite que o operador acesse as informações moleculares registradas no local de tecido amostrado em um momento após a amostragem de moléculas coletadas do tecido. Pelo menos três tipos de abordagens de identificação são reconhecidos. Na primeira abordagem, um material exógeno é fixado ao local de tecido amostrado que identifica as informações moleculares amostradas. Em uma segunda abordagem, o dispositivo (sonda) é equipado com um sensor/emissor de rastreamento que permite registrar a localização da sonda (dispositivo) e comunicar-se com um dispositivo de imagiologia quando a informação molecular é amostrada. Em uma terceira abordagem, a região do tecido é modificada para que o local possa ser facilmente identificado após a colheita de moléculas de tecido. Na primeira abordagem, os materiais que podem ser fixados ao local de tecido amostrado incluem, por exemplo, uma sutura, um clipe cirúrgico, um polímero biocompatível que adere ao tecido ou um chip RFID que é fixado a uma conta magnética que facilita a leitura e remoção. No segundo tipo de abordagem, a sonda pode conter um emissor RF que faz parte de um sistema de rastreamento cirúrgico RF, um emissor ou refletor de ultrassom que faz parte de um sistema de imagiologia US intraoperatório. Nesta segunda abordagem, quando o operador inicia a coleta de moléculas de tecido, o sistema de rastreamento registra a localização da sonda no sistema de imagiologia associado (por exemplo, RF, US, CT, MRI) que pode estar em comunicação com o dispositivo. O operador pode, então, identificar qualquer um dos locais de tecido amostrados posteriormente por consultar as imagens gravadas que podem indicar a localização dos locais amostrados ao operador. Na terceira abordagem, o tecido é modificado. Nesta terceira abordagem, uma fonte de laser em comunicação com a sonda pode ser usada para eliminar ou coagular um padrão para o tecido que identifica o local amostrado. Qualquer uma dessas três abordagens pode ser combinada. Por exemplo, as abordagens 1, 2 e 3 podem ser combinadas em que um material exógeno é fixado ao local de tecido após a colheita de moléculas de tecido e um laser padroniza o tecido exógeno enquanto um sensor RF registra a localização da localização da colheita e se comunica com o dispositivo de imagiologia.

[0028] Em ainda outros aspectos, a espectrometria de massa compreende ionização ambiente EM. Como divulgado neste documento, uma sonda em contato com um local de tecido pode estar em comunicação fluida com a EM por meio de um conduíte. Em alguns aspectos, o conduíte entre a sonda e o local de tecido é menos que cerca de 10m, 8m, 6m ou 4m da EM. Em outros aspectos, o conduíte é entre cerca de 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 e 4,0 m de comprimento. Em vários aspectos, submeter a amostra a análise por espectrometria de massa pode compreender determinar um perfil correspondente ao local de tecido. Em outro aspecto, o método pode adicionalmente compreender comparar o perfil com um perfil de referência para identificar locais de tecido que incluem tecido doente. Em outros aspectos, o método também compreende ressecar locais de tecido que são identificados para incluir tecidos doentes. Em alguns aspectos, o método é realizado usando um aparelho de acordo com qualquer uma das modalidades e aspectos descritos acima.

[0029] Em uma modalidade adicional, a invenção fornece um método ex vivo para avaliar amostras de tecido compreendendo obter uma pluralidade de amostras líquidas a partir de uma pluralidade de locais de tecido em um paciente, submeter a pluralidade de amostras líquidas a espectrometria de massa para obter uma pluralidade de perfis correspondentes aos locais de tecido e comparar a pluralidade de perfis com perfis de referência para identificar locais de tecido que incluem tecido doente. Em certos aspectos, as amostras líquidas estão compreendidas em um solvente. Em outros aspectos, os tecidos doentes compreendem células cancerígenas.

[0030] Em alguns aspectos das modalidades, os locais de tecidos doentes para avaliação por métodos e dispositivos das modalidades compreendem (ou são suspeitos de compreender) células cancerígenas. As células cancerígenas que podem ser avaliadas de acordo com as modalidades incluem, mas não estão limitadas a, células ou tecidos tumorais da tireoide, paratireoide, linfonodo, bexiga, sangue, osso, medula óssea, cérebro, mama, cólon, esôfago, gastrointestino, gengiva, cabeça, rim, fígado, pulmão, nasofaringe, pescoço, ovário, pâncreas, próstata, pele, estômago, testículo, língua ou útero (ou tecidos envolvendo tais tumores). Em alguns aspectos, o câncer pode ser uma neoplasia maligna; carcinoma; carcinoma indiferenciado; carcinoma de células gigantes e fusiformes; carcinoma de células pequenas; carcinoma papilar; carcinoma de células escamosas; carcinoma linfoepitelial; carcinoma basocelular; carcinoma de pilomatriz; carcinoma de células de transição; carcinoma de células de transição papilar; adenocarcinoma; gastrinoma maligno;

colangiocarcinoma; carcinoma hepatocelular; carcinoma hepatocelular combinado e colangiocarcinoma; adenocarcinoma trabecular; carcinoma adenoide cístico; adenocarcinoma no pólipo adenomatoso; adenocarcinoma, polipose coli familiar; carcinoma sólido; tumor carcinóide maligno; adenocarcinoma ramoiolo-alveolar; adenocarcinoma papilar; carcinoma cromofóbico; carcinoma acidófilo; adenocarcinoma oxifílico; carcinoma basófilo; adenocarcinoma de células claras; carcinoma de células granulares; adenocarcinoma folicular; adenocarcinoma papilar e folicular; carcinoma esclerosante não encapsulante; carcinoma adrenal cortical; carcinoma endometóide; carcinoma de apêndice da pele; adenocarcinoma apócrino; adenocarcinoma sebáceo; adenocarcinoma ceruminoso; carcinoma mucoepidermóide; cistadenocarcinoma; cistadenocarcinoma papilar; cistadenocarcinoma seroso papilar; cistadenocarcinoma mucinoso; adenocarcinoma mucinoso; carcinoma de células em anel de sinete; carcinoma ductal infiltrante; carcinoma medular; carcinoma lobular; carcinoma inflamatório; doença de paget mamária; carcinoma de células acinares; carcinoma adenoescamoso; adenocarcinoma com metaplasia escamosa; timoma maligno; tumor estromal ovariano maligno; tecoma maligno; tumor de células da granulosa maligno; androblastoma maligno; carcinoma de células de Sertoli; tumor de células leydig maligno; tumor de células lipídicas maligno; paraganglioma maligno; paraganglioma extramamário maligno; feocromocitoma; glomangiossarcoma; melanoma maligno; melanoma amelanótico; melanoma de espalhamento superficial; melanoma maligno em nevo pigmentado gigante; melanoma de células epitelioides; nevo azul maligno; sarcoma; fibrossarcoma; histiocitoma fibroso maligno; mixossarcoma; lipossarcoma; leiomiossarcoma; rabdomiossarcoma; rabdomiossarcoma embrionário; rabdomiossarcoma alveolar; sarcoma estromal; tumor misto, maligno;

tumor mulleriano misto; nefroblastoma; hepatoblastoma; carcinossarcoma; mesênquima maligno; tumor de Brenner, maligno; tumor filódico maligno; sarcoma sinovial; mesotelioma maligno; disgerminoma; carcinoma embrionário; teratoma maligno; struma ovarii, maligno; coriocarcinoma; mesonefroma maligno; hemangiosarcoma; hemangioendotelioma maligno; sarcoma de kaposi; hemangiopericitoma maligno; linfangiossarcoma; osteossarcoma; osteossarcoma justacortical; condrossarcoma; condroblastoma maligno; condrossarcoma mesenquimal; tumor de células gigantes do osso; sarcoma de Ewing; tumor odontogênico maligno; odontosarcoma ameloblástico; ameloblastoma maligno; fibrossarcoma ameloblástico; pinealoma maligno; cordoma; glioma maligno; ependimoma; astrocitoma; astrocitoma protoplasmático; astrocitoma fibrilar; astroblastoma; glioblastoma; oligodendroglioma; oligodendroblastoma; neuroectodérmico primitivo; sarcoma cerebelar; ganglioneuroblastoma; neuroblastoma; retinoblastoma; tumor neurogênico olfativo; meningioma maligno; neurofibrossarcoma; neurilemoma maligno; tumor de células granulares, maligno; linfoma maligno; doença de Hodgkin; hodgkin; ou paragranuloma. Em outros aspectos, o câncer é um câncer de tireoide, câncer no cérebro (por exemplo, glioma), câncer de próstata, câncer de mama (por exemplo, câncer de mama triplo negativo), câncer de pâncreas (por exemplo, adenocarcinoma ductal pancreático), mieloide agudo leucemia (LMA), melanoma, câncer de células renais ou um câncer que foi metastizado para um linfonodo.

[0031] Em ainda uma outra modalidade, é fornecido um método para distinguir um material compreendendo (a) aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente ao material; (b) coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e (c) submeter a amostra a análise por espectrometria de massa para fornecer um perfil de espectrometria de massa que distingue o material. Em alguns aspectos, o material é um produto de base e distinguir o material compreende identificar o material. Por exemplo, o produto de base pode ser um alimento, tal como carne, peixe, fungo, vegetal ou fruta. Assim, em alguns aspectos, distinguir o material compreende identificar o tipo de carne ou peixe do qual o material é composto. No caso em que o material é uma carne, o método pode compreender identificar a carne como, por exemplo, cordeiro, veado, alce, frango, peru, ovelha, cachorro, gato, cavalo, porco, bovino, búfalo ou cabra. Em outros aspectos, o método pode ser usado para identificar uma carne como carne de um animal alimentado com capim ou alimentado com grãos. No caso em que o material é um peixe, o método pode compreender identificar o peixe como, por exemplo, atum, salmão, bacalhau, truta, halibute ou robalo. Em outros aspectos, o método pode ser usado para identificar um peixe a partir de um peixe criado em fazenda ou selvagem. Ainda em outros aspectos, o peixe pode ser um marisco. Em ainda outros aspectos, os métodos das modalidades podem ser usados para identificar a região de origem para o produto alimentar, tal como um peixe ou carne. Em certos aspectos, um método de distinguir um material é realizado usando um aparelho conforme descrito no presente documento. Por exemplo, o aparelho pode compreender um aparelho compreendendo: uma câmara compreendendo um solvente; um suprimento de gás (por exemplo, um suprimento de gás pressurizado); um espectrômetro de massa; e uma sonda compreendendo um reservatório, um primeiro conduíte, um segundo conduíte e um terceiro conduíte, em que: o primeiro conduíte está em comunicação fluida com a câmara; o segundo conduíte está em comunicação fluida com o suprimento de gás; e o terceiro conduíte está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa.

[0032] Em uma modalidade adicional, é fornecido um método para distinguir um material compreendendo (a) aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente ao material; (b) coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e (c) submeter a amostra a análise por espectrometria de massa para fornecer um perfil de espectrometria de massa que distingue o material. Em alguns aspectos, distinguir o material compreende detectar e/ou quantificar a quantidade de um composto no material. Por exemplo, o composto pode ser molécula pequena, tal como farmacêutica, uma droga (por exemplo, um analgésico), um pesticida (por exemplo, um inseticida), um herbicida, um antibiótico ou uma toxina. Por exemplo, em alguns aspectos, a droga pode ser adderall, cocaína, codeína, morfina, maconha, anfetamina, metanfetamina, MDMA, heroína, cetamina, dietilamida do ácido lisérgico ou oxicodona. Em outros aspectos, o composto pode ser um pesticida ou herbicida tal como dicamba, glifosato, azoxistrobina ou atrazina. Em certos aspectos, um método de distinguir um material é realizado usando um aparelho conforme descrito no presente documento. Por exemplo, o aparelho pode compreender um aparelho compreendendo: uma câmara compreendendo um solvente; um suprimento de gás (por exemplo, um suprimento de gás pressurizado); um espectrômetro de massa; e uma sonda compreendendo um reservatório, um primeiro conduíte, um segundo conduíte e um terceiro conduíte, em que: o primeiro conduíte está em comunicação fluida com a câmara; o segundo conduíte está em comunicação fluida com o suprimento de gás; e o terceiro conduíte está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa.

[0033] Conforme usado neste documento, "amostra" ou "amostras líquidas" podem se referir a extratos de tecidos ou outras amostras biológicas (por exemplo, extratos compreendendo proteínas e metabolitos) obtidos por colocar um tecido ou amostra biológica em contato com um solvente de acordo com as modalidades. Em alguns aspectos, uma amostra pode ser um extrato de uma amostra não biológica, tal como a superfície de um objeto (por exemplo, uma amostra forense).

[0034] Conforme usado no presente documento, "essencialmente livre", em termos de um componente especificado, é usado aqui para significar que nenhum dos componentes especificados foi propositadamente formulado em uma composição e/ou está presente somente como um contaminante ou em vestigiais. A quantidade total do componente especificado resultante de qualquer contaminação não intencional de uma composição é, portanto, bem abaixo de 0,01%. O mais preferido é uma composição na qual nenhuma quantidade do componente especificado pode ser detectada com métodos analíticos padrão.

[0035] Conforme usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, "um" ou "uma" podem significar um ou mais. Conforme usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, quando usado em conjunto com a palavra "compreendendo", as palavras "um" ou "uma" podem significar um ou mais de um. Conforme usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, "outro" ou "adicional" podem significar pelo menos um segundo ou mais.

[0036] Conforme usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, os termos "conduíte" e "tubo" são usados de forma intercambiável e referem-se a uma estrutura que pode ser usada para direcionar o fluxo de um gás ou líquido.

[0037] Conforme usado aqui no relatório descritivo e nas reivindicações, o termo "cerca de" é usado para indicar que um valor inclui a variação inerente do erro para o dispositivo, o método sendo empregado para determinar o valor ou a variação existente entre os assuntos do estudo.

[0038] Outros objetos, características e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir. Deve-se entender, no entanto, que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indiquem certas modalidades da invenção, são dados apenas a título ilustrativo, uma vez que várias mudanças e modificações dentro do espírito e escopo da invenção serão evidentes para aqueles técnicos no assunto, a partir desta descrição detalhada.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0039] As Figuras a seguir fazem parte do presente relatório descritivo e são incluídas para demonstrar ainda mais certos aspectos da presente invenção. A invenção pode ser melhor compreendida por referência a uma ou mais dessas Figuras em combinação com a descrição detalhada de modalidades específicas apresentadas no presente documento.

