JP6753862B2 - 気体サンプルの改良されたイオン化 - Google Patents

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関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８７６．３号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８６４．９号、２０１５年１０月１６日に出願された英国特許出願第１５１８３６９．２号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８７７．１号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８７６．２号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８６３．１号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８７８．９号、２０１５年３月６日に出願された英国特許出願第１５０３８７９．７号、および２０１５年９月９日に出願された英国特許出願第１５１６００３．９号からの優先権および利益を主張する。これらの出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般に質量分析に関し、詳細にはサンプルのイオン化を向上させるための装置に関する。実施形態は、急速蒸発イオン化質量分析、質量分析、イオン移動度分析、ハイブリッドイオン移動度質量分析、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）の方法、質量分析の方法、イオン移動度の方法、ハイブリッドイオン移動度質量分析の方法、電気手術の方法、および電気手術装置に関する。
急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）は、物質のリアルタイム同定のため、例えば外科的介入中に生物組織の同定のために最近開発されている技術である。生物組織のＲＥＩＭＳ分析は、マトリクス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）、二次イオン質量分析（「ＳＩＭＳ」）、および脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）撮像と同様の、高い組織学および病理組織学の特異性を有するリン脂質のプロファイルを得るように示されてきた。
ＲＥＩＭＳ技術を携帯サンプリング装置と結合することにより、ｉＫｎｉｆｅサンプリング技術をもたらし、これは術中組織同定を提供することができる。この技術により、執刀医は、腫瘍などを手術中に執刀医が除去する健常組織の量を最小にする支援をできるが、標的組織を切除する役に立つ情報を提供することにより、標的組織をより効果的に切除できる。またｉＫｎｉｆｅサンプリング技術は、標的物体を試験管内の基板から分離するために非外科的方法で非外科的作業者が使用することができる。
公知のｉＫｎｉｆｅサンプリングシステムでは、質量分析信号は、基板が交流電流を無線周波数で受けることによって獲得され、これによりジュール熱を局所化し、細胞を荷電粒子および中性粒子の脱離とともに粉砕する。得られるエアロゾル（例えば「手術煙」）は、オンラインの質量分光分析に対して大気圧イオン化質量分析器計の大気インターフェースに直接導入される。エアロゾルは、質量分析が生物組織を直接フィンガープリントできるように十分な数のイオン化分子を含有する。
蒸発後にイオン化したサンプル内の中性分子を使用して、イオン収量を増進させてもよい。このことに関して、エレクトロスプレーおよびコロナ放電ポストイオン化法を試験した。二次エレクトロスプレーイオン化、溶融液滴エレクトロスプレーイオン化、および抽出エレクトロスプレーイオン化は、イオン収量を増加させるために使用されてきた。これらの３つの技法は、帯電した溶媒液滴が気相内でエアロゾル粒子と溶融され、得られる溶融液滴はエレクトロスプレー様のイオン化工程を受けるという意味で類似している。しかしこれらの技法は、エレクトロスプレーの設置の脆さ、ＤＥＳＩ様現象、溶媒型のエレクトロスプレーに関する制約、および流量によってもたらされたサンプルの持ち越し効果、ならびにこれらの技法に関与した高圧に起因する人間介在の環境における患者の安全性の配慮に煩わされる。
またエアロゾル粒子の、質量分析計の真空領域内の衝突面との衝突を促進することにより、イオン化を高めることも可能である。衝突イオン発生方法が開発され、国際公開第２０１３／０９８６４２号（Ｍｅｄｉｍａｓｓ）に開示されており、この開示では、エアロゾル粒子が大気インターフェースで分析器に入り、自由噴流型の分析器の真空領域に加速される。自由噴流によって加速されたエアロゾル粒子は、次いで衝突面に向けられ、ＲＥＩＭＳ法のイオン収量を増進させる。
しかしこの増進にもかかわらず、多数の問題が依然として残っている。例えばこの技法に対するイオン化収量は比較的低いままである。また電気手術ジアテルミーを凝固式で使用すると、イオン化が欠如する、または検体イオン形成が抑制されることがある。またトリグリセリドまたはジグリセリドなどの高い中性脂質含有を有する組織（例えば脂肪組織または乳房組織）が切断される際、イオン化が欠如することがある。
したがって改良された方法および装置を提供することが望まれる。
第１の態様によれば、質量分析法および／またはイオン移動度分析法であって、
検体を提供することと、
該検体がマトリクス内で希釈されるもしくは溶解される、または該マトリクスで第１のクラスタを形成するように、該マトリクス化合物を該検体に供給することと、
該希釈されたまたは溶解されたマトリクスの該第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面と衝突させることとを含む、方法が提供される。
国際公開第２０１３／０９８６４２号は、エアロゾルサンプルを生成し分析する方法を説明している。生成されたエアゾルサンプルは、極性脂質で覆われた液滴を備える。分析中、液滴は、液滴が高速を達成し、次いで衝突面に激突するように、質量分析計の大気流入口内で自由噴流の拡張によって加速される。これにより、極性脂質分子の気体イオンが生成される。しかしこの技法のイオン化収量は比較的低い。
この方法のイオン収量は、主に検体分子間の強い分子間結合によってもたらされる、液滴が個々の分子種になる変換速度が低いことに起因して比較的低い。
本発明の実施形態によれば、検体はマトリクスによって希釈される、またはマトリクスに溶解される。例えば検体は液滴、エアロゾル、または液体の形で提供されてもよく、マトリクスと溶融もしくは合体されてもよく、またはマトリクスに溶解されてもよい。マトリクスは、検体と接触する際に、液滴、固体、エアロゾル、または液体の形であってもよい。検体をマトリクス内で希釈すること、または溶解することは、検体分子の間の分子間結合を実質的に除去する、または低減することがある。したがって希釈された、または溶解された検体液滴が続いて衝突面と衝突すると、検体液滴はより小さい液滴に砕け、あらゆる所与のより小さい液滴は、マトリクスが存在していない場合に含有するはずである検体分子より少ない検体分子を含有する傾向がある。これにより検体イオンの生成がより効率的になる。
検体のイオン化の大部分は、分析されるサンプル内に存在する対イオンとの相互作用に起因する、溶液相内の検体のイオン解離に起因して起こると考えられる。マトリクス内で検体を希釈すること、または溶解することにより、各液滴内の検体の濃度が下がり、溶液相内のイオン解離が促進され、最終的にはイオン化される検体の比率がより大きくなる。したがって検体を溶解する、または希釈するあらゆるマトリクスを使用してよい。
本明細書に説明された様々な実施形態によれば、該第１のクラスタまたは液滴を衝突面と衝突させるステップは、第１のクラスタまたは液滴を複数の第２のより小さいクラスタまたは液滴に砕いてもよい。しかし他の実施形態は、例えばレーザー照射、超音波エネルギー、グロー放電、または光電離などの、液滴の解離または崩壊する他の形を使用することが企図される。
検体を提供するステップは、検体を気相検体、エアロゾル、蒸気、煙、または液体の形で提供することを含んでもよく、かつ／または該マトリクスが該検体に供給されてもよいが、該検体は気相検体、エアロゾル、蒸気、煙、固体、または液体の形である。
この方法は、マトリクスを検体に供給することにより第１の液滴を形成してもよいが、検体はエアロゾル、蒸気、または煙の形であり、さらにマトリクスはエアロゾル、蒸気、または固体の形である。
マトリクスを検体に供給するステップは、マトリクス分子を該検体に供給すること、および該マトリクスを該検体と混合することを含んでもよいが、該マトリクスは、気相内にある、またはエアロゾル、蒸気、もしくは固体の形である。
該検体と該マトリクスの混合物は、該気相マトリクスが冷却し、液体に凝結し、該検体が該第１の液滴を形成するために該液体マトリクス内に溶解する、または該液体マトリクスによって希釈されるように、高圧領域から低圧領域に移送されてもよい。
別法として、マトリクスは液体として検体に供給されてもよく、検体と相互混合されてもよい。
検体および／またはマトリクスが液体の形である場合は、検体および／またはマトリクスは、例えば噴射することもしくは噴霧することにより、液滴または蒸気に変換されてもよい。例えば検体およびマトリクスが液体として混合される場合は、混合物はその後、例えば噴射することもしくは噴霧することにより、第１の検体液滴に変換されてもよい。
マトリクスは、まず固体（例えば粉末）として供給され、昇華され、または融解され、マトリクスを検体と相互混合される蒸気もしくは気相に形成するように蒸発されてもよい。例えば固体マトリクスを検体と混合してもよい。検体が液体の形で混合された場合、混合物を乾燥させても差し支えなく、例えば結晶を形成してもよい。次いで混合物を加熱してマトリクスおよび／または検体を昇華するかつ／または蒸発させてもよい。適切なマトリクスの例には、ＭＡＬＤＩマトリクスおよび他のマトリクス、例えばクマリン、９−アミノアクリジン、２，５−ジヒドロキシ安息香酸、ＴＨＡＰ、ＣＨＣＡ、およびクェルセチンなどが含まれる。
マトリクスは、（ｉ）該検体のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプロパノール、（ｘ）アセトン、（ｘｉ）アセトニトリル、（ｘｉｉ）１−ブタノール、（ｘｉｉｉ）テトラヒドロフラン、（ｘｉｖ）酢酸エチル、（ｘｖ）エチレン・グリコール、（ｘｖｉ）ジメチル・スルホキシド、（ｘｖｉｉ）アルデヒド、（ｘｖｉｉｉ）ケトン、（ｘｉｖ）無極性分子、（ｘｘ）ヘキサン、（ｘｘｉ）クロロホルム、（ｘｘｉｉ）ブタノール、および（ｘｘｉｉｉ）プロパノールからなる群から選択されてもよい。
例として、極性脂質を備える検体に対して、低分子量アルコールは、マトリクス（例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール）またはケトン（例えばアセトン）として使用されてもよい。これらのマトリクスは、種のイオン化を高めることが示され、さもなければ低強度でマトリクスの蒸気がないことが検出されてきた。
プロトンマトリクス溶媒は、例えば脂質またはトリグリセリドの分析のために使用されてもよい。別法として、無プロトンまたは非プロトンマトリクスの溶媒は、例えばタンパク質の分析のために使用されてもよい。
検体とマトリクスの混合物は、均一混合物または不均一混合物であってもよい。
マトリクスおよび／または検体は、マトリクス内で検体の溶媒化を高めるため、または検体のイオン化を高めるために、１つまたは複数の添加剤でドープされてもよい。
マトリクスまたは検体は、酸性または塩基性添加剤でドープされてもよい。例えばマトリクスはギ酸、ジエチルアミンでドープされてもよい。
マトリクスは検体の誘導体化をもたらしてもよい。例えばマトリクスは、検体内でコレステロールまたはステロイドの誘導体化をもたらしてもよい。これはより容易にイオン化された検体を示すことがある。
方法は、検量体をマトリクスおよび／もしくは検体に加えること、または検量体としてマトリクスおよび／もしくは検体内の化合物を選択すること、ならびに質量分析および／もしくはイオン移動度分析の方法を校正するために検量体を使用することを含んでもよい。これはＲＥＩＭＳ技法などの周囲イオン化に特に有益であり、従来の技法に従って検量体を導入することは困難であることがある。
方法は、例えばロックマス種をマトリクスおよび／または検体に加えることにより、ロックマス種を分析することを含んでもよい。次いでロックマスは、検体（複数可）の質量（複数可）を補正するために使用されてもよい。別法としてまたは追加として、方法は、例えばロック移動度種をマトリクスおよび／または検体に加えることにより、ロック移動度種を分析することを含んでもよい。次いでロック移動度種は検体（複数可）の移動度またはドリフト時間（複数可）を補正するために使用されてもよい。
該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面と衝突させるステップは、該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面に加速させることを含んでもよい。
該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面に加速させるステップは、該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面に加速させるために圧力差を使用することを含んでもよい。
真空ポンプは、第１の領域と第２の領域との間で第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面に加速させるために、２つの領域間に圧力差を生成するために使用されてもよい。装置は、第１の領域と第２の領域との間に配置された大気インターフェースを有する、質量分析計および／またはイオン移動度分析計を備えてもよく、第２の領域は、真空ポンプに連結され、衝突面を収納する真空チャンバを備えてもよい。
第１の領域と第２の領域との間の（例えば分析計に入る）気体流とマトリクス流の組合せは、マトリクスを霧化してもよく、適切な直径／量の液滴を生成する。噴霧の気流は、マトリクス上にせん断力を生成してもよく、サンプル移送管に入る液滴を生成する。
方法は、第２のクラスタまたは液滴内の検体からマトリクスを蒸発させることを含んでもよく、該マトリクスから分離される自由検体イオンを生じる。
第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面と衝突させるステップは、検体およびマトリクスの運動エネルギーを熱に変換することにより、検体からマトリクスを蒸発させてもよい。
第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突させるステップにより、第２のより小さいクラスタまたは液滴が生成され、少なくともその一部は、その中の単一検体分子のみを有することがある。これはイオン化工程を向上させる。
マトリクスの誘電率は、マトリクス内の検体の溶媒化がイオン溶解に関わり、凝縮相内に存在する検体の溶媒和イオンをもたらすように十分に高いことがある。これらの場合、衝突面への激突は、気相内の溶媒和イオンを生成する可能性が高く、これは最終的に（マイナスイオンモード、すなわち[Ｍ−Ｈ]−で）脱プロトン化によって形成されたイオン、（プラスイオンモード、すなわち[Ｍ＋Ｈ]＋で）プロトン化によって形成されたイオン、および／または分子イオンを生じることがある。別法としてまたは追加として、イオンは、脱水、脱アミド、またはアルカリ金属付加物のいずれか１つによって形成されてもよい。
方法は、該検体または検体イオンが該衝突面の下流でイオン化されることを含んでもよい。恣意的には、イオン化は、コロナ放電イオン化源、試薬イオン化源、光イオン化源、化学イオン化源、電気衝撃（「ＥＬ」）イオン化源、電界イオン化（「ＦＩ」）源、電界脱離（「ＦＤ」）イオン化源、誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン化源、高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン化源、液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン化源、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、ニッケル６３放射線イオン化源、サーモスプレーイオン化源、大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン化源、グロー放電（「ＧＤ」）イオン化源、衝撃イオン化源、リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）源、ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）源、マトリクス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）源、溶媒支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）源、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）源、脱離電気流集束イオン化（「ＤＥＦＦＩ」）源、レーザー切除エレクトロスプレーイオン化（「ＬＡＥＳＩ」）源、および表面支援レーザー脱離イオン化（「ＳＡＬＤＩ」）源からなる群から選択されたイオン化源によって実行される。
方法は、イオントラップ内で検体イオンを捕捉すること、および／またはイオンガイドを使用して検体イオンを案内することを含んでもよい。
方法は、該衝突面を加熱することを含んでもよい。
方法は、（ｉ）約＜１００℃、（ｉｉ）約１００〜２００℃、（ｉｉｉ）約２００〜３００℃、（ｉｖ）約３００〜４００℃、（ｖ）約４００〜５００℃、（ｖｉ）約５００〜６００℃、（ｖｉｉ）約６００〜７００℃、（ｖｉｉｉ）約７００〜８００℃、（ｉｘ）約８００〜９００℃、（ｘ）約９００〜１０００℃、（ｘｉ）約１０００〜１１００℃、および（ｘｉｉ）約＞１１００℃からなる群から選択された温度に該衝突面を加熱することを含んでもよい。
方法は、マトリクス導管を介して該マトリクスを該検体に供給すること、および該マトリクス導管の流出口の下流に配置されたイオン分析器を使用して、検体のイオンを分析することを含んでもよい。
該マトリクス導管の該流出口と該イオン分析器の流入口との間の距離ｘは、（ｉ）約０．１〜０．５ｍｍ、（ｉｉ）約０．５〜１．０ｍｍ、（ｉｉｉ）約１．０〜１．５ｍｍ、（ｉｖ）約１．５〜２．０ｍｍ、（ｖ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｖｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｖｉｉ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｉｘ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｘ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｘｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｘｉｉ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約≦６ｍｍ、（ｘｉｖ）約≦５．５ｍｍ、（ｘｖ）約≦５ｍｍ、（ｘｖｉ）約≦４．５ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約≦４ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約≦３．５ｍｍ、および（ｘｉｘ）約≦３ｍｍからなる群から選択されてもよい。
距離ｘは、約６．０〜６．５ｍｍ、約６．５〜７．０ｍｍ、７．０〜７．５ｍｍ、約７．５〜８．０ｍｍ、約８．０〜８．５ｍｍ、約８．５〜９．０ｍｍ、約９．０〜９．５ｍｍ、約９．５〜１０．０ｍｍ、約０．１〜１０ｍｍ、約０．１〜７．５ｍｍ、約０．１〜５．１ｍｍ、約０．５〜５．１ｍｍ、および約０．５〜５．０ｍｍからなる群から選択されてもよいことが企図される。
イオン分析計は、その中に流入口が開く真空チャンバを備えてもよい。イオン分析器の流入口は、真空チャンバの圧力である領域であると決定されてもよい。例えば流入口が細長い管によって提供される場合は、距離ｘは、真空チャンバの圧力である管内の位置から決定されてもよい。別法としてまたは追加として、流入口は、流入管またはオリフィスの入口および／または出口であると決定されてもよい。
マトリクス導管は、該イオン分析器の流入口に実質的に面して、または該イオン分析器の流入口の反対側に出口開口を有してもよく、かつ／またはマトリクス導管の出口開口は、該イオン分析器の流入口と実質的に同軸であってもよい。
マトリクス導管の流出口および該イオン分析器の流入口は、完全に閉囲された管によって離間され、連結されなくてもよい。
