JP2023504585A - サンプルを画像化およびアブレーションするためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本明細書において、サンプルを画像化およびアブレーションするためのシステムを開示する。画像化／アブレーションデバイス（１１０）は、光学アセンブリ（１１２）、サンプルステージ（１１４）、およびレシーバ（１１６）を含む。光学アセンブリ（１１２）は、サンプルステージ（１１４）の下方の反転位置に配置され、レシーバ（１１６）は、サンプルステージ（１１２）の上方に位置付けられる。光学アセンブリは、サンプルステージ（１１４）上に配置されたサンプルの画像化を可能にする。光学アセンブリ（１１２）はまた、サンプル内の関心領域のアブレーションを可能にする。アブレーション中に光学アセンブリから伝播されたレーザ光は、アブレーションプルーム（２０）がレシーバ（１１６）に向かって移動する方向と実質的に同じ方向に伝播する。【選択図】図２

Description

本開示は、概して、サンプルを画像化およびアブレーションするためのシステム、デバイス、および方法に関する。特に、本開示は、細胞内の細部にアクセスすることを可能にし、かつ標的を過度に分解することなく、アブレーションされた標的をレシーバに移して、追加の上流分析を可能にすることができる生物学的サンプルを画像化およびアブレーションするためのシステム、デバイス、および方法に関する。

「－ｏｍｉｃｓ」分野は、標的生物または生物のグループの構造、機能、またはダイナミクスに関連する生物学的分子のセットを特徴付け、定量化し、またはそうでなければ分析しようとしている。各－ｏｍｉｃ分野は、関連する「－ｏｍｅ」の研究に関連している。－ｏｍｉｃｓ分野には、ゲノムの研究である、ゲノミクス、ＤＮＡバインダーおよびＤＮＡの化学修飾を含む、ゲノムの支持構造の研究である、エピゲノミクス、ｍＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｒＲＮＡ、ｔＲＮＡを含む、標的生物によって生成されるＲＮＡ分子のセットの研究である、トランスクリプトミクス、標的生物によって生成されるタンパク質の補体の研究である、プロテオミクス、ならびに標的生物の細胞プロセスを通して生成される代謝物のコレクションの研究である、メタボロミクス、といった分野が含まれる。

「マルチオミクス」（統合オミクスとも呼ばれる）には、そのような－ｏｍｅのうちの１つ以上の分析が関わる。マルチオミクス分析の目標は、複雑な生物学的データを収集および／または分析して、例えば、疾患のマーカーをより正確に特定することができる方法で様々な－ｏｍｅにわたる関連を発見し、遺伝子型と、表現型と、特定の状態に対する環境への影響との間の区分けのよりよい理解を可能にし、様々な－ｏｍｅが相互に調節および影響を与える方法についてのより深い洞察を提供する。

ただし、マルチオミクスの分野をさらに前進させるには、いくつかの課題が残っている。特に、ゲノムからトランスクリプトーム、次いでプロテオームとメタボロームへと遺伝子型から表現型への経路に沿って移動すると、化学的多様性および複雑さのレベルが指数関数的に増加する。その複雑さの増加に伴い、関連する生体分子の取得および分析がますます困難になってきている。

また、標的生体分子が存在する関連する関心領域は、しばしば細胞内レベルにある。したがって、生体分子の効果的な下流分析を可能にする方法で標的生体分子を取得することは困難である。しかしながら、ピコ秒赤外線ＬＡＥＳＩ（ＰＩＲ ＬＡＥＳＩ）を含むレーザアブレーションエレクトロスプレーイオン化（ＬＡＥＳＩ）などの従来の方法では、細胞内レベルでの生体分子の収集はできない。ＬＡＥＳＩでは、レーザアブレーションされた材料は、エレクトロスプレーイオン源からのナノメートルサイズの液滴によってイオン化され、分析のために質量分析計に送信される。しかしながら、従来のＬＡＥＳＩシステムには、開口数（ＮＡ）の低い光学系につながる固有の空間的制約がある。サンプルのアブレーションに使用される低ＮＡ光学系は、大きなアブレーションスポットサイズにつながる。例えば、最小スポットサイズは典型的には、生細胞全体よりもはるかに大きく、細胞内の関心領域の標的アブレーションを可能にするのに十分なほど小さくはない。

生細胞の細胞内および／または細胞間生物学的材料への直接アクセスも、リアルタイム条件下でそのような細胞の生化学的側面を効果的に分析するための鍵である。しかしながら、さらなる下流分析のために標的細胞材料を得る従来の方法は、典型的には、サンプルを固定し、しばしば乾燥させることに依拠している。例えば、マトリックス支援レーザ脱離／イオン化飛行時間型（ＭＡＬＤＩ ＴＯＦ）は、分子成分のイオン化にマトリックスを使用する。サンプルを固定する必要があるため、ＭＡＬＤＩ ＴＯＦは、生細胞のモニタリングとの互換性がない。

したがって、得られた物質の効果的な下流分析を可能にする方法で、細胞内レベルで生細胞から細胞物質を得ることができるシステム、デバイス、および方法が継続的に必要とされている。

本明細書に記載の実施形態は、生物学的材料を過度に分解せず、得られた材料の効果的な下流分析を可能にする方法で、サンプルからの標的生物学的材料の収集を可能にする。特定の実施形態では、サンプルは、生細胞を含み得、標的生物学的材料は、通常の周囲条件下で（例えば、圧力制御、湿度制御などなしで）得られ得る。特定の実施形態では、サンプルの標的関心領域は、細胞内サイズを有し得る。特定の実施形態では、標的生物学的材料は、細胞が生存することさえ可能にして、任意選択でさらなる試験に使用され得る方法で、残りの細胞構造への影響を最小限に抑えて細胞から除去され得る。

一実施形態では、サンプルを画像化およびアブレーションするためのデバイスは、サンプルの載置のために構成された第１の側（例えば、上側）と、第１の側の反対に配置された第２の側（例えば、下側）と、を有するサンプルステージを含む。デバイスは、対物レンズおよびレーザを備えた光学アセンブリも含む。対物レンズは、サンプルステージの第２の側に配置され、かつサンプルステージに載置されたサンプルの顕微鏡画像化を可能にするように構成されている。レーザは、サンプルステージの第２の側に配置され、サンプルステージを通して、かつサンプル内に、レーザ光を方向付けて、サンプルの標的領域などのサンプルの少なくとも一部分を選択的にアブレーションするように構成されている。デバイスはまた、サンプルステージの第１の側に配置されたレシーバを含む。レシーバは、サンプルから排出されたアブレーションされた材料を受容して、アブレーションされた材料のさらなる分析を可能にするように構成されている。

一実施形態では、レーザ光が対物レンズを通して方向付けられており、レーザ光がサンプルのアブレーションから生じるアブレーションプルームの意図された移動方向において、実質的に伝播するように配向されるように、レーザおよび対物レンズが構成されている。これは、拡大するアブレーションプルームが、レーザ光に逆らうのではなく、伝播するレーザ光の方向に実質的に平行な線に沿ってレシーバに向かって効果的に移動することを有益に可能にする。

光学アセンブリは、明視野画像化、セクショニング（例えば、共焦点顕微鏡を介して）、落射蛍光画像化、２光子画像化、またはそれらの組み合わせを可能にするように構成され得る。対物レンズは、約０．５以上、または約０．６５以上、または約０．７５以上、または約０．８以上の開口数（ＮＡ）を有し得る。

レーザは、フェムト秒の赤外線レーザであることが好ましい。レーザおよび他の光学アセンブリの構成要素は、サンプルの１μｍ³当たり約１ｎＪ～約１０μＪのパルスエネルギーを送達するように構成され得る。アブレーションされる標的関心領域は、約５０μｍ以下、または約３０μｍ以下、または約１０μｍ以下、または約５μｍ以下、または約３μｍ以下、または約１．５μｍ以下、または約１μｍ以下の「スポットサイズ」直径を有し得る。体積的に言えば、アブレーションされる標的関心領域は、約５００μｍ³以下、約２５０μｍ³以下、約１００μｍ³以下、約５０μｍ³以下、約２５μｍ³以下、または約１０μｍ³以下、約５μｍ³以下、または約２μｍ³以下の体積を有し得る。したがって、光学アセンブリを利用して、複数の全細胞、単一の全細胞、または標的細胞小器官もしくは他の細胞内構造などの細胞内体積、または細胞外の細胞外体積をアブレーションし得る。

一実施形態では、レシーバは、マイクロウェルプレートまたはチップなどのアブレーションされた材料の個々のサブサンプルの非重複空間的分化のために構成された媒体を含む。一実施形態では、レシーバは、ナノ液滴アレイを含む。一実施形態では、レシーバは、アブレーションされたサブサンプルを収集し、それらをイオン化液滴の形で質量分析計の入口に送るように構成されたエレクトロスプレープローブを含む。エレクトロスプレープローブは、エレクトロスプレープローブの外面を濡らすための溶媒を提供する毛細管と関連付けられ得る。

一実施形態では、サンプルの標的領域をアブレーションおよび分析するためのシステムは、画像化およびアブレーションデバイスと、レシーバによって受容されたアブレーションされた材料の少なくとも一部分を受容し、分析するように構成された分析器と、を含む。分析器は、例えば、１つ以上のＰＣＲ機、配列決定機、光学分光計、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光計、質量分析計、クロマトグラフィーデバイス、遠心分離機、電気泳動デバイス、放射性標識および放射性標識検出デバイス、他の分析生化学デバイス、またはそれらの組み合わせを含み得る。システムは、サンプルをサンプルステージ上に位置付ける前に、サンプルを選別またはそうでなければ処理するように構成されている、電気液滴選別機、選別遠心分離機などの上流プロセッサをさらに含み得る。