[0040] Figura 1: Esquema representativo de uma sonda de espectroscopia de massa para cirurgia minimamente invasiva.

[0041] Figura 2: Tubo de múltiplos lúmens para uso com a sonda de espectroscopia de massa para cirurgia minimamente invasiva.

[0042] Figura 3: Uma cânula e agulha trocarte para alojar e inserir a sonda de espectrometria de massa para cirurgia minimamente invasiva.

[0043] Figura 4: Esquema representativo de uma sonda de espectrometria de massa para cirurgia minimamente invasiva. Esta modalidade inclui um obturador para ocluir a sonda.

[0044] Figura 5: Espectros de massa da seção de tecido cerebral de camundongos da sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap. Tubo de PTFE de 1,5 metros foi usada com um diâmetro interno de 2 mm e diâmetro externo de 4 mm.

[0045] Figura 6: Espectros de massa da seção de tecido cerebral de camundongos da sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap. Tubo de PTFE de 3,5 metros foi usada com um diâmetro interno de 2 mm e diâmetro externo de 4 mm.

[0046] Figura 7: Espectros de massa da seção de tecido cerebral de camundongos da sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap. Tubo de PTFE de 4,5 metros foi usada com um diâmetro interno de 2 mm e diâmetro externo de 4 mm.

[0047] Figura 8: Espectros de massa da seção de tecido cerebral de camundongos da sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap.

[0048] Figura 9: Esquema representativo de uma sonda de espectrometria de massa para cirurgia minimamente invasiva. É mostrada na parte inferior esquerda a ponta da sonda multicanal.

[0049] Figura 10: Cirurgia laparoscópica simulada mostrada a partir de uma câmera óptica laparoscópica em um útero simulado. À direita, são mostrados fórceps segurando a sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva.

[0050] Figura 11: Espectros de massa gerados a partir de uma seção de tecido cerebral de camundongos usando um tubo de 4,5 metros de comprimento em comparação ao fundo de água.

[0051] Figura 12: Espectros de massa gerados com a sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap e conduítes de 1,5 a 4,0 mm de diâmetro.

[0052] Figura 13: Descrição da mecânica de um obturador de balão para uso com a sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva.

[0053] Figura 14: Espectros de massa da seção de tecido pulmonar humano da sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva usando o espectrômetro de massa Q Exactive Orbitrap.

[0054] Figura 15: Diagrama da câmara de lavagem para sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva.

[0055] Figuras 16A a 16D: Representação esquemática do sistema da caneta laparoscópica MasSpec Pen sendo usado em (a) um procedimento MIS laparoscópico manual e (b) MIS assistido por robótica. (c) A ponta da caneta foi projetada com uma aleta de agarrar para permitir a manipulação e aplicação da MasSpec Pen usando fórceps ou outras pinças, (d) A ponta entra em contato com o tecido para análise e quando o sistema é acionado (t = 0 s) pelo uso do pedal, a bomba de seringa libera um volume controlado de água ao reservatório. A gota de água discreta interage com o tecido para extrair moléculas. Após 3 segundos, os conduítes de vácuo e gás são simultaneamente abertos para transportar a gota da caneta MasSpec Pen ao espectrômetro de massa através do sistema de tubo para análise molecular.

[0056] Figuras 17A a 17C: Comparação entre projetos e desempenho da caneta portátil e laparoscópica MasSpec Pen. (a) A caneta portátil MasSpec Pen contém uma ponta de PDMS e três conduítes de PTFE, que fornecem água de entrada (1) e gás (2) à ponta e um conduíte de saída (3) para a gota de água ao espectrômetro de massa. A ponta da caneta retém uma gota de água dentro do reservatório, que entra em contato com o tecido para análise; (b) a ponta da caneta laparoscópica MasSpec Pen de PDMS é enxertada com dois microtubos de PTFE, um para a água de entrada (1) e outro para o gás de entrada (2). A extremidade proximal da ponta da caneta foi então conectada a um conduíte de PTFE maior, que funciona como conduíte de saída de água (3). Usando esse projeto, o espaço oco na extremidade distal da ponta da caneta funciona como reservatório de gotas de água. (c) Espectros de massa representativos obtidos com a caneta portátil e laparoscópica MasSpec Pen de uma seção de tecido cerebral de camundongos, ambos operados com diâmetro do reservatório de 2,7 mm e comprimento do tubo de 1,5 metro.

[0057] Figuras 18A a 18C: Diferentes comprimentos de tubo entre a caneta laparoscópica MasSpec Pen (diâmetro do reservatório de 2,7 mm) e o espectrômetro de massa foram avaliados usando seções de tecido cerebral de camundongos. Perfis moleculares semelhantes foram obtidos em diferentes tempos de transferência usando (a) 1,5 m (3,8 segundos, n=10), (b) 3,0 m (5,8 segundos, n=10) e (c) 4,5 m (7,5 segundos, n=10).

[0058] Figuras 19A a 19B: Um sistema automatizado foi desenvolvido para aquisição automática de dados por espectrometria de massa, análise estatística e comunicação de resultados. (a) Um pedal é usado para acionar o fluxo de trabalho da análise através da comunicação com um microcontrolador Arduino, que ativa a deposição de gotas de água por acionar a bomba de seringa. Na GUI, o usuário seleciona qual tipo de tecido está sendo avaliado antes do uso, para que o software selecione o classificador estatístico adequado, fornecendo um diagnóstico preditivo com a probabilidade de câncer associada. (b) A plataforma da caneta laparoscópica MasSpec Pen foi testada usando um manequim através de uma cânula de 8 mm. Fórceps laparoscópicos foram usados para manipular a caneta MasSpec Pen, enquanto uma câmera de vídeo foi empregada para transmitir uma imagem e/ou vídeo dos órgãos dentro do abdômen e guiar o operador durante o procedimento.

[0059] Figuras 20A a 20C: (a-c) Espectros de massa representativos obtidos de seções de tecido cerebral de camundongos com a caneta laparoscópica MasSpec Pen em diâmetros de reservatório de 1,5, 2,7 e 4,0 mm e um comprimento do tubo de 4,5 metros.

[0060] Figura 21: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta laparoscópica MasSpec Pen (2,7 mm de diâmetro do reservatório e um comprimento do tubo de 4,5 metros) de tecidos humanos normais e ovarianos cancerígenos.

[0061] Figura 22: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras de carne bovina, de cordeiro, de frango e de porco usando CAN:DMF 1:1 como solvente. Os resultados mostram que os espectros obtidos usando a caneta MasSpec Pen foram capazes de avaliar a fonte da carne com alto nível de precisão.

[0062] Figura 23: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras de carne de bovino alimentado com capim versus carne de bovino alimentado com grãos (usando CAN:DMF 1:1 como solvente). Os resultados mostram que os espectros obtidos usando a caneta MasSpec Pen foram capazes de determinar se a carne era proveniente de um animal alimentado com capim ou alimentado com grãos, com um alto nível de precisão.

[0063] Figura 24: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras de carne de bovino, de cordeiro, de frango e de porco usando água como solvente. Os resultados mostram que os espectros obtidos usando a caneta MasSpec Pen foram capazes de avaliar a fonte da carne com um alto nível de precisão, mesmo ao usar a água como o único solvente.

[0064] Figura 25: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras de peixe incluindo salmão do Atlântico, salmão sockeye, truta prateada, lombo de bacalhau ou halibute (usando ACN:DMF (1:1) como solvente). Os resultados mostram que os espectros obtidos usando a caneta MasSpec Pen foram capazes de avaliar a fonte do peixe com um alto nível de precisão.

[0065] Figura 26: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras incluindo quantidades de drogas ilícitas, cocaína e anfetamina. Os resultados mostram que os espectros obtidos usando a caneta MasSpec Pen foram capazes de detectar as drogas com um alto grau de sensibilidade e quantificar a quantidade de droga na amostra.

[0066] Figura 27: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras incluindo quantidades de oxicodona. Os resultados mostram que os espectros obtidos com a caneta MasSpec Pen foram capazes de detectar e quantificar a quantidade de oxicodona na amostra.

[0067] Figura 28: Espectros de massa representativos (e um cromatógrafo comparativo) obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras incluindo o pesticida azoxistrobina. Os resultados mostram que a análise da caneta MasSpec Pen foi capaz de detectar e quantificar a quantidade de pesticida na amostra.

[0068] Figura 29: Espectros de massa representativos (e um cromatógrafo comparativo) obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de amostras incluindo o pesticida atrazina. Os resultados mostram que a análise da caneta MasSpec Pen foi capaz de detectar e quantificar a quantidade de pesticida na amostra.

[0069] Figura 30: Espectros de massa representativos obtidos com a caneta MasSpec Pen a partir de uvas. Os resultados mostram que a análise da caneta MasSpec Pen foi capaz de produzir um espectro que poderia ser usado para distinguir a amostra.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS I. AS MODALIDADES ATUAIS

[0070] Em certos aspectos, a aplicação instantânea fornece métodos e dispositivos para avaliação molecular minimamente invasiva de amostras, tais como amostras de tecido. Em particulares aspectos, os métodos podem ser usados para avaliar múltiplos locais de tecido durante uma operação (ou biópsia) do tecido. Essa característica permite a identificação precisa de tecidos doentes (por exemplo, locais de tecidos que retêm células cancerígenas) em "tempo real", permitindo que os cirurgiões tratem com mais precisão apenas o tecido doente em relação aos tecidos normais circundantes. Em aspectos particulares, os métodos divulgados no presente documento podem envolver a liberação de um volume fixo ou discreto de solvente a um local de tecido, seguido pela coleta de uma amostra líquida do local e análise da amostra líquida por espectrometria de massa. É importante ressaltar que, em vez de ser aplicado em um spray de alta pressão, o solvente é aplicado como gotas discretas e em pressão baixa. Estes métodos permitem a coleta precisa de amostras de um local de tecido distinto, evitando simultaneamente danos ao tecido que está sendo avaliado. O perfil de espectrometria de massa resultante das amostras coletadas permite a diferenciação de locais de tecidos doentes versus locais de tecidos normais. O método pode ser repetido em múltiplos locais de interesse para mapear com precisão as alterações moleculares (por exemplo, em um tecido). É importante ressaltar que os perfis das amostras podem estar diferenciados mesmo sem o uso de uma fonte de ionização. Assim, embora os métodos das modalidades possam ser usados em conjunto com uma fonte de ionização, o uso dessa fonte não é necessário. Essas metodologias podem permitir a avaliação da pluralidade de locais de tecido em um curto período de tempo, permitindo assim uma avaliação muito precisa dos limites de tecidos doentes versus tecidos normais.

[0071] Em alguns aspectos, os métodos detalhados neste documento podem ser usados para coletar e analisar amostras de uma ampla variedade de fontes. Por exemplo, os métodos podem ser usados para avaliar amostras cirúrgicas, forenses, agrícolas, farmacêuticas e/ou de óleo/petróleo.

[0072] Em alguns aspectos, os materiais (PDMS e PTFE) e o solvente (por exemplo, solventes somente em água) usados nos dispositivos das modalidades são biologicamente compatíveis, de tal modo que possam ser usados em cirurgia para análise em tempo real.

Além disso, como os dispositivos podem ser muito compactos, eles podem ser portáteis e usados em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos ou procedimentos não cirúrgicos.

[0073] Em alguns aspectos, a presente invenção fornece dispositivos de comprimento estendido e compactação aumentada para liberação de volumes fixos ou discretos de solventes aos tecidos para uso em cirurgias minimamente invasivas. Em alguns aspectos, esses métodos podem ser encapsulados em uma variedade de fatores de forma, tal como um conduíte, variando de 0,5 mm a 10,0 mm de diâmetro interno (por exemplo, com um diâmetro interno entre cerca de 1,0 e 5,0; 1,0 e 10,0; 2,0 e 8,0; ou 5,0 e 10,0 mm). Em alguns aspectos, o local de liberação de um volume fixo ou discreto de solvente, seguido pela coleta de uma amostra líquida, pode estar dentro do corpo, tal como um local cirúrgico. Em alguns aspectos, dois conduítes menores podem ser inseridos em um terceiro, maior, para criar um cateter de múltiplos lúmens. Por exemplo, o cateter de múltiplos lúmens pode ter 2, 3, 4, 5, 6 ou mais espaços luminais com cada um tendo um diâmetro interno de, por exemplo, 0,05 a 5,0 mm; 0,1 a 5,0 mm; 0,25 a 3,0 mm; ou 0,5 mm a 10,0 mm. O cateter de múltiplos lúmens pode ser fixado a um dispositivo de espectrometria de massa para análise de tecidos de amostra no interior do corpo durante a cirurgia, evitando danos desnecessários aos tecidos circundantes.

[0074] Em alguns aspectos, o dispositivo pode ser usado através de cânulas ou cateteres em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos ou endoscópicos, ou pode ser usado em procedimentos não cirúrgicos através de guias de agulha ou guias de biópsia. Em alguns aspectos, a presente invenção pode estar integrada a um sistema cirúrgico robótico, permitindo que várias regiões da cavidade do corpo humano sejam rapidamente amostradas e analisadas. Em alguns aspectos, o dispositivo pode ser usado para analisar tecidos usando um banco de dados de assinaturas moleculares e algoritmos de aprendizado de máquina, permitindo o diagnóstico em tempo real para cada região amostrada. A presente invenção pode ser usada em uma ampla variedade de intervenções oncológicas e outras intervenções cirúrgicas, tais como endometriose, para as quais são necessários a distinção e diagnóstico de tecidos em tempo real.

[0075] Em alguns aspectos, a presente divulgação fornece um acessório à sonda, para manipulação precisa da sonda durante procedimentos minimamente invasivos ou não invasivos. Por exemplo, o acessório à sonda pode ser uma aleta. Em alguns aspectos, tal aleta pode ser composta do mesmo material que a sonda. Em alguns casos, a aleta é feita de PDMS. Uma aleta pode, em alguns aspectos, ser formada por um processo de moldagem por injeção ou pode ser impressa em 3D. Em alguns aspectos, a presente invenção pode ainda compreender um dispositivo para agarrar a sonda, externo à sonda, a fim de manipular a sonda durante procedimentos laparoscópicos. O dispositivo de agarrar pode ser usado para segurar, girar ou mover a sonda ou agarrar a aleta fixada à sonda, a fim de mover ou girar a sonda.