マトリクス導管の出口およびイオン分析器の流入口は、開口を通して検体を受領するために、その周囲に開口を有するサンプリング管によって相互連結されてもよい。
方法は、サンプル移送管を通して検体を送達することを含んでもよく、検体は、サンプリング管の上流側面に激突するように配置され、次いでサンプリング管の外側の周囲を流れ、サンプリング管の下流側面内の該開口に入る。
サンプル移送管の流出口は、マトリクス導管の流出口ならびに／または該イオン分析器および／もしくはサンプリング管の流入口から離間され、閉囲された管によりこれらの要素に連結されなくてもよい。
サンプル移送管の長手方向軸は、マトリクス導管の流出口を通る長手方向軸、および／または該イオン分析器の流入口を通る長手方向軸、および／またはサンプリング管の長手方向軸と実質的に直行してもよい。
マトリクスは、該イオン分析器の流入口の上流に距離ｙで、またはその中に衝突面が配置される真空チャンバの上流に距離ｙで検体に導入され、ｙは、（ｉ）１．５〜２．０ｍｍ、（ｉｉ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｉｉｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｉｖ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｖｉ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｖｉｉ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｉｘ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘ）約≧６ｍｍ、（ｘｉ）約≧７ｍｍ、（ｘｉｉ）約≧８ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約≧９ｍｍ、（ｘｉｖ）約≧１０ｍｍ、（ｘｖ）約≧１２ｍｍ、（ｘｖｉ）約≧１４ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約≧１６ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約≧１８ｍｍ、（ｘｉｘ）約≧２０ｍｍ、（ｘｘ）約≧２５ｍｍ、（ｘｘｉ）約≧３０ｍｍからなる群から選択される。
検体はサンプル移送管を通って供給されてもよく、マトリクスはサンプル移送管の中に直接供給されてもよく、またはマトリクスはマトリクス導管を通って供給されてもよく、検体はマトリクス導管の中に直接供給されてもよい。
サンプル移送管および／またはマトリクス導管は、イオン分析器の流入口、またはその中に衝突面が配置される真空チャンバに直接連結されてもよい。
別法として、検体はサンプル移送管を通って供給されてもよく、マトリクスはサンプル移送管の出口の下流で検体に供給される。
例えば、検体を提供するステップを実行するサンプル移動が提供されてもよく、マトリクス導管の流出口は、サンプル移送管の周囲の場所に提供されてもよい。気体流は、流出口から検体の中に入り、さらにイオンを分析するイオン分析器の流入口までマトリクスを一掃するように配置されてもよい。
マトリクスは、（ｉ）約≦９００μｍ、（ｉｉ）約≦８００μｍ、（ｉｉｉ）約≦７００μｍ、（ｉｖ）約≦６００μｍ、および（ｖ）約≦５００μｍからなる群から選択された内径を有するマトリクス導管を通って供給されてもよい。
別法として、マトリクスは、（ｉ）約≦４５０μｍ、（ｉｉ）約≦４００μｍ、（ｉｉｉ）約≦３５０μｍ、（ｉｖ）約≦３００μｍ、（ｖ）約≦２５０μｍ、（ｖｉ）約≦２００μｍ、（ｖｉｉ）約≦１５０μｍ、（ｖｉｉｉ）約≦１００μｍ、（ｉｘ）約≦５０μｍ、および（ｘ）約≦２５μｍからなる群から選択された内径を有するマトリクス導管を通って供給されてもよい。
より小さい内径を有するマトリクス導管は、より良好でより少ない雑音のスペクトルを生成する傾向がある。しかし≧４５０μｍ、≧５００μｍ、または≧１ｍｍの内径を有するマトリクス導管が企図される。
マトリクスはマトリクス導管を通って供給されてもよく、マトリクス導管の出口端部は下流方向に狭くなるように先細であってもよい。
マトリクスは、５〜５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉ）約５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）約１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）約１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）約２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）約２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）約３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）約３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）約４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）約４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）約５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）約５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）約６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）約６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）約７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）約８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）約８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）約９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）約９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）約５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）約１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）約１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）約２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量で、マトリクス導管により該検体に供給されてもよい。
比較的低いマトリクス流量は、マトリクスが非毒性である、かつ／または計器を汚染しないように使用されてもよい。
方法は検体イオンを生成し、該検体イオンを分析することを含んでもよい。
該検体イオンを分析するステップは、（ｉ）該検体イオンを質量分析すること、（ｉｉ）該検体イオンのイオン移動度または異なるイオン移動度を分析すること、（ｉｉｉ）該検体イオンのイオン断面または衝突断面を分析すること、（ｉｖ）該検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離すること、（ｖ）該検体イオンを質量分析する前に、該検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離すること、または（ｖｉ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に基づいて排除することまたは廃棄することを含んでもよい。
方法は、検体イオンデータを獲得するためにイオン分析器で検体イオンを分析すること、ロックマス、ロック移動度、もしくは校正イオンを分析すること、および該イオン分析器を校正すること、または該ロックマス、ロック移動度、もしくは校正イオンを分析することから獲得されたデータに基づいて検体イオンデータを調節することを含んでもよい。
ロックマス、ロック移動度、または校正化合物は、ロックマス、ロック移動度、または校正イオンを生成するためにマトリクス内にあってもよい。
ロックマス、ロック移動度、もしくは校正化合物／イオンは、マトリクス導管、検体導管の中に導入されてもよく、または別個の管内に供給されてもよい。
方法は、該検体を提供するために第１のデバイスを使用することを含んでもよく、該第１のデバイスは周囲イオンもしくはイオン化源の一部を備えるか、または形成してもよく、あるいは該第１のデバイスは、分析される標的から該エアロゾル、煙もしくは蒸気を発生してもよく、イオンを含有し、かつ／または続いて周囲イオンもしくはイオン化源もしくは他のイオン化源によってイオン化される。
標的は、自然のまたは未修正の標的材料を備えてもよい。
自然のまたは未修正の標的は、マトリクスまたは試薬の追加によって未修正であってもよい（すなわち修正されなくてもよい）。
第１のデバイスは、調合前に該標的を必要とすることなく、該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるように配置され適合されてもよい。
第１のデバイスは、（ｉ）急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）イオン源、（ｉｉ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、（ｉｉｉ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｉｖ）熱脱離イオン源、（ｖ）レーザーダイオード熱脱離（「ＬＤＴＤ」）イオン源、（ｖｉ）脱離電気流集束（「ＤＥＦＦＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）誘電体バリア放電（「ＤＢＤ」）プラズマイオン源、（ｖｉｉｉ）大気固体分析プローブ（「ＡＳＡＰ」）イオン源、（ｉｘ）超音波支援スプレーイオン化イオン源、（ｘ）簡単な大気ソニックスプレーイオン化（「ＥＡＳＩ」）イオン源、（ｘｉ）脱離大気圧光イオン化（「ＤＡＰＰＩ」）イオン源、（ｘｉｉ）ペーパースプレー（「ＰＳ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）ジェット脱離イオン化（「ＪｅＤＩ」）イオン源、（ｘｉｖ）タッチスプレー（「ＴＳ」）イオン源、（ｘｖ）ナノＤＩＳＩイオン源、（ｘｖｉ）レーザー切除エレクトロスプレー（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、（ｘｖｉｉｉ）プローブエレクトロスプレーイオン化（「ＰＥＳＩ」）イオン源、（ｘｉｘ）固体プローブ支援エレクトロスプレーイオン化（「ＳＰＡ−ＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘ）カビトロン超音波外科用吸引（「ＣＵＳＡ」）装置、（ｘｘｉ）ハイブリッドＣＵＳＡジアテルミー装置、（ｘｘｉｉ）集束または非集束超音波切除装置、（ｘｘｉｉｉ）ハイブリッド集束または非集束超音波切除およびジアテルミー装置、（ｘｘｉｖ）マイクロ波共振装置、（ｘｘｖ）パルスプラズマＲＦ解離装置、（ｘｘｖｉ）アルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびアルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびＪｅＤＩ装置、（ｘｘｖｉｉｉ）外科用水／生理食塩水ジェット装置、（ｘｘｉｘ）ハイブリッド・エレクトロスプレーおよびアルゴンプラズマ凝固装置、ならびに（ｘｘｘ）ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固および水／生理食塩水ジェット装置からなる群から選択されたデバイスの一部、もしくはイオン源を備えるか、または形成してもよい。
該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために該第１のデバイスを使用するステップは、該標的を１つまたは複数の電極と接触させることを含んでもよい。
１つまたは複数の電極は、（ｉ）該方法が恣意的に別個の対極を提供することをさらに含む、単極装置、（ｉｉ）双極装置、または（ｉｉｉ）該方法が恣意的に別個の１つもしくは複数の対極を提供することをさらに含む、多相ＲＦ装置のいずれかを備えてもよい。
１つまたは複数の電極は、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）装置の一部を備えるか、または形成してもよい。
方法は、該エアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために、交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加することを含んでもよい。
該交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加するステップは、該交流電圧または直流電圧の１つまたは複数のパルスを該１つまたは複数の電極に印加することを含んでもよい。
該交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加するステップにより、熱を該標的の中に消散させてもよい。
該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために、該第１のデバイスを使用するステップは、該標的をレーザーで照射することを含んでもよい。
第１のデバイスは、ジュール熱またはジアテルミーにより該標的から標的材料を直接蒸発または気化させることにより、該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾルを発生させるように配置され適合されてもよい。
ジアテルミーは、３つの技法、すなわち超音波（ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ）（超音波（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ）ジアテルミー）、無線周波数ジアテルミー（例えば短波の、例えば１〜１００ＭＨｚの範囲の無線周波数）、またはマイクロ波ジアテルミー（例えば９１５ＭＨｚもしくは２．４５ＧＨｚ帯域における）のうちの１つによって生成されてもよい。ジアテルミーの方法は、主にそれらの浸透能力に差がある。
該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために該第１のデバイスを使用するステップは、超音波エネルギーを該標的に向けることを含んでもよい。
エアロゾルは、荷電されていない水性液滴を備えてもよく、恣意的には細胞物質を備える。
該第１のデバイスによって発生され、該エアロゾルを形成する質量または物質の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％は、液滴の形であってもよい。
第１のデバイスは、エアロゾルを発生させるように配置され適合されてもよく、該エアロゾルのザウター平均粒径（「ＳＭＤ」、ｄ３２）は、（ｉ）＜５μｍ、（ｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜１５μｍ、（ｉｖ）１５〜２０μｍ、（ｖ）２０〜２５μｍ、または（ｖｉ）＞２５μｍの範囲内である。
エアロゾルは、（ｉ）＜２０００、（ｉｉ）２０００〜２５００、（ｉｉｉ）２５００〜３０００、（ｉｖ）３０００〜３５００、（ｖ）３５００〜４０００、または（ｖｉ）＞４０００の範囲のレイノルズ数（Ｒｅ）の流域を移送してもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）＜５０、（ｉｉ）５０〜１００、（ｉｉｉ）１００〜１５０、（ｉｖ）１５０〜２００、（ｖ）２００〜２５０、（ｖｉ）２５０〜３００、（ｖｉｉ）３００〜３５０、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００、（ｉｘ）４００〜４５０、（ｘ）４５０〜５００、（ｘｉ）５００〜５５０、（ｘｉｉ）５５０〜６００、（ｘｉｉｉ）６００〜６５０、（ｘｉｖ）６５０〜７００、（ｘｖ）７００〜７５０、（ｘｖｉ）７５０〜８００、（ｘｖｉｉ）８００〜８５０、（ｘｖｉｉｉ）８５０〜９００、（ｘｉｘ）９００〜９５０、（ｘｘ）９５０〜１０００、および（ｘｘｉ）＞１０００からなる群から選択されたウェーバー数（Ｗｅ）を有する液滴を備えてもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）１〜５、（ｉｉ）５〜１０、（ｉｉｉ）１０〜１５、（ｉｖ）１５〜２０、（ｖ）２０〜２５、（ｖｉ）２５〜３０、（ｖｉｉ）３０〜３５、（ｖｉｉｉ）３５〜４０、（ｉｘ）４０〜４５、（ｘ）４５〜５０、および（ｘｉ）＞５０の範囲のストークス数（Ｓｋ）を有する液滴を備えてもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）＜２０ｍ／ｓ、（ｉｉ）２０〜３０ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）３０〜４０ｍ／ｓ、（ｉｖ）４０〜５０ｍ／ｓ、（ｖ）５０〜６０ｍ／ｓ、（ｖｉ）６０〜７０ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）７０〜８０ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）８０〜９０ｍ／ｓ、（ｉｘ）９０〜１００ｍ／ｓ、（ｘ）１００〜１１０ｍ／ｓ、（ｘｉ）１１０〜１２０ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１２０〜１３０ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１４０〜１５０ｍ／ｓ、および（ｘｖ）＞１５０ｍ／ｓからなる群から選択された平均軸流速度を有する液滴を備えてもよい。
標的は、健常組織または病変組織などの生物組織を備えてもよい。
生物組織は、人間組織または非人間の動物組織を備えてもよい。
生物組織は、体内の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、体外の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、試験管内の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、副腎組織、虫垂組織、膀胱組織、骨、腸組織、脳組織、乳房組織、気管支、冠状組織、耳組織、食道組織、眼組織、胆嚢組織、生殖器組織、心臓組織、視床下部組織、腎臓組織、大腸組織、腸組織、咽頭組織、肝臓組織、肺組織、リンパ節、口腔組織、鼻組織、膵臓組織、副甲状腺組織、下垂体組織、前立腺組織、直腸組織、唾液腺組織、骨格筋組織、皮膚組織、小腸組織、脊髄組織、脾臓組織、胃組織、胸腺組織、気管組織、甲状腺組織、軟組織、結合組織、腹膜組織、血管組織、脂肪組織、尿管組織、尿道組織、段階Ｉ、段階ＩＩ、段階ＩＩＩもしくは段階ＩＶの癌組織、転移性癌の組織、混合段階の癌組織、副段階の癌組織、健常もしくは正常組織、または癌もしくは異常組織を備えてもよい。
第１のデバイスは、ポイントオブケア（「ＰＯＣ」）、診断、または外科装置を備えてもよい。
方法は、検体イオンを発生させるように該エアゾル、煙、または蒸気の少なくとも一部をイオン化することを含んでもよい。
方法は、該エアゾル、煙、または蒸気の少なくとも一部を質量および／またはイオン移動度分析計の真空チャンバに向けること、または吸引することを含んでもよい。
方法は、複数の検体イオンを発生させるように、該質量および／またはイオン移動度分析計の１つまたは該真空チャンバ内の該エアゾル、煙、または蒸気の少なくとも一部をイオン化することを含んでもよい。
方法は、複数の検体イオンを発生させるように、該エアゾル、煙、または蒸気を恣意的に該質量および／またはイオン移動度分析計の真空チャンバ内に配置された衝突面に激突することを含んでもよい。
方法は、質量および／またはイオン移動度分析データを獲得するために、該エアゾル、煙、または蒸気から引き出された該検体イオンまたはイオンを質量および／またはイオン移動度分析することを含んでもよい。
