CN109564848A - 组合式光学和质谱组织识别探针 - Google Patents

组合式光学和质谱组织识别探针 Download PDF

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Abstract

公开一种分析目标的方法，包括烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射。使用质谱法和/或离子淌度谱法分析气溶胶羽流并且使用光谱法分析发射的光或其他电磁辐射，以确定目标的一个或多个感兴趣区域和/或目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界。

Description

组合式光学和质谱组织识别探针
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月7日提交的英国专利申请No.1609952.5的优先权和权益。该申请的全部内容通过引用合并到此。
技术领域
本发明总体上涉及使用质谱法和光谱法二者的组合分析目标。本发明总体上涉及通过原位电离技术的目标或样本(例如人体组织或食物的区域)的分析或成像，并且具体地说，与在烧蚀工艺期间发射的光的光学分析组合的激光烧蚀源或透热疗法设备、分析、成像和诊断的方法、以及使用原位电离离子源(例如激光烧蚀源或透热疗法设备)对目标或样本进行分析或成像的装置。预期各个实施例，其中，由原位电离离子源(例如激光烧蚀源或透热疗法设备)生成的分析物离子然后经受：(i)质量分析器(例如四极质量分析器或飞行时间质量分析器)进行的质量分析；(ii)离子淌度分析(IMS)和/或微分离子淌度分析(DMA)和/或场非对称离子淌度谱法(FAIMS)分析；和/或(iii)首先离子淌度分析(IMS)和/或微分离子淌度分析(DMA)和/或场非对称离子淌度谱法(FAIMS)分析后接质量分析器(例如四极质量分析器或飞行时间质量分析器)进行的其次质量分析(或反之亦然)的组合。各个实施例还涉及离子淌度谱仪和/或质量分析器以及离子淌度谱法的方法和/或质量分析的方法。
背景技术
已知多种不同的原位电离离子源。原位电离离子源的特征在于从原生或未改性的目标生成分析物离子的能力。
例如，解吸电喷雾电离(“DESI”)是允许直接并且快速分析表面而无需先前样本制备的原位电离技术。参考Z.Takats等人Science 2004,306,471-473，其公开使用解吸电喷雾电离(“DESI”)离子源在原位条件下执行质谱法采样。包括出现在金属、聚合物和矿物表面上的肽和蛋白质的各种化合物受电离。通过将(初级)带电液滴和溶剂的离子的电喷射的喷雾引导到待分析的表面上执行解吸电喷雾电离(“DESI”)。带电液滴在表面上的冲击产生原始地出现在表面上的材料的气态离子。携带解吸的分析物离子的随后溅射(次级)液滴经由传送毛细管受引导朝向质量和/或离子淌度谱仪或分析器的大气压接口。所得质谱类似于正常电喷雾质谱，在于：它们主要显示分析物的单或多带电分子离子。在导电和绝缘体表面的情况下以及对于从非极性小分子(例如番茄红素，生物碱去氢毒芹碱和小药物)到极性化合物(例如肽和蛋白质)的化合物观测到解吸电喷雾电离现象。喷射的溶液的改变可以用以选择性地解吸并且电离特定化合物，包括生物基质中的化合物。还展示了体内分析。
正受解剖的组织的实时识别尤其在肿瘤学和疾病的医疗诊断领域中是特别实用的。
激光诱导击穿光谱(“LIBS”)是已知技术，并且包括在最小或没有样本制备的情况下快速确定样本的元素组成的灵活并且方便的方法。激光诱导击穿光谱(“LIBS”)具有确定下至百万分比等级的痕量分析物元素的浓度的能力。
激光诱导击穿光谱(“LIBS”)利用激光以烧蚀样本表面，使得等离子体形成，其中，材料以气溶胶的形式喷射。在此工艺期间发射的光包含关于所烧蚀的材料的信息。在烧蚀工艺期间发射的光可以由光纤捕获，并且光可以发送到光谱系统以用于随后分析。
WO2010/136887(Takats)公开一种用于分析并且识别组织类型的方法。根据布置，外科红外激光器配备有传送管。通过质谱法分析气态组织颗粒。
期望提供一种分析目标的改进方法。
发明内容
根据一方面，提供一种分析目标的方法，包括：
烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射；以及
使用质谱法和/或离子淌度谱法分析所述气溶胶羽流并且使用光谱法分析所述发射的光或其他电磁辐射，以确定所述目标的一个或多个感兴趣区域和/或所述目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界。
根据另一方面，提供一种装置，包括：
用于烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射的设备；
用于分析所述气溶胶羽流的质谱仪和/或离子淌度谱仪；
用于分析所述发射的光或其他电磁辐射的分光镜或光谱仪；和
被布置成并且适用于从对所述气溶胶羽流的分析以及从对所述发射的光或其他电磁辐射的分析确定所述目标的一个或多个感兴趣区域和/或所述目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界的设备。
根据各个实施例，可以例如通过激光烧蚀目标的一部分，从而产生气溶胶羽流以及发射光。可以通过质谱仪或离子淌度谱仪分析气溶胶羽流，并且发射光可以通过光谱法进行基本上同时的元素分析。
根据实施例，可以组合两种分析的结果，以确定目标的一个或多个感兴趣区域或目标的感兴趣区域的边界(例如癌边缘)。
两种正交技术(即，气溶胶的质量分析和烧蚀期间发射的光的光学分析)的组合提供更鲁棒和精确的确定目标的感兴趣区域的方法。具体地说，技术的组合可以用以确定癌组织与非癌组织(或受污染的食品与未受污染的食品)之间的边界，达到非常高的精度等级和可重复性。
根据各个实施例，可以提供烧蚀设备或分析器，其既产生气溶胶或蒸汽的羽流(其然后可以被电离并且经受质量分析和/或离子淌度谱法分析)又还发射光或以其他方式生成可检测的光信号。例如，烧蚀设备可以包括透热疗法刀、等离子体刀、等离子体凝固设备、激光器、超声烧蚀设备或微波烧蚀设备。替选地，烧蚀设备可以包括激光烧蚀设备、等离子体烧蚀设备、超声烧蚀设备、电磁辐射烧蚀设备或微波烧蚀设备。
可以使用各种不同的设备以烧蚀目标，以使得产生气溶胶的羽流和可检测的光学或其他电磁信号。例如，烧蚀设备可以包括在可见光或紫外区域中操作的激光器、利用微波、红外线或射频辐射的烧蚀设备、利用超声的烧蚀设备、(可选地结合入射(例如氩等离子体))利用电流的烧蚀设备和包括等离子体源的烧蚀设备。
实施例因此涉及透热疗法设备、等离子体凝固设备、等离子体刀、透热疗法刀、微波烧蚀设备和其他这些设备的使用。
各个实施例通过将在烧蚀期间发射的光的光谱学分析与使用质谱法和/或离子淌度谱法和/或其他有关技术的羽流、气溶胶或所得蒸气的化学、质谱或离子淌度分析一起组合使得目标感兴趣区域的更鲁棒和精确的识别或确定成为可能。
各个实施例不限于激光诱导击穿实施例，并且可以扩展到产生可检测的光信号以及还有可以被引导到质谱仪和/或离子淌度谱仪和/或其他用于分析的分析设备中的气溶胶的羽流的其他烧蚀方法。
实施例涉及一种分析目标的方法，包括：烧蚀目标的一部分；使用质谱法分析在烧蚀期间产生的气溶胶羽流；以及使用光谱法分析在烧蚀期间发射的光信号。
目标的区域可以被蒸发或烧蚀。可以使用质谱测量分析在蒸发期间产生的羽流或气溶胶。还可以使用光谱法分析在烧蚀期间发射的光的形式的光信号。通过组合这两种技术，可以更精确地定义目标感兴趣区域的边界，并且可以实现感兴趣区域的边界的确定方面的更大置信度。
将显然的是，因此，各个实施例代表本领域的显著进步。
根据另一方面，提供一种分析目标的方法，包括：
烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射；
使用质谱法和/或离子淌度谱法分析所述气溶胶羽流；以及
使用光谱法分析所述发射的光或其他电磁辐射。
根据各个实施例，目标可以经受由光谱法进行的元素分析，其中，该分析然后与由质谱法进行的对由烧蚀工艺生成的气溶胶的化学或物理化学分析组合。两种正交技术(即，气溶胶的质量分析和烧蚀期间发射的光的光学分析)的组合提供更鲁棒和精确的识别目标的方法。具体地说，技术的组合可以用以识别生物组织并且例如在癌组织与非癌组织之间进行区分达到非常高的精度等级和可重复性。两种正交技术的组合也可以用于识别和区分食物，达到非常高的精确度和可重复性。
将显然的是，因此，根据各个实施例的双重分析方法(即，气溶胶的质量分析与在烧蚀期间发射的光的光学分析组合)代表优于传统单一分析方法(即，气溶胶的质量分析或在烧蚀工艺期间发射的光的光学分析)的改进。