[0076] Em alguns aspectos, a presente invenção mantém um reservatório usando um cateter de múltiplos lúmens com portas rebaixadas para depositar água e gás nitrogênio durante procedimentos cirúrgicos laparoscópicos. Um cateter de múltiplos lúmens pode ser formado, por exemplo, usando uma extrusão de múltiplos lúmens, como é bem conhecido na técnica. Esses cateteres podem ser usados em qualquer cânula. As cânulas mais usadas são as de diâmetros de 5 mm e 10 mm e normalmente são usadas para cirurgias laparoscópicas.

[0077] Em alguns aspectos, a presente divulgação fornece ferramentas, dispositivos e métodos para manipulação da sonda durante endoscopia. Por exemplo, o tubo de múltiplos lúmens pode ser usada com uma fonte de vácuo externa para fixar a sonda à superfície do tecido durante a análise.

[0078] Em alguns aspectos, a presente invenção fornece um sistema de obturador que oclui o orifício do dispositivo cirúrgico minimamente invasivo. Em alguns aspectos, esse sistema de obturador pode ser um balão de cateter que está integrado ao dispositivo ou adicionado separadamente ao dispositivo. O obturador, ou balão, pode fechar a ponta da sonda, impedindo a entrada de material biológico indesejado no dispositivo, incluindo os lúmens e o tubo, após a inserção do cateter no paciente. O obturador ou balão pode impedir que fluidos biológicos endógenos entrem no espectrômetro de massa após a análise ter sido iniciada, evitando assim a contaminação dos resultados. Finalmente, o fechamento do obturador ou balão pode impedir que o excesso de nitrogênio gasoso e água entre no corpo. A inclusão de sondas alongadas para cirurgias minimamente invasivas e tecnologias de oclusão para as pontas das sondas pode atenuar a natureza imprevisível e muitas vezes tumultuada do movimento interno dos órgãos e dos sistemas dos órgãos durante cirurgia, o que poderia afetar a aquisição do sinal. As tecnologias de balões também podem ser usadas em outra região do dispositivo ou em adição às válvulas de manga flexível para controlar os movimentos de solventes e gases através dos tubos.

[0079] Em alguns aspectos, a presente invenção pode ser usada com manipulação robótica. Em alguns aspectos, as tecnologias da presente invenção podem integrar-se em salas cirúrgicas modernas através de uma porta acessória ou através de um braço robótico. Esses dispositivos podem estar integrados a sistemas robóticos, tais como o sistema cirúrgico robótico Intuitive Surgical da Vinci. Um dispositivo da presente invenção pode ter seu próprio braço dedicado em um sistema robótico ou ser manuseado por pinças robóticas por incorporar uma “aleta” na sonda. Diâmetros menores e maiores também podem ser usados para serem acoplados a qualquer cateter, cânula e também guias de agulha/biópsia existentes.

[0080] Em alguns aspectos, uma sonda de rastreamento pode estar integrada com este dispositivo a fim de exibir e registrar onde a amostra de tecido foi analisada para melhor auxiliar o cirurgião na localização dos pontos de amostragem no intraoperatório ou não. Por exemplo, durante o ultrassom intraoperatório, um emissor de ultrassom no dispositivo pode ser usado para exibir a sonda durante a amostragem. A sonda pode estar integrada a um dispositivo de rastreamento baseado na tecnologia de radiofrequência, tal como o sistema Biosense Webster Carto. Nesse caso, a sonda pode exibir o dispositivo/localização de amostragem em qualquer uma de várias modalidades de imagiologia, tais como Ultrassonografia (US)/Tomografia Computadorizada (CT)/Imagem por Ressonância Magnética (MRI)/Tomografia de coerência óptica (OCT) intraoperatórias. Além disso, imagiologia fluorescente e corantes moleculares podem ser usados para rastrear as áreas analisadas e mapeados para fornecer imagiologia espacial bidimensional ou tridimensional. Mais simplesmente, a ponta da sonda pode ser revestida com um corante cirúrgico que é então estampado no tecido para rastrear a região analisada. Ainda outra abordagem de rastreamento é integrar um emissor RF na sonda para que a localização espacial possa ser rastreada.

[0081] Em alguns aspectos, a sonda da presente invenção pode ser usada para auxiliar cirurgiões e profissionais médicos durante intervenções cirúrgicas minimamente invasivas, fornecendo informações moleculares diagnósticas compreensivas e definitivas in vivo e em tempo real, sem necessariamente causar danos ou alteração ao tecidos vivos nativos do paciente. A caneta portátil MasSpec Pen demonstrou capacidade para fazer isso durante procedimentos cirúrgicos não laparoscópicos/endoscópicos (Pedido de Patente dos

EUA de nº 15/692.167 incorporado no presente documento por referência, em sua totalidade). De maneira semelhante à caneta portátil MasSpec Pen, a presente invenção é adequada para análise ex vivo de tecidos (frescos, congelados, em seções, de biópsias) ou outras amostras clínicas que possam ser examinadas por um patologista e possam ser usadas para análise química de qualquer amostra fornecida para a qual é desejada análise direta em domínios confinados e espacialmente limitados (animais, plantas, explosivos, drogas, etc.). Uma variedade de tipos de tecido também pode ser analisada, incluindo, mas não limitada a, tecidos mamários, renais, linfonodais, tireoidiano, do ovário, pancreático e cerebral.

[0082] Em alguns aspectos, a sonda da presente invenção pode ser usada em conjunto com instrumentos cirúrgicos para o tratamento de uma doença. Uma variedade de instrumentos cirúrgicos pode ser usada para extirpar ou ablar células ou tecidos, incluindo, mas não limitada a, ferramentas de ablação a laser, ferramentas para cauterização ou eletrocauterização ou ferramentas para a dissecção manual de tecido, tal como um bisturi.

[0083] Assim, muitas regiões da cavidade do corpo humano podem ser rapidamente amostradas durante a cirurgia e analisadas (por exemplo, usando um banco de dados de assinaturas moleculares e algoritmos de aprendizado de máquina). Portanto, os resultados do diagnóstico podem ser fornecidos em tempo real para cada região amostrada. Dispositivos exemplares para uso nesses métodos estão detalhados abaixo. II. CARACTERÍSTICAS EXEMPLARES DE UM DISPOSITIVO DAS

MODALIDADES A. SISTEMAS DE OBTURADOR

[0084] Em alguns aspectos, um dispositivo das modalidades compreende ainda um sistema de obturador que pode ocluir o orifício e cria uma separação entre o reservatório e o tecido. Por exemplo, o sistema de obturador pode ser ativado após o descanso da gota por 3 segundos e antes do transporte da gota ao espectrômetro de massa. Uma razão para isso é garantir que nenhum material biológico chegue ao espectrômetro de massa e cause danos ao instrumento. O obturador pode ser um diafragma de íris, um fechamento mecânico, portão ou tapenade. Um projeto adicional para o obturador é um mecanismo de balão, que sela o exterior do dispositivo a partir do tecido. O balão pode ser posicionado na extremidade distal do conduíte, por exemplo, perpendicular à caneta ou sonda. Quando ativado, o balão se expande e enche o reservatório na direção do tecido. Isso realiza pelo menos três coisas: primeiro, levanta delicadamente a ponta da caneta do tecido usando o balão inflado, garantindo que não haja danos ao tecido. Isso é para garantir que a sonda permaneça não destrutiva e biocompatível, caso o tecido analisado seja determinado como 'normal'. Em segundo lugar, sela a gota de solvente que está dentro do reservatório e evita vazamentos ou absorvância de lipídios após a janela de amostragem. Em terceiro lugar, cria uma vedação no final do conduíte, o que permitirá uma transferência mais eficaz da gota ao espectrômetro de massa. B. SISTEMAS DE CATETER

[0085] Em alguns casos, onde uma sonda está incorporada a um dispositivo laparoscópico/endoscópico, um reservatório inclui o uso de um cateter de múltiplos lúmens, por exemplo, com portas embutidas para depositar água e gás nitrogênio. O reservatório também retém a água durante o período de extração. Um cateter de múltiplos lúmens pode ser formado, por exemplo, usando uma extrusão de múltiplos lúmens, como é bem conhecido na técnica. Foi demonstrado que esses cateteres podem ser usados em qualquer cânula, mais comumente com diâmetros de 5 e 10 mm, para cirurgias laparoscópicas. Essa tecnologia é compatível com a manipulação robótica, tal como o sistema cirúrgico robótico da Intuitive Surgical da Vinci. As sondas laparoscópicas/endoscópicas se integrarão facilmente nos atuais teatros cirúrgicos através de uma porta acessória ou por meio de um braço robótico. Diâmetros menores e maiores também podem ser usados para serem acoplados a qualquer cateter, cânula e também guias de agulha/biópsia existentes. C. SISTEMAS DE VÁLVULA

[0086] Em outros aspectos, um sistema de sonda das modalidades pode incorporar válvulas adicionais. Por exemplo, as válvulas microssolenóides podem ser localizadas em cada conduíte, por exemplo, na extremidade distal da sonda de amostragem. Estes serão controlados individualmente por um arduino, microcontrolador ou sinal. Em alguns casos, a operação de valor é automatizada. Em outros casos, pode ser manualmente controlada. Em alguns aspectos, as válvulas estão posicionadas na parede interna do conduíte de solvente, vedando os conduítes. Assim, usando esses valores, somente dois ou mesmo um conduíte pode ser usado na operação de amostragem. Por exemplo, um conduíte de liberação de solvente e um conduíte de retorno para transferir a gota ao espectrômetro de massa. Microssolenóides adicionais podem ser implantados para ter mais controle. Por exemplo, três ou quatro microssolenóides podem estar nas sondas das modalidades. D. CARACTERÍSTICAS ADICIONAIS DO SISTEMA CIRÚRGICO

[0087] Em alguns aspectos, os dispositivos médicos requerem passagem para áreas do corpo que são difíceis de manter o controle manual. Uma solução é usar cateteres endoscópicos, mas estes geralmente são menos precisos quando comparados aos dispositivos portáteis. É possível obter um controle adicional usando ferramentas robóticas que podem funcionar quase na mesma extensão e, às vezes, melhor do que os médicos equipados com um bisturi tradicional. Uma característica adicional das sondas laparoscópicas/endoscópicas das modalidades é uma 'aleta' que pode ser agarrada por fórceps, ferramentas robóticas ou pinças laparoscópicas. Isso permitirá que a sonda seja usada em uma variedade de modalidades sem sacrificar a resolução ou a sensibilidade. Em alguns aspectos, a própria aleta é uma saliência inclinada gradual a partir do exterior do conduíte que corre paralelo ao referido conduíte. Ela é texturizada para fornecer tração extra para o mecanismo de agarrar.

[0088] Em outros aspectos, uma sonda de rastreamento pode estar integrada com este dispositivo a fim de exibir e registrar onde a amostra de tecido foi analisada para melhor auxiliar o cirurgião na localização dos pontos de amostragem no intraoperatório ou não. Para ultrassom intraoperatório, um emissor de ultrassom no dispositivo pode ser usado para exibir a sonda durante a amostragem. Alternativamente, a sonda pode estar integrada a um dispositivo de rastreamento baseado na tecnologia de radiofrequência, tal como, por exemplo, o sistema Biosense Webster Carto. Com essa abordagem, a sonda exibe dispositivo/localização de amostragem em várias modalidades de imagiologia, tais como Ultrassonografia (US)/Tomografia Computadorizada (CT)/Imagem por Ressonância Magnética (MRI)/Tomografia de coerência óptica (OCT) intraoperatórias.

[0089] Em alguns aspectos adicionais, os locais de tecido que são avaliados por uma sonda das modalidades podem ser marcados. Por exemplo, um corante absorvido por células cancerígenas e células normais que marcará onde a sonda foi posicionada. Em alguns aspectos, um corante químico pode ser liberado usando um conduíte adicional no cateter ou usando um cateter de múltiplos lúmens. Uma liberação alternativa de um corante de rastreamento é dissolvê-lo no solvente que foi usado para analisar o tecido. Por exemplo, uma vantagem de usar um corante dentro do solvente é que ele diretamente se correlacionará com o local onde a amostra de tecido foi coletada, em vez da região periférica. é claro que, nesses aspectos, o corante químico estaria presente nos espectros de massa e teria que ser distinguido das biomoléculas em uma amostra. Em alguns aspectos, pode ser útil tornar o corante visível (por exemplo, na luz branca da sala de operações). Em outros aspectos, o corante pode ser um corante fluorescente. Ainda em outro aspecto, a ponta da caneta pode ser revestida com um corante cirúrgico, que é então estampado no tecido para rastrear a região analisada. Da mesma forma, conforme discutido acima, uma abordagem de rastreamento pode ser usada para mapear virtualmente os locais de tecido analisados. Por exemplo, um emissor RF pode estar integrado em uma sonda para que a localização espacial possa ser rastreada. Assim, em alguns aspectos, os corantes (ou rastreamento de sonda) podem ser usados para rastrear as áreas analisadas dos tecidos. Em alguns aspectos, os tecidos analisados podem ser mapeados para fornecer imagens espaciais bidimensionais e tridimensionais.

[0090] Em outros aspectos, um sistema de sonda pode incluir um filtro. Por exemplo, um filtro pode impedir que o tecido biológico entre nos conduítes. Por exemplo, um sistema de malha de filtro pode estar incorporado no dispositivo para impedir a entrada de corpos menores de tecido, agregados de proteínas ou aglomerados de células coagulados. Essa malha pode estar posicionada na abertura e ter contato com o tecido ou estar posicionada mais acima na sonda, de tal modo que não ocorra contato com o tecido. Em alguns aspectos, essa malha de filtro compreende tamanhos de abertura médios menor que cerca de 1,0, 0,5, 0,25 ou 0,1 mm. Como a matéria sólida pode danificar um espectrômetro de massa, esse sistema de filtro pode aumentar a vida útil do instrumento sem afetar negativamente o sinal detectado.

[0091] Em ainda outros aspectos, uma sonda endoscópica/

laparoscópica das modalidades está integrada a um microcontrolador, interface do usuário e/ou hardware associado que operará com o software apropriado.