方法は、（ｉ）健常組織と病変組織とを区別するため、（ｉｉ）潜在的な癌組織と非癌組織とを区別するため、（ｉｉｉ）癌組織の異なる型または程度を区別するため、（ｉｖ）標的材料の異なる型またはクラスを区別するため、（ｖ）該標的内に１つまたは複数の望ましい、または望ましくない物質が存在するか否かを判定するため、（ｖｉ）該標的の同定または信頼性を確認するため、（ｖｉｉ）該標的内に１つまたは複数の不純物、不法物質、または望ましくない物質が存在するか否かを判定するため、（ｖｉｉｉ）人間または動物の患者が有害転帰を受ける危険性が増加したか否かを判定するため、（ｉｘ）診断または今後の予測を作成するため、または作成を支援するため、および（ｘ）執刀医、看護師、医師、またはロボットに医療、手術、または診断結果を通知するための、いずれかのために該分析データを分析することを含んでもよい。
方法は、手術方法または非手術方法の一部のいずれかであってもよい。例えば方法は、サンプルが検体を含有する人間または動物の組織であってもよい手術方法であってもよい。サンプルは、気相検体、蒸気検体、もしくはエアゾルを形成するために、電気手術ジアテルミー蒸発、または急速蒸発の他の形を受けてもよい。例のみとして、デバイスおよび方法は、乳癌手術において人間細胞を同定するために使用されてもよい。検体イオンを分析することにより、組織が癌であるか否かを判定することができる。
別法として、方法は、非手術方法を含んでもよい。例えば、人間または動物の身体の一部でない（すなわち予め摘出した、置かれた、もしくは除去された）人間または動物組織を分析してもよく、あるいは人間もしくは動物組織以外のサンプルまたは生物組織を分析してもよい。やはり検体イオンを分析することにより、サンプルが癌組織を含有するか否かなどの、サンプルの特性または成分を判定することができる。
実施形態は、原産国識別、薬剤試験、食品安全試験（例えば乳製品）、化粧品試験、軍事的利用、大気汚染試験、事後分析、微生物識別（例えば細菌）、および自動サンプリングなどの他の非手術方法に使用されてもよい。
方法は、非生物サンプルおよび化合物を分析するために使用されてもよい。サンプルから形成される検体は、部分的に荷電されてもよく、かつ／または比較的高い有機含有量を有してもよい。
分析データを分析するステップは、エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように、１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように、１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、１つまたは複数のサンプルスペクトルの監視されていない分析（例えば次元縮退）、および／または１つまたは複数のサンプルスペクトルの目的変数ありの分析（例えば分類）を含んでもよい。
１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、目的変数なしの分析（例えば次元縮退）に続いて目的変数ありの分析（例えば分類）を含んでもよい。
１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、（ｉ）単変量解析、（ｉｉ）多変量解析、（ｉｉｉ）主成分分析（ＰＣＡ）、（ｉｖ）線形判別分析（ＬＤＡ）、（ｖ）最大マージン基準（ＭＭＣ）、（ｖｉ）ライブラリに基づいた分析、（ｖｉｉ）クラス分類のためのソフト無しモデリング（ＳＩＭＣＡ）、（ｖｉｉｉ）因子分析（ＦＡ）、（ｉｘ）再帰分割（決定木）、（ｘ）ランダムフォレスト、（ｘｉ）独立成分分析（ＩＣＡ）、（ｘｉｉ）部分最小二乗判別分析（ＰＬＳ−ＤＡ）、（ｘｉｉｉ）潜在構造に対する直行（部分最小二乗）射影（ＯＰＬＳ）、（ｘｉｖ）ＯＰＬＳ判別分析（ＯＰＬＳ−ＤＡ）、（ｘｖ）サポートベクトルマシン（ＳＶＭ）、（ｘｖｉ）（人工）神経回路網、（ｘｖｉｉ）多層パーセプトロン、（ｘｖｉｉｉ）放射基底関数（ＲＢＦ）網、（ｘｉｘ）ベイズ解析、（ｘｘ）クラスタ分析、（ｘｘｉ）カーネル法、（ｘｘｉｉ）部分判別分析、（ｘｘｉｉｉ）ｋ近傍法（ＫＮＮ）、（ｘｘｉｖ）二次判別分析（ＱＤＡ）、（ｘｘｖ）確立的主成分分析（ＰＰＣＡ）、（ｘｘｖｉ）非負値行列因子分解、（ｘｘｖｉｉ）ｋ平均因子分解、（ｘｘｖｉｉｉ）ファジーｃ平均因子分解、および（ｘｘｉｘ）判別分析（ＤＡ）のうちの１つまたは複数を使用することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、１つまたは複数の標準サンプルスペクトルを使用して分類モデルまたはライブラリを開発することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、（例えば次元縮退のために）主成分分析（ＰＣＡ）を実行した後、（例えば分類のために）線形判別分析（ＬＤＡ）を実行することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、（例えば次元縮退のために）主成分分析（ＰＣＡ）を実行した後、（例えば分類のために）最大マージン基準（ＭＭＣ）を実行することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、分類モデルまたはライブラリ内で１つまたは複数のクラスを画定することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、１つもしくは複数のクラスまたはクラスタ基準に従って、分類モデルまたはライブラリ内の１つまたは複数のクラスを手動的または自動的に画定することを含んでもよい。
各クラスに対する１つもしくは複数のクラスまたはクラスタ基準は、モデル空間内の標準サンプルスペクトルに対する１つまたは複数の対の基準点間の距離、モデル空間内の標準サンプルスペクトルに対する基準点の群の内部の分散値、ならびにモデル空間内の標準サンプルスペクトルに対する基準点の群内の分散値のうちの１つまたは複数に基づいてもよい。
１つまたは複数のクラスは、それぞれが１つまたは複数のクラス定義によって画定されてもよい。
１つまたは複数のクラス定義は、モデル空間内の標準サンプルスペクトル、値、境界、線、面、超平面、分散、容積、ボロノイ細胞、および／もしくは位置に対する１つもしくは複数の基準点の１組、ならびにクラス階層内の１つもしくは複数の位置の１つまたは複数を含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、１つまたは複数の未知のサンプルスペクトルを分類するために分類モデルまたはライブラリを使用することを含んでもよい。
エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するように１つまたは複数のサンプルスペクトルを分析することは、１つまたは複数の分類基準に従って、１つまたは複数のサンプルスペクトルを手動的または自動的に分類することを含んでもよい。
１つまたは複数の分類基準は、
モデル空間内の１つまたは複数のサンプルスペクトルに対する１つまたは複数の投影されたサンプル点と、距離閾値より低い、もしくはこのような最低距離であるモデル空間内の標準サンプルスペクトル、値、境界、線、面、超平面、容積、ボロノイ細胞、または位置に対する１つまたは複数の基準点の１組との間の距離、
モデル空間内の１つまたは複数の標準サンプルスペクトル、値、境界、線、面、超平面、または位置に対する１つまたは複数の基準点の一方の側面または他方の側面であるモデル空間内の、１つまたは複数のサンプルスペクトルのための１つまたは複数の投影されたサンプル点に対する位置、
モデル空間内の１つまたは複数の容積またはボロノイ細胞内にあるモデル空間内の１つまたは複数のサンプルスペクトルに対する１つまたは複数の投影されたサンプル点のための位置、
確率もしくは分類スコア閾値より高い、またはこのような最高の確率もしくは分類スコアである確率または分類スコアのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
質量および／またはイオン移動度分析は、マイナスイオンモードのみで、プラスイオンモードのみで、またはプラスイオンおよびマイナスイオンモードの両方でデータを獲得してもよい。プラスイオンモード分析データは、マイナスイオンモード分析データと組み合わせるか、または連結されてもよい。マイナスイオンモードは、脂質を備える標的からのエアゾル、煙、または蒸気のサンプルなどの、エアゾル、煙、または蒸気のサンプルを分類するために特に有益なスペクトルを提供することができる。
イオン移動度分析データは、異なるイオン移動度のドリフトガスを使用して獲得されてもよく、かつ／または１つまたは複数の種のドリフト時間の変化を誘発するためにドーパントをドリフトガスに加えられてもよい。このデータは次いで組み合わせる、または連結されてもよい。
本発明の第１の態様は、
検体を受領するための検体流入口と、
マトリクス化合物を受領するためのマトリクス流入口と、
使用時に該検体が該マトリクスによって希釈され、該マトリクス内に溶解され、または該マトリクスで第１のクラスタを形成するように、該検体を該マトリクス化合物と混合するための混合領域と、
衝突面と、
希釈されたまたは溶解された検体の該第１のクラスタまたは第１の液滴を、該衝突面と衝突させるように配置され適合されたデバイスとを備える、質量および／またはイオン移動度分析を実行するための装置も提供する。
デバイスは、第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面と衝突させ、複数の第２のより小さいクラスタまたは液滴に砕くように配置され適合されてもよい。
装置は、検体を気相検体、エアロゾル、蒸気、煙、もしくは脂質の形で提供し、かつ／またはマトリクスを該検体に供給するように構成されてもよいが、該検体は気相検体、エアロゾル、蒸気、煙、もしくは脂質の形である。
装置は、マトリクスを検体に供給するように構成されてもよいが、検体はエアロゾル、蒸気または煙の形である一方で、マトリクスはエアロゾル、蒸気または固体粒子の形である。
装置は、マトリクス分子を該検体に供給し、該マトリクス分子を該検体と相互混合するように構成されてもよいが、該マトリクスは、気相内にあり、またはエアロゾル、蒸気、もしくは固体粒子の形である。
装置は、高圧領域および低圧領域を備えてもよく、使用時に該気相マトリクスが冷却し、液体に凝結し、該検体が該第１の液滴を形成するように該液滴マトリクス内に溶解するように、該検体と該マトリクスの混合物を高圧領域から定圧領域に移送させるように構成されてもよい。
別法として、装置は、マトリクスを液体としての検体に供給し、検体と相互混合されるように構成されてもよい。
検体および／またはマトリクスが液体の形である場合は、装置は、検体および／またはマトリクスを例えば噴射することまたは噴霧することにより、液滴もしくは蒸気に変換させるように構成されてもよい。例えば検体およびマトリクスが液体として混合される場合は、混合物は、続いて例えば噴射することまたは噴霧することにより、第１の検体液滴に変換されてもよい。
マトリクスは、まず固体（例えば粉末）として供給され、昇華され、または融解され、検体およびマトリクスのクラスタを形成するために検体と相互混合される蒸気もしくは気相内にマトリクスを形成するように蒸発されてもよい。
マトリクスは、（ｉ）該検体のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプラパノール、（ｘ）アセトン、（ｘｉ）アセトニトリル、（ｘｉｉ）１−ブタノール、（ｘｉｉｉ）テトラヒドロフラン、（ｘｉｖ）酢酸エチル、（ｘｖ）エチレン・グリコール、（ｘｖｉ）ジメチル・スルホキシド、（ｘｖｉｉ）アルデヒド、（ｘｖｉｉｉ）ケトン、（ｘｉｖ）無極性分子、（ｘｘ）ヘキサン、（ｘｘｉ）クロロホルム、（ｘｘｉｉ）ブタノール、および（ｘｘｉｉｉ）プロパノールからなる群から選択されてもよい。
例として、極性脂質を備える検体に対して、低分子量アルコールは、マトリクス（例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール）またはケトン（例えばアセトン）として使用されてもよい。これらのマトリクスは、そうでなければ低強度でマトリクスの蒸気がないことが検出される、種のイオン化を高めることが示されてきた。
プロトンマトリクスの溶媒は、例えば脂質またはトリグリセリドの分析のために使用されてもよい。別法として、無プロトンまたは非プロトンマトリクスの溶媒は、例えばタンパク質の分析のために使用されてもよい。
検体とマトリクスの混合物は、均一混合物または不均一混合物であってもよい。
マトリクスおよび／または検体は、マトリクス内で検体の溶媒化を高めるため、または検体のイオン化を高めるために、１つまたは複数の添加剤でドープされてもよい。
マトリクスまたは検体は、酸性添加剤または塩基性添加剤でドープされる。例えばマトリクスはギ酸、ジエチルアミンでドープされてもよい。
マトリクスは検体の誘導体化をもたらしてもよい。例えばマトリクスは、検体内でコレステロールまたはステロイドの誘導体化をもたらしてもよい。これにより、より容易にイオン化された検体を与えてもよい。
検量体は、マトリクスおよび／または検体に加えられてもよく、マトリクスおよび／または検体内の化合物は、検量体として選択されてもよく、質量分析および／またはイオン移動度分析の方法を校正するために使用されてもよい。これはＲＥＩＭＳ技法などの周囲イオン化技法に特に有益であり、この技法では、従来の技法に従って検量体を導入することが困難であることがある。
装置は、該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面に加速させるように構成されてもよい。
装置は、圧力差を使用して該第１のクラスタまたは第１の液滴を該衝突面に加速させるように構成されてもよい。
装置は、第１の領域と第２の領域との間の第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面に加速させるために、２つの領域の間に圧力差を生成するように構成されてもよい。
装置は、第１の領域と第２の領域との間に配置された大気インターフェースを有する質量および／またはイオン移動度分析計を備えてもよく、第２の領域は、真空ポンプに連結され、衝突面を収納する真空チャンバを備えてもよい。
装置は、該マトリクスから分離した検体イオンを提供するように、第２の液滴内の検体からマトリクスを蒸発させるように構成されてもよい。
第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面と衝突させるステップは、検体およびマトリクスの運動エネルギーを熱に変換させることにより、検体からマトリクスを蒸発させてもよい。
第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突させるステップにより、第２のより小さいクラスタまたは液滴が生成され、その少なくとも一部はその中で単一の検体分子のみを有してもよい。これによりイオン化工程が向上する。
該マトリクスを該検体から蒸発させるステップは、検体イオンを形成するために該検体をイオン化するように、該検体に電荷移送させる、または該検体から電荷移送させてもよい。
装置は、検体イオンを案内するための検体イオン、および／またはイオンガイドを捕捉するためのイオントラップを備えてもよい。
装置は、該衝突面を加熱するために加熱器を備えてもよい。
加熱器は、（ｉ）約＜１００℃、（ｉｉ）約１００〜２００℃、（ｉｉｉ）約２００〜３００℃、（ｉｖ）約３００〜４００℃、（ｖ）約４００〜５００℃、（ｖｉ）約５００〜６００℃、（ｖｉｉ）約６００〜７００℃、（ｖｉｉｉ）約７００〜８００℃、（ｉｘ）約８００〜９００℃、（ｘ）約９００〜１０００℃、（ｘｉ）約１０００〜１１００℃、および（ｘｉｉ）約＞１１００℃からなる群から選択された温度に該衝突面を加熱するように構成されてもよい。
装置は、該マトリクスを該検体に供給するためのマトリクス導管、および検体のイオンを分析するために該マトリクス導管の流出口の下流に配置されたイオン分析器を備えてもよい。
該マトリクス導管の該流出口と該イオン分析器の流入口との間の距離ｘは、（ｉ）約０．１〜０．５ｍｍ、（ｉｉ）約０．５〜１．０ｍｍ、（ｉｉｉ）約１．０〜１．５ｍｍ、（ｉｖ）約１．５〜２．０ｍｍ、（ｖ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｖｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｖｉｉ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｉｘ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｘ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｘｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｘｉｉ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約≦６ｍｍ、（ｘｉｖ）約５．５≦ｍｍ、（ｘｖ）約５≦ｍｍ、（ｘｖｉ）約４．５≦ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約４≦ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約３．５≦ｍｍ、および（ｘｉｘ）約３≦ｍｍからなる群から選択されてもよい。
イオン分析器は、その中に流入口が開く真空チャンバを備えてもよい。イオン分析器の流入口は、真空チャンバの圧力である領域であると決定されてもよい。例えば流入口が細長い管によって提供される場合は、距離ｘは、真空チャンバの圧力である管内の位置から決定されてもよい。別法としてまたは追加として、流入口は、流入管またはオリフィスの入口および／または出口であると決定されてもよい。
マトリクス導管は、該イオン分析器の流入口に実質的に面して、または該イオン分析器の流入口の反対側に出口開口を有してもよく、かつ／またはマトリクス導管の出口開口は、該イオン分析器の流入口と実質的に同軸である。
マトリクス導管の流出口および該イオン分析器の流入口は、完全に閉囲された管によって離間され、連結されなくてもよい。
マトリクス導管の出口およびイオン分析器の流入口は、開口を通して検体を受領するために、その周囲に開口を有するサンプリング管によって相互連結されてもよい。
装置は検体を送達するためのサンプル移送管を備えてもよく、サンプル移送管は、使用時に検体がサンプリング管の上流側に激突し、サンプリング管の外側の周囲に流れ、サンプリング管の下流側で該開口の中に入るように配置されてもよい。
サンプル移送管の流出口は、マトリクス導管の流出口ならびに／または該イオン分析計および／もしくはサンプリング管の流入口から離間され、閉囲された管によりこれらの要素に連結されなくてもよい。
サンプル移送管の長手方向軸は、マトリクス導管の流出口を通る長手方向軸、および／または該イオン分析器の流入口を通る長手方向軸、および／またはサンプリング管の長手方向軸と実質的に直行してもよい。
マトリクスは、該イオン分析器の流入口の上流に距離ｙで、またはその中に衝突面が配置される真空チャンバの上流に距離ｙで検体に導入されてもよく、ｙは、（ｉ）１．５〜２．０ｍｍ、（ｉｉ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｉｉｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｉｖ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｖｉ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｖｉｉ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｉｘ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘ）約≧６ｍｍ、（ｘｉ）約≧７ｍｍ、（ｘｉｉ）約≧８ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約≧９ｍｍ、（ｘｉｖ）約≧１０ｍｍ、（ｘｖ）約≧１２ｍｍ、（ｘｖｉ）約≧１４ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約≧１６ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約≧１８ｍｍ、（ｘｉｘ）約≧２０ｍｍ、（ｘｘ）約≧２５ｍｍ、（ｘｘｉ）約≧３０ｍｍからなる群から選択される。
装置は、検体を供給するためのサンプル移送管、およびマトリクスをサンプル移送管の中に直接供給するためのマトリクス導管を備えてもよく、またはマトリクスを供給するためのマトリクス導管、および検体をマトリクス導管の中に直接供給するためのサンプル移送管を備えてもよい。
サンプル移送管および／またはマトリクス導管は、イオン分析器の流入口、またはその中に衝突面が配置される真空チャンバに直接連結されてもよい。
別法として、検体はサンプル移送管を通って供給されてもよく、マトリクスはサンプル移送管の出口の下流で検体に供給される。例えば、検体を提供するステップを実行するサンプル移送管が提供されてもよく、マトリクス導管の流出口は、サンプル移送管の周囲の場所に提供されてもよい。気体流は、流出口から検体の中に、またイオンを分析するイオン分析器の流入口にマトリクスを一掃するように配置されてもよい。