根据各个实施例的双重分析方法还展现很多增效效应，并且具体地说，使得能够提供具有双重能力的紧凑外科设备或紧凑分析器。
本领域技术人员将理解，提供具有与传统小直径内窥镜、腹腔镜或机器人探针或工具(其对于外科应用显然是重要的)相当(或相同)的尺寸的紧凑外科设备但同时使得能够进行待执行的目标(例如组织)的更详细并且势必更精确的实时分析的能力代表本领域的显著进步。
根据各个实施例，激光诱导击穿光谱(“LIBS”)型分光光度计可以与外科烧蚀、切割或蒸发设备组合使用，以用于实时识别(或区别)组织类型。光学信息和质谱信息(或其他有关信息(例如离子淌度谱法数据))的组合使得能够执行或以其他方式获得改进的并且更可靠或确信的诊断或识别。
根据各个实施例，激光诱导击穿光谱(“LIBS”)型分光光度计可以与烧蚀、切割或蒸发设备组合使用，以实时识别(或区别)食物。光学信息和质谱信息(或其他有关信息(例如离子淌度谱法数据))的组合使得能够执行或以其他方式获得改进的并且更可靠或确信的识别。
根据各个实施例，可以提供外科切割设备或分析器，其既产生气溶胶或蒸汽的羽流(其然后可以被电离并且经受质量分析和/或离子淌度谱法分析)又还发射光或以其他方式生成可检测的光信号。例如，外科切割设备可以包括透热疗法刀、等离子体刀、等离子体凝固设备、激光器、超声烧蚀设备或微波烧蚀设备。此外，预期这样的实施例，其中，可以使用一种或多种不同的烧蚀技术(例如激光烧蚀、等离子体烧蚀、超声烧蚀、电磁辐射烧蚀或微波烧蚀)同时或依次烧蚀目标。
可以使用各种不同的设备以烧蚀目标，以使得产生气溶胶的羽流和可检测的光学或其他电磁信号。例如，烧蚀设备可以包括在可见光或紫外区域中操作的激光器、利用微波、红外线或射频辐射的烧蚀设备、利用超声波的烧蚀设备、(可选地结合入射(例如氩等离子体))利用电流的烧蚀设备和包括等离子体源的烧蚀设备。
实施例因此涉及透热疗法设备、等离子体凝固设备、等离子体刀、透热疗法刀、微波烧蚀设备和其他这些设备的使用。
各个实施例通过将在烧蚀期间发射的光的光谱学分析与使用质谱法和/或离子淌度谱法和/或其他有关技术的羽流、气溶胶或所得蒸汽的化学、质谱或离子淌度分析一起组合使得能够执行材料的更鲁棒和精确的识别。
各个实施例不限于激光诱导击穿实施例，并且可以扩展到产生可检测的光信号以及还有可以被引导到质谱仪和/或离子淌度谱仪和/或其他用于分析的分析设备中的气溶胶的羽流的其他烧蚀方法。
实施例涉及一种分析目标的方法，包括：烧蚀目标的一部分；使用质谱法分析在烧蚀期间产生的气溶胶羽流；以及使用光谱法分析在烧蚀期间发射的光信号。
目标的区域可以被蒸发或烧蚀。可以使用质谱测量分析在蒸发期间产生的羽流或气溶胶。还可以使用光谱法分析在烧蚀期间发射的光的形式的光信号。通过组合这两种技术，可以更精确地表征目标的性质，并且可以实现对目标的识别和/或区分方面的更大置信度。
将显然的是，因此，各个实施例代表本领域的显著进步。
目标可以包括生物材料(例如体内、离体或体外组织)。该方法和装置可以用在肿瘤学的领域中(即，专注于癌症的医学的领域中)或疾病的医疗诊断，并且与外科手术期间的组织的实时识别有关。
目标可以包括原生或未改性的目标。
目标可以包括生物材料。
生物材料可以包括人类组织或非人类动物组织。
生物组织可以包括体内生物组织。
生物组织可以包括离体生物组织。
生物组织可以包括体外生物组织。
生物材料可以包括细菌材料。
还预期各种非外科和非医疗诊断应用。例如，公开涉及食品测试的各个实施例。食品测试可以用于质量控制、安全或种类化确认。
根据各个实施例，目标可以包括植物材料或动物材料。
植物材料或动物材料可以是突变的和/或转基因的，或可以包括突变和/或转基因细胞。
植物材料或动物材料可以是健康的、患病的或应激的。
根据实施例：(i)植物材料或动物材料的身份可以是已知的；(ii)植物材料或动物材料的身份可以是未知的；(iii)植物材料或动物材料可以具有受怀疑的身份；(iv)植物材料或动物材料的真实性可以是未确认的；或(v)植物材料或动物材料的真实性可以是确认的。
目标可以包括食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料。
具体地说，如果期望测试液体、饮品或饮料，则可以将液体、饮品或饮料干燥到基底上，从而形成目标。替选地，液体、饮品或饮料可以被吸收到基底上，从而形成目标。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是有机或无机成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是动物或植物成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以包括化学物、盐、着色剂、增味剂或防腐剂。
目标可以包括食用真菌或使用细菌制备、酵素化、腌制或发酵的食物、饮料或配料。
食物、饮料或配料可以包括发酵的面包、酒精、低酒精或非酒精饮料、奶酪、泡菜、康普茶或酸奶。
酒精饮料可以包括酵素化的饮品、蒸馏的饮品、啤酒、麦芽酒、苹果酒、贮藏啤酒、葡萄酒、烈性酒、白兰地、杜松子酒、伏特加、威士忌或利口酒。
食物可以包括肉、鱼、家禽、海鲜、乳制品、奶酪、牛奶、奶油、黄油、鸡蛋、蔬菜、根茎蔬菜、球茎、叶子蔬菜、茎蔬菜、开花蔬菜、作物、谷类、玉米或谷粒、小麦、大米、坚果、种子、油籽、豆类、水果、作为蔬菜吃的植物类水果、蜂蜜或糖、饮品、茶、咖啡、加工食品或未加工食品。
食物可以是烹饪的、部分烹饪的、生的或未烹饪的。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括用激光照射目标。
激光器可以被布置为发射可见光(例如近似390-700nm)、红外辐射或紫外辐射(例如近似10-390nm)。
激光器可以被布置为并且适用于通过或经由一个或多个光纤将激光辐射引导朝向样本或目标。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括用一个或多个电极接触目标或使得一个或多个电极基本上紧密靠近目标。
一个或多个电极可以包括或形成双极设备或单极设备。
所述方法可以还包括将AC或RF电压施加到一个或多个电极，以烧蚀目标的一部分。
将AC或RF电压施加到一个或多个电极的步骤可以还包括将AC或RF电压的一个或多个脉冲施加到一个或多个电极。
将AC或RF电压施加到一个或多个电极的步骤可以使得热量耗散到目标中。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括将等离子体引导朝向目标或在目标处或从目标生成等离子体。
可以使用焦耳加热或透热疗法烧蚀目标的一部分。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括将超声能量引导到目标中。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括将红外、无线电波或微波辐射引导到目标中。
可以使用护理点(“POC”)、诊断或外科设备执行烧蚀目标的一部分的步骤。
烧蚀目标的一部分的步骤可以包括蒸发目标的一部分以使得产生气溶胶羽流。
气溶胶羽流可以包括多个原子和/或分子，其中，气溶胶羽流中的原子和/或分子中的至少一些被部分或完全电离。
可以进行分析的发射的光或其他电磁辐射可以包括发射线谱。
发射线谱可以是原子、离子或分子的去激发的结果。
所述方法可以还包括使用一个或多个光纤捕获发射的光或其他电磁辐射。
所述方法可以还包括经由用以捕获来自目标的发射光的相同的一个或多个光纤将激光传输到目标上。
使用光谱法分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以还包括分析一个或多个样本谱。
所述方法可以还包括执行一个或多个样本谱的无监督和/或监督分析，其可选地包括无监督分析后接着监督分析。
分析一个或多个样本谱可以包括使用以下中的一者或多者：(i)单变量分析；(ii)多变量分析；(iii)主成分分析(PCA)；(iv)线性判别分析(LDA)；(v)最大边缘准则(MMC)；(vi)基于库的分析；(vii)软独立建模分类法(SIMCA)；(viii)因子分析(FA)；(ix)递归分区(决策树)；(x)随机森林；(xi)独立成分分析(ICA)；(xii)偏最小二乘判别分析(PLS-DA)；(xiii)对潜在结构的正交(偏最小二乘)投影(OPLS)；(xiv)OPLS判别分析(OPLS-DA)；(xv)支持向量机(SVM)；(xvi)(人工)神经网络；(xvii)多层感知器；(xviii)径向基函数(RBF)网络；(xix)贝叶斯分析；(xx)聚类分析；(xxi)核方法；(xxii)子空间判别分析；(xxiii)k-最近邻(KNN)；(xxiv)二次判别分析(QDA)；(xxv)概率主成分分析(PPCA)；(xxvi)非负矩阵分解；(xxvii)k-均值分解；(xxviii)模糊c-均值分解；和(xxix)判别分析(DA)。