[0092] Em alguns casos adicionais, uma luz, tal como um LED, será incorporada para fornecer retorno visual ao usuário, por exemplo, para indicar que a sonda está pronta para amostragem, no processo de fazê- lo, ou precisa ser substituída/reparada. O feedback acústico também pode ser usado, por exemplo, para que o usuário saiba em que etapa do processo o dispositivo está (por exemplo, como as dicas físicas podem não estar disponíveis laparoscopicamente). Um sistema de interface do usuário também pode estar integrado ao dispositivo, tal como um pedal e botões no alojamento da sonda. III. METODOLOGIAS DE ENSAIO

[0093] Em alguns aspectos, a presente divulgação fornece métodos para determinar a presença de tecido doente (por exemplo, tecido tumoral) ou detectar uma assinatura molecular de uma amostra biológica ao identificar padrões específicos de um perfil de espectrometria de massa. As amostras biológicas para análise podem ser de animais, plantas ou qualquer material (vivo ou não vivo) que tenha estado em contato com moléculas ou organismos biológicos. Uma amostra biológica pode ser amostras in vivo (por exemplo, durante cirurgia) ou ex vivo.

[0094] Um perfil obtido pelos métodos das modalidades pode corresponder a, por exemplo, proteínas, metabólitos ou lipídios a partir de amostras biológicas analisadas ou locais de tecido. Esses padrões podem ser determinados medindo a presença de íons específicos usando espectrometria de massa. Alguns exemplos não limitativos de métodos de ionizações que podem ser acoplados a este dispositivo incluem ionização química, ionização por laser, ionização química por pressão atmosférica, ionização por elétrons, bombar-

deamento por átomos rápidos, ionização por eletrospray, ionização térmica. Os métodos de ionização adicionais incluem fontes de plasma acopladas indutivamente, fotoionização, descarga de brilho, dessorção por campo, termospray, dessorção/ionização em silício, análise direta em tempo real, espectroscopia de massa de íons secundários, ionização por faísca e ionização térmica.

[0095] Em particular, os presentes métodos podem ser aplicados ou acoplados a uma fonte ou método de ionização ambiente para obter os dados espectrais de massa, como fonte de ionização ambiente de extração. As fontes de ionização ambiente de extração são métodos com, neste caso, processos de extração de líquidos dinamicamente seguidos por ionização. Alguns exemplos não limitativos de fontes de ionização ambiente de extração incluem ionização por eletrospray por dessorção assistida por fluxo (AFADESI), análise direta em tempo real (DART), ionização por eletrospray por dessorção (DESI), ionização por dessorção por troca de carga (DICE), ionização por eletrospray por dessorção assistida por eletrodo (EADESI), ionização por dessorção a laser por eletrospray (ELDI), ionização por spray eletrostático (ESTASI), ionização por eletrospray por dessorção por jato (JeDI), ionização por eletrospray por dessorção assistida por laser (LADESI), ionização por eletrospray por dessorção por laser (LDESI), ionização por eletrospray por dessorção a laser assistida por matriz (MALDESI), ionização por eletrospray por dessorção em nanospray (nano-DESI) ou ionização por eletrospray por dessorção em modo de transmissão (TM-DESI).

[0096] Como em muitos métodos de espectrometria de massa, a eficiência da ionização pode ser otimizada modificando as condições de coleta ou solvente, tais como os componentes de solvente, o pH, as taxas de fluxo de gás, a tensão aplicada e outros aspectos que afetam a ionização da solução da amostra. Em particular, os presentes métodos contemplam o uso de um solvente ou solução que sejam compatíveis com a questão humana. Alguns exemplos não limitativos de solvente que podem ser usados como solvente de ionização incluem água, etanol, metanol, acetonitrila, dimetilformamida, um ácido ou uma mistura dos mesmos. Em algumas modalidades, o método contempla uma mistura de acetonitrila e dimetilformamida. As quantidades de acetonitrila e dimetilformamida podem ser variadas para aperfeiçoar a extração dos analitos a partir da amostra, bem como aumentar a ionização e a volatilidade da amostra. Em algumas modalidades, a composição contém de cerca de 5:1 (v/v) dimetilformamida:acetonitrila a cerca de 1:5 (v/v) dimetilformamida:acetonitrila, tal como 1:1 (v/v) dimetilformamida:acetonitrila. No entanto, na modalidade preferida, o solvente para uso de acordo com as modalidades é um solvente farmaceuticamente aceitável, tal como água estéril ou uma solução aquosa tamponada. IV. EXEMPLOS

[0097] Os exemplos a seguir estão incluídos para demonstrar modalidades preferidas da invenção. Deve ser apreciado por aqueles técnicos no assunto que as técnicas divulgadas nos exemplos a seguir representam técnicas descobertas pelo inventor para funcionar bem na prática da invenção e, portanto, podem ser consideradas como modos preferidos para sua prática. No entanto, aqueles técnicos no assunto devem, à luz da presente divulgação, entender que muitas alterações podem ser feitas nas modalidades específicas que são divulgadas e ainda obter um resultado semelhante ou similar sem se afastar do espírito e escopo da invenção. EXEMPLO 1 - SONDA MINIMAMENTE INVASIVA PARA PROJETO

DE ESPECTROMETRIA DE MASSA

[0098] O sistema desenvolvido consiste em três partes principais: 1) uma bomba de seringa que está programada para liberar um volume discreto de solvente usando uma taxa de fluxo controlada; 2) sistemas de tubo integrados a válvulas de manga flexível de duas vias para transporte controlado de solvente e gás; 3) uma ponta da sonda que é usada para amostragem direta de tecidos biológicos.

Os sistemas de tubo e a ponta da sonda também estão integrados a um dispositivo cirúrgico minimamente invasivo, tal como uma cânula ou cateter, para uso em cirurgias laparoscópicas ou endoscópicas.

Várias iterações do sistema foram exploradas e otimizadas com o objetivo final de minimizar danos aos tecidos, maximizar a extração de analitos de tecidos e maximizar a transmissão de solventes ao espectrômetro de massa.

A Figura 1 mostra uma figura esquemática de um exemplo de um aparelho minimamente invasivo para analisar tecido biológico.

A bomba de seringa fornece solvente e gás para a sonda minimamente invasiva por meio de microtubos de PTFE.

A sonda mantém contato com a amostra e retém o solvente durante a interação com o tecido.

A ponta foi fabricada com impressão 3D e é feita de polidimetilsiloxano biologicamente compatível (PDMS). A sonda possui três portas principais: uma para o sistema de tubo de entrada, uma porta central para liberação de gás e uma terceira para o sistema de tubo de saída.

Todas as portas são liminares em um pequeno reservatório onde a gota é retida e exposta à amostra de tecido por um período de tempo controlado, permitindo a extração eficiente de moléculas.

O tamanho do reservatório determina a resolução espacial do dispositivo.

Um volume de solvente de 10 µL é exposto à amostra de tecido.

A Figura 2 mostra os três tubos de conduíte.

Os três tubos de conduíte usados são feitos de politetrafluoretileno (PTFE), que também é biologicamente compatível.

O tubo da bomba de seringa é usado para liberar solvente a partir da bomba de seringa à ponta da sonda, enquanto o outro microtubo de PTFE é usado para liberar um gás inerte (N2 ou CO2) à ponta da sonda.

O gás serve a três propósitos principais: 1) secar o tecido antes da análise; 2) evitar a folga do solvente devido ao vácuo do espectrômetro de massa quando o reservatório está fechado ao entrar em contato com a amostra de tecido; 2) auxiliar o transporte do solvente do tecido ao espectrômetro de massa através do tubo de PTFE maior.

O tubo de PTFE maior é diretamente conectado à entrada do espectrômetro de massa, de modo que a pressão positiva do sistema de vácuo do espectrômetro de massa é usada para conduzir a gota do reservatório à entrada do espectrômetro de massa para ionização.

A Figura 9 mostra um esquema da sonda minimamente invasiva que inclui um diagrama da ponta da sonda, incluindo os três tubos de conduíte e o reservatório na base (rotulado 4). A Figura 3 mostra dois dos dispositivos possíveis para alojar a sonda minimamente invasiva.

A cânula mostrada faz com que o tubo de gás e solvente entre na parte superior, bem como o tubo ao espectrômetro de massa.

A sonda é mostrada emergindo a partir do parte inferior da cânula.

A sonda também pode estar introduzida na cavidade do corpo usando uma agulha trocarte.

A Figura 10 representa uma cirurgia uterina laparoscópica simulada e mostra que a sonda minimamente invasiva pode ser controlada por um fórceps.

Um sistema de obturador que oclui o orifício da sonda minimamente invasiva pode ser empregado como mostrado na Figura 4. Uma opção para o obturador é usar um balão de cateter que pode fechar a ponta da sonda, cujo diagrama é mostrado na Figura 13, impedindo a entrada de material biológico indesejado no dispositivo, incluindo os lúmens e os tubos, após a inserção do cateter no paciente.

O obturador pode impedir que fluidos biológicos endógenos entrem no espectrômetro de massa após a análise ter sido iniciada, evitando assim a contaminação dos resultados.

O fechamento do obturador também pode impedir que o excesso de nitrogênio gasoso e água entre no corpo.

O uso de um obturador nas sondas alongadas necessárias para cirurgia minimamente invasiva pode ajudar a mitigar a natureza imprevisível e muitas vezes tumultuada do movimento interno dos órgãos e sistemas dos órgãos durante cirurgia, o que poderia afetar a aquisição do sinal. A sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva também pode incluir um tubo de vácuo separado do vácuo da amostra acima. O objetivo deste segundo tubo de vácuo é fixar ou prender com cuidado a ponta da sonda no tecido durante a análise.

[0099] Os eventos de tempo envolvidos na operação do dispositivo são automatizados e controlados com precisão por software que se comunica com um sistema Arduino e duas válvulas de manga flexível de duas vias. Todas as válvulas de manga flexível são fechadas até o processo ser iniciado, quando, sob 300 µL/min, um pulso é enviado à bomba para infundir o solvente por dois segundos e parar, gerando uma gota de 10 µL preenchendo o reservatório da sonda minimamente invasiva. Os tubos do gás e do espectrômetro de massa são fechados nas válvulas de manga flexível, permitindo que o solvente no reservatório interaja com o tecido por três segundos para extrair as moléculas. As válvulas de manga flexível que controlam os tubos do gás e do espectrômetro de massa são abertas simultaneamente, permitindo que a gota seja transferida ao espectrômetro de massa para ionização e análise molecular. Um pulso é enviado à bomba para infundir o solvente por mais 12 segundos e parar, para direcionar completamente todas as moléculas extraídas ao espectrômetro de massa. Os tubos do gás e do espectrômetro de massa são deixados abertos por mais 20 segundos para permitir que todo o solvente no tubo do espectrômetro de massa entre no espectrômetro de massa. O tempo total de análise é de 37 segundos.

[00100] A sonda pode ser lavada entre análises em uma variedade de métodos. Geralmente, a ponta da sonda é limpa com água estéril. Um projeto adicional que pode facilitar a etapa de lavagem é um projeto retrátil que lava o exterior da sonda sem a necessidade de remover o dispositivo do paciente (Figura 15). O projeto consiste em uma câmara com válvulas localizadas nas aberturas para manter uma vedação de água e gás. Um tubo mais longo que contém a ponta da sonda, água e conduítes de gás transectará somente a válvula superior quando a ponta estiver localizada na câmara de lavagem, mas passará pelas duas válvulas quando a ponta estiver implantada no ambiente do paciente. Depois que a ponta da sonda, o tubo ou ambos estiverem contaminados durante o processo de cirurgia, a sonda será retirada para a câmara de lavagem. Os tubos de água podem estar localizados dentro da câmara de lavagem e apontados para cima, proporcionando um forte jato de solvente de limpeza. Duas posições do tubo de vácuo estarão localizadas acima da primeira e da segunda válvula para remover o solvente sujo. O tubo de vácuo posicionado acima da primeira válvula é um tubo de emergência, caso de alguma água quebrar a primeira barreira da válvula. Todo o sistema se encaixará perfeitamente dentro de um trocarte e a sonda implantável estará localizada dentro deste sistema. Os aspiradores localizados dentro da sonda também operam durante esse processo de limpeza, que enxaguará o tubo até que ele esteja limpo. EXEMPLO 2 - PERFIS E ANÁLISE MOLECULARES

[00101] O sistema descrito no presente documento opera por diretamente conectar o tubo de transferência à entrada do espectrômetro de massa para transportar os solventes que contêm analito ao espectrômetro de massa para análise molecular. Essa configuração simplifica muito os detalhes operacionais e impede o uso de fontes de ionização. Depois que a sonda interage com o tecido, o solvente é então transportado ao espectrômetro de massa e diretamente infundido sem a necessidade de uma fonte de ionização adicional. Como o sistema é totalmente automatizado para que cada gota de 10 µL de solvente seja liberada separadamente à entrada, o espectrômetro de massa opera sem nenhum impacto em seu desempenho. Informações moleculares ricas são obtidas dessa maneira, semelhante ao que é observado em outras técnicas de ionização ambiente por extração de solvente, tal como a ionização por eletrospray por dessorção. O mecanismo de ionização pode ser semelhante à ionização de entrada. Para métodos de ionização de entrada, a ionização ocorre na região de queda de pressão de entrada entre a atmosfera e o vácuo. Devido à natureza das técnicas cirúrgicas minimamente invasivas, o diâmetro e o comprimento do tubo são de importância crítica. Uma variedade de comprimentos do tubo foi testada para a liberação de solvente ao espectrômetro de massa, conforme visto nas Figuras 5 a 8.

[00102] As Figuras 5 a 8 mostram o total de cromatogramas de íons obtidos a partir de seções cerebrais de camundongos durante o período total de análise enquanto se usam comprimentos do tubo de 1,5 metros a 4,5 metros. Perfis moleculares ricos foram observados em todos os casos. A um comprimento do tubo de 4,5 metros, o perfil molecular é facilmente estabelecido sobre o sinal de fundo da água (Figura 11). A Figura 12 mostra cromatogramas de íons totais obtidos usando tamanhos de conduíte de 1,5 mm a 4,0 mm. Novamente, perfis moleculares ricos foram observados com cada tamanho de conduíte. Para demonstrar ainda mais a utilidade da sonda minimamente invasiva para espectrometria de massa, tecido pulmonar humano foi analisado (Figura 14), e gerou um perfil molecular robusto.