装置は、マトリクスを供給するためのマトリクス導管を備えてもよく、マトリクス導管は、（ｉ）約≦４５０μｍ、（ｉｉ）約≦４００μｍ、（ｉｉｉ）約≦３５０μｍ、（ｉｖ）約≦３００μｍ、（ｖ）約≦２５０μｍ、（ｖｉ）約≦２００μｍ、（ｖｉｉ）約≦１５０μｍ、（ｖｉｉｉ）約≦１００μｍ、（ｉｘ）約≦５０μｍ、および（ｘ）約≦２５μｍからなる群から選択された内径を有する。
より小さい内径を有するマトリクス導管は、より良好でより少ない雑音のスペクトルを生成する傾向がある。
装置は、マトリクスを供給するためのマトリクス導管を備えてもよく、マトリクス導管の出口端部は下流方向に狭くなるように先細である。
装置は、５〜５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉ）約５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）約１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）約１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）約２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）約２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）約３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）約３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）約４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）約４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）約５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）約５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）約６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）約６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）約７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）約８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）約８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）約９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）約９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）約５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）約１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）約１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）約２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量でマトリクス導管を通って、該マトリクスを該検体に供給するように構成されたポンプを備えてもよい。
比較的低いマトリクス流量は、マトリクスが非毒性である、かつ／または計器を汚染しないように使用されてもよい。
装置は、検体イオンを分析するための質量および／またはイオン移動度分析器を備えてもよい。
装置は、該検体を提供するための第１のデバイスを備えてもよく、該第１のデバイスは、周囲イオンもしくはイオン化源の一部を備え、もしくは形成し、または該第１のデバイスは、分析される標的から１つもしくは該エアゾル、煙、もしくは蒸気を生成するように構成され、イオンを含有し、かつ／または続いて周囲イオンもしくはイオン化源もしくは他のイオン化源によってイオン化される。
標的は、自然のまたは未修正の標的材料を備えてもよい。
自然のまたは未修正の標的材料は、マトリクスまたは試薬の追加によって修正されない。
第１のデバイスまたは装置は、調合前に該標的を必要とすることなく、該標的の１つもしくは複数の領域からエアロゾル、煙、もしくは蒸気を発生させるように配置され適合される。
第１のデバイスまたは装置は、（ｉ）急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）イオン源、（ｉｉ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、（ｉｉｉ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｉｖ）熱脱離イオン源、（ｖ）レーザーダイオード熱脱離（「ＬＤＴＤ」）イオン源、（ｖｉ）脱離電気流集束（「ＤＥＦＦＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）誘電体バリア放電（「ＤＢＤ」）プラズマイオン源、（ｖｉｉｉ）大気固体分析プローブ（「ＡＳＡＰ」）イオン源、（ｉｘ）超音波支援スプレーイオン化イオン源、（ｘ）簡単な大気ソニックスプレーイオン化（「ＥＡＳＩ」）イオン源、（ｘｉ）脱離大気圧光イオン化（「ＤＡＰＰＩ」）イオン源、（ｘｉｉ）ペーパースプレー（「ＰＳ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）ジェット脱離イオン化（「ＪｅＤＩ」）イオン源、（ｘｉｖ）タッチスプレー（「ＴＳ」）イオン源、（ｘｖ）ナノＤＩＳＩイオン源、（ｘｖｉ）レーザー切除エレクトロスプレー（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、（ｘｖｉｉｉ）プローブエレクトロスプレーイオン化（「ＰＥＳＩ」）イオン源、（ｘｉｘ）固体プローブ支援エレクトロスプレーイオン化（「ＳＰＡ−ＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘ）カビトロン超音波外科用吸引（「ＣＵＳＡ」）装置、（ｘｘｉ）ハイブリッドＣＵＳＡジアテルミー装置、（ｘｘｉｉ）集束または非集束超音波切除装置、（ｘｘｉｉｉ）ハイブリッド集束または非集束超音波切除およびジアテルミー装置、（ｘｘｉｖ）マイクロ波共振装置、（ｘｘｖ）パルスプラズマＲＦ解離装置、（ｘｘｖｉ）アルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびアルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびＪｅＤＩ装置、（ｘｘｖｉｉｉ）外科用水／生理食塩水ジェット装置、（ｘｘｉｘ）ハイブリッド・エレクトロスプレーおよびアルゴンプラズマ凝固装置、ならびに（ｘｘｘ）ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固および水／生理食塩水ジェット装置からなる群から選択されたデバイスの一部、もしくはイオン源を備えるか、または形成してもよい。
第１のデバイスまたは装置は１つまたは複数の電極を備えてもよく、該標的を該１つまたは複数の電極と接触させることにより、該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるように配置され適合されてもよい。
１つまたは複数の電極は、（ｉ）恣意的に別個の対極が提供される、単極装置、（ｉｉ）双極装置、または（ｉｉｉ）恣意的に少なくとも１つの別個の対極が提供される、多相ＲＦ装置のいずれかを備えてもよい。
１つまたは複数の電極は、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）装置を備えてもよい。
装置は、該エアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために、交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加するように配置され適合されたデバイスを含んでもよい。
該交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加するためのデバイスは、該交流電圧または直流電圧の１つまたは複数のパルスを該１つまたは複数の電極に印加するように配置されてもよい。
該交流電圧または直流電圧を該１つまたは複数の電極に印加することにより、熱を該標的の中に消散させてもよい。
第１のデバイスまたは装置は、該標的を照射するためのレーザーを備えてもよい。
第１のデバイスは、ジュール熱またはジアテルミーにより該標的から標的材料が直接蒸発または気化させることにより、該標的の１つまたは複数の領域からエアロゾルを発生させるように配置され適合されてもよい。
第１のデバイスまたは装置は、超音波エネルギーを該標的に向けるように配置され適合されてもよい。
エアロゾルは、荷電されていない水性液滴を備えてもよく、恣意的には細胞物質を備える。
該第１のデバイスまたは装置によって発生され、該エアロゾルを形成する質量または物質の少なくとも５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、または９５％は、液滴の形であってもよい。
第１のデバイスは、エアロゾルを発生させるように配置され適合されてもよく、該エアロゾルのザウター平均粒径（「ＳＭＤ」、ｄ３２）は、（ｉ）＜５μｍ、（ｉｉ）５〜１０μｍ、（ｉｉｉ）１０〜１５μｍ、（ｉｖ）１５〜２０μｍ、（ｖ）２０〜２５μｍ、（ｖｉ）＞２５μｍの範囲内である。
エアロゾルは、（ｉ）＜２０００、（ｉｉ）２０００〜２５００、（ｉｉｉ）２５００〜３０００、（ｉｖ）３０００〜３５００、（ｖ）３５００〜４０００、または（ｖｉ）＞４０００の範囲のレイノルズ数（Ｒｅ）の流域を移送してもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）＜５０、（ｉｉ）５０〜１００、（ｉｉｉ）１００〜１５０、（ｉｖ）１５０〜２００、（ｖ）２００〜２５０、（ｖｉ）２５０〜３００、（ｖｉｉ）３００〜３５０、（ｖｉｉｉ）３５０〜４００、（ｉｘ）４００〜４５０、（ｘ）４５０〜５００、（ｘｉ）５００〜５５０、（ｘｉｉ）５５０〜６００、（ｘｉｉｉ）６００〜６５０、（ｘｉｖ）６５０〜７００、（ｘｖ）７００〜７５０、（ｘｖｉ）７５０〜８００、（ｘｖｉｉ）８００〜８５０、（ｘｖｉｉｉ）８５０〜９００、（ｘｉｘ）９００〜９５０、（ｘｘ）９５０〜１０００、および（ｘｘｉ）＞１０００からなる群から選択されたウェーバー数（Ｗｅ）を有する液滴を備えてもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）１〜５、（ｉｉ）５〜１０、（ｉｉｉ）１０〜１５、（ｉｖ）１５〜２０、（ｖ）２０〜２５、（ｖｉ）２５〜３０、（ｖｉｉ）３０〜３５、（ｖｉｉｉ）３５〜４０、（ｉｘ）４０〜４５、（ｘ）４５〜５０、および（ｘｉ）＞５０の範囲のストークス数（Ｓｋ）を有する液滴を備えてもよい。
実質的に該エアロゾルを発生する点では、該エアロゾルは、（ｉ）＜２０ｍ／ｓ、（ｉｉ）２０〜３０ｍ／ｓ、（ｉｉｉ）３０〜４０ｍ／ｓ、（ｉｖ）４０〜５０ｍ／ｓ、（ｖ）５０〜６０ｍ／ｓ、（ｖｉ）６０〜７０ｍ／ｓ、（ｖｉｉ）７０〜８０ｍ／ｓ、（ｖｉｉｉ）８０〜９０ｍ／ｓ、（ｉｘ）９０〜１００ｍ／ｓ、（ｘ）１００〜１１０ｍ／ｓ、（ｘｉ）１１０〜１２０ｍ／ｓ、（ｘｉｉ）１２０〜１３０ｍ／ｓ、（ｘｉｉｉ）１３０〜１４０ｍ／ｓ、（ｘｉｖ）１４０〜１５０ｍ／ｓ、および（ｘｖ）＞１５０ｍ／ｓからなる群から選択された平均軸流速度を有する液滴を備えてもよい。
標的は生物組織を備えてもよい。
生物組織は、人間組織または非人間の動物組織を備えてもよい。
生物組織は、体内の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、体外の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、試験管内の生物組織を備えてもよい。
生物組織は、副腎組織、虫垂組織、膀胱組織、骨、腸組織、脳組織、乳房組織、気管支、冠状組織、耳組織、食道組織、眼組織、胆嚢組織、生殖器組織、心臓組織、視床下部組織、腎臓組織、大腸組織、腸組織、咽頭組織、肝臓組織、肺組織、リンパ節、口腔組織、鼻組織、膵臓組織、副甲状腺組織、下垂体組織、前立腺組織、直腸組織、唾液腺組織、骨格筋組織、皮膚組織、小腸組織、脊髄組織、脾臓組織、胃組織、胸腺組織、気管組織、甲状腺組織、軟組織、結合組織、腹膜組織、血管組織、脂肪組織、尿管組織、尿道組織、段階Ｉ、段階ＩＩ、段階ＩＩＩもしくは段階ＩＶの癌組織、転移性癌の組織、混合段階の癌組織、副段階の癌組織、健常もしくは正常組織、または癌もしくは異常組織を備えてもよい。
第１のデバイスまたは装置は、ポイントオブケア（「ＰＯＣ」）、診断、または外科装置を備えてもよい。
衝突面は、実質的に球形状、コイル形状、螺旋状、渦巻形状、円筒形状、管状、棒状、半球形状、涙滴形状、板状、凹形、皿形、もしくは円錐形であってもよく、または衝突面は中空衝突アセンブリの内面である。
本発明は、本明細書に説明されたような装置を備える質量および／またはイオン移動度分析計を提供する。
分析計は、分析計の主筐体またはアセンブリを備えてもよく、源筐体は、使用時に該分析計の主筐体に連結されてもよい。
分析計は、イオントラップおよび／またはイオンガイドを備えてもよく、恣意的にイオンガイドは、イオンを中性種から分離する電界に適用するように構成される。
分析計は、検体イオンを分析するための分析器を備えてもよい。
分析器は、（ｉ）該検体イオンを質量分析するための質量分析器、（ｉｉ）イオン移動度または異なるイオン移動度分析器、（ｉｉｉ）該検体イオンのイオン断面または衝突断面を分析するための分析器、（ｉｖ）該検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離するための分離器、（ｖ）該検体イオンを質量分析する前に、該検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離するための分離器、または（ｖｉ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に基づいて排除するまたは廃棄するように配置され適合されたデバイスを備えてもよい。
装置および分析計は、本明細書に説明されたあらゆる１つの方法を実行するように配置され構成されてもよい。
本発明は、本明細書に説明されたあらゆる方法ステップを含む手術または電気手術の方法も提供し、この方法は、
生物組織を手術または電気手術用具と接触させること、および該検体を含有する煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように該用具を活性化させることと、
該煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引することと、
該マトリクスを該吸引された煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合することと、
該マトリクスと結合した該吸引された煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を、検体イオンを形成するために質量および／またはイオン移動度分析計の真空チャンバ内に配置された該衝突面に激突させることと、
該検体イオンを質量および／またはイオン移動度分析することとを含む。
本発明は、
１つまたは複数の電極を含む手術または電気手術用具と、
検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように、該用具が使用時に生物組織と衝突する際に、該用具を活性化させるように配置され適合されたデバイスと、
該検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引するように配置され適合されたデバイスと、
マトリクスを該吸引された検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合するように配置され適合されたデバイスと、
（ｉ）該分析計の真空チャンバ内に配置された衝突面であって、使用時に検体イオンを形成するように、検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気が該衝突面に激突するように配置される、衝突面、および（ｉｉ）該検体イオンを質量および／またはイオン移動度分析するための質量および／またはイオン移動度分析器を備える、質量および／またはイオン移動度分析計とを備える、手術または電気手術装置も提供される。
手術または電気手術装置は、本明細書に説明されたあらゆる方法を実行するように構成されてもよい。
マトリクスと検体の混合物は衝突面に激突するように上に説明されてきたが、混合物が衝突面に激突することなく検体のイオン化に改良が存在することがあることが見出されてきた。例えば混合物が衝突面に激突する以外の技法を使用して、混合物を霧化してもよい。したがって希釈された、または溶解されたマトリクスの第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突面と衝突させるステップは、本発明の必須の特徴ではない。
したがって第２の態様から、本発明は、
検体を提供することと、
該検体が該マトリクスによって希釈される、該マトリクス内に溶解される、または該マトリクスで第１のクラスタを形成するように、マトリクス化合物を該検体に供給することと、
該希釈された、または溶解されたマトリクスの該第１のクラスタまたは第１の液滴を複数の第２のより小さいクラスタまたは液滴に砕くこと、または崩壊することとを含む、質量および／またはイオン移動度分析の方法も提供される。
第１のクラスタまたは第１の液滴は、レーザー照射を当てることによって、超音波エネルギーを加えることによって、グロー放電技術によって、または光イオン化によって砕かれる、または崩壊されてもよい。
第２の態様の方法は、本発明の第１の態様に関して説明されたあらゆる特徴を含んでもよい。但し混合物が衝突面に衝突しない場合を除く。
例えば方法は、該第２のより小さいクラスタまたは液滴内の検体、または該第２のより小さいクラスタまたは液滴から引き出された検体がイオン化されることを含んでもよい。恣意的には、イオン化は、コロナ放電イオン化源、試薬イオン化源、光イオン化源、化学イオン化源、電気衝撃（「ＥＬ」）イオン化源、電界イオン化（「ＦＩ」）源、電界脱離（「ＦＤ」）イオン化源、誘導結合プラズマ（「ＩＣＰ」）イオン化源、高速原子衝撃（「ＦＡＢ」）イオン化源、液体二次イオン質量分析（「ＬＳＩＭＳ」）イオン化源、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、ニッケル６３放射線イオン化源、サーモスプレーイオン化源、大気サンプリンググロー放電イオン化（「ＡＳＧＤＩ」）イオン化源、グロー放電（「ＧＤ」）イオン化源、衝撃イオン化源、リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、レーザースプレーイオン化（「ＬＳＩ」）源、ソニックスプレーイオン化（「ＳＳＩ」）源、マトリクス支援インレットイオン化（「ＭＡＩＩ」）源、溶媒支援インレットイオン化（「ＳＡＩＩ」）源、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）源、脱離電気流集束イオン化（「ＤＥＦＦＩ」）源、レーザー切除エレクトロスプレーイオン化（「ＬＡＥＳＩ」）源、および表面支援レーザー脱離イオン化（「ＳＡＬＤＩ」）源からなる群から選択されたイオン化源によって実行される。
本発明の第２の態様は、質量および／またはイオン移動度分析を実行するための装置であって、
使用時に検体が該マトリクスによって希釈される、該マトリクス内に溶解される、または該マトリクスで第１のクラスタを形成するように、該検体をマトリクス化合物と混合するための混合領域と、
該希釈された、または溶解されたマトリクスの該第１のクラスタまたは第１の液滴を複数の第２のより小さいクラスタまたは液滴に砕く、または崩壊するように配置され適合されたデバイスとを備える、装置も提供する。
装置は、検体を受領するための検体流入口、および／またはマトリクス化合物を受領するためのマトリクス流入口を備えてもよい。
第２の態様による装置は、第１の態様に関して説明されたあらゆる特徴を含んでもよい。但し装置は、衝突面、または希釈されたもしくは溶解された検体の該第１のクラスタもしくは液滴を衝突面と衝突させるように配置され適合されたデバイスを備える必要がない場合を除く。
本発明は、このような装置を備える質量および／またはイオン移動度分析計も提供する。
本発明は、第２の態様の方法を含む手術または電気手術の方法も提供し、この方法は、