一実施形態では、サンプルのアブレーションされた部分の分析を可能にするためにサンプルを画像化およびアブレーションする方法は、画像化およびアブレーションデバイスを提供するステップと、サンプルの画像を取得するステップと、サンプル内の関心領域を選択するステップと、関心領域の少なくとも一部分をアブレーションするために、関心領域にレーザ光を送達するステップと、を含む。また、レシーバ上のアブレーションされた材料の少なくとも一部分を捕捉すること。

一実施形態では、アブレーションは、周囲雰囲気中で実施される。一実施形態では、サンプルは、生細胞を含む。一実施形態では、アブレーションされたサブサンプルは、標的細胞を殺すことなく標的細胞から除去される。

一実施形態では、複数のレーザパルスがサンプルに印加される。複数のアブレーションされたサブサンプルは、複数のアブレーションイベントから形成され得、非重複空間的分化された位置でレシーバで収集され得る。レーザパルス周波数、レーザパルスエネルギーレベル、またはレーザパルス深度のうちの１つ以上は、複数のレーザパルスにわたって動的に変化させ得る。例えば、ある動作モードでは、レーザパルス強度は、初期の高レベルに設定して、関心領域を覆っているサンプル中の材料を除去するために設定され、次いで、関心領域の少なくとも一部分のアブレーションのために、より低レベルに設定される。

本概要は、以下の詳細な説明でさらに説明される簡略化された形式で概念の選択を導入するために提供されている。本概要は、請求された主題の主要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図しておらず、請求された主題の範囲を示すものとして使用されることも意図されていない。

本開示の追加の目的および利点は、以下の説明に部分的に記載され、その一部は、その説明から明らかになり、または本開示の実施によって習得することができる。本開示の特徴および利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘されている機器および組み合わせによって実現および取得することができる。本開示のこれらおよび他の特徴は、以下の説明および添付の特許請求の範囲からより完全に明らかになるか、または以下に記載されるように開示の実施によって習得され得る。

本開示の上記および他の利点および特徴を得ることができる方法を説明するために、添付の図面に示されるその特定の実施形態を参照することにより、上記で簡単に説明した本開示のより具体的な説明を行う。これらの図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものとみなされるべきではないことが理解される。本開示は、次の添付の図面を使用して、さらなる特異性および詳細を伴って記載および説明される。

従来のレーザ支援エレクトロスプレーイオン化（ＬＡＥＳＩ）システムを示す。 従来の画像化およびアブレーションシステムに比べて１つ以上の利点を提供する、サンプルの画像化およびアブレーションのためのシステムの概略概要を示し、このシステムは、光学アセンブリ、サンプルステージ、およびレシーバを備えた画像化／アブレーションデバイスを含む。 上流電気液滴選別機の形での例示的な上流プロセッサを示す。 本明細書に記載の画像化／アブレーションデバイスに利用され得る光学アセンブリの例を示す。 マイクロウェルプレートなどの空間的分化した媒体を含むレシーバの例を示す。 ナノ液滴アレイを含むレシーバの例を示す。 ナノ液滴アレイを形成するための例示的なプロセスを示す。 エレクトロスプレープローブを含み、かつ質量分析計の入口に送るためのアブレーションされたサブサンプルを含有するイオン化液滴を生成するように構成されたレシーバの実施形態を示す。 １つ以上の試薬をレシーバの空間的に分離された区画に追加し得る、および／または１つ以上のサブサンプルを、イオン化されたサンプルを質量分析計に渡すためのエレクトロスプレープローブに結合された液体クロマトグラフィーカラムに渡し得る下流プロセスの一例を示す。 レシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの位置を、アブレーションイベントに、およびサンプルスライド上の標的関心領域に、相関させるための例示的な方法を示す。 サンプルの長方形のｘｙ領域が走査され、アブレーションされる、例示的な画像化／アブレーションデバイスの動作モードをグラフで示す。 印加されるレーザパルスの位置およびパルスエネルギーレベルを動的に調整することにより、標的関心領域を覆う組織、媒体、または他の妨害物質の層を除去するために利用され得る画像化／アブレーションデバイスの動作モードの例をグラフで示す。

序論
本開示の実施形態を詳細に説明する前に、本開示は、当然変わり得る、特に例示されたデバイス、システム、方法、装置、製品、プロセス、および／またはキットのパラメータに限定されないことを理解されたい。したがって、本開示の特定の実施形態は、特定の構成、パラメータ、構成要素、要素などを参照して詳細に説明されるが、説明は例示であり、特許請求される発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。加えて、本明細書で使用される用語は、実施形態を説明することを目的としており、必ずしも特許請求される発明の範囲を限定することを意図するものではない。

さらにまた、別段、暗黙的または明示的に理解または記載しない限り、本明細書において説明される任意の所与の構成要素または実施形態について、その構成要素について列挙された可能な候補または代替物のいずれかが、一般に個々にまたは互いに組み合わせて使用され得ることが理解される。さらに、別段、暗黙的または明示的に理解または記載されない限り、かかる候補または代替物のいかなる列挙も、単なる図示であり、限定ではないことが理解されるだろう。

加えて、別段の表示がない限り、明細書および特許請求の範囲において使用された量、成分、距離、または他の測定値を表す数は、「約（ａｂｏｕｔ）」という用語によって修飾されるものとして理解されるべきである。それに応じて、矛盾して示されない限り、明細書および添付の特許請求の範囲において記載された数値パラメータは、本明細書中に提示された主題によって得られることが求められる、所望の特性に応じて変化することがある近似値である。最低でも、かつ特許請求の範囲に対する均等の原則の適用を限定することを企図しないように、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有意な数字の数に照らして、かつ通常の丸め技術を適用することによって解釈されるべきである。本明細書中に提示された主題の広範な範囲を記載している数値範囲およびパラメータは近似値であるにも関わらず、特定の例に記載された数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いかなる数値も、本質的に、それぞれの試験的測定において見られた標準偏差から必然的に生じる一定の誤差を含有する。

本明細書で使用されている見出しおよび小見出しは、構造的な目的のみであり、説明またはクレームの範囲を制限するために使用されることを意図したものではない。

図１は、従来のＬＡＥＳＩシステム６０を示す。示されるように、レーザ光４０は、サンプルスライド３０上に配置されたサンプル１０に方向付けられる。レーザ光４０は、サンプル１０の一部分のアブレーションを引き起こすように調整され、その結果、レーザ光の伝播方向と反対の方向に上方に伝播するアブレーションプルーム２０が生じる。エレクトロスプレーニードル５０は、サンプルスライド３０とレーザ光４０が通過する光学系との間の高さで、サンプルスライド３０の上方に配置される。エレクトロスプレーニードル５０は、アブレーションプルーム２０の経路を横切ってエレクトロスプレー液滴５２を放出する。これらの液滴５２の一部は、アブレーションプルーム２０の液滴と相互作用して、イオン化されたサンプル液滴５４を形成する。質量分析計の入口５６は、典型的には、エレクトロスプレーニードル５０と位置合わせされ、分析のためにイオン化されたサンプル液滴５４の一部を受容するように位置付けられる。

システム６０などの従来のＬＡＥＳＩシステムは、サンプル１０のアブレーションされた部分の収集および分析を可能にするが、いくつかの制限が存在する。特に、固有の空間的制約は、レーザ光４０がサンプル１０に印加され得る解像度を厳しく制限する。これは、スポットサイズが比較的大きく、典型的には細胞全体よりもはるかに大きいことを意味する。エレクトロスプレー液滴５２の流れがアブレーションプルーム２０を横切るために、エレクトロスプレーニードル５０および質量分析計の入口５６は、サンプルスライド３０と、レーザ光４０が伝播される光学アセンブリとの間に位置付けられなければならない。これにより、システムの焦点電位が制限され、光学系のＮＡが望ましくなくなる。空間的制約に加えて、サンプル１０に焦点を合わせるために、エレクトロスプレー液滴５２の流れを通して焦点を合わせる光学系も必要とし得る。

そのような従来のＬＡＥＳＩシステム６０の別の欠点は、レーザ光４０の伝播方向（すなわち、レーザ光のｋベクトル）が、エレクトロスプレー液滴５２の交差経路に到達するためにアブレーションプルーム２０が移動しなければならない方向に対して延びているということである。これは、アブレーションされた材料を質量分析計の入口５６に輸送する効率を低下させる。加えて、構成要素の空間的位置付けは、アブレーションプルーム２０からの破片が光学系および他の重なる構成要素を汚し、システムの性能をさらに低下させ、洗浄および／または部品交換のための運用コストを増加させる可能性があることを意味する。

画像化およびアブレーションシステムの概要
図２は、サンプルの画像化およびアブレーションのためのシステム１００の概略概要を示している。図示のシステム１００は、上記のような従来のＬＡＥＳＩシステム６０の制限のうちの１つ以上を改善し得る。システム１００は、画像化／アブレーションデバイス１１０を含む。画像化／アブレーションデバイス１１０は、光学アセンブリ１１２、サンプルステージ１１４、およびレシーバ１１６を含む。示されるように、光学アセンブリ１１２は、光が光学アセンブリ１１２を通ってサンプルステージ１１４内に上方に伝播するように、サンプルステージ１１４の下方の反転位置に配置される。

動作中、光形態の画像化および／またはアブレーションは、光学アセンブリ１１２を通過し、次いでサンプルステージ１１４を通過し、サンプルステージ１１４上に位置付けられたサンプル１０（例えば、それ自体がサンプルステージ１１４上に位置付けられたサンプルスライド上）に入る。同じ光学アセンブリ１１２は、サンプル１０の画像化と、サンプル１０内の標的関心領域のアブレーションと、の両方に使用し得る。アブレーション中、サンプル１０内の関心領域が標的にされ、レーザ光が光学アセンブリ１１２を通って関心領域に方向付けられる。方向付けられたレーザ光は、関心領域をアブレーションさせ、サンプルステージ１１４からレシーバ１１６に向かって延在するアブレーションプルーム２０を形成するように調整し得る。レシーバ１１６は、延在するアブレーションプルーム２０の少なくとも一部分がレシーバ１１６で捕捉され得るように、サンプルステージ１１４の上に位置付けられる。サンプルステージ１１４、レシーバ１１６、またはその両方は、それらが少なくとも２つの軸方向において、好ましくは、３つの軸方向すべてに選択的に移動することを可能にする位置付けシステムを含み得る。