分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以包括确定发射的光或其他电磁辐射是否是已知类型的目标材料的特性。
分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以包括识别目标中存在的一种或多种化学或其他元素。
所述方法可以还包括确定目标中存在的一种或多种化学元素的相对丰度。
分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以还包括将对应于发射的光或其他电磁辐射的一个或多个光信号与对应于控制样本、控制区域、控制数据或预定数据的一个或多个光信号进行比较。
分析可以用以确定：(i)目标的一个或多个物理性质；(ii)目标的一个或多个化学性质；(iii)目标的一个或多个物理化学性质；或(iv)目标的一个或多个机械性质。
使用质谱法和/或离子淌度谱法分析气溶胶羽流的步骤可以还包括确定目标的一个或多个感兴趣区域和/或目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界。
分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以还包括确定目标的一个或多个感兴趣区域和/或目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界。
一个或多个感兴趣区域可以包括：(i)癌生物组织、肿瘤或患病组织，其中，可选地，癌生物组织或肿瘤可以包括等级I，等级II，等级III或等级IV癌组织；和/或(ii)健康组织。
所述方法可以还包括电离气溶胶中的至少一些从而生成分析物离子。
所述方法可以还包括将气溶胶羽流中的至少一些引导或抽吸到质谱仪的真空室中。
所述方法可以还包括在质谱仪的某个或所述真空室内电离气溶胶羽流中的至少一些，从而生成多个分析物离子。
所述方法可以还包括使气溶胶羽流撞击位于质谱仪的真空室内的碰撞表面以生成多个分析物离子。
所述方法可以还包括：对气溶胶和/或分析物离子进行质量分析以获得质谱数据，和/或对气溶胶和/或分析物离子进行离子淌度分析以获得离子淌度数据。
所述方法可以还包括：分析质谱数据和/或离子淌度数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
所述方法可以还包括分析质谱数据和/或离子淌度数据，从而：(i)在不同类型的食物之间进行区分；(ii)识别肉种类；(iii)识别鱼种类；(iv)确定食物是否已经受损害；(v)确定食物是否包括诸如填充剂的不期望的替代成分或食物是否包括诸如马肉的不期望的种类的肉；(vi)用于肉种类化目的；(vii)用于鱼种类化目的；(viii)确定食物是否包括诸如农药或化肥的不期望的化学物或诸如生长激素或抗生素的不期望的生物制剂；(ix)确定食物是否对于消费是安全的；(x)确定食物的质量；(xi)确定食物的原产地；(xii)确定食物的一个或多个健康、安全、营养、质量、种类化或其他参数；(xiii)确定植物或动物在作为食物被收获、杀死或以其他方式制备之前被处理的方式；(xiv)确定动物被捕捉或屠宰的方式；或(xv)确定已经处理、储存或运输食物的方式。
分析发射的光或其他电磁辐射的步骤可以还包括生成光谱数据。
所述方法可以还包括分析光谱数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
所述方法可以还包括从目标的一个或多个区域获得或获取附加化学、物理、物理化学或非质谱数据。
附加化学、物理、物理化学或非质谱数据可以选自由以下项构成的组：(i)拉曼光谱数据；(ii)X射线散射数据；(iii)光学或电磁吸收或反射数据；和(iv)或荧光或自发荧光数据。
根据另一方面，提供一种离子成像的方法，包括如上所述的方法。
根据另一方面，提供一种外科、诊断、诊疗或医学治疗的方法，包括如上所述的方法。
根据另一方面，提供一种质谱法和/或离子淌度谱法的非外科、非诊疗方法，包括如上所述的方法。
根据另一方面，提供一种质谱法和/或离子淌度谱法的方法，包括如上所述的方法。
根据另一方面，提供一种操作质谱仪和/或离子淌度谱仪的方法，包括：
烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光学或其他电磁信号；
使用光谱法分析光学或其他电磁信号；以及
使用光学或其他电磁信号的分析以配置质谱仪和/或离子淌度谱仪，以用于分析气溶胶羽流。
可以分析光学或其他电磁信号，以确定目标的一个或多个物理、化学、物理化学或机械性质。
配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的步骤可以取决于所确定的目标的性质。
配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的步骤可以还包括以下中的至少一者：(i)确定待分析或以其他方式采样的离子的一个或多个质荷比范围；(ii)确定待在质谱仪的一个或多个碰撞或裂解设备中使用的一个或多个碰撞能量或碰撞能量的范围；以及(iii)设置质谱仪和/或离子淌度谱仪的一个或多个增益。
根据另一方面，提供一种装置，包括：
用于烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射的设备；
用于分析气溶胶羽流的质谱仪和/或离子淌度谱仪；和
用于分析发射的光或其他电磁辐射的光学分光镜或谱仪。
目标可以包括原生或未改性的目标。
目标可以包括生物材料。
生物材料可以包括人类组织或非人类动物组织。
生物组织可以包括体内生物组织。
生物组织可以包括离体生物组织。
生物组织可以包括体外生物组织。
生物材料可以包括细菌材料。
目标可以包括植物材料或动物材料。
植物材料或动物材料可以是突变的和/或转基因的，或可以包括突变和/或转基因细胞。
植物材料或动物材料可以是健康的、患病的或应激的。
根据实施例：(i)植物材料或动物材料的身份可以是已知的；(ii)植物材料或动物材料的身份可以是未知的；(iii)植物材料或动物材料可以具有受怀疑的身份；(iv)植物材料或动物材料的真实性可以是未确认的；或(v)植物材料或动物材料的真实性可以是确认的。
目标可以包括食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是有机或无机成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是动物或植物成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以包括化学物、盐、着色剂、增味剂或防腐剂。
目标可以包括食用真菌或使用细菌制备、酵素化、腌制或发酵的食物、饮料或配料。
食物、饮料或配料可以包括发酵的面包、酒精、低酒精或非酒精饮料、奶酪、泡菜、康普茶或酸奶。
酒精饮料可以包括酵素化的饮品、蒸馏的饮品、啤酒、麦芽酒、苹果酒、贮藏啤酒、葡萄酒、烈性酒、白兰地、杜松子酒、伏特加、威士忌或利口酒。
食物可以包括肉、鱼、家禽、海鲜、乳制品、奶酪、牛奶、奶油、黄油、鸡蛋、蔬菜、根茎蔬菜、球茎、叶子蔬菜、茎蔬菜、开花蔬菜、作物、谷类、玉米或谷粒、小麦、大米、坚果、种子、油籽、豆类、水果、作为蔬菜吃的植物类水果、蜂蜜或糖、饮品、茶、咖啡、加工食品或未加工食品。
食物可以是烹饪的、部分烹饪的、生的或未烹饪的。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以包括激光器。
激光器可以被布置为并且适用于在使用中发射可见光、红外辐射或紫外辐射。
激光器可以被布置为并且适用于通过一个或多个光纤将激光辐射引导朝向样本。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以包括一个或多个电极，用于接触目标或紧密靠近目标。
一个或多个电极可以包括双极设备或单极设备。
所述装置可以还包括用于将AC或RF电压施加到一个或多个电极以烧蚀目标的一部分的设备。
用于将AC或RF电压施加到一个或多个电极的设备可以还包括用于将AC或RF电压的一个或多个脉冲施加到一个或多个电极的设备。
用于将AC或RF电压施加到一个或多个电极的设备可以使得热量耗散到目标中。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以被布置为并且适用于将等离子体引导朝向目标或在目标处或从目标生成等离子体。