生物組織を手術または電気手術用具と接触させること、および該検体を含有する煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように該用具を活性化させることと、
該煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引することと、
該マトリクスを該吸引された煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合することと、
複数の第２のより小さいクラスタもしくは液滴を形成するために、混合物の第１のクラスタまたは液滴を砕くこと、または崩壊することと、
第２のクラスタまたは液滴から検体イオンを形成することと、
該検体イオンを質量および／またはイオン移動度分析することとを含む。
本発明は、第２の態様の装置を備える手術または電気手術装置も提供し、手術または電気手術装置は、
１つまたは複数の電極を含む手術または電気手術用具と、
該用具は、検体を含有する煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように、使用時に生物組織と衝突する際に、該用具を活性化させるように配置され適合されたデバイスと、
該検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引するように配置され適合されたデバイスと、
マトリクスを該検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合するように配置され適合されたデバイスと、
複数の第２のより小さいクラスタまたは液滴を形成するために、混合物の第１のクラスタまたは液滴を砕く、または崩壊するように配置され適合されたデバイスと、
第２のクラスタまたは液滴から検体イオンを形成するために、検体をイオン化するように配置され適合されたデバイスと、
該検体イオンを分析するための質量および／またはイオン移動度分析計と備える。
一態様によれば、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）の方法が提供される。この方法は、検体を提供することと、検体がマトリクス内に溶解し、第１の溶解された検体液滴を形成するように、マトリクス化合物を検体に供給することと、第１の溶解された検体液滴を複数の第２のより小さい溶解された検体液滴に砕くように、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体と衝突させることと含む。
背景技術の章に説明された衝突イオン発生器のＲＥＩＭＳ技法は、電極脂質で覆われた水性液滴からなる水性液滴のサンプルを発生するものである。水性液滴は、高速液滴が衝突面、または極性脂質分子の気体イオンを生成する他の気体粒子に激突するように、質量分析計の大気流入口内における自由噴流の拡張によって加速される。しかしこの技法のイオン化収量は比較的低い。
従来の方法のイオン収量は、主に検体分子間の強力な分子間結合が原因で液滴が個々の分子種に変換する率が劣ることに起因して比較的低いことが認識されている。
一実施形態はマトリクス内に検体を溶解するものであり、それによって検体分子間の分子間結合を実質的に除去する。したがって液滴に砕くように、溶解された検体が続いて衝突面または気体と衝突すると、あらゆる所与の液滴は、マトリクスが存在しなかった場合に含有したはずである検体分子より少ない検体分子を含有する傾向がある。
したがって一実施形態による手法により、各液滴内のマトリクスが蒸発されると、イオンの発生がより効率的になる。
第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体に衝突させるステップは、検体およびマトリクスの運動エネルギーを熱に変換することにより、検体からマトリクスを蒸発させるステップを引き起こす。
第１の溶解された検体液滴を衝突させるステップは、より小さい溶解された検体液滴を発生され、検体液滴の少なくとも一部はその中に単一の検体分子のみを有することがある。これはイオン化工程を向上させる。
検体は、例えば極性脂質を備えてもよく、蒸気またはエアロゾルは極性脂質に変換された水性液滴を備えてもよい。
検体はトリグリセリドを備えてもよい。
マトリクスが供給される検体は、イオン化された検体分子を備えてもよい。
方法は、分析されるサンプルから気相検体、蒸気検体、エアゾル、または液体を発生させるステップをさらに含んでもよい。
気相検体、蒸気検体、またはエアロゾルは検体を含有するサンプルを加熱することによって発生されてもよく、サンプルのジアテルミー蒸発によって発生されてもよい。
方法は、手術方法または非手術方法の一部のいずれかであってもよい。例えば方法は、サンプルが検体を含有する人間または動物の組織であってもよい手術方法であってもよい。サンプルは、気相検体、蒸気検体、もしくはエアゾルを形成するために、電気手術ジアテルミー蒸発、または急速蒸発の他の形を受けてもよい。例のみとして、デバイスおよび方法は、乳癌手術において人間細胞を同定するために使用されてもよい。検体イオンを分析することにより、組織が癌であるか否かを判定することができる。
別法として、方法は、非手術方法を含んでもよい。例えば、人間または動物の身体の一部でない（すなわち予め摘出した、置かれた、もしくは除去された）人間または動物組織を分析してもよく、あるいは人間もしくは動物組織以外のサンプルまたは生物組織を分析してもよい。やはり検体イオンを分析することにより、サンプルが癌組織を含有するか否かなどの、サンプルの特性または成分を判定することができる。
実施形態は、原産国識別、薬剤試験、食品安全試験（例えば乳製品）、化粧品試験、軍事的利用、大気汚染試験、事後分析、微生物識別（例えば細菌）、および自動サンプリングなどの他の非手術方法に使用されてもよい。
方法は、非生物サンプルおよび化合物を分析するために使用されてもよい。
サンプルから形成される検体は、部分的に荷電されてもよく、かつ／または比較的高い有機含有量を有してもよい。
装置は、実質的にマトリクスから分離した検体イオンを提供するように、第２のより小さい溶解された検体液滴内の検体からマトリクスを蒸発させることをさらに含んでもよい。
マトリクスを検体から蒸発させるステップは、気相検体イオンを形成するようにマトリクスからイオン結合した溶解された検体イオンの分離を引き起こしてもよい。
マトリクスを検体から蒸発させるステップの後、方法は、イオントラップ内で検体イオンを捕捉すること、および／またはイオンガイドを使用して検体イオンを案内することをさらに含んでもよい。
方法は検体イオンを分析することをさらに含んでもよい。
検体イオンを分析するステップは、（ｉ）検体イオンを質量分析すること、（ｉｉ）検体イオンのイオン移動度または異なるイオン移動度を分析すること、（ｉｉｉ）検体イオンのイオン断面または衝突断面を分析すること、（ｉｖ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離すること、（ｖ）検体イオンを質量分析する前に、検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離すること、または（ｖｉ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に基づいて排除することまたは廃棄することをさらに含んでもよい。
マトリクスは検体に供給されてもよいが、検体は気相内にある、蒸気の形である、エアロゾルの形である、または液相内にある。
マトリクス化合物を検体に供給するステップは、マトリクス分子を検体に供給すること、およびマトリクス分子を検体と相互混合することを含んでもよいが、マトリクスは気相内にある。
検体とマトリクスの混合物は、気相マトリクスが冷却し、液体に凝結し、検体は第１の溶解された検体液滴を形成するように液体マトリクス内に溶解するように、高圧領域から低圧領域に移送されてもよい。
マトリクスは、（ｉ）検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプラパノール、（ｘ）アセトン、および（ｘｉ）アセトニトリルからなる群から選択されてもよい。
第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体と衝突させるステップは、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体の中に加速させることをさらに含んでもよい。
第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体に加速させるステップは、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体の中に加速させるために圧力差を使用することを含んでもよい。
方法は、真空チャンバに隣接した大気インターフェースを備える質量分析計を使用して検体イオンを分析することをさらに含んでもよく、第１の溶解された検体液滴は大気インターフェースを横切る圧力差により衝突面または気体の中に加速される。
方法は、衝突面（または別法として衝突気体）を加熱することをさらに含んでもよい。
方法は、（ｉ）約＜１００℃、（ｉｉ）約１００〜２００℃、（ｉｉｉ）約２００〜３００℃、（ｉｖ）約３００〜４００℃、（ｖ）約４００〜５００℃、（ｖｉ）約５００〜６００℃、（ｖｉｉ）約６００〜７００℃、（ｖｉｉｉ）約７００〜８００℃、（ｉｘ）約８００〜９００℃、（ｘ）約９００〜１０００℃、（ｘｉ）約１０００〜１１００℃、および（ｘｉｉ）約＞１１００℃からなる群から選択された温度に該衝突面（または別法として衝突気体）を加熱することをさらに含んでもよい。
マトリクスは、マトリクス導管により検体に供給されてもよい。
方法は、マトリクス導管の流出口の下流に配置されたイオン分析器を使用して検体イオンを分析することをさらに含んでもよい。
マトリクス導管の流出口とイオン分析器の流入口との間の距離ｘは、（ｉ）約０．１〜０．５ｍｍ、（ｉｉ）約０．５〜１．０ｍｍ、（ｉｉｉ）約１．０〜１．５ｍｍ、（ｉｖ）約１．５〜２．０ｍｍ、（ｖ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｖｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｖｉｉ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｉｘ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｘ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｘｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｘｉｉ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約６．０〜６．５ｍｍ、（ｘｉｖ）約６．５〜７．０ｍｍ、（ｘｖ）約７．０〜７．５ｍｍ、（ｘｖｉ）約７．５〜８．０ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約８．０〜８．５ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約８．５〜９．０ｍｍ、（ｘｉｘ）約９．０〜９．５ｍｍ、（ｘｘ）約９．５〜１０．０ｍｍ、（ｘｘｉ）約０．１〜１０ｍｍ、（ｘｘｉｉ）約０．１〜７．５ｍｍ、（ｘｘｉｉｉ）約０．１〜５．１ｍｍ、（ｘｘｉｖ）約０．５〜５．１ｍｍ、および（ｘｘｖ）約０．５〜５．０ｍｍからなる群から選択されてもよい。
装置は、（ｉ）約５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）約１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）約１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）約２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）約２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）約３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）約３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）約４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）約４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）約５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）約５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）約６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）約６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）約７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）約８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）約８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）約９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）約９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）約５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）約１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）約１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）約２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量でマトリクス導管により検体に供給されてもよい。
マトリクス導管の流出口は、イオン分析器の流入口の反対側にあってもよく、またはイオン分析器の流入口と同軸であってもよい。
方法は、検体イオンデータを獲得するために検体イオンをイオン検体器で質量および／またはイオン移動度分析することをさらに含んでもよく、方法は、ロックマス、ロック移動度、または校正イオンを分析することをさらに含み、ロックマス、ロック移動度、または校正イオンを分析することから獲得されたデータに基づいてイオン分析器を校正すること、または検体イオンデータを調節することを含んでもよい。
別の態様によれば、上に説明されたような方法を含む、質量および／またはイオン移動度分析の方法が提供される。
別の態様によれば、
検体を受領するための検体流入口と、
検体が使用時にマトリクス内に溶解し、第１の溶解された検体液滴を形成するように、検体をマトリクス化合物と混合するための混合領域と、
衝突面または気体と、
第１の溶解された検体液滴が複数の第２のより小さい溶解された検体液滴に砕けるように、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体と衝突させるように配置され適合されたデバイスとを備える、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）を実行するための装置が提供される。
装置は、マトリクスから分離された検体イオンを提供するように、マトリクスを第２のより小さい溶解された検体液滴から蒸発させるように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
装置は、検体イオンを形成するために検体をイオン化するように、電荷を検体に移送させる、または検体から移送させるように、マトリクスを検体から蒸発させるように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
装置は、イオントラップおよび／またはイオンガイドをさらに備えてもよい。
装置は、イオントラップ内で検体イオンを捕捉する、かつ／またはイオンガイドを使用して検体イオンを案内するために、マトリクスは使用時に検体から蒸発された後に配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
装置は、検体イオンを分析するための分析器をさらに備えてもよい。
分析器は、（ｉ）検体イオンを質量分析するための質量分析器、（ｉｉ）イオン移動度または異なるイオン移動度分析器、（ｉｉｉ）検体イオンのイオン断面または衝突断面を分析するための分析器、（ｉｖ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って分離するための分析器、（ｖ）質量分析する前に、検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に従って検体イオンを分離するための分離器、または（ｖｉ）検体イオンをそれらのイオン移動度または異なるイオン移動度に基づいて排除するまたは廃棄するように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
マトリクスは、使用時に検体に供給されてもよいが、検体は気相内にある、蒸気の形である、エアロゾルの形である、または液相内にある。
装置は、マトリクス分子を検体に供給し、マトリクス分子を検体と相互混合するように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよいが、マトリクスは気相内にある。
装置は、気相マトリクスが冷却し、液体に凝結し、検体は第１の溶解された検体液滴を形成するように液体マトリクス内に溶解するように、検体とマトリクスの混合物を高圧領域から低圧領域に移送させるように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
マトリクスは、（ｉ）検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプラパノール、（ｘ）アセトン、および（ｘｉ）アセトニトリルからなる群から選択されてもよい。
別の態様によれば、上に説明されたような装置を備える、質量および／またはイオン移動度分析計が提供される。
分析計は、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体の中に加速させるように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
分析計は、第１の溶解された検体液滴を衝突面または気体の中に加速させるために圧力差を保持するように配置され適合されたデバイスをさらに備えてもよい。
分析計は、検体イオンを分析するように配置された分析器をさらに備えてもよく、分析計は、真空チャンバに隣接した大気インターフェースをさらに備え、第１の溶解された検体液滴は、大気インターフェースを横切る圧力差により衝突面または気体の中に加速される。
分析計は、衝突面（または別法として衝突気体）を加熱するための加熱器をさらに備えてもよい。
加熱器は、（ｉ）約＜１００℃、（ｉｉ）約１００〜２００℃、（ｉｉｉ）約２００〜３００℃、（ｉｖ）約３００〜４００℃、（ｖ）約４００〜５００℃、（ｖｉ）約５００〜６００℃、（ｖｉｉ）約６００〜７００℃、（ｖｉｉｉ）約７００〜８００℃、（ｉｘ）約８００〜９００℃、（ｘ）約９００〜１０００℃、（ｘｉ）約１０００〜１１００℃、および（ｘｉｉ）約＞１１００℃からなる群から選択された温度に衝突面（または別法として衝突気体）を加熱するように配置されてもよい。
分析計は、マトリクスを検体に供給するためのマトリクス導管をさらに備えてもよい。
分析計は、検体イオンを分析するためのイオン分析器をさらに備えてもよく、イオン分析器は、マトリクス導管の流出口の下流に配置される。
マトリクス導管の流出口とイオン分析器の流入口との間の距離ｘは、（ｉ）約０．１〜０．５ｍｍ、（ｉｉ）約０．５〜１．０ｍｍ、（ｉｉｉ）約１．０〜１．５ｍｍ、（ｉｖ）約１．５〜２．０ｍｍ、（ｖ）約２．０〜２．５ｍｍ、（ｖｉ）約２．５〜３．０ｍｍ、（ｖｉｉ）約３．０〜３．５ｍｍ、（ｖｉｉｉ）約３．５〜４．０ｍｍ、（ｉｘ）約４．０〜４．５ｍｍ、（ｘ）約４．５〜５．０ｍｍ、（ｘｉ）約５．０〜５．５ｍｍ、（ｘｉｉ）約５．５〜６．０ｍｍ、（ｘｉｉｉ）約６．０〜６．５ｍｍ、（ｘｉｖ）約６．５〜７．０ｍｍ、（ｘｖ）約７．０〜７．５ｍｍ、（ｘｖｉ）約７．５〜８．０ｍｍ、（ｘｖｉｉ）約８．０〜８．５ｍｍ、（ｘｖｉｉｉ）約８．５〜９．０ｍｍ、（ｘｉｘ）約９．０〜９．５ｍｍ、（ｘｘ）約９．５〜１０．０ｍｍ、（ｘｘｉ）約０．１〜１０ｍｍ、（ｘｘｉｉ）約０．１〜７．５ｍｍ、（ｘｘｉｉｉ）約０．１〜５．１ｍｍ、（ｘｘｉｖ）約０．５〜５．１ｍｍ、および（ｘｘｖ）約０．５〜５．０ｍｍからなる群から選択されてもよい。