[00103] Os perfis moleculares gerados pela sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva também podem ser usados para tipagem de tecidos. Uma série de amostras de tecido foi avaliada com a sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva e pôde ser identificada com uma precisão geral de 98,55% (Tabela 1).

TABELA 1. RESULTADOS DA TIPAGEM DE TECIDO. VERDADEIRO Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas Tireoide 42 0 1 0 0 0 0 Linfa 0 26 0 0 0 0 0 Paratireoide 0 1 62 0 0 0 0 Mama 0 0 0 29 0 0 0 Pulmão 0 0 0 0 47 0 0 Ovariano 0 1 0 1 0 41 0 Pâncreas 0 0 0 0 0 0 24

[00104] O sistema foi capaz de identificar tecidos linfáticos, mamários e pulmonares com precisão de 100%, da tireoide e paratireoide com precisão de 97% a 99%, ovarianos com precisão de 95,35% e tecido do pâncreas com precisão de 83,33%. Esses resultados de tipagem de tecido foram gerados a partir de características selecionadas dos perfis de espectrometria de massa mostrados na Tabela 2. TABELA 2. CARACTERÍSTICAS SELECIONADAS PARA A TIPAGEM DE TECIDOS. Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 2,26901 m/z -0,25915 -1,37199 0,833471 -0,44036 -0,34999 8 -0,68101 0,09713 125,01 0 0 0 0 0 7 0 130,06 0 0 0,008242 0 0 0 0 146,05 0 0 -0,00177 0 0 0 0 147,69 0 0 0,28651 0 0 0 0 0,02570 148,95 0 0 0 0 0 3 0 0,01411 183,96 0 0 0 0 0 8 0 191,02 0 0 0 0 0 -0,01003 0 194,99 0 0 0 0 0,00062 0 0 200,17 0 -0,00053 0 0 0 0 0 205,46 0 0 0 0 0 0 0,260268 218,1 0 0 -0,01171 0 0 0 0 239,17 0 -0,02264 0 0 0 0 0

Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 241,92 0 0 0 0 0 0,00716 0 243,97 0 0 -0,01202 0 0 0 0 244,92 0 0 0,004177 0 0 0 0 0,06468 250,96 1 0 0 0 0 0 0 0,03052 251,96 0 0 0 0 0 1 0 252,85 0 0,00771 0 0 0 0 0 0,03283 255,9 0 0 0 0 0 6 0 0,00984 256,23 0 0 0 0 2 0 0 271 0 0 -0,0484 0 0 0 0 271,19 0 -0,00793 0 0 0 0 0 272,01 0 0 0,042591 0 0 0 0 273,08 0 0 0,015766 0 0 0 0 0,01443 276,8 8 0 0 0 0 0 0 0,01105 279,24 0 0 0 0 3 0 0 279,92 0 0 0 0 -0,03074 0 0 0,02669 287,01 0 0 0 0 0 3 0 287,98 0 0 0,131242 0 0 0 0 0,08193 291,01 0 3 0 0 0 0 0 294,82 0 0 -0,01746 0 0 0 0 296,09 0 0 -0,01414 0 0 0 0 296,94 0 0 0 0 0 0 0,105634 0,01676 306,07 0 0 0 0 5 0 0 0,00434 318,85 0 0 0 0 0 5 0 0,02568 323,91 0 0 0 0 0 9 0 326,06 0 0 0,031889 0 0 0 0

Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 0,06413 332,27 0 0 0 0 0 8 0 341,27 0 0 0 0,01519 0 0 0 0,06630 344,97 0 0 0 0 0 6 0 354,16 0 0 0 0 0 -0,04315 0 0,01144 357,84 0 0 0 0 0 7 0 0,00037 362,24 0 0 -0,07847 0 0 9 0 407,23 0 0 0 0 0 -0,00779 0 0,08931 428,03 0 3 0 0 0 0 0 428,19 0 0 0 0 0 -0,00888 0 436,28 0 0 0 0 0 0 0,006734 437,29 0 0 0 0 0 0 0,077554 0,15155 444,08 3 0 0 0 0 0 0 453,28 0 0 0 0 0 -0,00176 0 455,8 0 0 0 0 0 0,01032 0 460,23 0 0 0 0 0 -0,04105 0 462,3 0 0 0 0 0 0 0,08139 463,98 0 0 0,024299 0 0 0 0 465,3 0 0 0 0 0 -0,03072 0 465,32 0 0 0 0 0 0 0,012348 476,21 0 0 -0,02093 0 0 0 0 0,03298 485,2 0 0 0 0 0 1 0 0,18170 519,32 0 0 0 6 0 0 0 524,3 0 0 0 0 0 0 0,0418 530,26 0 0 0,011799 0 0 0 0 0,04137 535,13 0 0 0 0 0 6 0 565,05 0 0 0,076194 0 0 0 0 0,06734 578,27 0 3 0 0 0 0 0

Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 616,17 0 0 0 0 0 -0,03131 0 0,10099 637,33 2 0 0 0 0 0 0 655,51 0 0 0 0 0 0 0,088267 0,06425 688,51 0 0 0 3 0 0 0 0,04455 690,51 0 0 0 0 8 0 0 701,53 0 0 0 0 0 -0,00473 0 714,51 0 0 0 0 0 -0,02904 0 0,28605 715,54 0 0 0 9 0 0 0 717,53 0 0 0,032346 0 0 0 0 0,10747 718,54 0 0 0 0 1 0 0 0,16655 719,49 0 0 0 0 4 0 0 0,01948 721,5 0 0 0 0 2 0 0 724,99 0 0 0,012692 0 0 0 0 725,49 0 0 0,061029 0 0 0 0 726,5 0 0 0,022406 0 0 0 0 0,07785 729,37 0 7 0 0 0 0 0 741,53 0 0 0,04295 0 0 0 0 0,02362 743,57 0 0 0 7 0 0 0 747,52 0 0 0 0 0 -0,0096 0 0,14091 748,52 0 0 0 0 2 0 0 0,02291 752,56 0 0 0 0 3 0 0 758,4 0,0479 0 0 0 0 0 0 0,02512 761,4 3 0 0 0 0 0 0 764,52 0 0 0,003296 0 0 0 0 768,55 0 0 0,002224 0 0 0 0

Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 769,5 0 0 0 0 0 -0,00431 0 0,00472 769,51 0 0 0 0 7 0 0 770,53 0 0 0 0 0,08501 0 0 771,52 0 0 0 0 0 -0,03674 0 775,55 0 0 0 0 0 -0,02396 0 0,12170 776,55 0 0 0 0 5 0 0 0,01200 793,56 0 3 0 0 0 0 0 0,03905 795,52 0 0 0 0 1 0 0 0,02479 796,52 0 0 0 0 2 0 0 809,52 0 0 0,063972 0 0 0 0 0,04729 811,53 0 4 0 0 0 0 0 0,08788 812,55 0 2 0 0 0 0 0 0,03164 813,55 0 7 0 0 0 0 0 0,06204 822,47 8 0 0 0 0 0 0 0,21582 823,48 2 0 0 0 0 0 0 833,52 0 -0,0026 0 0 0 0 0 835,54 0 -0,00055 0 0 0 0 0 0,31181 836,55 0 6 0 0 0 0 0 0,02082 838,56 0 3 0 0 0 0 0 860,54 0 0 0,004644 0 0 0 0 861,55 0 0 0 0 0 -0,02476 0 0,00146 991,29 0 7 0 0 0 0 0 0,06956 991,69 0 2 0 0 0 0 0

Tireoide Linfa Paratireoide Mama Pulmão Ovariano Pâncreas 1305,9 0,05880 5 0 0 0 0 0 9 0 1448,9 7 0 0 0,002613 0 0 0 0

[00105] De maneira semelhante à diferenciação de tipos de tecido, a sonda de espectrometria de massa minimamente invasiva pode ser usada para diferenciar entre tecidos normais e cancerígenos. O sistema previu tecidos normais com precisão de mais que 89% e tecidos cancerígenos com precisão de mais que 91%, conforme visto na Tabela 3. TABELA 3. RESULTADOS DE PREVISÃO DE TECIDO CANCERÍGENO. Previsto Normal Câncer Normal 247 28 Verdadeiro Câncer 12 129

[00106] Esses tecidos foram previstos com base nas características selecionadas mostradas na Tabela 4. TABELA 4 CARACTERÍSTICAS SELECIONADAS USADAS PARA A PREVISÃO DE TECIDOS CANCERÍGENOS. IntensidadeMín Câncer IntensidadeMáxNorm IntensidadeMínNorm IntensidadeMáx m/z - 0,00000000 0 0,0 0 0,1200838 124,01 - 0,07309089 0 1910468,9 0 40,9603959 146,05 - 0,08721183 0 4249182,8 0 25,4909642 154,06 - 0,27268945 0 1028115,5 0 1,7548952 165,02 42,8950874 0,02168110 0 189918,4 0 174,04 114,2977347 0,01893967 0 703388,7 0 175,02 - 0,21139870 0 6752479,6 0 27,1843207 175,03 - 0,12211639 0 2175467,9 0 24,4596324 187,04 - 0,22046140 0 5731647,5 0 60,8607370 201,04 118,9618023 0,08163593 0 1262331,3 0

IntensidadeMín Câncer IntensidadeMáxNorm IntensidadeMínNorm IntensidadeMáx 214,05 0,03867785 0 773249,9 0 128,8755917 215,03 - 0,09055005 0 3274645,3 0 31,7356346 221,01 138,9164198 0,01083151 0 568690,6 0 241,04 - 0,01626196 0 3302753,8 0 74,5285436 246,95 - 0,05776215 0 1111366,1 0 2,9550154 267,07 4,3468095 0,03979236 0 4039159,9 0 268,8 - 0,04524576 0 1488145,8 0 51,7317355 271 0,06004618 0 492594,7 0 3,2679671 283,27 - 0 2355024,1 0 55,5183712 0,14933261 296,94

7. 5951233 0,22379688 0 2429905,2 0 313,16 - 0 7786035,2 0 7134875 0,17606736 328,06 71,2579706 0,04428292 0 957525,7 0 332, 9 23,4374773 0,03396153 0 1214185,0 0 341,27 - 0 6590254,4 0 1,6023939 0,28304768 345,16 - 0 1696500,0 0 50,1650411 0,04368856 346,05 83,1031168 0,01781918 0 628038,1 0 353,16 23,4132756 0,06995437 0 2172310,7 0 377,09 - 0 1100627,9 0 9,9688497 0,10964367 559,47 - 0 49840406,6 0 2,7064435 0, 05334380 572,48 83, 3837979 0,01727858 0 1439590,6 0 585,49 - 0 86114572,9 0 20,0678254 0,09010271 615,17 - 0 2801168,1 0 115,9821356 0,03578691 722,51 66,9597188 0,04599428 0 13448313,9 0 742,54 89,8907769 0,04732031 0 8284542,5 0 744,55 64,7272067 0,02038387 0 905261,7 0 748,52 - 0 1870669,2 0 39,0756981 0,04027318 766,54 - 0 4504433,6 0 23,4133796 0,05266494

IntensidadeMín Câncer IntensidadeMáxNorm IntensidadeMínNorm IntensidadeMáx 773,53 - 0 3784388,4 0 60,0910994 0,09127090 788,54 44,1054014 0,04591038 0 1660366,4 0 788,55 – 1, 0,03125159 0 4032842,0 0 4204710 822,47 - 0 738427,0 0 19,2490565 0,05601076 823,48 - 0 320932,5 0 66,6013083 0,02864992 861,55 - 0 9614626,2 0 135,4621348 0,05829841 885,55 25,0244403 0,12046562 0 9712708,6 0 888,57 90,5815624 0, 02339633 0 1145858,3 0

[00107] Para avaliar o desempenho do sistema, análises consecutivas foram realizadas na mesma seção de tecido e em diferentes seções de tecido para demonstrar que o sistema é altamente reprodutível nas amostras e nas diferentes amostras. MATERIAIS E MÉTODOS.

[00108] Espectrômetro de Massa. Usou-se o espectrômetro de massa Exactive Hybrid Quadrupole-Orbitrap (Thermo Scientific, São José, CA). A varredura completa foi realizada na faixa m/z de 500 a 1800, e os outros parâmetros espectrométricos de massa foram listados da seguinte forma: poder de resolução de 140.000, microvarredura de 2, tempo máximo de injeção de 300 ms, temperatura capilar de 350 °C e nível RF da lente S de 100.

[00109] Tecidos Biológicos. Cérebros de camundongos selvagens foram adquiridos da Bioreclamation IVT. 62 amostras congeladas de tecidos humanos, incluindo mama, tireoide, gânglios linfáticos, ovário e rim, foram obtidas da Cooperative Human Tissue Network e do Baylor College Tissue Bank. As amostras foram armazenadas em um congelador a -80 °C. As lâminas de tecidos foram secionadas a 16 µm usando um criostato CryoStar™ NX50. A amostra de tecido congelada foi descongelada à temperatura ambiente antes do uso.

[00110] Análise Estatística. O IBM SPSS Statistics 22.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, EUA) foi usado para realizar a análise de componentes principais (PCA) para revelar padrões nos dados. A análise foi realizada diretamente usando os dados brutos. Os 10 picos das intensidades relativas superiores na faixa m/z de 700 a 900 foram usados para a PCA. Normalmente, os três primeiros componentes, que englobam mais de 85% da variância total, são usados nos resultados atuais. EXEMPLO 3 - AUTOMATIZAÇÃO DO SISTEMA PARA USO MANUAL

E LAPAROSCÓPICO

[00111] Como todos os materiais (PDMS e PTFE) e solvente (somente água) usados no projeto da sonda minimamente invasiva são biologicamente compatíveis, o sistema tem um alto potencial para ser usado em cirurgias laparoscópicas e endoscópicas para análise em tempo real. Mais do que isso, devido à pequena dimensão do dispositivo, ele pode estar integrado a um sistema robótico cirúrgico, tal como o sistema cirúrgico Da Vinci, através de uma porta acessória ou um de seus braços robóticos. Várias regiões da cavidade do corpo humano podem ser rapidamente amostradas durante a cirurgia com ou sem etapas de lavagem/enxágue entre cada análise e analisadas usando um banco de dados de assinaturas moleculares e algoritmos de aprendizagem de máquina. Por conseguinte, os resultados de diagnóstico podem ser fornecidos em tempo real para cada região amostrada. Este sistema pode ser amplamente usado em uma grande variedade de intervenções oncológicas e outras intervenções cirúrgicas (tais como a endometriose) para as quais a distinção em tempo real e o diagnóstico de tecidos são necessários.