可以使用焦耳加热或透热疗法烧蚀目标的一部分。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以被布置为并且适用于将超声能量引导到目标中。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以被布置为并且适用于将红外、无线电波或微波辐射引导到目标中。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以包括护理点(“POC”)、诊断或外科设备。
用于烧蚀目标的一部分的设备可以被布置为并且适用于蒸发目标的一部分从而产生气溶胶羽流。
气溶胶羽流可以包括多个原子和/或分子，其中，气溶胶羽流中的至少一些原子和/或分子受部分或完全电离。
可以进行分析的发射的光或其他电磁辐射可以包括发射线谱。
发射线谱可以是原子、离子或分子的去激发的结果。
所述装置可以还包括一个或多个光纤，用于捕获发射的光或其他电磁辐射。
相同的一个或多个光纤可以被布置为并且适用于将激光传唤到目标上。
使用光谱法分析发射的光或其他电磁辐射的设备可以还包括用于分析一个或多个样本谱的设备。
所述装置可以还包括用于执行一个或多个样本谱的无监督和/或监督分析的设备，其可选地包括用于执行无监督分析后接着监督分析的设备。
用于分析一个或多个样本谱的设备可以被布置为并且适用于执行以下中的一者或多者：(i)单变量分析；(ii)多变量分析；(iii)主成分分析(PCA)；(iv)线性判别分析(LDA)；(v)最大边缘准则(MMC)；(vi)基于库的分析；(vii)软独立建模分类法(SIMCA)；(viii)因子分析(FA)；(ix)递归分区(决策树)；(x)随机森林；(xi)独立成分分析(ICA)；(xii)偏最小二乘判别分析(PLS-DA)；(xiii)对潜在结构的正交(偏最小二乘)投影(OPLS)；(xiv)OPLS判别分析(OPLS-DA)；(xv)支持向量机(SVM)；(xvi)(人工)神经网络；(xvii)多层感知器；(xviii)径向基函数(RBF)网络；(xix)贝叶斯分析；(xx)聚类分析；(xxi)核方法；(xxii)子空间判别分析；(xxiii)k-最近邻(KNN)；(xxiv)二次判别分析(QDA)；(xxv)概率主成分分析(PPCA)；(xxvi)非负矩阵分解；(xxvii)k-均值分解；(xxviii)模糊c-均值分解；和(xxix)判别分析(DA)。
用于分析发射的光或其他电磁辐射的设备可以被布置为并且适用于确定发射的光或其他电磁辐射是否可以是已知类型的目标材料的特性。
用于分析发射的光或其他电磁辐射的设备可以被布置为并且适用于识别目标中存在的一种或多种化学或其他元素。
所述装置可以还包括用于确定目标中存在的一种或多种化学元素的相对丰度的设备。
用于分析发射的光或其他电磁辐射的设备可以还包括用于将对应于发射的光或其他电磁辐射的一个或多个光信号与对应于控制样本、控制区域、控制数据或预定数据的一个或多个光信号进行比较的设备。
所述装置可以还包括可以被布置为并且适用于确定以下项的设备：(i)目标的一个或多个物理性质；(ii)目标的一个或多个化学性质；(iii)目标的一个或多个物理化学性质；或(iv)目标的一个或多个机械性质。
用于分析气溶胶羽流的设备可以还包括用于确定目标的一个或多个感兴趣区域和/或目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界的设备。
用于分析发射的光或其他电磁辐射的设备可以还包括用于确定目标的一个或多个感兴趣区域和/或目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界的设备。
一个或多个感兴趣区域可以包括：(i)癌生物组织、肿瘤或患病组织，其中，可选地，癌生物组织或肿瘤可以包括等级I，等级II，等级III或等级IV癌组织；和/或(ii)健康组织。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为电离气溶胶中的至少一些从而生成分析物离子的设备。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于将气溶胶羽流中的至少一些引导或抽吸到质谱仪的真空室中的设备。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为在质谱仪的真空室内电离气溶胶羽流中的至少一些从而生成多个分析物离子的设备。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为使得气溶胶羽流撞击位于质谱仪的真空室内的碰撞表面上从而生成多个分析物离子的设备。
质量分析器可以被布置为并且适用于对气溶胶和/或分析物离子进行质量分析，以获得质谱数据。
离子淌度分析器可以被布置为并且适用于对气溶胶和/或分析物离子进行离子淌度分析，以获得离子淌度数据。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析质谱数据和/或离子淌度数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析质谱数据和/或离子淌度数据，从而：(i)在不同类型的食物之间进行区分；(ii)识别肉种类；(iii)识别鱼种类；(iv)确定食物是否已经受损害；(v)确定食物是否包括诸如填充剂的不期望的替代成分或食物是否包括诸如马肉的不期望的种类的肉；(vi)用于肉种类化目的；(vii)用于鱼种类化目的；(viii)确定食物是否包括诸如农药或化肥的不期望的化学物或诸如生长激素或抗生素的不期望的生物制剂；(ix)确定食物是否对于消费是安全的；(x)确定食物的质量；(xi)确定食物的原产地；(xii)确定食物的一个或多个健康、安全、营养、质量、种类化或其他参数；(xiii)确定植物或动物在作为食物被收获、杀死或以其他方式制备之前被处理的方式；(xiv)确定动物被捕捉或屠宰的方式；或(xv)确定已经处理、储存或运输食物的方式。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为分析发射的光或其他电磁辐射并且产生光谱数据的设备。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析光谱数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
所述装置可以还包括被布置为并且适用于、被配置或编程为从目标的一个或多个区域获得或获取附加化学、物理、物理化学或非质谱数据的设备。
附加化学、物理、物理化学或非质谱数据可以选自由以下项构成的组：(i)拉曼光谱数据；(ii)X射线散射数据；(iii)光学或电磁吸收或反射数据；和/或(iv)荧光或自发荧光数据。
根据另一方面，提供一种离子成像器，包括如上所述的装置。
根据另一方面，提供一种质谱仪和/或离子淌度谱仪，其包括如上所述的装置。
根据另一方面，提供一种装置，包括：
被布置为并且适用于、被配置或编程为烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光学或其他电磁信号的设备；
被布置为并且适用于、被配置或编程为使用光谱法分析光学或其他电磁信号的设备；和
被布置为并且适用于、被配置或编程为使用光学或其他电磁信号的分析以配置质谱仪和/或离子淌度谱仪用于分析气溶胶羽流的设备。
用于分析光学或其他电磁信号的设备可以被布置为并且适用于确定目标的一个或多个物理、化学、物理化学或机械性质。
用于配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的设备可以被布置为并且适用于取决于所确定的目标的性质配置质谱仪和/或离子淌度谱仪。
用于配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的设备可以还包括可以被布置为并且适用于进行以下操作的的设备：(i)确定待分析或以其他方式采样的离子的一个或多个质荷比范围；(ii)确定待在质谱仪的一个或多个碰撞或裂解设备中使用的一个或多个碰撞能量或碰撞能量的范围；以及(iii)设置质谱仪和/或离子淌度谱仪的一个或多个增益。
所述装置可以包括手持设备。
所述装置可以包括外科切割设备或外科工具。
所述装置可以包括内窥镜、腹腔镜或机器人工具或设备。
附图说明
现将仅通过示例的方式并且参考附图描述各个实施例以及仅出于说明性目的给出的其他布置，其中：
图1示出可以用以识别细菌的已知激光诱导击穿光谱(“LIBS”)装置；
图2示出可以用以诊断或识别不同的皮肤组织类型的已知手持激光诱导击穿光谱(“LIBS”)采样探针原型；
图3示出根据实施例的可以使用的微型分光光度计；
图4示出具有光学和质谱(“MS”)化学分析能力的根据实施例的组合式激光外科设备；