分析計は、（ｉ）約５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）約１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）約１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）約２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）約２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）約３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）約３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）約４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）約４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）約５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）約５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）約６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）約６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）約７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）約８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）約８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）約９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）約９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）約５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）約１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）約１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）約２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量でマトリクス導管を介してマトリクスを検体に供給するためのポンプをさらに備えてもよい。
マトリクス導管の流出口は、イオン分析器の流入口の反対側にあってもよく、またはイオン分析器の流入口と同軸であってもよい。
質量分析計は、検体イオンデータを獲得するために検体イオンを分析するための質量分析器をさらに備えてもよく、質量分析器は、ロックマス、ロック移動度、または校正イオンを分析し、ロックマス、ロック移動度、または校正イオンを分析することから獲得されたデータに基づいてイオン分析器を校正し、または検体イオンデータを調節するようにさらに配置されてもよい。
別の態様によれば、
検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように、生物組織を電気手術用具と接触させること、および電気手術用具活性化させることと、
検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引することと、
マトリクスを吸引された検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合することと、
マトリクスと結合した吸引された検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を、検体イオンを形成するために質量分析計の真空チャンバ内に配置されてもよい衝突面（または別法として衝突気体）に激突させることと、
検体イオンを質量および／またはイオン移動度分析することとを含む、電気手術の方法が提供される。
別の態様によれば、
１つまたは複数の電極を備える急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）電気手術用具と、
電気手術用具が、検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を発生させるように、使用時に生物組織と接触すると、電気手術用具を活性化させるように配置され適合されたデバイスと、
検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気を吸引するように配置され適合されたデバイスと、
マトリクスを該検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気と混合するように配置され適合されたデバイスと、
（ｉ）使用時に検体イオンを形成するように、検体、煙、噴霧、液体、気体、手術煙、エアゾル、または蒸気が衝突面（または別法として衝突気体）に激突するように配置される、質量分析計の真空チャンバ内に配置されてもよい衝突面（または別法として衝突気体）、および（ｉｉ）検体イオンを質量分析するための質量分析器を備える、質量および／またはイオン移動度分析計とを備える、電気手術装置が提供される。
一実施形態によれば、マトリクスは、まず固体、例えば粉末として供給され、昇華され、または融解され、検体と相互混合される蒸気または気相内でマトリクスを形成するように蒸発されてもよい。
別法として、マトリクスは、液体、エアロゾル、または蒸気として検体に供給されてもよく、または検体と相互混合されてもよい。検体および／またはマトリクスが液体の形である場合は、検体とマトリクスの混合物は、続いて例えば噴射することにより第１の溶解された検体液滴に変換される必要があることがある。
マトリクスの誘電率は、検体の溶媒化がイオン溶解に関わることにより、凝縮相内に検体の溶媒和イオンが存在するように非常に高いことがある。これらの場合、衝突面（または別法として衝突気体）への激突は、気相内に溶媒和イオンを生成する可能性が高く、これは最終的に（マイナスイオンモード、すなわち[Ｍ−Ｈ]−で）脱プロトン化によって形成されたイオン、（プラスイオンモード、すなわち[Ｍ＋Ｈ]＋で）プロトン化によって形成されたイオン、および／または分子イオンを生じることがある。
イソプラパノールは、例えば脂質種のために使用する特に好都合なマトリクスである。
例として、極性脂質を備える検体に対して、マトリクスは、低分子量アルコール（例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール）またはケトン（例えばアセトン）であってもよく、または低分子量アルコール（例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール）またはケトン（例えばアセトン）を備えてもよい。これらのマトリクスは、そうでなければ低強度でマトリクスの蒸気がないことが検出される、すべてのまたはある特定の種のイオン化を高めることが示されてきた。
検体とマトリクスの混合物は、均一混合物または不均一混合物であってもよい。
イオンをそれぞれ捕捉するまたは案内するように、イオントラップまたはイオンガイドに電圧が印加されてもよい。次いでイオンは、イオンの質量および／またはイオン移動度を分析するために、イオントラップまたはイオンガイドからイオン分析器に送達されてもよい。
イオンは、質量分析される前にイオン移動度に従って分離されてもよい。イオンは、次いでそれらのイオン移動度に基づいて排除されてもよく、または廃棄されてもよい。
上記の範囲のあらゆる範囲は、距離ｘに対して範囲の一覧におけるあらゆる範囲と組み合わされてもよい。
イオン分析器の流入口は、イオン分析器の真空チャンバをイオン分析器の上流のより高い圧力領域から分離させる開口またはオリフィスであってもよい。例えば流入口は大気圧インターフェースであってもよい。
代替実施形態によれば、マトリクス導管は、検体を提供するステップを実行するサンプル移送管の中にマトリクスを直接送達してもよい。
別法として、検体を提供するステップを実行するサンプル移送管が提供されてもよく、マトリクス導管の流出口は、サンプル移送管の周囲の場所に提供されてもよい。気体流は、流出口からイオンを分析するイオン分析器の流入口までマトリクスを一掃するように配置されてもよい。
サンプルを蒸発させるためのデバイスは、ジアテルミーデバイスなどの電気手術用具を備えてもよい。
装置は、サンプルを蒸発させるためにサンプル上に挿入するために端部、点または領域を有してもよく、検体流入口は端部、点または領域に隣接する。
装置は、マトリクス化合物を導管に供給するためのマトリクス化合物の源を備えてもよい。
加速する手段は、第１の領域と第２の領域との間の第１の溶解された検体液滴を衝突面（または別法として衝突気体）に加速するために、２つの領域の間に圧力差を生成するための真空ポンプを備えてもよい。
装置は、第１の領域と第２の領域との間に配置された大気インターフェースを有する質量分析計を備えてもよく、第２の領域は、真空ポンプに連結され、衝突面（または別法として衝突気体）を収納する真空チャンバを備えてもよい。
装置は、検体イオンを捕捉するまたは案内するために、イオントラップまたはイオンガイドを備えてもよい。
イオン分析器は、質量および／またはイオン移動度分析器もしくは分析計を備えてもよい。
装置は、本明細書に説明されたあらゆる方法を実行するように配置され適合されてもよい。
混合領域は、イオン分析器の流入口の上流に提供されてもよく、または混合領域は、イオン分析器の下流の少なくとも一部に提供されてもよい。
イオン分析器の流入口は、イオン分析器の上流のより高い圧力領域からイオン分析器の真空チャンバを分離する開口またはオリフィスであってもよい。例えば流入口は大気圧インターフェースを備えてもよい。
マトリクス導管は、検体を提供するステップを実行する、サンプル移送管にマトリクスを直接送達してもよい。
別法として、検体を提供するステップを実行するサンプル移送管が提供されてもよく、マトリクス導管の流出口は、サンプル移送管の周囲の場所に提供されてもよい。気体流は、流出口からイオンを分析するイオン分析器の流入口までマトリクスを一掃するように配置されてもよい。
ロックマス、ロック移動度、または校正化合物イオンもしくはイオンの源を備えてもよい。
ロックマス、ロック移動度または校正化合物／イオンは、マトリクス導管、検体導管の中に導入されてもよく、または分離管の中に供給されてもよい。
実施形態によれば、検体（または気相検体分子）を含有するエアロゾル粒子は、揮発性マトリクス化合物と一緒に質量分析計の中に導入されてもよく、揮発性マトリクス化合物は有機溶媒であってもよい。揮発性マトリクス化合物は、固体（例えば粉末）、液体、エアロゾル、または蒸気として検体に導入されてもよい。検体とマトリクスの混合物は、流入口から分析計に亘る圧力差により質量分析計の中に吸引されてもよい。質量分析計の内側の圧力が低いことにより、拡大する検体およびマトリクスを混入する気体をもたらし、自由噴流領域内の温度が降下する。これにより、気体もしくは蒸発された検体および／またはマトリクスが凝結するので、検体がマトリクス内に溶解する。マトリクス化合物の役割は、検体分子を超えるマトリクスを含有し、溶媒の形で検体分子を組み込むエアロゾル粒子を生成することであってもよい。溶媒化は、それぞれの溶解された検体分子がマトリクス分子によって完全に包囲されるので、検体分子の間の分子間二次結合力を実質的に取り除く。凝結相内で検体分子を分離することにより、エアロゾル粒子が衝突面に激突する際、エアロゾル粒子が単一の検体分子のみをそれぞれが含有するクラスタを形成する確率が増加する。マトリクス分子は高い誘電率および／または高い蒸気圧を有してもよい。
次に例示のみとして、添付図面を参照に、様々な実施形態について説明する。
直流電圧がエアロゾルまたは手術の噴煙の生成をもたらす双極鉗子に印加され、これは双極鉗子の洗浄部を通して捉えられ、次いでイオン化および質量分析のための質量分析計に移送される、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）の方法を示す図である。 検体およびマトリクスが気相または蒸気相内に提供されてもよい、一実装形態を示す図である。 検体およびマトリクスが液相に提供されてもよい、別の実施形態を示す図である。 マトリクスを使用することなく獲得される質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを使用して獲得される質量スペクトルを示す図である。 検体エアロゾルおよびマトリクスを質量分析計の中に導入するためのベンチュリデバイスを備える、質量分析計インターフェースの一実施形態を示す図である。 図５Ｂの拡大図である。 インターフェース内のサンプリングデバイスの近接図である。 図５の実施形態を使用して検出されたイオン信号が、マトリクス導管の流出口とイオン分析器の流入口との間の距離に依存してどのように変化するかを示す図である。 図５の実施形態を使用して検出されたイオン信号が、マトリクスの流量に依存してどのように変化するかを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 異なるイソプラパノールのマトリクス流量を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 ロックマス化合物を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 ロックマス化合物を使用することなく獲得した質量スペクトルを示す図である。 ロックマスイオンの使用の有無の両方で、異なる日に亘って獲得したデータ上の主成分分析の結果を示す図である。 ロックマスイオンの使用の有無の両方で、異なる組織の型に対して獲得したデータ上の主成分分析の結果を示す図である。 衝突面が球体である一実施形態を示す図である。 衝突面がコイル形状である一実施形態を示す図である。 加熱されていない衝突面を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 加熱された衝突面を使用して獲得した質量スペクトルを示す図である。 ＩＰＡマトリクスが加熱された衝突面の上流に導入されたサンプルを分析する際に、獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスが使用されないときを除いて、同じ分析から獲得された質量スペクトルを示す図である。 同じ分析から獲得されたが、衝突面が過熱されず、マトリクスが使用されないときの質量スペクトルを示す図である。 内径２５０μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 内径１００μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１６Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 内径５０μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 内径５０μｍを有するマトリクス導管に対して獲得されたスペクトルを示す図である。 内径１００μｍを有するマトリクス導管に対して獲得されたスペクトルを示す図である。 内径２５０μｍを有するマトリクス導管に対して獲得されたスペクトルを示す図である。 内径２５０μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図１９Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 内径１００μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２０Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 内径５０μｍを有するマトリクス導管の出口と、質量分析計の真空チャンバへの入口との間の数個の異なる距離に対して検出された総イオン電流を示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 図２１Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入することなく、また衝突面を使用することなく、マイナスイオンモードで獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入し、衝突面を使用することなく獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入し、衝突面を使用して獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入することなく、衝突面を使用することなく、マイナスイオンモードで獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入し、衝突面を使用することなく獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを検体流れの中に導入し、衝突面を使用して獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを使用することなく、正常乳房組織の分析から獲得された質量スペクトルを示す図である。 マトリクスを使用して正常乳房組織の分析から獲得された質量スペクトルを示す図である。 様々な実施形態による分類モデルを構築することを含む、分析方法を示す図である。 公知の標準サンプルの２つのクラスから獲得された１組の標準サンプル質量スペクトルを示す図である。 強度軸によって画定された三次元を有する多変量空間を示す図であり、多変量空間は複数の基準点を備え、各基準点は標準サンプル質量スペクトルから引き出した１組の３つのピーク強度値に対応する。 累積分散とＰＣＡモデルの成分数との間の一般的関係を示す図である。 主成分軸によって画定された二次元を有するＰＣＡ空間を示す図であり、ＰＣＡ空間は複数の変換された基準点またはスコアを含み、それぞれの変換された基準点は図２７の基準点に対応する。 一次元または軸を有するＰＣＡ−ＬＤＡ空間を示す図であり、ＬＤＡは図２９のＰＣＡ空間に基づいて実行され、ＰＣＡ−ＬＤＡ空間は複数のさらに変換された基準点またはクラススコアを含み、それぞれのさらに変換された基準点は図２９の変換された基準点またはスコアに対応する。 様々な実施形態による分類モデルを使用することを含む、分析方法を示す図である。 未知のサンプルから獲得されたサンプル質量スペクトルを示す図である。 図３０のＰＣＡ−ＬＤＡ空間を示す図であり、ＰＣＡ−ＬＤＡ空間は、図３２のサンプル質量スペクトルのピーク強度値から引き出したＰＣＡ−ＬＤＡの投影されたサンプル点をさらに備える。 様々な実施形態による分類ライブラリを構築することを含む、分析方法を示す図である。 様々な実施形態による分類ライブラリを使用することを含む、分析方法を示す図である。
次に周囲イオン化イオン源を使用して標的（例えば体内の組織）の１つまたは複数の領域からエアロゾル、手術煙、または蒸気を発生することに概して関する、様々な実施形態についてより詳細に以下に説明する。
エアロゾル、手術煙、または蒸気は、次いでマトリクスと混合され、質量分析計の真空チャンバの中に吸引される。混合物は衝突面に激突されることにより、エアロゾル、煙、または蒸気が激突イオン化によってイオン化され、検体イオンの発生を引き起こす。
得られる検体イオン（または検体イオンから引き出された破片もしくは生成イオン）は、次いで質量および／またはイオン移動度を分析されてもよく、得られる質量および／またはイオン移動度分析データは、次いでリアルタイムで標的の１つまたは複数の特性を決定するために、多変量解析を受けてもよい。
例えば多変量解析は、現在切除されている組織の一部が癌であるか否かに関して判定することができることがある。
周囲イオン化イオン源
様々な実施形態によれば、デバイスは、標的（例えば体内の組織）の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生させるために使用される。デバイスは、例えば自然のまたは未修正の標的から検体のエアロゾル、煙、または蒸気を発生する機能によって特徴付けられる、周囲イオン化イオン源を備えてもよい。エアロゾル、煙、または蒸気は、次いでマトリクスと混合され、質量および／またはイオン移動度分析計の真空チャンバの中に吸引されてもよい。混合物は、衝突面に激突され、エアロゾル、煙、または蒸気が激突イオン化によってイオン化され、検体イオンの発生を引き起こす。得られる検体イオン（または検体イオンから引き出された破片もしくは生成イオン）は、次いで質量および／またはイオン移動度を分析されてもよく、得られる質量および／またはイオン移動度分析データは、リアルタイムで標的の１つまたは複数の特性を決定するために、多変量解析または他の数理処理を受けてもよい。例えば多変量解析は、現在切除されている組織の一部が癌であるか否かに関して判定することができることがある。