[00112] Assim, foi desenvolvida uma plataforma da caneta laparoscópica MasSpec Pen, que pode ser usada em procedimentos MIS manuais ou roboticamente controlados (Figuras 16A e 16B). A plataforma da caneta laparoscópica MasSpec Pen foi desenvolvida com ênfase em três características principais de projeto: 1) adesão às dimensões e especificações de materiais necessárias para uso no ambiente laparoscópico; 2) especificação de desempenho semelhante à caneta portátil MasSpec Pen para garantir compatibilidade com os modelos estatísticos gerados anteriormente; e 3) integração a um software automatizado e interface gráfica do usuário para análise de dados em tempo real e classificação estatística.

[00113] A caneta laparoscópica MasSpec Pen foi projetada com as especificações necessárias para funcionar no MIS. As modificações no projeto permitiram a introdução da caneta MasSpec Pen através da cânula de um trocarte laparoscópico ou através das portas abertas de sistemas robóticos (geralmente de 5 mm, 8 mm ou 12 mm de diâmetro), mantendo uma operação semelhante à caneta portátil MasSpec Pen. A caneta portátil MasSpec Pen tem um diâmetro de 10 mm, que foi determinado pelo diâmetro da ponta da caneta impressa em 3D com polidimetilsiloxano (PDMS). A ponta da caneta portátil MasSpec Pen foi projetada com três conduítes (água de entrada, gás de entrada e água de saída), que estão em comunicação fluida com um reservatório aberto que posiciona a gota de água para entrar em contato com a superfície do tecido (Figura 17A). Na caneta laparoscópica MasSpec Pen, dois tubos de micropolitetrafluoretileno (PTFE) (diâmetro externo de 0,794 mm, diâmetro interno de 0,339 mm), um para a água de entrada e outro para o gás de entrada, foram enxertados em uma ponta impressa em 3D com PDMS (Figura 17B). A extremidade proximal da ponta da caneta foi conectada a um conduíte de PTFE maior (diâmetro externo de 1,59 mm, diâmetro interno de 0,794 mm) para servir como conduíte de água de saída. Nesse projeto, o espaço oco na extremidade distal da ponta da caneta funciona como reservatório de gotas de água e pode ser personalizado para diâmetros variados, dependendo do uso pretendido.

[00114] Neste estudo, o reservatório foi projetado com três diâmetros de 1,5 mm, 2,7 mm e 4,0 mm para exibir uma variedade de recursos. Embora diâmetros de reservatórios abaixo de 1,5 mm possam ser fabricados através de micromoldagem, eles não foram testados devido a limitações nas capacidades de fabricação. Além disso, as margens atuais livres de câncer recomendadas para excisão de câncer sólido são geralmente maiores que 1,5 mm - tal como 3 mm para carcinoma basocelular, 2 mm para câncer de mama e 5 cm para câncer gástrico.

[00115] Para manipular a caneta MasSpec Pen para contato com o órgão de interesse in vivo, uma aleta de agarrar foi incorporada na ponta da caneta para fornecer um ponto de ancoragem para uma ferramenta laparoscópica, tal como um fórceps ou um braço robótico (Figura 16C). Como em qualquer procedimento laparoscópico, o acesso aos órgãos é determinado pelo posicionamento do trocarte. Um benefício da caneta laparoscópica MasSpec Pen é a flexibilidade e o peso leve do sistema de tubo à base de polímeros. Essas características permitem que o dispositivo seja facilmente manipulado através de um trocarte nas direções x, y e z, dado o posicionamento da cânula em referência a um órgão de interesse. Uma aleta de 3 mm de comprimento foi incorporada nos moldes impressos em 3D unilateralmente na extremidade proximal da ponta da caneta para evitar aumentar o diâmetro do dispositivo. O diâmetro total da caneta laparoscópica MasSpec Pen, incluindo a aleta, foi de 7,5 mm para as pontas do diâmetro do reservatório de 1,5 e 2,7 mm e 9,5 mm para a ponta do diâmetro do reservatório de 4,0 mm; tudo compatível para uso através de trocartes de tamanho comum.

[00116] Diferentes comprimentos de tubo entre a caneta laparoscópica MasSpec Pen e o espectrômetro de massa foram investigados para uso no ambiente da sala de operações (Figura 18). Comprimentos de tubulações maiores que os usados na caneta portátil MasSpec Pen (1,5 m) foram testados considerando o comprimento adicional necessário para inserir a caneta MasSpec Pen através dos trocartes laparoscópicos (comprimento de 5 a 12 mm), restrições da área de trabalho da sala de operações (SO) e a necessidade de posicionamento do instrumento fora do campo estéril cirúrgico. Como na caneta portátil MasSpec Pen, foram usados 3 segundos de tempo de contato entre a gota de água na ponta da caneta e a seção do tecido cerebral sondado para extração molecular (Figura 16D).

[00117] Após o período de amostragem, uma descarga de água de 4 segundos foi usada para facilitar o transporte de gotas da ponta da caneta, através do tubo de PTFE, ao espectrômetro de massa. O tubo de PTFE foi diretamente conectado a um tubo de transferência de espectrômetro de massa aquecido e estendido (350 °C) por meio de tubo flexível de silicone, eliminando, portanto, o uso de uma fonte de ionização externa. As análises foram realizadas no modo de íon negativo. Figuras 18A-C mostram os espectros de massa obtidos a partir de seções seriais de tecido cerebral de camundongos analisadas com a caneta laparoscópica MasSpec Pen de 2,7 mm nos comprimentos de tubo de 1,5 m, 3,0 m e 4,5 m. Padrões similares foram observados nos espectros de massa registrados, exibindo altas abundâncias relativas de uma variedade de íons carregados negativamente, identificados como espécies lipídicas normalmente observadas em seções de tecido cerebral de camundongos usando a caneta MasSpec Pen e outras técnicas de ionização ambiente. Por exemplo, m/z de 834,529 (identificada como [PS (40:6)-H]'), m/z de 885,550 (identificada como [PI(38: 4)-H]') e m/z de 790,539 (identificada como [PE(40:6)-H]') foram observadas em altas abundâncias relativas nos espectros de massa obtidos a partir da massa cinzenta do cérebro de camundongos.

[00118] Foi alcançada uma similaridade média de cosseno de 0,93 (n=12) para os espectros de massa obtidos com vários comprimentos de tubo, o que demonstra que a informação molecular obtida é reproduzível e independente do comprimento do tubo (Tabela 5). Além disso, o tempo de transferência foi medido para cada comprimento testado, produzindo 3,8 s ± 0,5 s (n=10), 5,8 s ± 0,7 s (n=10) e 7,5 s ± 0,4 s (n=10), para comprimentos de tubo de 1,5 m, 3,0 m e 4,5 m, respectivamente (Tabela 6). Curiosamente, triplicar o comprimento do tubo de 1,5 m para 4,5 m resultou na duplicação do tempo de transferência, o que indica uma velocidade não linear do transporte de gota no sistema de tubo. A um comprimento do tubo de 4,5 metros, diferentes diâmetros do reservatório da caneta laparoscópica MasSpec Pen (1,5, 2,7 e 4,0 mm) foram testados, produzindo desempenho comparável com as mudanças esperadas no perfil espectral de massa devido à amostragem de diferentes regiões de tecido cerebral (Figura 20).

[00119] Para comparar o desempenho da caneta laparoscópica MasSpec Pen com a do sistema portátil, as seções seriais de tecido cerebral de camundongos foram analisadas usando as mesmas dimensões descritas anteriormente para a caneta portátil MasSpec Pen (diâmetro da ponta da caneta de 2,7 mm e comprimento do tubo de 1,5 m) . Perfis semelhantes foram observados a partir de seções de tecido cerebral de camundongos analisadas com ambos projetos em toda a faixa m/z (m/z de 120 a 1800, cosseno da mesma forma = 0,88, n=8) e faixa m/z restrita (m/z de 600 a 1800 , cosseno da mesma forma = 0,92, n=8) (Figura 17C). Esses resultados sugeriram que a caneta laparoscópica MasSpec Pen produziu resultados comparáveis aos obtidos com a caneta portátil MasSpec Pen, apesar das alterações no projeto do reservatório e no comprimento do tubo. Um diâmetro do reservatório de 2,7 mm e comprimento do tubo de 4,5 m foram escolhidos para as demais experiências realizadas com a caneta laparoscópica MasSpec Pen. Usando esses parâmetros, foi alcançado um tempo de medição geral de ̴ 20 segundos/local, que inclui o tempo empregado para amostragem de tecido (3 segundos), transporte de gota (7 segundos) e ionização e análise de gota ((̴ 10 segundos).

[00120] Para facilitar o uso clínico da caneta laparoscópica MasSpec Pen, um software com interface gráfica do usuário (GUI) foi desenvolvido para aquisição em tempo real de espectrometria de massa, análise estatística e exibição de resultados. Conforme relatado anteriormente para a caneta portátil MasSpec Pen, um pedal é usado para acionar o fluxo de trabalho de análise. Aqui, o sistema foi aperfeiçoado para que o pedal também acionasse o software construído em laboratório (Figura 19A). Usando essa abordagem, o usuário seleciona qual tipo de tecido está sendo avaliado na GUI antes da análise de tecido, para que o software selecione corretamente o modelo estatístico correspondente para a análise de dados. Em seguida, após a ativação pelo pedal, uma bomba de seringa é acionada para formar uma gota de água discreta na ponta da caneta, onde ela interage com o tecido por 3 segundos. Após o contato com o tecido, a gota enriquecida com espécies biomoleculares extraídas é transportada para o espectrômetro de massas Orbitrap através de um tubo de PTFE para ionização e análise de massa, conforme explicado anteriormente. Os dados do espectro de massa são continuamente gravados e lidos pelo programa de software. A média dos três espectros de massa com a intensidade mais alta para os íons selecionados é pré-processada para análise estatística. A previsão é então realizada usando os modelos estatísticos previamente construídos pelo método Lasso, usando dados adquiridos a partir de tecidos validados histologicamente e a probabilidade do tecido ser cancerígeno é relatada na GUI.

[00121] Para testar o desempenho do sistema integrado para diagnóstico de tecido, foram analisadas 12 amostras de tecido ovariano humano, incluindo 7 tecidos normais e 5 carcinomas serosos de alto grau (HGSC), seguindo o fluxo de trabalho descrito acima. Um classificador estatístico previamente construído para o diagnóstico de câncer ovariano foi incorporado no software e a análise foi acionada usando a ativação do pedal. Para amostras de tecido de tamanho maior, várias regiões dentro da mesma amostra de tecido foram analisadas, produzindo um total de 24 análises. Os espectros de massa obtidos apresentaram perfis lipídicos característicos semelhantes aos descritos anteriormente para tecidos normais e ovarianos cancerígenos (Figura 21). Usando o software e o classificador estatístico, uma probabilidade de câncer e o diagnóstico preditivo associado foram relatados para cada região analisada.

[00122] Com base nos valores de corte gerados pelo classificador estatístico, as amostras com uma probabilidade preditiva maior que 0,51 foram denominadas como “câncer”, enquanto as amostras com probabilidades preditivas menor que 0,51 foram denominadas “normais”. Conforme mostrado na Tabela 7, foi alcançada 100% de sensibilidade para o diagnóstico de câncer, pois todas as regiões das cinco amostras de câncer analisadas foram classificadas como câncer. Uma das sete amostras normais de tecido (ON_164b) foi classificada erroneamente como câncer nas duas regiões analisadas, enquanto uma das quatro regiões analisadas da amostra ON_135a foi classificada como câncer, produzindo 80% de seletividade. No geral, foi alcançada uma concordância de 87,5% entre os diagnósticos preditivo e patológico.

[00123] Por fim, a caneta laparoscópica MasSpec Pen foi testada usando um manequim de simulação laparoscópico. A caneta laparoscópica MasSpec Pen foi inserida no manequim através de uma cânula de 8 mm. Dentro do manequim, fórceps laparoscópicos foram usados para manipular a caneta MasSpec Pen, enquanto uma câmera de vídeo foi empregada para transmitir uma imagem e/ou vídeo dos órgãos dentro do abdômen e orientar o posicionamento da caneta laparoscópica MasSpec Pen durante o procedimento (Figura 19B). Amostras normais e ovarianas cancerígenas humanas foram posicionadas em cima de um órgão de imitação e acessadas através das incisões laparoscópicas no interior do manequim, e depois analisadas usando o equipamento laparoscópico. Fórceps foram usados para agarrar a aleta projetada e guiar corretamente a caneta à superfície do tecido para análise. Usando o pedal, a análise foi ativada automaticamente, conforme descrito anteriormente. Foi alcançado um diagnóstico preditivo de "normal" para o tecido ovariano normal (probabilidade de câncer = 0,37), enquanto um diagnóstico preditivo de "câncer" foi alcançado para o tecido ovariano cancerígeno (probabilidade de câncer = 0,68), o que concorda com o diagnóstico histopatológico das amostras. No geral, a caneta laparoscópica MasSpec Pen mostrou desempenho robusto no manequim simulado, sugerindo sua compatibilidade para uso em procedimentos MIS. TABELA 5. RESULTADOS DE SIMILARIDADE DE COSSENO ENTRE

OS ESPECTROS DE MASSA OBTIDOS COM A CANETA LAPAROSCÓPICA MASSPEC PEN (DIÂMETRO DO RESERVATÓRIO DE 2,7 MM) E DIFERENTES COMPRIMENTOS DO TUBO.