图5示出具有组合式激光诱导击穿光谱(“LIBS”)和质谱(“MS”)化学分析能力的根据实施例的内窥镜；
图6示出具有组合式激光诱导击穿光谱(“LIBS”)和质谱(MS)化学分析能力的根据实施例的腹腔镜工具；以及
图7示出具有组合式质谱(“MS”)和光谱学分析能力的根据一个实施例的透热疗法手持件。
具体实施方式
根据各个实施例，设备可以用以从目标或样本(例如离体组织)的一个或多个区域生成分析物离子。设备可以包括原位电离离子源(例如激光烧蚀设备)，其特征在于分析原生或未改性的目标或样本的能力。例如，其他类型的电离离子源(例如基质辅助激光解吸电离(“MALDI”)离子源)需要在电离之前将基质或试剂添加到样本。
将显然的是，将基质或试剂添加到样本的要求妨碍执行组织的体内分析的能力，并且更通常地，妨碍提供目标材料的快速简单分析的能力。
与之对照，因此，原位电离技术是特别有利的，首先因为它们不需要添加基质或试剂(并且因此适合于体内组织的分析)，并且其次因为它们使得能够执行目标材料的快速简单分析。
很多不同的原位电离技术是已知的。依据历史记录，解吸电喷雾电离(“DESI”)是最早要开发的原位电离技术，并且于2004年公开。自2004年以来，已经开发了很多其他原位电离技术。这些原位电离技术在其精准电离方法方面不同，但它们共享直接从原生(例如未处理的或未改性的)样本生成气相离子的相同的普通能力。各种原位电离技术的特定优点是各种原位电离技术不需要任何先前样本制备。因此，各种原位电离技术使得能够分析体内组织和离体组织样本，而无需将基质或试剂添加到组织样本或其他目标材料的时间和费用。
在下表中给出原位电离技术的列表：
根据实施例，原位电离离子源可以包括激光源，并且尤其是激光烧蚀源或激光诱导击穿光谱(“LIBS”)源。
激光诱导击穿光谱(“LIBS”)是已知技术，并且包括在没有(或最小)样本制备的情况下快速确定样本的元素组成的灵活并且方便的技术。激光诱导击穿光谱(“LIBS”)具有确定下至百万分比等级的感兴趣的目标或样本中出现的痕量分析物元素的浓度的能力。
激光诱导击穿光谱(“LIBS”)利用激光以烧蚀样本表面或目标，并且使得或导致形成等离子体，其中，材料以气溶胶的形式从样本表面或目标喷射。由激光烧蚀工艺所生成的等离子体也在该工艺期间使得光发射，其中，发射光包含关于正受烧蚀的材料的信息。
图1示出用于识别细菌的已知激光诱导击穿光谱(“LIBS”)设置。脉冲式激光通过显微镜物镜聚焦到标本上，产生激光诱导击穿火花。光纤捕获所得光信号。光纤发送的光然后传递到具有电荷耦合检测器(“CCD”)的中阶梯光栅光谱仪。然后可以从光谱的分析确定标本、样本或目标的原子谱。
图2示出已知原型手持激光诱导击穿光谱(“LIBS”)采样探针。采样探针包括眼睛安全便携式激光诱导击穿光谱(“LIBS”)系统，其能够实时诊断和/或识别皮肤组织类型。
根据各个实施例，可以提供激光诱导击穿光谱(“LIBS”)型分光光度计，其可以与外科烧蚀、切割或蒸发设备组合，以用于实时识别组织类型。光学信息和质谱信息的组合使得能够实现改进的并且更可靠的或确信的诊断或识别。
根据各个实施例，可以提供外科切割设备，其既产生气溶胶的羽流又同时还发射光或以其他方式生成可检测的光信号或其他电磁信号。例如，外科切割设备可以包括透热疗法刀、等离子体凝固设备，激光器或微波烧蚀设备，其中，当烧蚀目标组织时，生成等离子体，并且其中，由烧蚀工艺产生的光或其他电磁辐射然后由光学分光镜、分光光度计或谱仪分析。
光学分光镜、分光光度计或谱仪可以包括相对小的设备。例如，图3示出根据各个实施例的可以使用的现有技术的微型或手持分光光度计。可以使用的特定分光光度计或微型分光光度计可以包括Ocean Optics(RTM)USB2000+微型谱仪。
根据实施例，可以与切割或烧蚀设备组合提供微型分光光度计设备。该设备可以还包括一个或多个相对较小的光纤，以用于接收在目标材料的烧蚀期间发射的光信号。一个或多个光纤可以被布置为将光信号发送到微型分光光度计。
除了分析在目标材料的烧蚀期间发射的光信号之外，还可以对由烧蚀工艺同时生成的气溶胶进行电离并且然后分析。气溶胶可以包括期望被采样并且电离的目标材料。根据实施例，可以通过使气溶胶撞击可以被加热的碰撞表面电离气溶胶形式的目标材料。碰撞表面可以例如提供于质谱仪的真空室内。所得分析物离子然后可以由质谱仪进行质量分析，和/或经受离子淌度谱仪进行的离子淌度分析。
可以被布置为分析分析物离子的质谱仪可以包括飞行时间质量分析器。然而，预期其他实施例，其中，质谱仪可以包括不同类型的质量分析器(例如离子阱或轨道阱(RTM)质量分析器)。质谱仪可以包括快速蒸发电离质谱(“REIMS”)电离源。快速蒸发电离质谱(“REIMS”)电离源可以包括入口毛细管或样本引入管以及加热的碰撞表面。
图4示出实施例，其中，提供根据实施例的使得能够执行样本或目标的光学和质谱法(“MS”)分析的激光手术手持件。具体地说，装置允许精准地确定目标的感兴趣区域的边界。手持件可以包括具有光纤401和气溶胶传送管402的壳体404。光纤401可以连接到激光器，并且可以用以将激光传输到目标上。目标可以包括体内、离体或体外生物材料或生物组织。目标可以还包括细菌样本或菌落。
激光可以被布置为具有适合于执行外科操作的波长和强度。例如，激光器可以被布置为切割和/或烧蚀生物组织的一部分，并且可以被优化以用于执行一个或多个不同的外科手术。激光器可以包括脉冲式或连续激光源。根据实施例，激光器可以包括眼睛安全的I类激光器。
由光纤401发送的激光可以被引导到样本或目标上，使得样本或目标的表面经历激光诱导击穿并且发射目标材料的光特性。预期其他实施例，其中，入射在样本或目标的表面上的激光或其他电磁辐射可以导致产生等离子体，其使得样本或目标材料的气溶胶从样本或目标的表面喷射并且使得光或其他电磁辐射基本上同时发射。
如图4所示，用以将激光或其他辐射发送到样本或目标的表面上的相同的一个或多个光纤401也可以被布置为捕获来自样本的激光诱导击穿的光并且将从样本或目标表面发射的光发送到谱仪，以用于随后光谱学分析。
虽然图4示出被布置为既将激光发送到目标又还接收来自烧蚀的目标的光的单个光纤401，但可以预期其他实施例，其中，多个光纤可以用以将激光发送到目标上和/或捕获目标归因于激光诱导击穿而发射的光。例如，预期这样的实施例，其中，可以在相对大的目标区块上引导激光，和/或可以执行在烧蚀期间发射的光的多方向捕获。
根据实施例，激光可以经由第一组一个或多个光纤发送到样本，并且在烧蚀期间收集的光学或其他信号可以由第二组一个或多个光纤得以发送以用于光学分析，从而入射激光沿着单独一组光纤行进到在烧蚀期间检测到的光信号。以此方式，可以对于光强度和/或频率或波长的特定范围优化每组光纤的特性(例如纤芯和包层的材料、直径、集光角度、数值孔径和折射率)。
来自激光诱导击穿的光可以由至少一个光纤发送，以由光谱仪或分光光度计测量。可以在有关波长范围上捕获或记录光的谱，并且可以记录每个波长处的光的强度。
为了避免捕获直接反射的激光束，可以使用光学滤波器以阻挡任何不想要的光。
在激光诱导击穿期间，可以从目标材料创建等离子体。来自等离子体的光学发射信号或谱可以包括来自例如自由电子与电离核素或轫致辐射的辐射复合的连续辐射。该工艺可以掩蔽作为目标材料的特性的光子线发射。连续辐射终止所花费的时间可以取决于入射激光的波长、强度和/或脉冲持续时间。
为了避免与分析连续辐射关联的问题，可以选通归因于激光诱导击穿导致的光信号的测量。例如，测量可以被布置为在激光能量初始地在目标或样本表面处被引导之后的时间延迟之后开始。然而，执行选通测量并非是必要的，并且应理解，可以在出现连续辐射的情况下下分析光信号。
可以分析所发送并且记录的光信号以确定目标材料的一个或多个特性。例如，可以确定出现在目标材料中的元素、分子或化合物和/或它们的相对丰度。具体地说，装置允许精准地确定目标的感兴趣区域的边界。
对于生物组织，所确定的特性可以包括组织的类型。对于肿瘤学的领域中的应用，可以确定的组织的特性可以包括组织是否包括健康、患病或癌组织。如果确定癌细胞或肿瘤细胞出现，则分析可以确定样本组织或目标是否包括恶性组织，并且具体地说，组织是否可以表征为等级0、1、2、3或4癌组织。应理解，重要的是尽可能精确地确定例如健康组织与癌组织之间的边界或例如变质的或受污染的食品与未受污染的食品之间的边界。
源自激光诱导击穿的一个或多个光信号可以是目标材料自身的特性。因此，一个或多个光信号的分析可以包括：将一个或多个光信号与来自控制样本、控制区域、控制数据或预定数据的光信号进行比较。分析可以还包括统计分析(例如主成分分析(“PCA”)和/或线性判别分析(“LDA”))。
虽然收集在样本的激光诱导击穿期间发射的光以用于光学分析，但激光诱导击穿产生的气溶胶的羽流也可以至少部分地被捕获，并且可以传送，以用于质谱分析和/或离子淌度分析。