従来のＬＡＥＳＩシステム６０とは対照的に、図示された画像化／アブレーションデバイス１１０は、反転位置にある光学アセンブリ１１２を提供する。これは、サンプルステージ１１４に対して光学アセンブリ１１２を位置付ける際のより大きな自由を有益に提供し、より高いＮＡ光学系の使用を可能にする。より高いＮＡ光学系は、次に、より小さな関心領域とより小さなアブレーションスポットサイズに焦点を合わせることが可能になる。以下でより詳細に説明するように、いくつかの実施形態は、細胞内レベルでのアブレーションスポットサイズを可能にし得る。

図示された画像化／アブレーションデバイス１１０はまた、レーザ光をアブレーションプルーム２０の延在の方向に向けるように構成されている。図示の画像化／アブレーションデバイス１１０では、アブレーションプルーム２０は、従来のＬＡＥＳＩシステム６０のようにそれに対してではなく、伝播するレーザ光と同じ方向に延在するように意図されている。したがって、図示の画像化／アブレーションデバイス１１０は、アブレーションプルーム２０が伝播するレーザ光の方向に逆らって移動することを必要とせずに、アブレーションされたサンプル材料をレシーバ１１６に効果的に移送することができる。

加えて、図示の画像化／アブレーションデバイス１１０の構成は、光学アセンブリ１１２を、延在するアブレーションプルーム２０の経路から取り除く。これは、光学アセンブリ１１２に接触または集まるアブレーションされた破片に起因する光学的劣化および／または構成要素の損傷を有益に制限する。

レシーバ１１６は、アブレーションされた材料（すなわち、各アブレーションイベントにそれぞれ対応する材料）の受容された個々のサブサンプルを空間的および／または時間的に分化するように構成され得る。いくつかの実施形態では、レシーバ１１６は、マイクロウェルプレートまたはナノ液滴アレイなどの、個々のサブサンプルの空間的分化のために構成された媒体を含む。そのような媒体は、アブレーションされた材料内の核酸のＰＣＲまたはアブレーションされた材料内の核酸の配列決定など、収集され空間的分化されたサブサンプルの後続の分析を可能にする。

レシーバ１１６は、追加的または代替的に、エレクトロスプレープローブを含み得る。エレクトロスプレープローブを利用して、質量分析計の入口に送るためのイオン化されたサンプル液滴を生成し得る。レシーバ１１６はまた、溶媒で濡らされた表面として構成され得る。溶媒は、受け取ったアブレーションされたサブサンプルが、それらがいつアブレーションされて受容されたかに基づいて時間的に空間的に分化されるような流量を有し得る。

いくつかの実施形態では、エレクトロスプレープローブと接液面とが組み合わされている。例えば、以下でより詳細に説明されるように、エレクトロスプレープローブは、毛細管の外に延在し、先端で終端する、露出した遠位部分を備えた、毛細管内に部分的に配置され得る。露出した遠位部分は、サンプルステージからアブレーションされたサブサンプルを受容するように位置付けられる（すなわち、サンプルステージの上に位置付けられる）。毛細管は、溶媒が露出した遠位部分の外面に沿ってエレクトロスプレープローブの先端に向かって流れるように、エレクトロスプレープローブの外面に溶媒を適用するように構成されている。このようにして、アブレーションされたサブサンプルが露出した遠位部分によって捕捉されると、それらは次にプローブの先端に向かって流れ、そこでイオン化されて質量分析の入口に向かって伝達される。

レシーバ１１６、特にアブレーションプルーム２０に最初に接触して受容するレシーバの部分は、サンプルステージの上面から約１ｍｍ以下、または約５００μｍ以下、または約３５０μｍ以下、または約２５０μｍ以下、または約２００μｍ以下、または約１５０μｍ以下の距離だけ離間され得る。前述の範囲内の寸法は、レシーバによるアブレーションされた材料の効果的な収集を提供する、ということが見出された。

サンプルと、アブレーションプルーム２０を最初に受容するレシーバ１１６の部分との間の距離もまた、アブレーションされた材料のレシーバ１１６への効果的な移送を提供するように調整され得る。アブレーションされた材料は、運動エネルギー（速度の二次方程式）でサンプルから変位するが、材料を減速して運動エネルギーを除去する抗力（速度の二次方程式）を経験する。すべての運動エネルギーは、およそ次の距離Ｌにわたって除去される。

式中、ｈは、サンプルのアブレーションされた部分の厚さ／高さ、ρｓは、サンプル密度、ρｇは、ガス密度、Ｃは、抗力係数（通常は約１）である。典型的には、Ｌは、約７００時間になる。したがって、サンプルの上面とレシーバとの間の距離は、好ましくは、Ｌ未満であり、言い換えれば、好ましくは、サンプルのアブレーションされた部分の高さの約７００倍未満である。

いくつかの実施形態では、画像化／アブレーションデバイス１１０は、サンプルステージ１１４とレシーバ１１６との間に配置されるようなサイズおよび形状に構成されており、かつサンプルステージ１１４上に載置されたサンプル１０にインキュベーション環境を提供するように構成されたた、インキュベーション容器（図示せず）を含む。

図示のシステム１００はまた、サンプルステージ１１４上にサンプルを位置付ける前に、サンプルを選別し、空間的に配向し、および／またはそうでなければ処理するように構成されている、上流プロセッサ１２０を含み得る。例えば、上流プロセッサ１２０は、細胞または他のサンプル成分をサンプルスライド上に選別するための電気液滴選別機などの選別デバイスを含み得、サンプルスライドは、サンプルステージ１１４上への後続の載置のために構成されている。上流プロセッサ１２０は、追加的または代替的に、Ｃｙｔｏｓｐｉｎ（商標）遠心分離機などの遠心分離機を含み得る。遠心分離機は、例えば、細胞懸濁液をスライド上に回転させるように構成され得、スライドは、サンプルステージ１１４上への構造の載置のために構成されている。サンプルおよび／または細胞を選別および位置付けるための当技術分野で知られている他の上流処理コンポーネントは、追加的または代替的に、上流プロセッサ１２０に含まれ得る。

上流プロセッサの一例は、図３に示されるような電気液滴選別機２２０である。一連の液滴１１は、細胞１２を含有する液滴などの関心液滴を選択的に偏向させるように動作するデフレクタ２２２（例えば、１つ以上の電極）の近くを通過し得る。細胞１２は、応答ステージ２１３上に位置付けられた画像化スライド２１５に方向付けられ得る。応答ステージ２１３は、追加の液滴がスライド２１５上に選別されるときに、スライド２１５上にスペースを提供するために順次移動し得る。スライド２１５は、個々の選別された液滴の空間的位置を参照することを可能にする参照マークを有し得る。カメラ２２４は、個々の選別された液滴の位置を記録することを可能にし、これはまた、液滴フローデータ（例えば、個々の選別された液滴が液滴の流れからいつ選別されたかを示すタイミングデータ）と相関し得る。

所望の数の液滴がスライド２１５上に選別された後、スライド２１５は、図２に示されるように、サンプルステージ１１４に移送され得る。カメラ２２４によって記録された、スライド２１５上の個々の選別された液滴の位置は、画像化／アブレーションデバイス１１０を使用して得られた画像と相関させ得る。したがって、アブレーションされたサブサンプルは、画像化／アブレーションデバイス１１０を使用して得られた画像にさかのぼって、次にスライド２１５上の空間的位置に戻り、最終的には液滴流データに戻り得る。

追加または代替の上流処理動作として、細胞をスライドに固定することが含まれ得る。しかしながら、上で説明したように、本明細書に記載のシステム、デバイス、および方法は、周囲条件下で生細胞の画像化およびアブレーションを実行することが可能であり、したがって、細胞の固定は、必要な前処理ステップではない。他の追加または代替の上流処理動作として、サンプルの染色、および／またはサンプルへのラベルの付与が含まれ得る。

再び図２を参照すると、図示のシステム１００はまた、さらなる分析のために、レシーバ１１６からアブレーションされたサンプルを受容するように構成された下流分析器１３０を含み得る。下流分析器１３０は、例えば、ＰＣＲ機、配列決定機、光学分光計、質量分析計、またはそれらの組み合わせを含み得る。当技術分野で知られている他の生体分子分析デバイスが、追加的または代替的に含まれ得る。質量分析計が含まれる場合、分析器１３０は、例えば、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計、オービトラップ質量分析計、線形イオントラップ質量分析計、四重極質量分析計、四重極イオントラップ質量分析計、磁気セクター質量分析計、またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）質量分析計のうちの１つ以上を含み得る。

図示のシステム１００はまた、システム１００の制御および／またはフィードバックを提供するために、システムの他の構成要素のうちの１つ以上に通信可能に結合されたコントローラ１４０を含み得る。コントローラ１４０は、１つ以上のプロセッサ１４２、メモリ１４４（例えば、１つ以上のハードウェアストレージデバイス上）、およびコントローラと、コントローラ１４０が結合されたシステム１００の様々な構成要素と、の間のデータの送受信を制御するための通信モジュール１４６とを含む。コントローラ１４０はまた、ユーザからの入力を受信するため、および／またはユーザに情報を表示するための当技術分野で知られている入力／出力ハードウェア１４８を含み得る。