マトリクスまたは試薬を直接サンプルに加えることが必要であることにより、組織の分析を体内で実行することができなくなり、またより一般的に標的材料の迅速で単純な分析を提供することができなくなることが理解されよう。
したがって逆に、周囲イオン化技法が特に好都合であるのは、第１に周囲イオン化技法は、マトリクスまたは試薬をサンプルに追加する必要がなく（またそれゆえ体内の組織の分析に適する）、第２に周囲イオン化技法は、標的材料の迅速で単純な分析を実行することができるからである。例えばマトリクス支援レーザー脱離イオン化（「ＭＡＬＤＩ」）イオン源などの他の型のイオン化イオン源は、イオン化する前にマトリクスまたは試薬をサンプルに加える必要がある。
多数の異なる周囲イオン化技法が公知であり、本発明の範囲内に収まることが意図される。歴史的記録として、脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）が開発された最初の周囲イオン化技法であり、２００４年に開示された。２００４年以来、多数の他の周囲イオン化技法が開発されてきた。これらの周囲イオン化技法はそれらの厳密なイオン化方法において異なるが、それらの技法は自然の（すなわち未処理のまたは未修正の）サンプルから直接気相イオンを発生することができる機能と同じ一般機能を共有する。本発明の範囲内に収まることが意図される様々な周囲イオン化技法の特別な利点は、様々な周囲イオン化技法がいかなる事前のサンプルの調合も必要としないことである。その結果、様々な周囲イオン化技法は、体内の組織および体外の組織サンプルのどちらも、マトリクスまたは試薬を組織サンプルまたは他の標的材料に追加する時間および出費を必要とすることなく、分析することができる。
本発明の範囲内に収まることが意図される周囲イオン化技法の一覧が、以下の表に提供されている。
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一実施形態によれば、周囲イオン化イオン源は、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）イオン源を含んでもよく、エアロゾル、またはジュール熱により手術煙の噴煙を発生させるために、１つまたは複数の電極に直流電圧が印加される。
しかし上に言及されたものを含む他の周囲イオン源も利用してよいことが理解されよう。例えば別の実施形態によれば、周囲イオン化イオン源は、レーザーアブレーションイオン源を備えてもよい。一実施形態によれば、レーザーイオン化イオン源は、中赤外レーザーイオン化イオン源を備えてもよい。例えば吸水スペクトル内のピークと対応する、２．９４μｍまたはその付近に放射線を放出する、いくつかのレーザーが存在する。様々な実施形態によれば、周囲イオン化イオン源は、２．９４μｍで水の高い吸水係数に基づいて２．９４μｍに近い波長を有する、レーザーアブレーションイオン源を備えてもよい。一実施形態によれば、レーザーアブレーションイオン源は、２．９４μｍで放射線を放出するＥｒ：ＹＡＧレーザーを備えてもよい。
他の実施形態は、中赤外光パラメトリック発振器（「ＯＰＯ」）を使用して、２．９４μｍより長い波長を有するレーザーアブレーションイオン源を生成してもよい。例えばＥｒ：ＹＡＧでポンピングされるＺＧＰ−ＯＰＯを使用して、例えば６．１μｍ、６．４５μｍ、または６．７３μｍの波長を有するレーザー照射線を生成してもよい。一部の状況では、表層のみが切断され、熱損傷を生じることが少ないので、２．９４μｍより短い、または長い波長を有するレーザーアブレーションイオン源を使用することが有利であることがある。一実施形態によれば、Ｃｏ：ＭｇＦ２レーザーをレーザーアブレーションイオン源として使用してもよく、レーザーは１．７５〜２．５μｍに調整されてもよい。別の実施形態によれば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザーによってポンピングされた光パラメトリック発振器（「ＯＰＯ」）システムを使用して、２．９〜３．１μｍの波長を有するレーザーアブレーションイオン源を生成してもよい。別の実施形態によれば、１０．６μｍの波長を有するＣＯ２レーザーを使用して、エアロゾル、煙、または蒸気を発生してもよい。
他の実施形態によれば、周囲イオン化イオン源は、超音波アブレーションイオン源、またはハイブリッド電気手術、すなわち超音波アブレーション源を備えてもよく、超音波アブレーション源は液体サンプルを生成し、液体サンプルは次いでエアロゾルとして吸引される。超音波アブレーションイオン源は、集中または非集中超音波を備えてもよい。
一実施形態によれば、標的の１つまたは複数の領域からエアロゾル、煙、または蒸気を発生するための第１のデバイスは、連続したＲＦ波形などの直流電圧を利用する用具を備えてもよい。他の実施形態によれば、パルスプラズマＲＦエネルギーを器具に供給するように配置された、無線周波数の組織解剖システムを使用してもよい。用具は、例えばＰｌａｓｍａＢｌａｄｅ（登録商標）を備えてもよい。パルスプラズマＲＦ用具は、従来の電気手術用具より低い温度（例えば４０〜１７０℃に対して２００〜３５０℃）で作動し、それによって熱傷の深さが低減する。パルス波形およびデューティサイクルは、薄い絶縁体電極の刃先（複数可）に沿って電気プラズマを誘起することにより、切断および作動の凝固モードの両方に使用されてもよい。
一実施形態によれば、第１のデバイスは、切除デバイス、本明細書のあらゆる他のデバイスと合成したこのようなデバイス、電気手術アルゴンプラズマ凝固デバイス、ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固および水／生理食塩水ジェットデバイスなどの、手術水／生理食塩水ジェットデバイスを備える。
他の実施形態は、標的からエアロゾル、煙、または蒸気を発生するための第１のデバイスが、アルゴンプラズマ凝固（「ＡＰＣ」）デバイスを備えてもよいことが企図される。アルゴンプラズマ凝固デバイスは、プローブを通って向けられるイオン化アルゴンガス（プラズマ）のジェットを使用するものである。プローブは内視鏡を通過してもよい。アルゴンプラズマ凝固は、基本的に標的から少し離れて置かれたプローブのように非接触工程である。アルゴンガスはプローブから放出され、次いで高圧放電（例えば６ｋＶ）でイオン化される。次いで高周波電流が気体のジェットを通して伝えられ、ジェットの他端に標的の凝固がもたらされる。凝固の深さは通常数ミリメートルに過ぎない。
第１のデバイス、手術もしくは電気手術用具、本明細書のあらゆる態様あるいは実施形態に開示されたデバイスまたはプローブまたは他のサンプリングデバイスもしくはプローブは、１つまたは複数の水力手術デバイス、手術水ジェットデバイス、アルゴンプラズマ凝固デバイス、ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固デバイス、水ジェットデバイス、およびレーザーデバイスなどの非接触手術デバイスを備えてもよい。
非接触手術デバイスは、組織に物理的に接触することなく、切断する、砕く、液化する、吸引する、放電する、または別法として生物組織を破壊するように配置され適合された手術デバイスと定義されてもよい。例には、レーザーデバイス、水力手術デバイス、アルゴンプラズマ凝固デバイス、およびハイブリッドアルゴンプラズマ凝固デバイスが含まれる。非接触デバイスは組織と物理的に接触しなくてもよいので、治療は比較的安全であると見られることがあり、皮膚または脂肪などの組織内の接着が低い繊細な組織を処置するために使用できる。
急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）
図１は、急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）の方法を示し、双極鉗子１を患者３の体内の組織２と接触させてもよい。図１に示された例では、双極鉗子１を、患者の脳における外科手術の課程の間に患者３の脳組織２と接触させてもよい。直流電圧発生器４から直流電圧を双極鉗子１に印加してもよく、双極鉗子１は組織２のジュール熱またはジアテルミー熱を局所化させる。結果として、エアロゾルまたは手術煙５が発生する。エアロゾルまたは手術煙５は、次いで捕捉され、または別法として双極鉗子１の洗浄ポートを通って吸引されてもよい。したがって双極鉗子１の洗浄ポートは、吸引ポートとして再利用される。次いでエアロゾルまたは手術煙５は、双極鉗子１の洗浄（吸引）ポートから管６（例えば１／８インチすなわち３．２ｍｍの直径のＴｅｆｌｏｎ（登録商標）管）に通過されてもよい。管６は、エアロゾルまたは手術煙５を質量分析計８の大気圧インターフェース７に移送するように配置される。
様々な実施形態によれば、イソプラパノールなどの有機溶媒を備えるマトリクスは、大気圧インターフェース７でエアロゾルまたは手術煙５に追加されてもよい。次いでエアゾル３と有機溶媒の混合物は、質量分析計８の真空チャンバ内で衝突面に激突するように配置されてもよい。一実施形態によれば、衝突面は加熱されてもよい。エアロゾルは衝突面に激突するときにイオン化され、検体イオンの発生をもたらす。検体イオンを発生するイオン化効率は、有機溶媒（すなわちマトリクス）の追加によって向上されることがある。
エアゾル、煙、または蒸気５を衝突面に激突させることにより発生する検体イオンは、次いで質量およびまたはイオン移動度分析計の次の段階に通過され、質量および／またはイオン移動度分析器内で質量および／またはイオン移動度分析を受ける。質量分析器は、例えば四重極質量分析器または飛行時間型質量分析器を備えてもよい。
図２は一実施形態の概略図を示す。デバイスは、流入口２０６、真空領域２０８、衝突面２０９、および真空領域２０８内に配置されたＳｔｅｐｗａｖｅ（登録商標）イオンガイドなどのイオン光学２１２を有する、イオン分析器２０７を備えてもよい。またデバイスは、サンプル移送管２０２およびマトリクス導管２０３を備えてもよい。サンプル移送管２０２は、調査されるサンプルからエアロゾルサンプル２０１（これは図１に関して説明されたエアロゾルまたは手術煙５に対応してもよい）を受領するための流入口、およびイオン分析器２０７の流入口２０６に連結された流出口を有する。マトリクス導管２０３は、マトリクス化合物を受領するための流入口、およびマトリクス２０４がサンプル移送管２０２内でエアロゾルサンプル２０１と相互混合できるようにサンプル移送管２０２と交差する流出口を有する。Ｔ字形接合構成要素は、管２０２と２０３と２０６との間の接点に提供されてもよい。管２０２、２０３、および２０６はＴ字形接合の中に取り外し可能に挿入されてもよい。
次に図２のデバイスの操作方法について説明する。生物サンプルなどのサンプルは、ＲＥＩＭＳ技法を受けてもよい。例えばジアテルミーデバイスを使用して、例えば図１に関して上に説明したように、エアロゾルを形成するようにサンプルから生物組織を蒸発させてもよい。次いでエアロゾル粒子２０１は、サンプル移送管２０２の流入口の中に導入される。マトリクス化合物２０４は、マトリクス導管２０３の流入口の中に導入される。エアロゾル粒子２０１およびマトリクス化合物２０４は、管２０２、２０３への流入口より低圧である真空チャンバ２０８によってもたらされる圧力差により、イオン分析器２０７の流入口２０６に向かって引き寄せられる。エアロゾル粒子２０１は、サンプル移送管２０２がマトリクス導管２０３と交差する領域の中、およびサンプル移送管２０２がマトリクス導管２０３と交差する領域の下流でマトリクス化合物２０４の分子に遭遇してもよい。エアロゾル粒子２０１は、エアロゾルサンプル２０１およびマトリクス化合物２０４の両方の分子成分が存在する、マトリクス分子２０５を含有するエアロゾル粒子を形成するように、マトリクス２０４と相互混合する。マトリクス分子２０４は、エアロゾルサンプル２０１の分子成分に比べて過剰であってもよい。
粒子２０５はサンプル移送管２０２から出て、イオン分析器２０７の流入口２０６に入ってもよい。次いで粒子２０５は低減した圧力領域２０８の中に入り、サンプル移送管２０２から真空領域２０８に入る気体の断熱膨張に起因して、また関連した自由噴流形成に起因して、実質的な線速度を取得する。加速された粒子２０５は衝突面２０９に激突してもよく、激突事象により粒子２０５を砕き、最終的にエアロゾルサンプル２０１の分子成分気相イオン２１０の形成およびマトリクス分子２１１の形成をもたらす。衝突面２０９は制御され、周辺温度より実質的に高い温度に維持されてもよい。
マトリクス２０４は、検体２０１がマトリクス２０４内で溶解するように検体２０１のための溶媒を含んでもよく、それによって検体分子２０１の間の分子内の接着を除去する。したがって溶解された検体２０５が次いで衝突面２０９と衝突すると、溶解された検体２０５は液滴に砕け、あらゆる所与の液滴は、マトリクスが存在していなかったら含有していたはずである検体分子より少ない検体分子を含有する傾向がある。これにより、次に各液滴内のマトリクスが蒸発されると、検体イオン２１０の発生がより効率的になる。マトリクスは、有機溶媒および／または揮発性化合物を含んでもよい。マトリクスは、極性分子、水、１つまたは複数のアルコール、メタノール、エタノール、イソプラパノール、アセトン、またはアセトニトリルを含んでもよい。イソプラパノールは特に興味深い。
マトリクス分子２１１は真空内に自由に拡散してもよい。逆にエアロゾルサンプル２０１の分子成分の気相イオン２１０は、イオン光学２１２によりイオン分析器２０７の分析領域（図示せず）に移送されてもよい。イオン２１０は、電圧をイオン光学２１２に印加することにより分析領域に案内されてもよい。次いでイオンはイオン分析器２０７によって分析され、イオン分析器２０７は、質量分析計１０２もしくはイオン移動度分析計、またはその２つの組合せを備えてもよい。分析の結果として、サンプル２０１についての化学情報が獲得されることがある。
図３は、図２に関して示され説明された実施形態と実質的に同様の実施形態の概略図を示す。但しサンプル２０１は流体／液体移送ポンプまたはベンチュリポンプ２４０によって送達され、マトリクス２０４は液体の形で送達されてもよい。これによりマトリクス化合物２０４を、イオン分析器２０７の中に導入される前に水蒸気として、または液体としてエアロゾル２０１の中に混合することができる。
ベンチュリポンプ２４０は流入管２４２を備えてもよく、流入管２４２はデバイスまたはプローブ（例えばＲＥＩＭＳデバイスまたは本明細書に説明されたようなプローブ）に連結されてもよく、エアロゾル粒子または液体をサンプル（例えば生物組織）からベンチュリポンプ２４０に移送するように構成されてもよい。
ベンチュリポンプ２４０は気体流入口２４４を備えてもよく、気体流入口２４４は、気体（例えば窒素または標準医療用空気）をエアロゾル粒子２０１または流入管２４２によりベンチュリポンプ２４０に移送される液体の流路の中に導入されるように配置され適合されてもよい。またベンチュリポンプ２４０は、ベンチュリガスが質量分析計２０７の真空チャンバ２０８の中に向けられないように、ベンチュリガスをシステムから排出するための排出部２４６を備えてもよい。
ベンチュリポンプ２４０は、サンプル移送部または毛細管２０２を備えてもよく、サンプル移送部または毛細管２０２は、ベンチュリポンプ２４０によって生成されたサンプルと気体の混合物を接点２４８に向けるように配置され適合されてもよい。マトリクス導管２０３はマトリクス化合物２０４を接点２４８の中に導入し、マトリクス化合物２０４の流れを流入管２０６に向けるように配置され適合される。
エアロゾル粒子２０１およびマトリクス２０４は、接点２４８で内部混合してもよく、得られるエアロゾル粒子２０５は、真空チャンバ２０８から呼気により流入管２０６の中に運ばれてもよい。より大きいエアロゾル粒子２０１は重過ぎるので流入管２０６の中に運ばれないことがあり、接点２４８を通過し排出部２４６を介して装置から出ることがある。
図３では連続しているように示されているが、サンプル移送部２０２は、接点２４８および流入管２０６から分離した構成要素であってもよい。接点２４８は、個別のサンプル移送部２０２を連結するための連結具または連結部（図示せず）を備えてもよい。接点２４８とサンプル移送部２０６との間の連結は流体で封止されてもよく、かつ／またはリングクランプを備えてもよい。
上に説明したように、重要な特徴は元の検体エアロゾル成分２０１およびマトリクス化合物２０４を含有する分子クラスタ２０５の形成に続いて、これらのクラスタ２０５の解離を誘発する表面である。一実施形態によるマトリクス２０４を使用する恩恵は、図４Ａおよび図４Ｂから見ることができる。
図４は、サンプルがＲＥＩＭＳ技法を受けることによって獲得された質量スペクトルを示す。このＲＥＩＭＳ技法で、エアロゾルが標的から発生し、エアロゾルは加熱した衝突面と衝突し、そこから発生した得られたイオンが質量分析された。図４Ｂの質量スペクトルは、同じサンプルが同じ分析技法を受けることによって獲得された。但しエアロゾルは、衝突面に衝突する前にマトリクス（イソプラパノール）と混合され、次いで質量分析された。マトリクスの使用は検出されたイオン強度を実質的に高めたことが、図４Ａおよび図４Ｂの２つの質量スペクトルから見ることができる。
それによってマトリクスの追加が検体のイオン化を向上させることがある、いくつかの機構があると考えられる。例えば検体のプロトン化または脱プロトン化をもたらす機構が生じることがある。別法としてまたは追加として、検体から水および／またはアンモニアを除去するものである反応が起きることがある。別法としてまたは追加として、ナトリウムなどの金属イオンを付加することが、機構の役割を果たすことがある。プロトン化または脱プロトン化の最も可能性が高い機構は、ＭＡＬＤＩ方法に類似している。
それによってマトリクスの追加が検体のイオン化を向上させる支配的機構は、イオン解離により溶液相内で検体イオンの形成を促進するように、検体を希釈すること、または溶解することによると考えられる。分析されるサンプルは、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｈ３Ｏ＋などの対イオンを含有してもよく、これは溶液相の検体イオンの形成を促進するように検体と相互作用する。得られる検体イオンは、次いで溶媒化、またはいわゆるＭＡＬＤＩの幸運な生存者の機構を介して、（例えば衝突面と衝突および／または蒸発後）表面と衝突したときに気相内でマトリクスから分離されてもよい。
マトリクス特性に依存して、ＲＥＩＭＳなどの周囲イオン化技法におけるイオン化のマトリクスを高める可能な機構は、以下のように溶液内にマトリクス（Ｍ）イオンおよび検体（Ａ）イオンを形成するものである。
Figure 0006753862
別法として、検体のイオン化は、例えばＢｉｏｃｈｉｍｉｃａ ｅｔ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａ Ａｃｔａ１４５８（２０００）６〜２７に説明されているように、気相内で起きてもよい。しかしこの機構は、エネルギー的にあまり好ましくないと考えられる。気相内でのマトリクス（Ｍ）イオンおよび検体（Ａ）イオンの形成は以下のように進んでもよい。
Figure 0006753862
イオン化は気相内または液相内で起きてもよい。マトリクスおよび検体分子を含有する液滴が衝突面と接触すると急速に溶解するので、これは液滴を近接した気相の中に高濃度で運ぶ。
プロトン交換は２つの異なる型の移行を介して起きてもよい。移送に潜在的なバリアがあるので、プロトン交換はオーバーバリア移行またはアンダーバリア（トンネリング）移行を介して起きてもよい。アンダーバリア移行の確率は、バリアの形およびトンネリングする粒子のエネルギー（Ｅ）に依存する。エネルギー依存性は非常に強く、ほぼ形式ｅｘｐ（Ｅ／ΔＥ）の指数であり、この場合ΔＥは所与のバリアに対するエネルギー特性である。エネルギーレベルＥであるプロトンの確率を説明すると、「純粋な」トンネリングの確率は、ボルツマン因数ｅｘｐ（−Ｅ／ｋＴ）を乗じることが必要である。したがってレベルＥの総寄与はｅｘｐ（Ｅ／ΔＥ−Ｅ／ｋＴ）に比例する。
したがって２つの制限的場合が存在する。ΔＥ＞＞ｋＴの場合は、確率はｅｘｐ（−Ｅ／ｋＴ）である傾向があり、最も可能性のある機構は基底状態からトンネリングすることによる量子力学的振る舞いである。別法として、ΔＥ＜＜ｋＴの場合は、プロトンは可能な最高レベルのＥ、すなわちバリアの上部である可能性が最も高いので、移送の最も可能性のある機構はオーバーバリア移行である。最初の制限的場合は、プロトンの移送の確率は、その振動波関数の重複に大きく依存し、したがってマトリクスの導入によって見られるイオン化の向上の程度は、所与の検体および所与のマトリクスＭに特有になる。これは、例えば図４Ａ〜図４Ｂを参照に見られるものであり、質量７６６．６Ｄａのイオンに対するマトリクスの追加に起因するイオン化の向上は、質量８８５．６Ｄａのイオンに対するマトリクスより大きいことは明らかである。
別の可能な機構は、やはりＭＡＬＤＩ機構に類似しており、２つのステップ工程である。第１のステップは、以下のようにマトリクス検体溶液内の初期マトリクス（Ｍ）の形成である。
Figure 0006753862
 Ｋｎｏｃｋｅｎｍｕｓｓ（Ａｎａｌｙｓｔ２００６、１３１ ９６６〜９８６）によれば、これは２つのステップ工程の最も物議を醸す側面が残っている。