如图4所示，可以提供手持手术工具，其包括气溶胶传送管402，以用于将气溶胶羽流的至少一部分引导到质谱仪和/或离子淌度谱仪。
气溶胶羽流可以由气溶胶捕获管403捕获。气溶胶捕获管403可以被布置为这样的：围绕激光手术设备的光纤401，以确保紧凑的手持设备。替代地，传送管可以与至少一个光纤401分离。
气溶胶捕获管403的面对目标的端部可以成形为例如通过具有更宽的入口区域促进捕获气溶胶羽流。也可以提供泵或真空，以沿着气溶胶捕获管403的长度吸取或以其他方式驱策气溶胶羽流朝向可选地具有位于质谱仪的壳体内的碰撞表面的质谱仪(和/或离子淌度谱仪)。碰撞表面可以被加热，并且可以被布置为这样的：在气溶胶撞击在碰撞表面上时，电离气溶胶。然后可以将所得分析物离子传递或引导向前，以用于质量分析器和/或离子淌度谱仪进行的随后质谱分析。
目标的激光诱导击穿可以导致气溶胶羽流中的组成原子或分子的至少一部分被电离。因此，预期其他实施例，其中，可以将气溶胶的羽流直接引入质谱仪(和/或离子淌度谱仪)中，以用于随后质量分析(和/或离子淌度分析)。
可以对气溶胶羽流或分析物离子进行质量分析，以获得质谱数据和/或离子淌度数据。
也可以在进入质谱仪和/或离子淌度谱仪之前过滤气溶胶羽流，以例如移除灰尘或其他颗粒。
通过组合或比较从来自目标的激光烧蚀的光信号的分析获得的数据与通过气溶胶羽流的质谱分析(或离子淌度分析)获得的数据，可以获得目标材料的特性的更精确和鲁棒的确定。具体地说，装置允许精准地确定目标的感兴趣区域的边界。
此外，由于可以在气溶胶羽流被抽吸到质谱仪(和/或离子淌度谱仪)中之前接收光信号，因此可以使用光学分析以配置质谱仪和/或离子淌度谱仪，以用于例如通过确定对样本进行质量分析和/或确定与气溶胶的电离和/或分析物离子的裂解有关的优化碰撞能量或其他参数的优化质量范围的气溶胶羽流的随后有效或优化的分析。还预期其他实施例，其中，在气溶胶的质量分析和/或离子淌度分析之前获得的光信号可以用以调整或设置质谱仪、质量分析器、离子淌度谱仪或另一离子光学部件的增益。预期实施例，其中，可以基于光学分析的结果配置、设置、改变或更改质谱仪和/或离子淌度谱仪的一个或多个参数。
如图4所示，一个或多个光纤401、气溶胶捕获管403和气溶胶传送管402可以组合或以其他方式被布置为形成紧凑的外科设备。外科设备可以包括手持设备。
设备可以连接到使得用户能够打开或关闭设备或以其他方式调整与设备有关的一个或多个参数(例如引导到样本或目标的表面上的入射激光的强度)的控制系统。可以经由可以在设备自身上和/或经由分离的控制单元提供的一个或多个按钮405控制一个或多个参数调整。
取决于正被分析的目标的类型，用户可以控制与光信号和/或气溶胶羽流的分析有关的一个或多个参数。用户可以例如选择应被监控的一个或多个组织类型(例如骨、骨骼肌肉组织、皮肤组织、癌或非癌组织)，以减少分析的计算负担。
可以提供实时将光学和/或质谱和/或离子淌度分析的结果传递到用户(或机器人)并且因此对用户(或机器人)提供正烧蚀的目标材料的特性和/或目标中的、目标的或目标上的感兴趣区域的边界的实时的指示的设备。
将分析的结果传递到用户(或机器人)可以经由与激光烧蚀外科设备分离的或包含于其内的显示设备。
替选地，可以经由视觉、听觉或触觉警告将结果传递到用户(或机器人)。警告可以被配置为警示用户(或机器人)何时例如用户(或机器人)正接近并非意图烧蚀的目标的区域。例如，如果切割设备接近致命器官，或如果切割设备接近健康组织与患病或癌组织之间的边界，则警告可以警告用户(或机器人)外科切割设备是否正切割得太深。
根据实施例，可以提供引导外科切割设备的机器人控制系统。根据各个实施例，机器人控制系统可以负责定位切割设备和/或控制目标的区域被照射的时间量和/或适当地调整入射激光的强度。
还可以提供非手术机器人系统。例如，可以提供关于污染测试食品产品的机器人系统。
机器人控制系统可以被配置为在目标材料的烧蚀期间考虑来自光学分析和/或质谱或离子淌度分析的反馈。使用该信息，机器人控制系统可以引导切割设备，从而在基本上避免损坏、切割或烧蚀目标的期望保留的其他区域(例如健康组织)的同时，切割或烧蚀不想要的、不期望的、患病的或不健康的目标材料。
激光可以用以烧蚀目标处的样本材料的非常小的部分。例如，外科设备可以用在操作模式下，以在仅经受对目标的最小量的损坏或基本上无损坏的同时测量目标材料的感兴趣区域的特性。以此方式，可以收集关于例如组织的健康区域的数据，其中，数据然后可以用作用于与其他组织类型的比较的基础，并且因此可以用以在健康组织与受损或患病的组织之间进行区分。
根据其他实施例，除了分析源自等离子体烧蚀目标的一个或多个光信号以及对源自烧蚀工艺的气溶胶羽流的成分进行质量分析和/或离子淌度分析之外，可以还利用分析目标或目标材料的至少一种附加方法。例如，根据实施例，可以执行拉曼光谱学分析。根据各个实施例，可以利用荧光或自发荧光信号的分析，其中，在收集数据、X射线散射或光学或电磁吸收或反射分析之前，可以用或可以不用掺杂物或纳米颗粒标定目标。
根据实施例，可以提供包括光纤和采样管的内窥镜，如图5所示。内窥镜可以被布置为通常被配置为这样的：通过自然开口(例如口腔或肛门)或通过小的手术切口可插入患者的身体中，由此使得操作者(例如外科医生、医师或护士)能够查看患者的身体内部的位置。内窥镜可以还包括用于在该位置处和/或患者的身体内执行外科操作的一个或多个设备。
内窥镜通常可以包括插入部分525，其可以插入患者的身体中。插入部分525可以在远端526中终止，其具有允许使用者握持并且引导内窥镜的近侧握持部分523。内窥镜可以包括至少一个光纤528，其可经由内窥镜的侧通道524连接到光源，以照射接近内窥镜远端的期望位置。预期其他实施例，其中，可以提供非外科内窥镜以用于在难以进入区块的情况下检查物质。
内窥镜可以包括至少一个其他光纤，其被布置为并且适用于透射光，使得用户能够经由目镜522观看与内窥镜的远端526相对的目标组织。替选地，可以在显示单元上观看内窥镜传送的图像。根据另一实施例，相机可以位于内窥镜的远端处，并且可以用以捕获光，以用于传输到用户和/或用于在显示单元上显示。
结合内窥镜提供的外科设备可以包括用于烧蚀目标区域的激光外科设备。来自激光器532的光可以经由至少一个光纤528传送到目标。内窥镜可以具备角度控制把柄或设备521，其允许用户控制内窥镜的远端处的任何外科设备的移动。
在一个实施例中，提供一种内窥镜，其适用于接近内窥镜的远端的目标的组合式质谱(“MS”)和光谱学分析，其中，已经使用激光烧蚀目标。
可以经由至少一个光纤收集并且发送在烧蚀期间发射的光信号以用于分析。
来自目标的烧蚀的气溶胶羽流可以通过收集管534得以收集，并且传送到质谱仪531，以用于随后质量分析，和/或转送到离子淌度谱仪，以用于随后离子淌度分析。
可以收集、发送并且分析光信号，如以上更详细地讨论的那样。
类似地，可以捕获、发送并且分析气溶胶羽流，如以上更详细地讨论的那样。
光信号的分析和气溶胶羽流的分析也可以比较或组合或进一步被分析，如以上更详细地讨论的那样。
类似于以上更详细地示出并且描述的激光外科设备，光学分析可以用以优化或配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的参数。如上所述，光信号的分析和/或气溶胶羽流的分析也可以用以向用户呈现实时输出，或形成机器人控制系统的一部分。
图6示出包括还具有使得能够进行目标的组合式质谱(“MS”)和光谱学分析的能力的腹腔镜工具的另一实施例。
腹腔镜工具可以被布置为这样的：通过患者的身体中的小切口或创口是可插入的。工具可以包括光纤641，其可以连接到光源。来自光源的光可以由光纤641发送，以照射接近腹腔镜工具的远端644的目标。根据实施例，工具可以在远端处配合有摄像机，以允许用户观看目标。预期其他实施例，其中，工具可以包括一个或多个光纤，其将光信号发送到显示屏或设备。
激光可以经由一个或多个第一光纤传送到接近工具的远端644的目标，其中，可以引导激光从而烧蚀目标的一部分。
可以通过一个或多个第二光纤捕获并且发送源自烧蚀目标的一部分的光信号，以用于光谱学分析。预期各个实施例。根据实施例，入射激光和捕获的光信号可以被布置为沿着相同的一个或多个光纤得以发送。替代地，入射激光和捕获的光信号可以被布置为沿着不同的光纤得以发送。
使用激光烧蚀目标的工艺可能导致产生羽流。根据实施例，气溶胶中的至少一些可以由气溶胶捕获管643捕获。所捕获的气溶胶的部分可以然后经由气溶胶传送管642传送到质谱仪和/或离子淌度分析器，以用于质谱和/或离子淌度分析。
羽流的光学分析可以用以优化或配置质谱仪和/或离子淌度谱仪的参数。如上所述，光信号的分析和/或气溶胶羽流的分析也可以用以向用户呈现实时输出，或形成机器人控制系统的一部分。