システム１００に関連する追加の詳細および実施形態を以下に説明する。以下に記載される実施形態は、任意の組み合わせで提供され、上記のようにシステム１００全体と併せて利用され得ることが理解されよう。以下に説明する実施形態では、同様の番号を使用して、同様の構成要素を指す場合がある。

光学アセンブリ
図４は、上記のシステム１００などの画像化およびアブレーションシステムで利用され得る光学アセンブリ３１２の一例を概略的に示している。いくつかの実施形態では、光学アセンブリ３１２は、落射蛍光画像化を提供するように構成されている。光学アセンブリ３１２は、好ましくは、約０．５以上、または約０．６５以上、または約０．７５以上、または約０．８以上のＮＡを有する対物レンズ３１８を含み得る。光学アセンブリ３１２はまた、画像化光源３５６、アブレーション光源３５４（すなわち、レーザ源３５４）、およびカメラ３５２（例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラ）を含む。

光学アセンブリ３１２はまた、ダイクロイック３５５および３５７などの１つ以上のダイクロイックビームスプリッタ／ミラーを含み得る。例えば、ダイクロイック３５７は、励起光またはその一部分を、画像化光源３５６から対物レンズ３１８に向けて反射し、サンプルによって対物レンズ３１８に放出された放出光の通過を可能にするように構成されている。次に、放出された光は、ダイクロイック３５５によってカメラ３５２に向かって反射され得る。また、特定の用途の必要性に応じて、光源光および／または反射励起光をフィルタリング／遮断するために、１つ以上のフィルタを光路に沿って位置付けられ得る。例えば、１つ以上の励起フィルタを利用して、励起光源からの不要なバックグラウンドを抑制し、１つ以上の発光フィルタを利用して、サンプルから発する不要な蛍光バックグラウンド、および／または必要に応じて他の既知のフィルタ要素を抑制し得る。ダイクロイック３５５はまた、アブレーション光源３５４から対物レンズ３１８に向かってアブレーション光を通過させるように機能し得る。光源３５４と対物レンズ３１８との間の光路に沿ってレーザ光を操作するために、１つ以上のミラー／フィルタ３５３も含まれ得る。

画像化光源３５６は、例えば、キセノンアークランプ、水銀灯、またはＬＥＤを含み得る。アブレーション光源３５４は、好ましくは、赤外線レーザ（例えば、近赤外線または「ＮＩＲ」）を含む。レーザはまた、好ましくは、フェムト秒レーザである。レーザはまた、対物レンズ３１８を使用して、２光子画像化を可能にするように構成され得る。アブレーション光源３５４は、画像化の目的およびアブレーションのために、光源３５６に加えて、またはその代替として使用し得る。例えば、以下に説明するように、ＮＩＲ源は、画像化情報を取得するために低パルスエネルギーで、およびアブレーションのために高パルスエネルギーで利用され得る。

アブレーション光源３５４からのＮＩＲの使用は、特に紫外線（ＵＶ）光の使用と比較して、意図されたアブレーション動作にとって特に有利であり得る。例えば、アブレーション光と標的の生物学的サンプルとの有意義な相互作用は、生物学的材料の構造での光の散乱（例えば、膜、核、小胞などでの屈折率の変化）によって制限される。これにより情報が失われ、対象となる情報を意味のある方法で検出器に集中させることが困難になる可能性がある。適用されるアブレーション光は、生物学的構造の位相シフトと損失、および生物学的構造による光の吸収によっても影響を受けることになる。これらの制限は主に適用される光の波長の関数であるため、ＮＩＲ光を使用すると制限が緩和される。したがって、アブレーション光源３５４をＮＩＲ光源として構成することにより、ＵＶアプリケーション（ＵＶ ＭＡＬＤＩアプリケーションなど）と比較して、より良い解像度およびサンプル侵入深度をもたらす。

さらに、局在化によって約２０ｎｍよりも優れた超解像を達成するために、典型的な固定された生物学的サンプルの厚さの約１μｍの侵入深度に制限される。標準の可視（ＶＩＳ）範囲の解像度または約２５０ｎｍの場合、侵入深度は、最大で約１０～２０μｍである。ＮＩＲの場合、侵入深度は、２光子励起の場合にはるかに深くなる（最大約１００μｍなど）。したがって、ＮＩＲを使用すると、標的サンプル組織へのより深い侵入が有益に可能になり、比較的複雑な組織（例えば、脳）でもアブレーションが可能になる。強化された深度の侵入および解像度はまた、レーザ操作後に残りの材料が生存するおよび／または構造情報を保持する可能性を高める。さらに、より厚いサンプルの画像化はＶＩＳ範囲では実行できないが、低ＮＩＲパルスエネルギーを使用した２光子画像化は、より深い深度での画像化を可能にし、したがってより良いボリューム情報を可能にする。

例示的な光学システム３１２が本明細書に示されているが、他のダイクロイック、フィルタ、ミラー、光源、カメラ、および／または当技術分野で知られている他の光学部品を含む、画像化および／またはアブレーションのための他の光学部品が、他の画像化モダリティを提供するために、追加的または代替的に含まれ得ることが理解されるであろう。光学アセンブリ３１２はまた、例えば、明視野画像化および／またはセクショニングを可能にするように構成され得る（例えば、共焦点画像化コンポーネントを使用して）。本明細書に記載の光学アセンブリは、画像化およびアブレーションのそれぞれに独立した焦点制御を提供するように構成され得る。すなわち、１つ以上の補償光学アセンブリを含めて、例えば、所与の画像化視野内のアブレーションスポットサイズの動的制御を提供し得る。

関心領域のアブレーションに使用される場合、レーザは、所与の１μｍｘ１μｍｘ２μｍのボクセルに対して約１ｎＪ～約２０μＪまでのパルスエネルギーを送達するように構成され得る。より大きな関心領域は、より多くのエネルギーを吸収することができ、したがって、より大きな絶対プルエネルギーに耐えることができる。言い換えれば、レーザは、１μｍ³当たり約０．５ｎＪ～約１０μＪのパルスエネルギーを送達するように構成され得る。

１μｍ³当たり１０μＪの上限は、断片化とイオン化が過度に発生すると予想される前の上限を表し、したがって、アブレーションされた関心領域の保存が望まれる上限を表す。しかしながら、以下でより詳細に説明するように、いくつかの実装形態では、１μｍ³当たり１０μＪの上限を超える１つ以上のパルスを送達することによって、標的領域を断片化／イオン化することが望ましい場合がある。簡単に言えば、例えば、細胞内の関心領域の上方にある体積の媒体にレーザを集束させ、次に細胞内の関心領域をアブレーションする前に、上にある媒体を吹き飛ばすことが望ましい場合がある。このプロセスにより、アブレーションされた関心領域がサンプルステージからレシーバに移動するためのクリアランスが大きくなる可能性がある（図１１に対応する関連する説明を参照）。

上記のように、本明細書に記載の画像化／アブレーションデバイスは、比較的小さな関心領域を標的とすることが有益に可能である。光学アセンブリは、例えば、約５０μｍ以下、または約３０μｍ以下、または約１０μｍ以下、または約５μｍ以下、または約３μｍ以下、約１．５μｍ以下、または約１μｍ以下の標的領域のスポットサイズ直径を提供するように構成され得る。体積的に言えば、光学アセンブリは、約５００μｍ³以下、約２５０μｍ³以下、約１００μｍ³以下、約５０μｍ³以下、約２５μｍ³以下、約１０μｍ³以下、約５μｍ³以下、または約２μｍ³以下の標的領域をアブレーションするように構成され得る。

いくつかの実装形態では、光学アセンブリは、細胞全体または複数の細胞の集合をアブレーションするように構成され得る。他の実装形態では、光学アセンブリは、特定の細胞小器官または他の細胞内領域、または特定の細胞外領域などの細胞内サイズの標的領域をアブレーションするように構成され得る。

アブレーションされたサンプルレシーバ
図５は、マイクロウェルプレート、マイクロウェルチップ、ナノ液滴アレイ、または個々のアブレーションされたサブサンプルを受容し、異なる空間的に分離された区画に別々のサブサンプルを維持することができる他の構造などの空間的分化した媒体を含むレシーバ４１６の例を示している。レシーバ４１６は、少なくとも２つの軸方向において、より好ましくは、３つの軸方向すべてに選択的に移動することができるレシーバステージ４１７に取り付けられ得る。

上記の他の実施形態に関連して説明したように、光学アセンブリ４１２は、サンプルステージ４１４上に載置されたサンプル１０の画像化および／またはアブレーションを提供するように構成されている。アブレーション中、結果として生じるアブレーションプルーム２０は、レシーバ４１６に向かって上方に延在し、そこで収集され、他のアブレーションされたサブサンプルから空間的に分化される。所望の数のサブサンプルが収集されると、またはレシーバ４１６がいっぱいになると、それはレシーバステージ４１７から取り出され、収集されたサブサンプルのさらなる処理および／または分析のために分析器に渡され得る。

図６Ａは、レシーバ５１６がナノ液滴アレイとして構成される特定の実施形態を示している。他の実施形態と同様に、光学アセンブリ５１２は、サンプルステージ５１４上に載置されたサンプル１０の画像化および／またはアブレーションを提供するように構成されている。アブレーション中、結果として生じるアブレーションプルーム２０は、レシーバ５１６に向かって上方に延在し、そこで、対応するナノ液滴５１９または一連のそのようなナノ液滴５１９に収集され得る。したがって、別個のナノ液滴５１９は、別個のアブレーションイベントから別個のアブレーションサブサンプルを空間的に分離するように機能する別個の区画を形成する。上記のように、所望の数のサブサンプルが収集されると、またはレシーバ５１６がいっぱいになると、それはレシーバステージから取り出され、収集されたサブサンプルのさらなる処理および／または分析のために分析器に渡され得る。