Comprimento do Tubo 1,5 metros (n=4) 3,0 metros (n=4) 3,0 metros (n=4) 0,91 -- 4,5 metros (n=4) 0,92 0,97 TABELA 6. TEMPO DE TRANSPORTE DE GOTA DA PONTA DA

CANETA AO ESPECTRÔMETRO DE MASSA ATRAVÉS DE VÁRIOS COMPRIMENTOS DO TUBO. Tempo de Transporte de Gota Média (n=10) Desvio padrão relativo (RSD) 1,5 metros 3,8 12,4% 3,0 metros 5,8 11,5% 4,5 metros 7,5 5,2%

TABELA 7. DIAGNÓSTICO PATOLÓGICO, DIAGNÓSTICO

PREDITIVO DE SOFTWARE E PROBABILIDADES DE CÂNCER

PARA AMOSTRAS DE TECIDO OVARIANO HUMANO ANALISADAS USANDO A CANETA LAPAROSCÓPICA MASSPEC PEN (2,7 MM DE DIÂMETRO DO RESERVATÓRIO E 4,5 M DE COMPRIMENTO DO TUBO). Diagnóstico Diagnóstico Probabilidade de ID do Tecido Preditivo de Software Câncer Patológico Local 1 Câncer 0,59 ON _135a Local 2 Normal 0,40 Local 3 Normal 0,32 Local 4 Normal 0,01 Local 1 Normal 0,39 ON_263c Local 2 Normal 0,42 ON_294a Local 1 Normal 0,04 Local 1 Normal 0,11 Ovário Normal ON_220a Local 2 Normal 0,38 Local 1 Câncer 0,76 ON_164b Local 2 Câncer 0,62 Local 1 Normal 0,00 ON_335c Local 2 Normal 0,00 Local 1 Normal 0,38 ON_161a Local 2 Normal 0,36 Local 1 Câncer 0,88 OT_403a Local 2 Câncer 0,98 Local 1 Câncer 0,98 OT_054a Câncer Ovariano Local 2 Câncer 0,72 Seroso de Alto Local 1 Câncer 0,89 OT_337a Grau Local 2 Câncer 1,00 Local 1 Câncer 0,99 OT_405A Local 2 Câncer 0,99 OT_058a Local 1 Câncer 0,93

[00124] Em conclusão, a caneta laparoscópica MasSpec Pen é um dispositivo automatizado que fornece informações de diagnóstico quase em tempo real para MIS. O projeto e as características exclusivas da caneta laparoscópica MasSpec Pen descritos atendem a muitos dos requisitos necessários para o MIS manual e robótico. Quando comparado com a versão portátil, padrões moleculares semelhantes foram obtidos em seções de tecido cerebral de camundongos. Diferentes diâmetros da ponta da caneta e comprimentos do tubo também foram testados para várias necessidades clínicas. Por fim, foi desenvolvido um software personalizado desenvolvido em laboratório, fornecendo um fluxo de trabalho totalmente automatizado para análise de tecidos e feedback de diagnóstico. Essa tecnologia pode ser uma ferramenta complementar para MIS, o que poderia agilizar o fluxo de trabalho clínico e melhorar os resultados cirúrgicos. EXEMPLO 4 - MATERIAIS E MÉTODOS

[00125] Projeto da Caneta Laparoscópica MasSpec Pen. Três pontas laparoscópicas/robóticas da caneta MasSpec Pen foram criadas a partir de PDMS com diâmetros de 1,5 mm, 2,7 mm e 4,0 mm. Aletas de agarrar foram incorporadas unilateralmente, a fim de minimizar a seção transversal geral. Dois microtubos de PTFE (diâmetro externo de 0,794 mm, diâmetro interno de 0,339 mm) foram enxertados no interior da ponta de PDMS perto da extremidade distal. O microtubo de PTFE terminou 2 milímetros acima do reservatório para evitar a interação do tecido. A solução da mistura de PDMS da Dow Coming (Midland, MI) foi moldada em impressões negativas criadas por uma impressora 3D Stratasys uPrint SE Plus 3D (Eden Prairie, Minnesota, EUA). O tubo de PTFE foi adquirido da Sigma-Aldrich (St. Louis, MI, EUA) e o tubo de silicone foi adquirido da Saint Gobain (Tygon #3550, Malvern, PA, EUA). Esse projeto permite a formação de uma gota de água na extremidade distal da ponta de PDMS que interage com o tecido para extrair lipídios celulares e pequenos metabólitos por meio de difusão de fase. Todo esse sistema foi inserido em um manequim de simulação laparoscópico através de um trocarte HiCap 30107 H5 de 10 mm por Karl Storz

(Tuttlingen, Alemanha). As imagens foram tiradas com uma câmera de endoscópio sem fio IP67 no manequim de simulação.

[00126] Amostras de Tecido. Os tecidos humanos foram obtidos da Cooperative Human Tissue Network (CHTN) (Charlottesville, VA), sob o protocolo aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional. Cérebros de camundongos foram obtidos da BioIVT (Westbury, NY, EUA). As amostras de tecido foram descongeladas à temperatura ambiente antes da análise.

[00127] Análise por Espectrometria de Massa. Os experimentos foram realizados em um espectrômetro de massa Q Exactive Hybrid Quadrupole-Orbitrap™ (Thermo Fisher Scientific, São José, CA, EUA). Água de qualidade para HPLC foi usada para análise. O modo de varredura completo foi realizado na faixa m/z de 120 a 1800, a um poder de resolução de 140.000, a temperatura capilar foi ajustada para 350 °C e o nível de radiofrequência da lente S foi definido para 100.

[00128] Análise Estatística e Ferramentas de Software. O procedimento de análise estatística para gerar o modelo estatístico usando Lasso foi explicado em um trabalho anterior. O software de desktop desenvolvido em laboratório foi projetado para prever e exibir um diagnóstico em tempo real. Após a ativação pelo pedal através do microcontrolador Arduino, os dados do espectrômetro de massa são lidos continuamente usando o MSFileReader (Thermo Fisher Scientific) e o pacote MSFileReader-Python-bindings de código aberto no GitHub. Os três espectros de massa consecutivos de maior intensidade para íons selecionados são calculados em média e pré-processados para previsão estatística. Em seguida, usando o modelo Lasso instalado anteriormente, uma previsão é gerada e exibida de volta ao usuário por meio da GUI. EXEMPLO 5 - DISTINÇÃO DE MATERIAIS USANDO A CANETA

MASSPEC PEN

[00129] A caneta MasSpec Pen também foi usada para obter amostras de vários materiais para avaliar melhor o uso da caneta na distinção de materiais no ambiente, tais como alimentos e amostras forenses. Os resultados demonstraram uma ampla taxa de aplicações adicionais para as análises por espectroscopia de massa das modalidades. Por exemplo, estudos apresentados nas Figuras 22 a 25 e 30 demonstraram que espectros de efeitos poderiam ser produzidos a partir de uma ampla faixa de produtos alimentares, incluindo carnes, peixes e frutas. Esses espectros poderiam ser usados para distinguir com precisão o material de origem para as amostras, tal como o tipo de carne ou peixe que estava sendo avaliado. Para esses estudos, amostras de carne e peixe (salmão, truta, bacalhau do atlântico e escamudo) foram obtidas de um supermercado local (Central Market, Austin, TX). As amostras foram armazenadas em um frigorífico (4 °C) até a análise em temperatura ambiente. A análise foi realizada usando o espectrômetro de massa LTQ Orbitrap XL (Thermo Scientific) acoplado à caneta MasSpec Pen. As regiões analisadas das amostras foram marcadas para evitar análises duplicadas. Os perfis moleculares de cada amostra foram coletados e usados para criar um modelo de classificação com o operador menos absoluto de retração e seleção (Lasso). Lasso foi usado para identificar marcadores preditivos do tipo de carne e construir modelos de classificação para identificação de amostras desconhecidas.

[00130] A caneta MasSpec Pen foi usada para analisar amostras de carne, bem como 5 amostras de cada tipo de peixe. Experimentos iniciais foram realizados para otimizar os parâmetros da caneta MasSpec Pen para a extração e transmissão de lipídios mais alta. No modo de íon negativo, foi alcançada a detecção de várias espécies de flicerofosfolípides(GP), tais como glicerofosfosinositóis, glicerofosfoserinas e glicerofosfoetanolaminas. Além do GP, também foram observados pequenos metabólitos, esfingolipídios (SP), tais como ceramidas e ácidos graxos livres (AGL), tais como ácido araquidônico e ácido oleico. Apesar da complexidade dos espectros de massa, os perfis obtidos demonstraram tendências nas abundâncias de íons características de cada amostra de carne. A análise estatística foi aplicada para identificar marcadores preditivos de cada tipo de carne, bem como para construir e avaliar o desempenho de modelos de classificação para predição do tipo de carne. Essas análises demonstraram um alto grau de precisão na em identificar corretamente amostras de carne de origem. De fato, os métodos foram sensíveis o suficiente para discernir entre produtos à base de carne criados com capim e grãos (Figura 24). Por conseguinte, os métodos das modalidades poderiam ser usados para autenticar produtos de consumo, tais como carnes e peixes, que, de outra forma, seriam difíceis de autenticar com precisão e rapidez.

[00131] Os métodos da mesma forma podem ser usados para detectar e quantificar as quantidades de compostos presentes nos materiais. Por exemplo, no caso de amostras forenses, a quantidade de drogas ilícitas pode ser precisamente determinada usando uma amostragem feita pela MasSpec Pen (vide Figuras 26 e 27). Da mesma forma, os métodos demonstraram ser eficazes em detectar a presença de pesticidas em materiais de origem (vide Figuras 28 a 29). Assim, os métodos das modalidades podem ser efetivamente aplicados para distinguir uma ampla faixa de materiais e determinar e quantificar a presença de compostos de interesse nos materiais.

[00132] Todos os métodos divulgados e reivindicados no presente documento podem ser feitos e executados sem experimentação indevida à luz da presente divulgação. Embora as composições e métodos desta invenção tenham sido descritos em termos de modalidades preferidas, será evidente para os técnicos no assunto que variações podem ser aplicadas aos métodos e nas etapas ou na sequência de etapas do método descrito no presente documento sem se afastar do conceito, espírito e escopo da invenção.

Mais especificamente, será aparente que certos agentes que estão ambos relacionados quimicamente e fisiologicamente podem ser substituídos pelos agentes descritos no presente documento, enquanto os mesmos ou semelhantes resultados seriam alcançados.

Todos tais substitutos e modificações semelhantes aparentes para os técnicos no assunto são considerados dentro do espírito, escopo e conceito da invenção, conforme definido pelas reivindicações anexas.

Claims (173)

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para produzir amostras para análise por espectrometria de massa, caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara compreendendo um solvente; um suprimento de gás; um espectrômetro de massa; uma sonda compreendendo um reservatório, um primeiro conduíte, um segundo conduíte e um terceiro conduíte, em que: o primeiro conduíte está em comunicação fluida com a câmara; o segundo conduíte está em comunicação fluida com o suprimento de gás; e o terceiro conduíte está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sonda é ou está compreendida na cânula de um instrumento cirúrgico.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é um laparoscópio.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é uma agulha trocarte.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é um guia de biópsia.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é um cateter de múltiplos lúmens.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é manualmente operado.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é robótico.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás é um suprimento de gás pressurizado.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás compreende ar.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás compreende CO2 ou N2.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reservatório é um espaço formado nos referidos primeiro, segundo ou terceiro conduítes.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o reservatório é um espaço formado no referido primeiro conduíte.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reservatório compreende de 0,01 a 1,0 ml de fluido.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico compreende uma aleta que pode ser agarrada.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico compreende uma sonda de rastreamento que pode ser detectada por imagiologia.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a imagiologia compreende imagiologia visual, fluorescente, US, CT, MRI ou OCT.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a câmara ou o terceiro conduíte compreende um filtro de malha.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sonda compreende uma extremidade distal da sonda e a extremidade distal da sonda compreende um obturador que pode ser fechado para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o obturador é um balão que pode ser inflado para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o balão poder ser inflado com um gás ou um líquido.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o obturador é uma porta que pode ser fechada para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o obturador está configurado de tal modo que possa ser aberto e fechado várias vezes.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o obturador é controlado manualmente.

25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o obturador é controlado roboticamente.

26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro, segundo ou terceiro conduítes têm mais de 1 metro de comprimento.

27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro conduíte está em comunicação fluida com o terceiro conduíte; e o segundo conduíte está em comunicação fluida com o terceiro conduíte.

28. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduíte está disposto dentro do terceiro conduíte.

29. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo conduíte está disposto dentro do terceiro conduíte.

30. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduíte e o segundo conduíte estão dispostos dentro do terceiro conduíte.

31. Aparelho, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a sonda compreende uma extremidade distal da sonda; o primeiro conduíte compreende uma primeira extremidade distal; o segundo conduíte compreende uma segunda extremidade distal; o terceiro conduíte compreende uma terceira extremidade distal; e a primeira extremidade distal e a segunda extremidade distal estão localizadas dentro do terceiro conduíte.

32. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que a terceira extremidade distal está localizada dentro da sonda.

33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que: a primeira extremidade distal está localizada a uma primeira distância a partir da extremidade distal da sonda; a segunda extremidade distal está localizada a uma segunda distância a partir da extremidade distal da sonda; a terceira extremidade distal está localizada a uma terceira distância a partir da extremidade distal da sonda; a primeira distância é maior que a terceira distância; e a segunda distância é maior que a terceira distância.

34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31,

caracterizado pelo fato de que a primeira extremidade distal e a segunda extremidade distal terminam próximas a uma região de coleta de amostra do terceiro conduíte.

35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a região de coleta de amostra está localizada entre a primeira e a segunda extremidade distal e a terceira extremidade distal.

36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a região de coleta de amostra está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa através do terceiro conduíte.

37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle configurado para controlar: um fluxo de solvente da câmara através do primeiro conduíte à primeira extremidade distal; um fluxo de gás do suprimento de gás através do segundo conduíte à segunda extremidade distal; e um fluxo de amostra através do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa.

38. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um quarto conduíte, em que: o primeiro conduíte, o segundo conduíte e o terceiro conduíte estão cada um em comunicação fluida com o quarto conduíte.

39. Aparelho, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma primeira válvula configurada para controlar o fluxo entre o primeiro conduíte e o quarto conduíte; e uma segunda válvula configurada para controlar o fluxo entre o segundo conduíte e o quarto conduíte.

40. Aparelho, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma terceira primeira válvula configurada para controlar o fluxo entre o terceiro conduíte e o quarto conduíte.

41. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás fornece ar, nitrogênio ou dióxido de carbono à sonda.

42. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás é um suprimento de gás pressurizado.

43. Aparelho, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás pressurizado fornece um gás para a sonda a uma pressão entre 0,1 psig e 5,0 psig.

44. Aparelho, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão entre 0,5 psig e 2,5 psig.

45. Aparelho, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o suprimento de gás pressurizado fornece um gás à sonda a uma pressão menor que 100 psig.

46. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende água.

47. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende água estéril.

48. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende etanol.

49. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende uma mistura aquosa incluindo de 1 a 25% de etanol.

50. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sonda compreende um dispositivo de rastreamento ou corante para rastrear uma localização da sonda.

51. Aparelho, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um sistema de controle configurado para controlar: um fluxo de solvente da câmara através do primeiro conduíte; um fluxo de gás do suprimento de gás através do segundo conduíte; e um fluxo de amostra através do terceiro conduíte ao espectrômetro de massa.

52. Aparelho, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle está configurado para: controlar o fluxo do solvente a uma taxa de fluxo entre 200 e 5000 microlitros por minuto por um período de tempo entre 1 e 3 segundos; controlar o fluxo de gás a uma taxa de fluxo entre 0,1 e 15 psig por um período de tempo entre 5 e 50 segundos; controlar o fluxo de amostra por um período de tempo entre 5 e 50 segundos.

53. Aparelho, de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle compreende uma programação que inicia o fluxo de solvente.

54. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o espectrômetro de massa está em comunicação eletrônica com um computador que pode fornecer análise de amostra.

55. Aparelho, de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de que o computador fornece uma leitura visual ou auditiva da análise de amostra.

56. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um recipiente de resíduo em comunicação fluida com o terceiro conduíte.

57. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma válvula configurada para desviar um fluido do terceiro conduíte ao recipiente de resíduo.

58. Aparelho, de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma bomba configurada para remover conteúdos do recipiente de resíduo.

59. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma bomba em comunicação fluida com o terceiro conduíte.

60. Aparelho, de acordo com a reivindicação 59, caracterizado pelo fato de que a bomba está configurada para aumentar a velocidade dos conteúdos dentro do terceiro conduíte.

61. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um elemento de aquecimento acoplado ao terceiro conduíte.

62. Aparelho, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que o elemento de aquecimento é um fio de aquecimento.

63. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de ionização em comunicação fluida com o terceiro conduíte.

64. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de ionização é um dispositivo de ionização por eletrospray (ESI).

65. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de ionização é um dispositivo de ionização química à pressão atmosférica (APCI).

66. Aparelho, de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de ionização é para formar um spray proximal a uma entrada para o espectrômetro de massa.

67. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o terceiro conduíte não está diretamente acoplado ao espectrômetro de massa.

68. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um dispositivo de venturi em comunicação fluida com o terceiro conduíte.

69. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho não inclui um dispositivo para aplicação de energia ultrassônica ou vibracional.

70. Método para avaliar amostras de tecido de um paciente, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) aplicar um volume fixo ou discreto de um solvente a um local de tecido no paciente através da cânula de um instrumento cirúrgico; (b) coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e (c) submeter a amostra a análise por espectrometria de massa.

71. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente não é aplicado como um spray.

72. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado como uma gota.

73. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é um laparoscópio.

74. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é uma agulha trocarte.

75. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é um guia de biópsia.

76. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é manualmente operado.

77. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o instrumento cirúrgico é robótico.

78. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que compreende ainda aplicar um corante ao local de tecido.

79. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a imagiologia do local de tecido.

80. Método, de acordo com a reivindicação 79, caracterizado pelo fato de que a imagiologia compreende imagiologia visual, fluorescente, US, CT, MRI ou OCT.

81. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que as cânulas compreendidas em uma sonda tendo uma extremidade distal da sonda e a extremidade distal da sonda compreendem um obturador que pode ser fechado para impedir que o fluido passe para fora da cânula da sonda.

82. Método, de acordo com a reivindicação 81, caracterizado pelo fato de que o obturador é um balão que pode ser inflado para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

83. Método, de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que o balão pode ser inflado com um gás.

84. Método, de acordo com a reivindicação 81, caracterizado pelo fato de que o obturador é uma porta que pode ser fechada para impedir a comunicação fluida fora da sonda.

85. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma pressão menor que 100 psig.

86. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma pressão menor que 10 psig.

87. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma bomba mecânica para mover o solvente através de um conduíte de solvente.

88. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e/ou aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

89. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que a coleta do solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e aplicar uma pressão positiva para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

90. Método, de acordo com a reivindicação 88, caracterizado pelo fato de que o solvente é aplicado através de um conduíte de solvente que está separado do conduíte de coleta.

91. Método, de acordo com a reivindicação 90, caracterizado pelo fato de que a pressão do gás é aplicada através de um conduíte de gás que está separado do conduíte de solvente e do conduíte de coleta.

92. Método, de acordo com a reivindicação 88, caracterizado pelo fato de que aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta compreende aplicar uma pressão menor que 100 psig.

93. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o método não produzi danos físicos detectáveis ao tecido.

94. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o método não envolve aplicação de energia ultrassônica ou vibracional ao tecido.

95. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o solvente é estéril.

96. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o solvente é uma formulação farmaceuticamente aceitável.

97. Método, de acordo com a reivindicação 96, caracterizado pelo fato de que o solvente é uma solução aquosa.

98. Método, de acordo com a reivindicação 97, caracterizado pelo fato de que o solvente é água estéril.

99. Método, de acordo com a reivindicação 97, caracterizado pelo fato de que o solvente consiste essencialmente em água.

100. Método, de acordo com a reivindicação 97, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende cerca de 1 a 20% de um álcool.

101. Método, de acordo com a reivindicação 100, caracterizado pelo fato de que o álcool compreende etanol.

102. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o volume discreto de solvente está entre cerca de 0,1 e 100 µL.

103. Método, de acordo com a reivindicação 102, caracterizado pelo fato de que o volume discreto de solvente está entre cerca de 1 e 50 µL.

104. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado ocorre entre

0,1 e 30 segundos após a etapa de aplicação.

105. Método, de acordo com a reivindicação 104, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado ocorre entre 1 e 10 segundos após a etapa de aplicação.

106. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o local de tecido está em um local de tecido interno que está sendo avaliado cirurgicamente.

107. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que compreende ainda coletar uma pluralidade de amostras líquidas de uma pluralidade de locais de tecido.

108. Método, de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que as amostras líquidas são coletadas com uma sonda.

109. Método, de acordo com a reivindicação 108, caracterizado pelo fato de que a sonda é lavada entre a coleta das diferentes amostras.

110. Método, de acordo com a reivindicação 108, caracterizado pelo fato de que a sonda é descartável e é alterada entre a coleta das diferentes amostras.

111. Método, de acordo com a reivindicação 108, caracterizado pelo fato de que a sonda compreende uma ponta de coleta e compreende ainda ejetar a ponta de coleta da sonda após a coleta das amostras líquidas.

112. Método, de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de locais de tecido compreende 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 locais de tecido.

113. Método, de acordo com a reivindicação 112, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de locais de tecido envolve uma seção de tecido que foi cirurgicamente ressecada.

114. Método, de acordo com a reivindicação 113,

caracterizado pelo fato de que o tecido ressecado é um tumor.

115. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que é ainda definido como um método intra ou pós-operatório.

116. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que a espectrometria de massa compreende ionização ambiente EM.

117. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que submeter a amostra à análise por espectrometria de massa compreende determinar um perfil correspondente ao local de tecido.

118. Método, de acordo com a reivindicação 117, caracterizado pelo fato de que compreende ainda comparar o perfil a um perfil de referência para identificar locais de tecido que incluem tecido doente.

119. Método, de acordo com a reivindicação 118, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ressecar locais de tecido que estão identificados para incluir tecido doente.

120. Método, de acordo com a reivindicação 119, caracterizado pelo fato de que ressecar locais de tecido compreende ablação a laser.

121. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que avaliar os locais de tecido compreende determinar o tipo de tecido em diferentes locais.

122. Método, de acordo com a reivindicação 121, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ressecar tecidos de um tipo identificado.

123. Método, de acordo com a reivindicação 122, caracterizado pelo fato de que o tipo de tecido identificado é um tecido cancerígeno.

124 .Método, de acordo com a reivindicação 122, caracterizado pelo fato de que o tipo de tecido identificado é um tecido de órgão de tipo não canceroso.

125. Método, de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que é realizado usando um aparelho, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 69.

126. Método para distinguir um material, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) aplicar um volume fixo ou discreto de solvente ao material; (b) coletar o solvente aplicado para obter uma amostra líquida; e (c) submeter a amostra à análise por espectrometria de massa para fornecer um perfil de espectrometria de massa que distingue o material.

127. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que os materiais são produtos de base e distinguir o material compreende identificar o material.

128. Método, de acordo com a reivindicação 127, caracterizado pelo fato de que o produto de base é um alimento.

129. Método, de acordo com a reivindicação 128, caracterizado pelo fato de que o alimento é uma carne, peixe, fungo, vegetal ou fruta.

130. Método, de acordo com a reivindicação 129, caracterizado pelo fato de que o alimento é uma carne ou peixe.

131. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que distinguir o material compreende identificar o tipo de carne ou peixe do qual o material é composto.

132. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que distinguir o material compreende identificar a carne como carne de um animal alimentado com capim ou alimentado com grãos.

133. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que distinguir o material compreende identificar o peixe a partir de um peixe criado em fazenda ou selvagem.

134. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que a carne é cordeiro, veado, alce, frango, peru, cavalo, porco, bovino, búfalo ou cabra.

135. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que o peixe é atum, salmão, bacalhau, truta, halibute ou robalo.

136. Método, de acordo com a reivindicação 130, caracterizado pelo fato de que o peixe é um marisco.

137. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o material compreende uma droga.

138. Método, de acordo com a reivindicação 137, caracterizado pelo fato de que distinguir o material compreende quantificar a quantidade de um composto no material.

139. Método, de acordo com a reivindicação 137, caracterizado pelo fato de que o composto é uma droga.

140. Método, de acordo com a reivindicação 137, caracterizado pelo fato de que a droga é um analgésico.

141. Método, de acordo com a reivindicação 137, caracterizado pelo fato de que a droga compreende adderall, cocaína, codeína, morfina, maconha, anfetamina, metanfetamina, MDMA, heroína, cetamina, dietilamida de ácido lisérgico ou oxicodona.

142. Método, de acordo com a reivindicação 137, caracterizado pelo fato de que o composto é um pesticida ou um herbicida.

143. Método, de acordo com a reivindicação 142,

caracterizado pelo fato de que o pesticida compreende azoxistrobina ou atrazina.

144. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente não é aplicado como um spray.

145. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado como uma gota.

146. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o é realizado usando um aparelho que compreende: uma câmara compreendendo um solvente; um suprimento de gás; um espectrômetro de massa; uma sonda compreendendo um reservatório, um primeiro conduíte, um segundo conduíte e um terceiro conduíte, em que: o primeiro conduíte está em comunicação fluida com a câmara; o segundo conduíte está em comunicação fluida com o suprimento de gás; e o terceiro conduíte está em comunicação fluida com o espectrômetro de massa.

147. Método, de acordo com a reivindicação 146, caracterizado pelo fato de que o aparelho é manualmente operado.

148. Método, de acordo com a reivindicação 146, caracterizado pelo fato de que o aparelho é robótico.

149. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma pressão menor que 100 psig.

150. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado usando uma pressão menor que 10 psig.

151. Método, de acordo com a reivindicação 146, caracterizado pelo fato de que o volume fixo ou discreto de um solvente é aplicado ao usar uma bomba mecânica para mover o solvente através de um conduíte de solvente.

152. Método, de acordo com a reivindicação 146, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e/ou aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

153. Método, de acordo com a reivindicação 146, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado compreende aplicar uma pressão negativa para puxar a amostra para um conduíte de coleta e aplicar uma pressão positiva para empurrar a amostra para um conduíte de coleta.

154. Método, de acordo com a reivindicação 152, caracterizado pelo fato de que o solvente é aplicado através de um conduíte de solvente que está separado do conduíte de coleta.

155. Método, de acordo com a reivindicação 154, caracterizado pelo fato de que a pressão do gás é aplicada através de um conduíte de gás que está separado do conduíte de solvente e do conduíte de coleta.

156. Método, de acordo com a reivindicação 152, caracterizado pelo fato de que aplicar uma pressão de gás para empurrar a amostra para um conduíte de coleta compreende aplicar uma pressão menor que 100 psig.

157. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que não produz danos físicos detectáveis ao material.

158. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que não envolve a aplicação de energia ultrassônica ou vibracional ao material.

159. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende um componente orgânico.

160. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o solvente é uma solução aquosa.

161. Método, de acordo com a reivindicação 160, caracterizado pelo fato de que o solvente é água estéril.

162. Método, de acordo com a reivindicação 160, caracterizado pelo fato de que o solvente consiste essencialmente em água.

163. Método, de acordo com a reivindicação 160, caracterizado pelo fato de que o solvente compreende cerca de 1 a 20% de um álcool.

164. Método, de acordo com a reivindicação 163, caracterizado pelo fato de que o álcool compreende etanol.

165. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que o volume discreto de solvente está entre cerca de 0,1 e 100 µL.

166. Método, de acordo com a reivindicação 165, caracterizado pelo fato de que o volume discreto de solvente está entre cerca de 1 e 50 µL.

167. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado ocorre entre 0,1 e 30 segundos após a etapa de aplicação.

168. Método, de acordo com a reivindicação 167, caracterizado pelo fato de que coletar o solvente aplicado ocorre entre

1 e 10 segundos após a etapa de aplicação.

169. Método, de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que as amostras líquidas são coletadas com uma sonda.

170. Método, de acordo com a reivindicação 169, caracterizado pelo fato de que a sonda é lavada entre a coleta das diferentes amostras.

171. Método, de acordo com a reivindicação 169, caracterizado pelo fato de que a sonda é descartável e é alterada entre a coleta das diferentes amostras.

172. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que a espectrometria de massa compreende ionização ambiente EM.

173. Método, de acordo com a reivindicação 126, caracterizado pelo fato de que é realizado usando um aparelho, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 69.