图7示出根据实施例的透热疗法手持件、透热疗法设备，透热疗法外科设备或电外科设备，其具有使得能够执行目标的组合式质谱化学分析和光谱学分析的能力。可以使用高频AC或RF电流切割、烧灼或凝固目标材料。还预期其他实施例，其中，透热疗法设备可利用超声波、短波射频或微波，以切割、烧灼或凝固目标。
根据各个实施例，归因于在透热疗法组织烧蚀期间向目标或目标组织施加RF能量或其他能量而导致的焦耳加热将导致以与在激光烧蚀期间发射的光类似的方式发射光。因此，类似信息将包含于所得发射谱中，如源自激光烧蚀的发射谱的情况那样。预期各个实施例，其中，透热疗法工具可以包括内窥镜和/或机器人和/或腹腔镜透热疗法工具。
根据各个实施例，AC或RF频率可以施加到一个或多个电极。透热疗法设备可以包括单极设备(即，包括一个电极)或双极设备(包括两个电极)。当使得一个或多个电极与目标接近时，一个或多个电极可以被布置为这样的：使得热量在目标内消散，产生来自目标的至少一些目标材料的烧蚀。烧蚀工艺将散发光信号并且还产生气溶胶羽流的释放。透热疗法设备可以因此适用于恭敬地捕获并且发送光信号和气溶胶羽流，以用于光谱学分析和质谱分析。
图7示出根据实施例的单极透热疗法设备，其中，设备的尖端751包括电极。可以提供气溶胶捕获管754以至少部分地捕获源自目标的烧蚀的气溶胶羽流。提供气溶胶传送管753，其被布置为将捕获的气溶胶羽流传送到质谱仪和/或离子淌度谱仪，以用于随后质量分析和/或离子淌度分析。
也可以提供至少一个光纤752，以捕获在目标的烧蚀期间发射的一个或多个光信号。至少一个光纤752可以被布置为发送一个或多个光信号，以用于光谱学设备进行的随后光谱学分析。
可以通过以上更详细讨论的方式收集、发送并且分析一个或多个光信号。
类似地，可以通过以上更详细讨论的方式捕获、发送并且分析气溶胶羽流。
光信号的分析和/或气溶胶羽流的分析也可以通过以上更详细讨论的方式比较或组合或被进一步分析。
类似于以上所讨论的激光外科设备，光学分析可以用以优化或配置质谱仪和/或离子淌度分析器的参数。光信号的分析和/或气溶胶羽流的分析也可以用以向操作者或用户(例如外科医生、护士或医师)呈现实时输出，或形成机器人控制系统的一部分，也如在以上更详细地讨论的那样。
透热疗法设备可以具备壳体755，并且可以具备控件作为设备自身的一部分(例如按钮756)或作为分离的控制单元的一部分，其允许用户操作者控制与透热疗法设备有关的各种参数(例如施加到一个或多个电极的RF电流的AC频率和/或所提供的电流的幅度。
可以例如通过以下操作对透热疗法设备进行等离子体辅助：将电离的氩气的射流引导朝向目标，以允许有源电极与目标之间的高频电流的电弧放电，并且由此朝向目标传导高频电流。
根据各个实施例，可提供透热疗法手术切割工具，其可与腹腔镜、内窥镜或机器人工具结合使用(或形成其一部分)。根据各个实施例，电极可以放置或定位在腹腔镜、内窥镜或机器人工具的远端处，从而电极相对紧密接近目标。因此公开涉及内窥镜、腹腔镜或机器人工具的实施例，其包括与至少一个光纤结合以用于捕获并且发送来自目标的烧蚀的光信号的透热切割设备。光信号可以经受光谱学分析(或另一形式的光学分析)。可以提供用于捕获并且传送气溶胶羽流的至少部分的捕获管和传送管，其被布置为将气溶胶羽流向前传送到质谱仪(以用于随后质谱分析)和/或离子淌度谱仪(以用于随后离子淌度分析)。
预期与分析的方法(例如医学治疗、手术和诊断以及非医学方法)有关的各个不同实施例。根据一些实施例，可以对体内、离体或体外组织样本执行以上公开的方法。组织可以包括人类或非人类动物或植物组织。预期其他实施例，其中，目标或样本可以包括生物物质或有机物质(包括塑料)。还预期实施例，其中，目标或样本包括一个或多个细菌菌落或一个或多个真菌菌落。
预期各个实施例，其中，原位电离离子源生成的分析物离子然后经受：(i)质量分析器或滤波器(例如四极质量分析器或飞行时间质量分析器)进行的质量分析；(ii)离子淌度分析(IMS)和/或微分离子淌度分析(DMA)和/或场非对称离子淌度谱法(FAIMS)分析；和/或(iii)这样的组合：首先(或反之亦然)离子淌度分析(IMS)和/或微分离子淌度分析(DMA)和/或场非对称离子淌度谱法(FAIMS)分析，其次(或反之亦然)质量分析器或滤波器(例如四极质量分析器或飞行时间质量分析器)进行的质量分析。各个实施例还涉及离子淌度谱仪和/或质量分析器以及离子淌度谱法和/或质量分析的方法。可以在质荷比分析之前执行离子淌度分析，反之亦然。
在本申请中对质量分析、质量分析器或滤波器、质量分析、质谱数据、质谱仪和指代用于确定分析物离子的质量或质量对电荷的装置和方法的其他有关术语进行各种引用。应理解，等同地预期本发明可以扩展到离子淌度分析、离子淌度分析器、离子淌度分析、离子淌度数据、离子淌度谱仪、离子淌度分离器和指代用于确定分析物离子的离子淌度、微分离子淌度、碰撞截面或相互作用截面的设备和方法的其他有关术语。此外，还应理解，预期实施例，其中，分析物离子可以经受离子淌度分析和质量分析的组合，即，(a)分析物离子的离子淌度、微分离子淌度、碰撞截面或相互作用横截面与(b)分析物离子的质量对电荷一起得以确定。因此，预期混合离子淌度-质谱法(IMS-MS)和质谱法-离子淌度(MS-IMS)实施例，其中，例如原位电离离子源生成的分析物离子的离子淌度和质荷比皆得以确定。可以在质荷比分析之前执行离子淌度分析，或反之亦然。此外，应理解，预期实施例，其中，对质谱数据和包括质谱数据的数据库的引用也应理解为涵盖离子淌度数据和差分离子淌度数据等以及(单独地或与质谱数据组合)包括离子淌度数据和差分离子淌度数据等的数据库。
预期各种外科、诊疗、医学治疗和诊断方法。
然而，预期与不对体内组织上执行的质谱法和/或离子淌度谱法的非外科和非诊疗方法有关的其他实施例。预期以体外方式执行从而它们在人类或动物身体的外部得以执行的其他有关实施例。
预期其他实施例，其中，对非活体人类或动物执行方法例如作为尸检过程的部分。
还应理解，本发明扩展到非外科应用。具体地说，根据各个实施例公开的方法和装置可以用于(或可以适用于)例如食品测试的应用。食品测试可以用于质量控制、安全或种类化确认目的，并且根据各个实施例，目标可以包括食品产品。
根据各个实施例，目标可以包括植物材料或动物材料。
植物材料或动物材料可以是突变的和/或转基因的，或可以包括突变和/或转基因细胞。
植物材料或动物材料可以是健康的、患病的或应激的。
根据实施例：(i)植物材料或动物材料的身份可以是已知的；(ii)植物材料或动物材料的身份可以是未知的；(iii)植物材料或动物材料可以具有受怀疑的身份；(iv)植物材料或动物材料的真实性可以是未确认的；或(v)植物材料或动物材料的真实性可以是确认的。
目标可以包括食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料。
具体地说，如果期望测试液体、饮品或饮料，则可以将液体、饮品或饮料干燥到基底上，从而形成目标。替选地，液体、饮品或饮料可以吸收到基底上，从而形成目标。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是有机或无机成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以是动物或植物成因的。
食物、饮料、制作食品中使用的配料或制作饮料中使用的配料可以包括化学物、盐、着色剂、增味剂或防腐剂。
目标可以包括食用真菌或使用细菌制备、酵素化、腌制或发酵的食物、饮料或配料。
食物、饮料或配料可以包括发酵的面包、酒精、低酒精或非酒精饮料、奶酪、泡菜、康普茶或酸奶。
酒精饮料可以包括酵素化的饮品、蒸馏的饮品、啤酒、麦芽酒、苹果酒、贮藏啤酒、葡萄酒、烈性酒、白兰地、杜松子酒、伏特加、威士忌或利口酒。
食物可以包括肉、鱼、家禽、海鲜、乳制品、奶酪、牛奶、奶油、黄油、鸡蛋、蔬菜、根茎蔬菜、球茎、叶子蔬菜、茎蔬菜、开花蔬菜、作物、谷类、玉米或谷粒、小麦、大米、坚果、种子、油籽、豆类、水果、作为蔬菜吃的植物类水果、蜂蜜或糖、饮品、茶、咖啡、加工食品或未加工食品。
食物可以是烹饪的、部分烹饪的、生的或未烹饪的。
虽然已经参照优选实施例描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以进行形式和细节方面的各种改变。

Claims (27)

1.一种分析目标的方法，包括：
烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射；以及
使用质谱法和/或离子淌度谱法分析所述气溶胶羽流并且使用光谱法分析所述发射的光或其他电磁辐射，以确定所述目标的一个或多个感兴趣区域和/或所述目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述烧蚀所述目标的一部分的步骤包括用激光照射所述目标。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述烧蚀所述目标的一部分的步骤包括用一个或多个电极接触所述目标或使一个或多个电极紧密靠近所述目标。