図６Ｂは、レシーバ５１６に含まれるようなナノ液滴アレイを形成するための例示的なプロセスを示している。音響変換器５６２を利用して、音響エネルギーを適用して、バーコードアレイ５６０内のバーコードソリューションを分離し得る。得られたナノ液滴は、バーコードアレイ５６０から上にあるスライド５１５に送られる。ナノ液滴５１９は、異なるバーコードを含み得、したがって、後続のＰＣＲまたは捕捉された核酸の配列決定など、ナノ液滴によって捕捉されたアブレーションされたサブサンプルの後続の分析の準備ができている。バーコードは、スライド５１５上のナノ液滴５１９の空間的位置に相関させ得る。

図７は、エレクトロスプレープローブ６７０を含むレシーバ６１６の実施形態を示している。このタイプのレシーバは、質量分析による分析のために、アブレーションされたサブサンプルを含有するイオン化液滴を生成するのに特に有用であり得る。エレクトロスプレープローブ６７０は、毛細管６７４を通過する。プローブ６７０の露出した遠位部分６７６は、毛細管６７４の遠位端を超えて延在する。溶媒６７２は、毛細管６７４内に配置され、流出して、露出した遠位部分６７６の表面を濡らす。毛細管６７４は、溶媒６７２が、露出した遠位部分６７６の外面に沿ってエレクトロスプレープローブ６７０の先端に向かって流れるように、溶媒６７２を適用するように構成されている。エレクトロスプレープローブ６７０の先端は、エレクトロスプレー液滴を形成し、それらを質量分析計の入口６７８へと方向付ける。溶媒は、例えば、水および／またはメタノール、アセトニトリル、酢酸などの１つ以上の揮発性有機化合物を含み得る。

示されるように、露出された遠位部分６７６の湿潤された表面は、光学アセンブリ６１２を使用するサンプル１０のアブレーション中に、アブレーションされたサブサンプルが湿潤された表面上に収集されるように、アブレーションプルーム２０の上に位置付けられ得る。サンプルステージ６１４およびレシーバステージ６１７の位置付けシステムは、アブレーションプルーム２０を露出した遠位部分６７６と位置合わせするように調整し得る。溶媒６７２の流量は、露出した遠位部分６７６の湿潤された表面上で流れる溶媒６７２によって捕捉された連続するサブサンプルの効果的な空間的分離を確実にするために、アブレーション頻度に従って制御され得る。

アブレーションされた材料の比較的小さな部分をイオン化する従来のＬＡＥＳＩシステムとは対照的に、図示の構成は、約２０％以上、約３５％以上、約５０％以上、約６５％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、または約９９％以上の効率でアブレーションされた材料をイオン化できることが見出された。

アブレーションされたサンプル分析器
上記のように、下流分析器を利用して、レシーバによって収集されたアブレーションされたサブサンプルをさらに処理および／または分析し得る。所望の処理および／または分析のタイプに応じて、下流分析器は、例えば、１つ以上のＰＣＲ機、配列決定機、光学分光計、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光計、質量分析計、クロマトグラフィーデバイス、遠心分離機、電気泳動デバイス、放射性標識および放射性標識検出デバイス、他の分析生化学デバイス、またはそれらの組み合わせを含み得る。

質量分析計が含まれる場合、分析器は、例えば、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計、オービトラップ質量分析計、線形イオントラップ質量分析計、四重極質量分析計、四重極イオントラップ質量分析計、磁気セクター質量分析計、またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）質量分析計のうちの１つ以上を含み得る。

配列決定が利用される場合、配列決定機は、ハイスループットシーケンシングとも呼ばれる次世代シーケンシング（ＮＧＳ）を実行するように構成され得る。適切な配列決定モダリティには、４５４パイロシーケンシング、イオントレントシーケンシング、ナノポアシーケンシング、合成シーケンシング（すなわち、イルミナシーケンシング）、および／または当技術分野で知られている、または開発される他の配列決定方法が含まれる。より伝統的なチェーンターミネーション法（例えば、Ｓａｎｇｅｒシーケンシング）も利用し得る。

図８は、レシーバ７１６の空間的に分離された区画（この例ではナノ液滴７１９）に１つ以上の試薬を加え得る下流プロセスの一例を示している。１つ以上の試薬を加えて、例えば、細胞溶解、タンパク質抽出、還元、アルキル化、消化、および／または収集されたサブサンプルを調製するための他の所望の反応を実行し得る。

図８は、サブサンプルを追加的または代替的に液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ ＭＳ）システムに移送できることも示している。例えば、サブサンプルは、イオン化されたサンプルを質量分析計７３０に渡すためにエレクトロスプレープローブ７７０に結合された液体クロマトグラフィーカラム７８０に渡され得る。

動作モード
本明細書に記載のデバイスおよびシステムは、様々な画像化および／またはアブレーションプロセスを実行するように構成され得る。図９は、レシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの位置を、アブレーションイベントに、およびサンプルスライド上の標的関心領域に、相関させるための例示的な方法８００を示している。上記のように、サンプルスライド上の関心領域は、上流の選別／フローデータとさらに相関し得る（例えば、図３および関連する説明を参照）。方法８００は、システム１００に関連して上述したコントローラ１４０などの、システムの特定の構成要素に通信可能に結合されたコントローラを使用して実行され得る。

図示の方法では、コントローラは、最初に、サンプルの収集された画像データを使用して、関心領域の空間的位置を記録し得る（ステップ８１０）。画像化は、例えば、明視野画像化、セクショニング、落射蛍光画像化、および／または２光子画像化のうちの１つ以上を使用して行い得る。さらに、画像化は、標的関心領域をアブレーションするためにアブレーションレーザパルスが続いて通過するのと同じ対物レンズを使用して達成し得る。

次に、コントローラは、関心領域の空間的位置を、関心領域の少なくとも一部分のアブレーションをもたらすアブレーションイベントと関連付け得、アブレーションイベントは、関心領域からのアブレーションされた材料のアブレーションされたサブサンプルをレシーバに運ぶアブレーションプルームを形成する（ステップ８２０）。したがって、このステップは、アブレーションイベントの時間的情報を、サンプルスライド上の関心領域の空間的位置に関連付け得る。

次に、コントローラは、レシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの位置を記録し（ステップ８３０）、次いで、アブレーションイベントをレシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの位置に関連付け、それによってレシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの位置が、アブレーションイベントと関心領域の空間的位置との両方に関連付けられる（ステップ８４０）。したがって、これらのステップは、レシーバ上のアブレーションされたサブサンプルの空間的位置を、アブレーションイベントの対応する時間的情報と、およびサンプルスライド上の関心領域の空間的位置に、関連付けることを可能にし得る。したがって、一連の相関により、サブサンプルデータにつながった対応する時間的イベントおよび空間的位置へのサブサンプルデータの後続の追跡を可能にする。

アブレーション中、レーザパルス周波数、レーザパルスエネルギーレベル、およびレーザパルス深度を独立して変化させて、所望の動作能力を提供し得る。標準的な実装形態では、例えば、単一のパルスを固定焦点位置に方向付けられ得る。パルスエネルギーは、アブレーションを最適化し、プルーム形成を最適化し、および／または移送されたサブサンプルの劣化を最小化するように選択し得る。

他の実装形態では、印加されるレーザパルスの深度および／またはパルスエネルギーレベルを動的に変化させて、所望の効果を提供し得る。図１０は、長方形のｘｙ領域が走査およびアブレーションされる例示的な動作モードをグラフで示している。レーザパルス周波数は、滞留時間とパルス間のオーバーラップのバランスをとるように調整され得る。このタイプの実装形態は、空間的に調整された方法で、構造全体（例えば、細胞内の様々な細胞小器官）、またはその所望の部分をアブレーションするために利用され得る。なお、グラフの軸に沿った単位は、説明のみを目的としており、必ずしも明確な縮尺であるとは限らない。

図１１は、標的関心領域を覆う組織、媒体、またはその他の妨害物質の層がある場合に利用し得る動作モードの別の例をグラフで示している。「ｚドライブ」の線は、軸方向／垂直方向のチャネルに沿った（すなわち、ｚ軸に沿った）印加されたレーザパルスの動きを示している。「フォーカス位置」の線は、標的の関心ゾーンが存在する深度を示している。示されているように、上層は、最初に、より高いエネルギーのレーザパルスを受け、それは、上にある材料を除去し、軸方向のチャネルを開くためによりよく調整され得る。動的に移動するレーザパルスが関心領域の深度に達すると、レーザパルスエネルギーレベルは、関心領域のアブレーションにより適したレベルまで減少され得る。次に、アブレーションされた材料は、形成されたチャネルが関心領域上で崩壊する前に、サンプルからレシーバに向かって移動し得る。なお、グラフの軸に沿った単位は、説明のみを目的としており、必ずしも明確な縮尺であるとは限らない。

図１１に示すような動作モードでは、上面から測定した場合に、サンプル内のやや深い位置にある標的領域のアブレーションが有利に可能になる例えば、最初に上にある材料の一部を除去せずに、残りの上にある材料を介して結果として生じるプルームをレシーバに上向きに輸送する必要があるため、状況によってはアブレーションがサンプルの上部２～１０μｍに制限され得る。図１１のように動作モードを動的に構成することにより、上にある組織の量を除去または減らすことができるため、より深い関心領域からのアブレーションプルームを効果的にレシーバに輸送することが可能になる。

本明細書に記載の画像化およびアブレーションデバイスはまた、空間分解能値（すなわち、依然として区別することができる標本上の２点間の最短距離）に関連するサンプルの上面からの深度でアブレーションレーザの焦点を合わせるように動作され得る。すなわち、必要な空間分解能値が比較的小さい場合、アブレーションレーザが集束される最大深度も小さくなり、必要なおよび／または利用される空間分解能値が大きい場合、アブレーションレーザが集束される最大深度も大きくなる。このアプローチでは、関心領域を効果的に標的にするために必要な空間分解能値が十分に大きい場合に焦点深度を大きくすることが可能になるが、必要な空間分解能値が小さい場合は焦点深度が制限されるため、結果として生じるアブレーションプルームがサンプルからレシーバにうまく輸送する可能性が高くなる。