4.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所分析的所述发射的光或其他电磁辐射包括发射线谱。
5.如任一前述权利要求所述的方法，还包括使用一个或多个光纤捕获所述发射的光或其他电磁辐射并且可选地经由相同的所述一个或多个光纤将激光传输到所述目标上。
6.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述使用光谱法分析所述发射的光或其他电磁辐射的步骤还包括：分析一个或多个样本谱，并且可选地执行对所述一个或多个样本谱的无监督和/或监督分析，可选地包括无监督分析后接着监督分析。
7.如权利要求6所述的方法，其中，分析所述一个或多个样本谱包括使用以下中的一者或多者：(i)单变量分析；(ii)多变量分析；(iii)主成分分析(PCA)；(iv)线性判别分析(LDA)；(v)最大边缘准则(MMC)；(vi)基于库的分析；(vii)软独立建模分类法(SIMCA)；(viii)因子分析(FA)；(ix)递归分区(决策树)；(x)随机森林；(xi)独立成分分析(ICA)；(xii)偏最小二乘判别分析(PLS-DA)；(xiii)对潜在结构的正交(偏最小二乘)投影(OPLS)；(xiv)OPLS判别分析(OPLS-DA)；(xv)支持向量机(SVM)；(xvi)(人工)神经网络；(xvii)多层感知器；(xviii)径向基函数(RBF)网络；(xix)贝叶斯分析；(xx)聚类分析；(xxi)核方法；(xxii)子空间判别分析；(xxiii)k-最近邻(KNN)；(xxiv)二次判别分析(QDA)；(xxv)概率主成分分析(PPCA)；(xxvi)非负矩阵分解；(xxvii)k-均值分解；(xxviii)模糊c-均值分解；和(xxix)判别分析(DA)。
8.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述分析所述发射的光或其他电磁辐射的步骤包括确定所述发射的光或其他电磁辐射是否是已知类型的目标材料的特性。
9.如任一前述权利要求所述的方法，其中，所述分析所述发射的光或其他电磁辐射的步骤包括识别所述目标中存在的一种或多种化学或其他元素。
10.如任一前述权利要求所述的方法，还包括：将所述气溶胶羽流中的至少一些引导或抽吸到质谱仪的真空室中并且可选地在所述质谱仪的某个或所述真空室内电离所述气溶胶羽流中的至少一些，从而生成多个分析物离子。
11.如任一前述权利要求所述的方法，还包括使所述气溶胶羽流撞击位于质谱仪的真空室内的碰撞表面以生成多个分析物离子。
12.如任一前述权利要求所述的方法，还包括：对所述气溶胶和/或所述分析物离子进行质量分析以获得质谱数据，和/或对所述气溶胶和/或所述分析物离子进行离子淌度分析以获得离子淌度数据。
13.如权利要求12所述的方法，还包括还包括分析所述质谱数据和/或所述离子淌度数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
14.如权利要求12所述的方法，还包括分析所述质谱数据和/或所述离子淌度数据，从而：(i)在不同类型的食物之间进行区分；(ii)识别肉种类；(iii)识别鱼种类；(iv)确定食物是否已经受损害；(v)确定食物是否包括诸如填充剂的不期望的替代成分或食物是否包括诸如马肉的不期望的种类的肉；(vi)用于肉种类化目的；(vii)用于鱼种类化目的；(viii)确定食物是否包括诸如农药或化肥的不期望的化学物或诸如生长激素或抗生素的不期望的生物制剂；(ix)确定食物是否对于消费是安全的；(x)确定食物的质量；(xi)确定食物的原产地；(xii)确定食物的一个或多个健康、安全、营养、质量、种类化或其他参数；(xiii)确定植物或动物在作为食物被收获、杀死或以其他方式制备之前被处理的方式；(xiv)确定动物被捕捉或屠宰的方式；或(xv)确定已经处理、储存或运输食物的方式。
15.如任一前述权利要求所述的方法，其中，分析所述发射光或其他电磁辐射的步骤还包括生成光谱数据。
16.如权利要求15所述的方法，还包括分析所述光谱数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
17.一种装置，包括：
用于烧蚀目标的一部分以使得产生气溶胶羽流并且发射光或其他电磁辐射的设备；
用于分析所述气溶胶羽流的质谱仪和/或离子淌度谱仪；
用于分析所述发射的光或其他电磁辐射的分光镜或光谱仪；和
被布置成并且适用于从对所述气溶胶羽流的分析以及从对所述发射的光或其他电磁辐射的分析确定所述目标的一个或多个感兴趣区域和/或所述目标的感兴趣区域的一个或多个边缘或边界的设备。
18.如权利要求17所述的装置，其中，用于烧蚀所述目标的一部分的所述设备包括激光器。
19.如权利要求17所述的装置，其中，用于烧蚀所述目标的一部分的所述设备包括一个或多个电极，用于接触所述目标或紧密靠近所述目标。
20.如权利要求17-19中任一项所述的装置，还包括一个或多个光纤，用于捕获所述发射的光或其他电磁辐射，并且其中，相同的所述一个或多个光纤被布置成并且适用于将激光传输到所述目标上。
21.如权利要求17-20中任一项所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为将所述气溶胶羽流中的至少一些引导或抽吸到质谱仪的真空室中的设备，并且还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为在所述质谱仪的某个或所述真空室内电离所述气溶胶羽流中的至少一些以生成多个分析物离子的设备。
22.如权利要求17-21中任一项所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为使所述气溶胶羽流撞击位于质谱仪的真空室内的碰撞表面以生成多个分析物离子的设备。
23.如权利要求17-22中任一项所述的装置，其中，所述质量分析器被布置成并且适用于对所述气溶胶和/或所述分析物离子进行质量分析以获得质谱数据，和/或所述离子淌度分析器被布置成并且适用于对所述气溶胶和/或所述分析物离子进行离子淌度分析以获得离子淌度数据。
24.如权利要求23所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析所述质谱数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
25.如权利要求23所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析所述质谱数据和/或所述离子淌度数据，从而：(i)在不同类型的食物之间进行区分；(ii)识别肉种类；(iii)识别鱼种类；(iv)确定食物是否已经受损害；(v)确定食物是否包括诸如填充剂的不期望的替代成分或食物是否包括诸如马肉的不期望的种类的肉；(vi)用于肉种类化目的；(vii)用于鱼种类化目的；(viii)确定食物是否包括诸如农药或化肥的不期望的化学物或诸如生长激素或抗生素的不期望的生物制剂；(ix)确定食物是否对于消费是安全的；(x)确定食物的质量；(xi)确定食物的原产地；(xii)确定食物的一个或多个健康、安全、营养、质量、种类化或其他参数；(xiii)确定植物或动物在作为食物被收获、杀死或以其他方式制备之前被处理的方式；(xiv)确定动物被捕捉或屠宰的方式；或(xv)确定已经处理、储存或运输食物的方式。
26.如权利要求17-25中任一项所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为分析所述发射的光或其他电磁辐射并且生成光谱数据的设备。
27.如权利要求26所述的装置，还包括被布置成并且适用于、被配置或编程为进行以下操作的设备：分析所述光谱数据，从而：(i)在健康组织与患病组织之间进行区分；(ii)在潜在癌组织与非癌组织之间进行区分；(iii)在不同类型或等级的癌组织之间进行区分；(iv)在不同类型或类别的目标材料之间进行区分；(v)确定一个或多个期望的或不期望的物质是否存在于所述目标中；(vi)确认所述目标的身份或真实性；(vii)确定一个或多个杂质、非法物质或不期望的物质是否存在于所述目标中；(viii)确定人类或动物患者是否处于遭受不利结果的增加风险；(ix)进行或协助进行诊断或预后；或(x)向外科医生、护士、医师或机器人通知医疗、外科或诊断结果。
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