例えば、アブレーションレーザは、サンプルの上面から測定された、空間分解能のＲ倍以下である、深度に集束され得る。ここで、Ｒは、約１０、１５、２０、または２５の値などの約５～約３０の値である。しかしながら、Ｒの値によって決定される深度よりも深い深度は、図１１に示される動作のように動的レーザ動作が利用される場合など、少なくともいくつかの用途でアブレーションされ得ることが理解されよう。

サンプルの底面とレーザ焦点の点との間に配置されたサンプルの少なくとも一部分は、アブレーションされないままである可能性がある。したがって、特定の深度での特定のサブサンプルボリュームは、結果として生じるアブレーションプルームをレシーバにうまく輸送することを可能にする方法で、アブレーションの標的となり得る。

コンピュータ／コントローラシステム
コンピュータシステムがますます多種多様な形態をとっていることが理解されるであろう。この説明および特許請求の範囲において、「コントローラ」、「コンピュータシステム」、または「コンピューティングシステム」という用語は、少なくとも１つの物理的かつ有形のプロセッサと、プロセッサによって実行され得るコンピュータ実行可能命令を有することが可能な物理的かつ有形のメモリと、を有する任意のデバイスまたはシステムまたはその組み合わせを含むものとして広義に定義される。例として、限定ではなく、本明細書で使用される場合の「コンピュータシステム」または「コンピューティングシステム」という用語は、パーソナルコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、ハンドヘルドデバイス（例えば、携帯電話、ＰＤＡ、ページャー）、マイクロコンピュータベースのもしくはプログラム可能な家電製品、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、マルチプロセッサシステム、ネットワークＰＣ、分散コンピューティングシステム、データセンター、メッセージプロセッサ、ルータ、スイッチ、さらにはウェアラブル（例：ガラス）などの従来はコンピューティングシステムとは見なされていなかったデバイスを含むことを意図している。

メモリは、任意の形式をとることができ、コンピューティングシステムの性質と形式に依拠し得る。メモリは、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、またはその２つの組み合わせを含む物理システムメモリとすることができる。「メモリ」という用語は、本明細書では、物理記憶媒体などの不揮発性大容量記憶デバイスを指すために使用され得る。

コンピューティングシステムはまた、「実行可能コンポーネント」と呼ばれることが多い複数の構造を有する。例えば、コンピューティングシステムのメモリには実行可能コンポーネントを含めることができる。「実行可能コンポーネント」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせであることができる構造であるとして、コンピューティングの分野の当業者によく理解されている構造の名前である。

例えば、ソフトウェアに実装される場合、当業者は、実行可能コンポーネントの構造が、コンピューティングシステム上の１つ以上のプロセッサによって実行され得るソフトウェアオブジェクト、ルーチン、メソッドなどを含み得、そのような実行可能コンポーネントがコンピューティングシステムのヒープに存在するかどうか、または実行可能コンポーネントがコンピュータで読み取り可能なストレージメディアに存在するかどうかについて理解するであろう。実行可能コンポーネントの構造は、コンピューティングシステムの１つ以上のプロセッサによって実行されたときに、コンピューティングシステムに本明細書に記載の機能および方法などの１つ以上の機能を実行させるように動作可能であるような形でコンピュータ可読媒体上に存在する。このような構造は、実行可能コンポーネントがバイナリである場合のように、プロセッサによって直接コンピュータで読み取り可能であり得る。あるいは、その構造は、プロセッサによって直接解釈可能なそのようなバイナリを生成するように、インタープリタ形式および／またはコンパイル形式であるように（単一の段階であろうと複数の段階であろうと）構造化され得る。

「実行可能コンポーネント」という用語はまた、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム特定用途向け標準製品（ＡＳＳＰ）、システムオンチップシステム（ＳＯＣ）、Ｃｏｍｐｌｅｘログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、またはその他の特殊な回路の内部など、ハードウェアロジックコンポーネントに排他的またはほぼ排他的に実装される構造を含むものとして、当業者によってよく理解されるであろう。したがって、「実行可能コンポーネント」という用語は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせで実装されているかどうかにかかわらず、コンピューティングの当業者によってよく理解されている構造の用語である。

「コンポーネント」、「サービス」、「エンジン」、「モジュール」、「制御」、「発電機」などの用語も、この説明で使用され得る。この説明で使用される場合におよびこの場合において、これらの用語はまた、変更句の有無にかかわらず、「実行可能コンポーネント」という用語と同義であることが意図されており、したがって、コンピューティングの分野の当業者によく理解されている構造を有する。

すべてのコンピューティングシステムがユーザインターフェースを必要とするわけではないが、いくつかの実施形態では、コンピューティングシステムは、ユーザとの間で情報を通信する際に使用するためのユーザインターフェースを含む。ユーザインターフェースには、入力メカニズムだけでなく出力メカニズムも含まれ得る。本明細書で説明される原理は、正確な出力メカニズムまたは入力メカニズムに限定されず、それ自体はデバイスの性質に依存する。ただし、出力メカニズムには、例えば、スピーカー、ディスプレイ、触覚出力、投影、ホログラムなどが含まれる場合がある。入力メカニズムの例には、例えば、マイク、タッチスクリーン、投影、ホログラム、カメラ、キーボード、スタイラス、マウス、またはその他のポインタ入力、任意のタイプのセンサなどが含まれる。

したがって、本明細書に記載の実施形態は、特別な目的または汎用のコンピューティングシステムを含むか、または利用し得る。実施形態はまた、コンピュータ実行可能命令および／またはデータ構造を担持または記憶するための物理的および他のコンピュータ可読媒体を含む。そのようなコンピュータ可読媒体は、汎用または特殊目的のコンピュータシステムによってアクセス可能な任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータ実行可能命令を記憶するコンピュータ可読媒体は、物理的記憶媒体である。コンピュータ実行可能命令を担持するコンピュータ可読媒体は、伝送媒体である。したがって、例として（限定ではない）、本明細書で開示または想定される実施形態は、少なくとも２つの明確に異なる種類のコンピュータ可読媒体、すなわち記憶媒体および伝送媒体を含むことができる。

コンピュータで読み取り可能な記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ソリッドステートドライブ（「ＳＳＤ」）、フラッシュメモリ、位相変化メモリ（「ＰＣＭ」）、ＣＤ－ＲＯＭもしくはその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくはその他の磁気ストレージデバイス、またはコンピュータで実行可能な命令もしくはデータ構造の形式で所望のプログラムコードを格納するために使用でき、かつ本発明の開示された機能を実装するために汎用または特殊目的のコンピューティングシステムによってアクセスおよび実行できるその他の物理的および有形の記憶媒体が含まれる。例えば、コンピュータ実行可能命令は、コンピュータプログラム製品を形成するために、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に具体化され得る。

伝送媒体は、コンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形で所望のプログラムコードを担持することができ、かつ汎用または特殊目的のコンピュータによってアクセスおよび実行できる、ネットワークおよび／またはデータリンクを含むことができる。上述の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるものとする。

さらに、様々なコンピュータシステムコンポーネントに到達すると、コンピュータ実行可能命令またはデータ構造の形式のプログラムコードを、伝送媒体からコンピュータ記憶媒体に（またはその逆に）自動的に転送することができる。例えば、ネットワークまたはデータリンクを介して受信したコンピュータ実行可能命令またはデータ構造は、ネットワークインターフェイスモジュール（例えば、「ＮＩＣ」）内のＲＡＭにバッファリングされ、最終的にコンピュータシステムＲＡＭおよび／またはコンピュータシステムのより揮発性の低いコンピュータ記憶媒体に転送することができる。したがって、記憶媒体は、伝送媒体も（または主に）利用するコンピューティングシステムコンポーネントに含めることができることを理解されたい。

当業者であれば、コンピューティングシステムが、例えば、ネットワークを介して他のコンピューティングシステムと通信することを可能にする通信チャネルも含み得ることをさらに理解するであろう。したがって、本明細書で説明する方法は、多くのタイプのコンピューティングシステムおよびコンピューティングシステム構成を備えたネットワークコンピューティング環境で実施され得る。実施形態は、ネットワークを通して（有線データリンク、無線データリンク、または有線データリンクと無線データリンクの組み合わせのいずれかによって）リンクされるローカルおよびリモートコンピュータシステムが両方ともタスクを実行する分散型システム環境において実施され得る。分散システム環境では、処理、メモリ、および／またはストレージ機能も分散され得る。

当業者はまた、開示された方法がクラウドコンピューティング環境で実施され得ることを理解するであろう。クラウドコンピューティング環境は分散され得るが、これは必須ではない。クラウドコンピューティング環境を分散させると、組織内で国際的に分散され、および／または複数の組織にコンポーネントを所有し得る。この説明および以下の特許請求の範囲において、「クラウドコンピューティング」は、構成可能なコンピューティングリソース（例えば、ネットワーク、サーバ、ストレージ、アプリケーション、およびサービス）の共有プールへのオンデマンドネットワークアクセスを可能にするためのモデルとして定義される。「クラウドコンピューティング」の定義は、適切にデプロイされたときにそのようなモデルから得ることができる他の多くの利点のいずれにも限定されない。

クラウドコンピューティングモデルは、オンデマンドセルフサービス、広範なネットワークアクセス、リソースプーリング、迅速な弾力性、測定されたサービスなど、様々な特性で構成することができる。クラウドコンピューティングモデルは、例えば、Ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＳａａＳ」）、Ｐｌａｔｆｏｒｍ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＰａａＳ」）、Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（「ＩａａＳ」）など、様々なサービスモデルの形式で提供され得る。クラウドコンピューティングモデルはまた、プライベートクラウド、コミュニティクラウド、パブリッククラウド、ハイブリッドクラウドなどの異なるデプロイモデルを使用してデプロイし得る。

定義された用語の省略リスト
この書面による説明と添付のクレームの範囲と内容を理解しやすくするために、いくつかの用語をすぐ下に定義する。他に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本開示が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。

本明細書で使用される「ほぼ」、「約」、および「実質的に」という用語は、依然として所望の機能を実行するか、または所望の結果を達成する、特定の記載された量または条件に近い量または状態を表す。例えば、「ほぼ」、「約」、および「実質的に」という用語は、具体的に記載された量または条件から、１０％未満、または５％未満、または１％未満、または０．１％未満、または０．０１％未満だけ偏差する量または状態を指す場合がある。

本明細書で使用される場合、「アブレーション」という用語は、標的領域内の生体分子を周囲の構造から解放するために、標的領域にエネルギーを選択的に適用することを指す。アブレーションされた材料は、典型的には、標的領域の初期位置から離れて移動する材料の「プルーム」を形成する。

本明細書で使用される場合の「関心領域」という用語は、収集、処理、および／または分析されることが望まれる、１つ以上の生体分子が存在する画像化／アブレーションデバイスの視野内の任意の領域として理解されることを意図する。関心領域は、視野全体を含み得るが、より典型的には、視野の一部分であり、例えば、細胞または細胞の集合、細胞内の小器官などの細胞内／細胞下領域、または細胞外領域であり得る。

本明細書で使用される場合の「サブサンプル」という用語は、レシーバ上で互いに空間的に分離されることによって、および／または異なるアブレーションイベントから異なる時間にレシーバによって受容されることによってなど、互いに空間的および／または時間的に分離されるアブレーションされた材料の個々の部分を指すことを意図する。したがって、サブサンプルという用語は、収集されたアブレーションされた材料の別個の部分を、画像化および選択的にアブレーションされ得るスライド／ステージ上に位置付けられるより大きな全体的な「サンプル」と区別することを意図している。

デバイス、システム、および方法を含む本開示の様々な態様は、本質的に例示的な１つ以上の実施形態または実装形態を参照して例示し得る。本明細書で使用される場合、「例示的な」という用語は、「例、事例、または実例として機能する」を意味し、必ずしも本明細書に開示される他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。加えて、本開示または本発明の「実装態様」への言及は、その１つ以上の実施形態への特定の言及を含み、逆もまた同様であり、以下の説明というよりも、添付の特許請求の範囲に示される、本発明の範囲を限定することなく例示的な例を提供することを意図している。

本明細書中で使用される際、別段、暗黙的または明示的に理解または記載されない限り、単数で現れる単語は、その複数の同等のものを包含し、複数で現れる単語は、その単数の同等のものを包含する。よって、本明細書および添付の特許請求の範囲に用いられる単数形「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、その内容が明確に指示されていない限り複数の対象を含むことに留意されたい。例えば、単一の指示対象（例えば、「ウィジェット」）への参照には、暗黙的または明示的に理解または明示されていない限り、１つ、２つ、またはそれ以上の指示対象が含まれる。同様に、複数の指示対象への言及は、内容および／または文脈が明確に指示しない限り、単一の指示対象および／または複数の指示対象を含むものとして解釈されるべきである。例えば、複数形の指示対象（例えば、「ウィジェット」）への参照は、必ずしも複数のそのような指示対象を必要としない。代わりに、推定される指示対象の数とは無関係に、特に明記しない限り、１つ以上の指示対象が本明細書で企図されることが理解されよう。

本明細書で使用される場合、「頂（ｔｏｐ）」、「底（ｂｏｔｔｏｍ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上方（ｕｐｐｅｒ）」、「下方（ｌｏｗｅｒ）」、「近位（ｐｒｏｘｉｍａｌ）」、「遠位（ｄｉｓｔａｌ）」などの方向を示す用語は、相対的な方向を示すためのみに本明細書で使用され、また他の点で、本開示または請求された発明の範囲を限定することを意図するものではない。

おわりに
本明細書で使用されている用語および表現は、説明の用語として使用され、限定ではなく、そのような用語および表現を使用するに際して、示され、説明されている特徴またはその一部分の同等物を除外する意図はないが、請求された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識される。したがって、本発明は、好ましい実施形態、例示的な実施形態、および任意の特徴によって部分的に具体的に開示されてきたが、本明細書に開示される概念の変更および変形は、当業者に頼ることが可能であり、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、そのような変更および変形は、本発明の範囲内であると見なされる、ということを理解されたい。本明細書で提供される特定の実施形態は、本発明の有用な実施形態の例、ならびに本明細書に示される本発明の特徴の様々な改変および／または変更であり、関連技術に熟練しかつ本開示を所有する者が思い付く本明細書に示される原理の追加の適用を、特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、図示の実施形態に対して行うことができ、本開示の範囲内であると見なされるべきである。

本開示の特定の実施形態による、システム、デバイス、製品、キット、方法、および／またはプロセスは、本明細書に開示および／または記載されている他の実施形態に記載されている特性または特徴（例えば、構成要素、部材、要素、部品、および／または部分）を含む、組み込む、または他の方法で含むことができることも理解されよう。したがって、特定の実施形態の様々な特徴は、本開示の他の実施形態と互換性があり、組み合わされ、含まれ、および／または組み込まれ得る。したがって、本開示の特定の実施形態に関連する特定の特徴の開示は、特定の実施形態に対する該特徴の適用または包含を制限するものとして解釈されるべきではない。むしろ、他の実施形態は、必ずしも本開示の範囲から逸脱することなく、該特徴、部材、要素、部品、および／または部分を含み得ることが理解されよう。

さらに、ある特徴が、それと組み合わせて別の特徴を必要とするものとして説明されない限り、本明細書の任意の特徴は、本明細書に開示される同じまたは異なる実施形態の他の任意の特徴と組み合わせることができる。さらに、例示的なシステム、方法、装置などの様々な周知の態様は、例示的な実施形態の態様が曖昧になることを回避するために、本明細書では特に詳細に説明されていない。しかしながら、そのような態様は、本明細書でも企図されている。

本出願で引用されたすべての参考文献は、それらが本出願の開示と矛盾しない範囲で、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本明細書に具体的に記載されているもの以外の方法、デバイス、デバイス要素、材料、手順、および技術が、過度の実験に頼ることなく、本明細書に広く開示されている本発明の実施に適用できることは当業者には明らかであろう。本明細書に具体的に記載されている方法、デバイス、デバイス要素、材料、手順、および技術のすべての当技術分野で知られている機能的同等物は、本発明に包含されることが意図されている。

材料、組成物、成分、または化合物のグループが本明細書に開示される場合、それらのグループのすべての個々のメンバーおよびそのすべてのサブグループが別々に開示されることが理解される。マーカッシュグループまたは他のグループが本明細書で使用される場合、グループのすべての個々のメンバー、およびグループの可能なすべてのコンビネーションおよびサブコンビネーションは、個別に本開示に含まれることが意図されている。本明細書に記載または例示されている成分のすべての配合物または組み合わせは、特に明記しない限り、本発明を実施するために使用することができる。ある範囲、例えば、温度範囲、時間範囲、または組成範囲が明細書に示されている場合は常に、すべての中間範囲およびサブ範囲、ならびに与えられた範囲に含まれるすべての個々の値は、本開示に含まれることが意図されている。

特許請求の範囲と等価な意味および範囲に入るすべての変更は、それらの範囲に包含されるべきである。

Claims (44)

1. サンプルを、前記サンプルのアブレーションされた部分の分析を可能にする様態で、画像化およびアブレーションするためのデバイスであって、
   サンプルの載置のために構成された第１の側と、前記第１の側とは反対に配置された第２の側と、を有するサンプルステージと、
   対物レンズを含む光学アセンブリであって、前記対物レンズが、前記サンプルステージの前記第２の側に配置され且つ前記サンプルステージに載置された前記サンプルの顕微鏡画像化を可能にするように構成されており、前記光学アセンブリがまた、レーザを含み、前記レーザが、前記サンプルステージの前記第２の側に配置され、前記レーザが、前記サンプルステージを通して且つ前記サンプル内にレーザ光を方向付けて、前記サンプルの少なくとも一部分を選択的にアブレーションするように構成されている、前記光学アセンブリと、
   前記サンプルステージの前記第１の側に配置されたレシーバであって、前記サンプルから排出されたアブレーションされた材料を受容して、前記アブレーションされた材料のさらなる分析を可能にするように構成されている、前記レシーバと、を備えるデバイス。
2. 前記レーザおよび前記対物レンズが、前記レーザ光が、前記対物レンズを通して方向付けられ、且つ前記レーザ光が前記サンプルのアブレーションから生じるアブレーションプルームの意図された移動方向において、実質的に伝播するように配向されるように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記対物レンズが、反転位置で前記サンプルステージの下方に配置されるように、前記サンプルステージの前記第１の側が上側であり、かつ前記サンプルステージの前記第２の側が下側である、請求項１又は２に記載のデバイス。
4. 前記光学アセンブリが、落射蛍光画像化および／または明視野画像化および／またはセクショニングを可能にするように構成されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記レーザが、フェムト秒レーザ、好ましくは、近赤外線レーザである、請求項１～５のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 前記レーザが、前記対物レンズを使用して、２光子画像化を可能にするように構成されている、請求項１～５のいずれか一項に記載のデバイス。
7. 前記レーザが、サンプルの１μｍ³当たり約１ｎＪ～約１０μＪのパルスエネルギーを送達するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記対物レンズが、約０．５以上、または約０．６５以上、または約０．７５以上、または約０．８以上の開口数（ＮＡ）を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載のデバイス。
9. 前記光学アセンブリが、約５０μｍ以下、または約３０μｍ以下、または約１０μｍ以下、または約５μｍ以下、または約３μｍ以下、または約１．５μｍ以下、または約１μｍ以下の直径を有する標的領域のアブレーションを可能にするように構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のデバイス。
10. 前記光学アセンブリが、約５００μｍ³以下、約２５０μｍ³以下、約１００μｍ³以下、約５０μｍ³以下、約２５μｍ³以下、約１０μｍ³以下、約５μｍ³以下、または約２μｍ³以下の体積を有する標的領域のアブレーションを可能にするように構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載のデバイス。
11. 前記光学アセンブリが、細胞全体、好ましくは、細胞内の１つ以上の標的細胞小器官のアブレーションを可能にするように構成されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のデバイス。
12. 前記サンプルステージが、少なくとも２つの軸方向において、選択的に移動可能である、請求項１～１１のいずれか一項に記載のデバイス。
13. 前記レシーバが、レシーバステージに結合され、前記レシーバステージが、少なくとも２つの軸方向において、選択的に移動可能であるように構成されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載のデバイス。
14. 前記サンプルステージと前記レシーバとの間に配置されるようなサイズおよび形状で構成されており、かつ前記サンプルステージ上に載置されたサンプルにインキュベーション環境を提供するように構成されている、インキュベーション容器をさらに備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載のデバイス。
15. 前記レシーバが、前記サンプルステージから約１ｍｍ以下、または約５００μｍ以下、または約３５０μｍ以下、または約２５０μｍ以下、または約２００μｍ以下、または約１５０μｍ以下だけ離間されている、請求項１～１４のいずれか一項に記載のデバイス。
16. 前記レシーバが、アブレーションされた材料の個々のサブサンプルの非重複空間的分化のために構成された媒体を備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載のデバイス。
17. 前記レシーバが、マイクロウェルプレートを備え、前記マイクロウェルプレートが、前記マイクロウェルプレートによって受容された前記アブレーションされた材料内の核酸のポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）を可能にするように、好ましくは、前記マイクロウェルプレートによって受容された前記アブレーションされた材料内の核酸の配列決定を可能にするように構成されている、請求項１～１６のいずれか一項に記載のデバイス。
18. 前記レシーバが、ナノ液滴アレイを備える、請求項１～１７のいずれか一項に記載のデバイス。
19. 前記レシーバが、溶媒、好ましくは、エレクトロスプレープローブで湿潤された表面を備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載のデバイス。
20. 前記エレクトロスプレープローブが、毛細管内に部分的に配置され、前記エレクトロスプレープローブが、前記毛細管から延在し且つ先端で終端する、露出した遠位部分を有し、前記露出した遠位部分が、前記サンプルステージから前記アブレーションされた材料を受容するように位置付けられており、好ましくは、前記溶媒が前記エレクトロスプレープローブの前記先端に向かって前記露出した遠位部分の外面に沿って流れるように、前記毛細管が、前記エレクトロスプレープローブの外面に前記溶媒を適用するように構成されている、請求項１９に記載のデバイス。
21. 前記エレクトロスプレープローブが、湾曲している、請求項１９～２０のいずれか一項に記載のデバイス。
22. 前記エレクトロスプレープローブが、約２０％以上、約３５％以上、約５０％以上、約６５％以上、約８０％以上、約９０％以上、約９５％以上、または約９９％以上の効率で、アブレーションされた材料のイオン化を提供するように構成されている、請求項１９～２１のいずれか一項に記載のデバイス。
23. アブレーションプルームを最初に受容する前記レシーバの部分が、前記サンプルのアブレーションされた部分の高さの約７００倍の距離で前記サンプルの上面から離間されている、請求項１～２２のいずれか一項に記載のデバイス。
24. サンプルの標的領域をアブレーションおよび分析するためのシステムであって、
    請求項１～２３のいずれか一項に記載の画像化およびアブレーションするためのデバイスと、
    前記レシーバによって受容された前記アブレーションされた材料の少なくとも一部分を受容して分析するように構成された分析器と、を備える、システム。
25. 前記分析器が、ＰＣＲ機、配列決定機、光学分光計、および質量分析計のうちの１つ以上を備える、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記質量分析計が、飛行時間（ＴＯＦ）質量分析計、オービトラップ質量分析計、線形イオントラップ質量分析計、四重極質量分析計、四重極イオントラップ質量分析計、磁気セクター質量分析計、またはフーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）質量分析計として構成されている、請求項２５に記載のシステム。
27. サンプルをサンプルスライド上に選別するように構成されている、上流プロセッサ、好ましくは、電気液滴選別機をさらに備え、前記サンプルスライドが、前記サンプルステージ上への後続の載置のために構成されている、請求項２４～２６のいずれか一項に記載のシステム。
28. 前記上流選別機が、前記サンプルスライド上の選別されたサブサンプルの位置を記録するように構成されたカメラを備える、請求項２７に記載のシステム。
29. 細胞懸濁液をスライド上に回転させるように構成された遠心分離機であって、前記スライドが、前記サンプルステージ上への後続の載置のために構成されている、前記遠心分離機をさらに備える、請求項２４～２８のいずれか一項に記載のシステム。
30. 前記分析器に関連する液体クロマトグラフィーカラムであって、前記分析器に送達される前に、前記アブレーションされた物質を受容するように構成されている、前記液体クロマトグラフィーカラムをさらに備える、請求項２４～２９のいずれか一項に記載のシステム。
31. 前記分析器が、質量分析計であり、前記液体クロマトグラフィーカラムが、前記質量分析計に送達される前における前記アブレーションされた材料のイオン化のためのエレクトロスプレーイオン化デバイスに結合されている、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記画像化およびアブレーションするためのデバイスと動作可能に通信するコントローラであって、
    １つ以上のプロセッサと、
    コンピュータ実行可能命令を格納した１つ以上のハードウェア記憶デバイスであって、前記コンピュータ実行可能命令が、前記１つ以上のプロセッサによって実行されたときに少なくとも以下の：
    前記サンプルの収集された画像データを使用して、関心領域の空間的位置を記録することと、
    前記関心領域の前記空間的位置を、前記関心領域の少なくとも一部分のアブレーションをもたらすアブレーションイベントと関連付けることであって、前記アブレーションイベントが、前記関心領域からのアブレーションされた材料のアブレーションされたサブサンプルをレシーバに運ぶ、アブレーションプルームを形成する、関連付けることと、
    前記アブレーションされたサブサンプルの位置を前記レシーバに記録することと、
    前記アブレーションイベントを前記レシーバ上の前記アブレーションされたサブサンプルの前記位置に関連付けることであって、それによって前記レシーバ上の前記アブレーションされたサブサンプルの前記位置が、前記アブレーションイベントと前記関心領域の前記空間的位置との両方に関連付けられる、関連付けることと、を実行するように前記コントローラを構成する、前記１つ以上のハードウェア記憶デバイスと、を備えるコントローラをさらに備える、請求項２４～３１のいずれか一項に記載のシステム。
33. サンプルを、前記サンプルのアブレーションされた部分の分析を可能にするために、画像化およびアブレーションする方法であって、
    請求項１～２３のいずれか一項に記載の画像化およびアブレーションするためのデバイス、および／または請求項２４～３２のいずれか一項に記載のシステムを提供することと、
    前記サンプルの画像を取得することと、
    前記サンプル内の関心領域を選択することと、
    前記関心領域の少なくとも一部分をアブレーションするために、前記関心領域にレーザ光を送達することと、
    前記レシーバ上の前記アブレーションされた材料の少なくとも一部分を捕捉することと、を含む、方法。
34. 前記アブレーションされた材料の少なくとも一部分を前記レシーバから前記分析器に通過させること、をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
35. 前記アブレーションが、周囲雰囲気中で行われる、請求項３３又は３４に記載の方法。
36. 前記サンプルが、固定細胞を含む、請求項３３～３５のいずれか一項に記載の方法。
37. 前記サンプルが、生細胞を含み、好ましくは、前記アブレーションされた材料が、標的細胞から前記標的細胞を殺すことなく除去される、請求項３３～３５のいずれか一項に記載の方法。
38. 前記サンプルが、マトリックスを除外している、請求項３３～３７のいずれか一項に記載の方法。
39. １つ以上の染色または標識の付与を介して前記サンプルを調製することをさらに含む、請求項３３～３８のいずれか一項に記載の方法。
40. 前記レシーバが、マイクロウェルプレートを含み、前記方法が、前記マイクロウェルプレートに水性バーコードを追加することをさらに含む、請求項３３～３９のいずれか一項に記載の方法。
41. 前記アブレーションされた材料が、核酸、タンパク質、ペプチド、または代謝物のうちの１つ以上、好ましくは、ＤＮＡ、ＲＮＡ、マイクロＲＮＡ、脂質、炭水化物、病原体、血清、組織、細胞質、細胞小器官、または細胞核のうちの１つ以上を含む、請求項３３～４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 複数のレーザパルスが前記サンプルに印加され、複数のアブレーションされたサブサンプルが、非重複空間的分化された位置で前記レシーバに収集され、好ましくは、レーザパルス周波数、レーザパルスエネルギーレベル、またはレーザパルス深度のうちの１つ以上が、前記複数のレーザパルスにわたって動的に変化する、請求項３３～４１のいずれか一項に記載の方法。
43. レーザパルス強度が、前記関心領域を覆っている前記サンプル中の材料を除去するために初期の高レベルに設定され、次いで、前記関心領域の前記少なくとも一部分のアブレーションのために、より低いレベルに設定される、請求項４２に記載の方法。
44. 空間分解能値が、前記サンプルの前記画像を取得するために利用され、前記レーザ光が、前記サンプルの上面から測定され、かつ前記空間分解能値のＲ倍以下である、深度であって、Ｒが、約５～約３０の値である、深度で集束される、請求項３３～４３のいずれか一項に記載の方法。

Images