工程の第２のステップは、以下のように液滴が衝突面（これは加熱されていてもいなくてもよい）に突き当たる際に形成する煙内のイオン分子反応に関与してもよい。
Figure 0006753862
 さらなる溶解により、クラスタ形成の場合に荷電分子イオンが分離してもよい。
図５Ａは、検体エアロゾルおよびマトリクスを質量分析計の中に導入するための質量分析計インターフェースの別の実施形態を示す。この器具はベンチュリポンプ５０１を備える。ベンチュリポンプ５０１は管５０２を備え、管５０２は、デバイスまたはプローブ（例えば本明細書に説明されたようなＲＥＩＭＳデバイスまたはプローブ）に連結されてもよく、エアロゾル粒子をサンプル（例えば生物組織）からベンチュリポンプ５０１に移送するように構成されてもよい。ベンチュリポンプ５０１は気体流入口５０３を備えてもよく、気体流入口５０３は、気体（例えばベンチュリガス）を管５０２によりベンチュリポンプ５０１の中に移送されるエアロゾル粒子の流路の中に導入するように配置され適合されてもよい。ベンチュリポンプ５０１は、拡大されたサンプル移送管５０４を備えてもよく、サンプル移送管５０４は、サンプルと気体の混合物をサンプル移送管５０４の流出口端部５０６を介して管５０２からサンプリングデバイス５１０上に移送するように配置され適合されてもよい。
サンプリングデバイス５１０は、中空管またはホイッスル５１２、マトリクス導管５３０、および流入管５４０を広く備えてもよい。マトリクス導管５３０は、マトリクス導管５３０内のチャネル５３４（図５Ｂ）を通ってマトリクスを液体の形で導入するように配置され適合されてもよい。マトリクスはホイッスル５１２内に配置されまたは置かれた端部５３４を通ってマトリクス導管５３０から離れ、マトリクスは流入管５４０の中に引き寄せられる気体によって噴霧されてもよい。マトリクスの噴霧化の品質は、以下により詳細に説明されるように、サンプリングデバイス５１０の様々な部分の間の寸法および／または相対距離によって制御され影響されてもよい。
流入管５４０はイオン分析器または質量分析計に繋がり、サンプル、気体およびマトリクスの混合物が、ホイッスル５１２内に配置され、または置かれた流入管５４０の端部５４２を通過し、イオン分析器または質量分析計に移送される通路５４４を通過するように配置され適合されてもよい。これらの配置において、衝突面２０９は流入管５４０の下流に配置される。
図５Ｃはサンプリングデバイス５１０の近接図を示す。
ホイッスル５１２は、サンプル移送管５０４の流出口端部５０６に面するように配置されてもよい第１の側面５２２、およびサンプル移送管５０４の流出口端部５０６から恣意的に逸れる第２の反対側面５２４を恣意的に有する、中空管の形で提供されてもよい。
ホイッスル５１２は第１の端部５１８を備えてもよく、第１の端部５１８は、流入管５４０を中心に同軸に配置されてもよく、それと封止係合されてもよい。ホイッスル５１２は、第２の端部５２０を備えてもよく、第２の端部５２０は、マトリクス導管５３０を中心に配置されてもよく、それと封止係合されてもよい。
窪み、開口、または切欠き５１４は、ホイッスル５１２の第２の側面５２４上に提供されてもよく、切欠き５１４は、サンプル移送管５０４の流出口端部５０６からホイッスル５１２を通って流れるサンプルと気体の混合物が、ホイッスル５１２の内部に移送され得るように流入口を形成してもよい。
サンプル移送管５０４の流出口端部５０６から出るサンプルと気体の混合物は、ホイッスル５１２の第１の側面５２２に衝突し、次いで外側面の周囲を移送し、切欠き５１４の中に入ってもよい。サンプルと気体の混合物が一旦ホイッスル５１２の内部に入ると、サンプルと気体の混合物が恣意的に流入管５４０の端部５４２を通って流入管５４０の中に移送する前に、サンプルと気体の混合物は、マトリクス導管５３０から出現する霧状のマトリクスと混合されてもよい。サンプルと気体とマトリクスの混合物は、次いで通路５４４を介してイオン分析器または質量分析計に移送されてもよい。
切欠き５１４をホイッスル５１２の第２の側面５２４上に位置付けることは、サンプルと気体の混合物の最初の激突が、質量分析計の真空に直接曝されない表面上であることを意味する。したがって様々な実施形態では、サンプリングデバイス５１０は、サンプルと気体の混合物の最初の激突が、質量分析計の真空に直接曝されない表面上であるように配置され適合される。
切欠き５１４は、ホイッスル５１２が（例えば図５Ａおよび図５Ｂに示されたように）断面内に見られるときに実質的に半円輪郭を有してもよい。これは、ホイッスル５１２の第２の側面５２４に面する方向から見ると、切欠き５１４の縁部５１７は長円形であることを意味する（図５Ｃ参照）。別法として、切欠き５１４は、ホイッスル５１２が断面において例えば正方形、三角形、または不規則な形状輪郭に見えるときは、異なる形状の輪郭を有することがある。切欠き５１４の縁部５１７も、次いでホイッスル５１２がホイッスル１２の第２の側面５２４に面する方向から見たときに、正方形、三角形、または不規則であることがある（図５Ｃ参照）。
ホイッスル５１２の位置および配向は、質量分析計の中に移送されるサンプルの量および質に影響を与えることができる。切欠き５１４は中心点５１６を備えてもよく、中心点５１６はサンプル移送管５０４の長手方向中心線５０８と一致してもよい。図５Ｃはホイッスル５１２（ホイッスル５１２は図５Ｃに切り離して示されている）の第２の側面５２４の図を示し、中心点５１６は長円形の中心点として見ることができる。
ホイッスル５１２は、ホイッスル５１２の長手軸５２６が切欠き５１４の対称軸と一致して位置するように配向されてもよい。中心点５１６は、ホイッスル５１２の長手方向軸５２６および／または切欠き５１４の対称軸上に位置してもよい。切欠き５１４の対称軸は、長手方向の対称軸を備えてもよく、長手方向は長手方向軸５２６に沿った方向と定義されてもよい。
またサンプリングデバイス５１０の様々な部分の位置も、質量分析計の中に移送されるサンプルの量および質に影響を与えることができる。
次に図５Ｂを参照すると、距離ｘは、マトリクス導管５３０の端部５３４と流入管５４０の端部５４２との間の距離（例えば最短距離）と定義される。
距離ｙは、切欠き５１４の中心点５１６と流入管５４０の端部５４２との間の距離（例えば最短距離）と定義される。
距離ｚは、サンプル移送管５０４の流出口端部５０６とホイッスル５１２（例えばホイッスル５１２の第１の側面５２２）との距離（例えば最短距離）と定義される。
マトリクス導管５３０の直径ａも、質量分析計の中に移送されるサンプルの量および質に影響を与えることができ、マトリクスがマトリクス導管５３０の端部から出る際にマトリクスの噴霧化に影響を与えることができる。
流入管５４０の直径ｂおよびサンプル移送管５０４の直径ｃも、質量分析計の中に移送されるサンプルの量および質に影響を与えることができる。
直径ａ、ｂ、およびｃは、マトリクス導管５３０の端部５３２、流入管５４０の端部５４２、およびサンプル移送管５０４の流出口端部５０６のそれぞれの直径に対応してもよい。
あらゆるまたはすべての直径ａ、ｂ、およびｃは、０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．４ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍ、２ｍｍ、２．２ｍｍ、２．４ｍｍ、２．６ｍｍ、２．８ｍｍ、３ｍｍ、３，２ｍｍ、３，４ｍｍ、３．６ｍｍ、３．８ｍｍ、４ｍｍ、４．２ｍｍ、４．４ｍｍ、４．６ｍｍ、４．８ｍｍ、または５ｍｍより長い、短い、または実質的に等しくてもよい。
あらゆるまたはすべての直径／距離ａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、およびｚは、質量分光計の中に移送されるサンプルの量および質を最適化するように変更されてもよい。
本開示の態様は、サンプリングデバイス５１０と関連付けられた１つまたは複数のパラメータ、例えばイオン存在度またはイオン信号強度を同定すること、および１つまたは複数のパラメータが最適化された値、最高値、または最小値になるまで１つまたは複数の距離ａ、ｂ、ｃ、ｘ、ｙ、およびｚを変えることを含む、サンプリングデバイス５１０を最適化する方法に及んでもよい。
ベンチュリポンプ５０１は、エアロゾル粒子をサンプル移送管５０４の中に導入するためのものであってもよい。サンプリングデバイス５１０は、エアロゾルをサンプリングするために提供されてもよい。マトリクス導管５３０は、マトリクス（イソプロパノールなど）をサンプリングデバイス５１０の中に導入するように配置されてもよく、流入管５４０は、エアロゾル粒子とマトリクスの混合物をイオン分析器または質量分析計に向かって前方に向けるように配置されてもよい。
ベンチュリポンプ５０１は、エアロゾルまたは検体を含有する他の気体サンプルの吸引を促進してもよく、窒素または標準医療用空気によって駆動されてもよい。エアロゾルサンプリングは、図１Ａおよび図１Ｂから示されたようにベンチュリポンプ５０１の流出口端部５０６に直交して起きるように配置されてもよい。マトリクス導管５３０の流出口５３２は、イオン分析器または質量分析計への流入管５４０から距離ｘだけ離間されてもよい。距離ｘは、最適なイオン信号強度を達成するために必要に応じて修正されることが可能である。
距離ｘの値を変えることにより、流入管５４０の中に引き寄せられる気体の速度を変えることができ、噴霧化条件に影響を与えることができる。噴霧化条件があまり好ましくない場合は、マトリクス液滴は検体エアロゾルと相互作用するための適正な大きさからならなくてもよく、かつ／またはエアロゾルが衝突面と衝突するときに効果的に砕けなくてもよい。
図６は、マトリクス流量が約０．２ｍｌ／ｍｉｎに設定されたとき、マトリクス導管５３０の流出口５３２と流入口５４０との間の異なる距離ｘに対して、イオン分析器２０７によって獲得されたイオン信号の強度を示す。図６は、ｘ＝０ｍｍ、ｘ＝１ｍｍ、ｘ＝２ｍｍ、ｘ＝４ｍｍ、ｘ＝４．５ｍｍ、ｘ＝５ｍｍ、およびｘ＝５．２ｍｍの値に対するイオン信号を示す。距離ｘが約０ｍｍである（すなわちマトリクス導管５３０の流出口は流入口５４０に接触している）ときは、イオン信号が検出されないことがわかる。距離ｘが約１ｍｍに増加すると、イオン信号が検出される。距離ｘが約１ｍｍから約２ｍｍに増加すると、イオン信号の相対強度は増加する。距離ｘが約２ｍｍから約４ｍｍに増加すると、イオン信号の相対強度はさらに増加する。距離ｘが約４ｍｍから約４．５ｍｍにさらに増加すると、イオン信号の相対強度は低減する。距離ｘが約４．５ｍｍから約５ｍｍに増加すると、イオン信号の相対強度は著しく低減する。距離ｘが約５ｍｍから約５．２ｍｍに増加すると、イオン信号は実質的に検出されない。これは、検出されたイオン信号が適切な値のｘを選択することによって最適化できることを示す。
マトリクス２０４がマトリクス導管５３０から出る際に、マトリクス２０４はイオン分析器流入口２４０の中に引き寄せられる気体によって噴霧化されてもよい。距離ｘの値を変えることにより、イオン分析器流入口２４０の中に引き寄せられる気体の速度が変わり、それゆえ噴霧化条件に影響を与える。噴霧化条件が好ましくない場合は、マトリクス液滴は、検体エアロゾル粒子２０１と相互作用するために適正な大きさからならなくてもよく、かつ／または衝突面２０９と衝突するときに十分に砕けなくてもよい。
スペクトルの外観への異なるマトリクス２０４（例えばイソプロパノール）の流量の効果を試験した。
図７は、マトリクス導管２３０の流出口２３２とイオン分析器２０７への流入口２４０との間の間隔ｘが約２．５ｍｍに設定されたとき、マトリクス２０４の異なる流量に対してイオン分析器２０７によって獲得されたイオン信号の強度を示す。イオン信号は約０．２ｍｌ／ｍｉｎの流量で計測された。次いで流量を約０．４ｍｌ／ｍｉｎに増加し、イオン信号の強度は増加した。流量をさらに約０．８ｍｌ／ｍｉｎに増加し、イオン信号の強度は低減した。次いで流量を約０．１ｍｌ／ｍｉｎに低減し、イオン信号の強度は低減した。次いで流量を約０．０５ｍｌ／ｍｉｎにさらに低減し、イオン信号の強度はさらに低減した。次いで流量をさらに約０．０２５ｍｌ／ｍｉｎに低減し、イオン信号の強度はさらに低減した。次いで流量をなおさらに約０．０１ｍｌ／ｍｉｎに低減し、イオン信号の強度はさらに低減した。これは、イオン信号がマトリクス２０４の流量を増加することにより単純に向上する必要はないが、流量は最適なイオン信号強度を生成するために最適化されてもよいことを示す。
図８Ａ〜図８Ｉは、０．０１〜０．２５ｍｌ／ｍｉｎの流量を使用して、バクテロイデス・フラギリスに対するＲＥＩＭＳスペクトル輪郭への異なるイソプラパノール流量の影響を示す。図８Ａ〜図８Ｉは、リン脂質検体を覆う、５００〜９００の質量範囲に対するスペクトルを示す。このサンプルの分析に存在するイソプラパノールの影響は、非常に低い速度、例えば０．０２ｍｌ／ｍｉｎから検出可能であり、スペクトル内でｍ／ｚ５９０（セラミド種）の外観およびｍ／ｚ７５２（αガラクトシルセラミド）から明確に見える。これらの種は、イソプラパノールの流量がさらに増加すると、それらの相対存在量に増加が見出された。
マトリクスがイオン分析器２０７への流入口２４０の反対に、サンプル移送管５０４の下流に導入されるように図５に説明されてきたが、マトリクスは別法としてサンプル移送管５０４の中に導入されてもよい。
別法として、マトリクスは、移送管５０４の周囲の場所で導入されてもよく、気流によりイオン分析器２０７への流入口２４０に向かって、流入口２４０の中に一掃されてもよい。
校正／ロックマス／ロック移動度化合物は、イオン分析器を校正する、または基準質量をイオン分析器に提供するために、本明細書に説明された様々な技法に使用されてもよい。校正、ロックマス、またはロック移動度化合物は、マトリクス導管２０３を介して、サンプル移送管２０２を介して、または別の場所に導入されてもよい。
図９Ａおよび図９Ｂは、一実施形態によるブタの筋肉のサンプルを分析することによって獲得された２つの質量スペクトルを示す。図９Ａのスペクトルが獲得された一方で、ロックマス化合物（ロイシン・エンケファリン）がマトリクス導管２０３を通って分析器２０７の中に導入された。ロックマス化合物に対するピークは、質量スペクトル内の第１のピークとして観察することができる。ロックマスイオンの質量対電荷比は予め公知であり、検出された他のイオンの質量対電荷比をより正確に決定できるように、質量分析器２０７を校正するために使用することができる。図９Ｂに示された質量スペクトルは、図９Ａにおけるスペクトルと同じ方法を使用して獲得された。但し分析にロックマス化合物を使用しなかった。図９Ａの質量スペクトル内にロックマスイオンが検出されたことを除き、２つの質量スペクトルは実質的に同一であることがわかる。したがってこの技法でのロックマス化合物の導入は、イオン分析器２０７によって測定された質量スペクトルに影響を与えないことは明らかである。
図１０は、４日に亘ってブタの脳の主成分分析から取得したグラフを示す。１日および４日に対するデータは、ロックマス化合物を使用せずに獲得されたのに対して、２日および３日に対するデータはロックマス化合物を使用して獲得された。分析は６００〜９００の質量単位の範囲に亘って実行し、そのためロックマスイオンはこの範囲外であるので（図９Ａ参照）、ロックマスイオンはグラフには示されていない。主成分分析は、ロックマス化合物を使用して獲得されたデータが、ロックマス化合物を使用せずに獲得されたデータと区別されておらず、異なる日からのデータに起因する相違は、ロックマス化合物を含むことに起因するあらゆる相違より著しく大きいことを示す。
図１１は、ブタの肝臓皮質、ブタの肝臓、ブタの脳、ブタの心筋、および他のブタの筋肉から獲得されたデータの分析に対する主成分分析結果を示す。ロックマス化合物を使用して獲得されたデータもあり、ロックマス化合物を使用せずに獲得されたデータもある。しかしあらゆる型の組織に対するデータが、グラフの特定領域内で良好に群がっており、ロックマス化合物の使用は分析および組織の分類に影響を及ぼさないことを実証している。
２つ以上の異なる公知のロックマス化合物は、サンプルの分析に悪影響を及ぼすことなく使用できることが判定された。まさにロックマス化合物（複数可）を使用してもよく、かつ／または外部ロックマス化合物（複数可）を使用してもよい。
図１２Ａおよび図１１Ｂは、本発明に使用することがある衝突面の例示的構成の概略図を示す。図１２Ａは、図２および図３に示された衝突面２０９に対応する。例えば衝突面２０９は球形のステンレス鋼衝突面２０９ａであってもよく、流入毛細管２０６の端部から分析器２０７の中に約６ｍｍ装着されてもよい。図１２Ｂは、コイル形状の衝突面２０９ｂの形で使用してもよい代替衝突面２０９を示す。イオンは、イオン光学２１２によりイオン分析器２０７の分析領域（図示せず）に移送されてもよい。上に論じたように、イオン光学２１２はＳｔｅｐｗａｖｅ（登録商標）イオンガイドを備えてもよい。
衝突面は、実質的に円筒形状、管形状、棒形状、半球形状、涙形状、円盤形状、凹形状、皿形状、または円錐形状などの他の形状であってもよいことが企図される。また衝突面は、流入口および流出口を有する中空衝突アセンブリの内面によって形成されてもよいことも企図される。エアロゾルは流入口を通って入り、次いで検体イオンを形成するまたは解放するように衝突アセンブリの内面に激突してもよい。検体イオンは、次いで該衝突アセンブリから該流出口を介して出現してもよい。衝突アセンブリの内断面面積は、実質的に普遍であっても、または流入口から流出口の方向に低減してもよい、すなわち衝突アセンブリは漏斗形状、管形状、または円筒形状であってもよい。中空漏斗形状の衝突アセンブリまたは中空円筒形状の衝突アセンブリに関する実施形態も、信号対雑音比における著しい改善と相まって高いイオン収量（または改善されたイオン化効率）をもたらすことも見出された。さらにこれらの実施形態は、分析的関心対象ではない背景クラスタにより、衝突アセンブリおよび下流イオン光学の汚染をもたらすことが少ないことも見出された。
ＲＥＩＭＳ機構は、正電荷および負電荷を帯びたイオンの発生は実質的に等しく生じ得ることが認識されており、正電荷および負電荷を帯びたイオンは、その後中性電荷の比較的大きい分子クラスタを形成することがある。これらの中性クラスタは、分析器または分析計内の電界によってあまりよく操作されず、それゆえ例えば器具イオン光学２１２によって除去されることがある。本明細書に説明された衝突面２０９は、分子クラスタ２０５を分裂させる働きをし、イオンを解放するので、イオンが分析器または分析計内の電界によって案内されてもよい。しかし衝突面２０９の提供により、異なるサンプルの測定結果の間の二次汚染を誘発することがあることも認識されている。例えばある特定の細菌代謝産物、例えばバクテロイデ属によって生成されたある特定のスフィンゴ脂質またはある特定のバチルス属によって生成されたサーファクチンおよびリチェニシンなどのリポポリペプチドは、わずかな反復測定のみの後で、比較的強い記憶効果を誘発することが見出された。この二次汚染は、各分析の前に大気圧インターフェースを洗浄することによって軽減させることができる。しかしこれは特に自動器具には望ましくない。衝突面２０９の汚染を阻止するために、表面を例えば数百℃に加熱してもよい。例えば衝突面２０９を加熱することにより、衝突面２０９上の炭素質堆積物が流入毛細管２０６を通って導入される酸素と反応することがある。次いで炭素質堆積物はＣＯ２ガスに変換され、ＣＯ２ガスは衝突面２０９から離れることができ、それゆえ次の分析中に器具を汚染しない。図１２Ｂのコイル形状の衝突面２０９ｂは、特に再現可能な熱分配を提供する。
衝突要素または衝突面２０９は、例えば図１２Ｂにおいて電圧Ｖを印加することにより、衝突面２０９を通って電流を通すことによって加熱されることがある材料から構成されてもよく、分析中に衝突面を容易に加熱できる。例えば衝突面２０９は、カンタルなどの耐熱鉄クロムアルミニウム（ＦｅＣｒＡｌ）合金から製造されてもよい。このような加熱された衝突面２０９を使用することにより記憶効果が著しく低減し、したがって器具を洗浄する頻度は大幅に低減されることがある。例えば何千ものデータベースのエントリを、いかなる記憶効果なしに記録することができ、リポポリペプチドへの露出が延長されても、いかなる持ち越しも見られなかった。
加熱された衝突面２０９を使用して獲得されたスペクトルプロファイルは、場合によって例えば図１３Ａおよび図１３Ｂに示されたように加熱されていない衝突面２０９を使用して獲得されたスペクトルプロファイルと異なることがある。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、加熱されていない衝突面および加熱された衝突面それぞれを使用して、バクテロイデス・フラギリスの分析から生じるスペクトルプロファイルを示す。これは、この型の加熱面技法を使用して分析されるスペクトル成分のすべてが十分に熱的に安定しているわけではないことを示す。例えば加熱面の効果は、ホスファチジン酸（これは例えばカンジダ・アルビカンスなどの菌類によく見られる）およびスフィンゴ脂質（これは例えばバクテロイデス菌によく見られる）に特に強いように思われる一方で、ホスファチジルグリセロールおよびホスファチジルエタノールアミン（これらは例えばミラビリス変形菌内の主なリン脂質種である）に見られるスペクトル外観への効果は概してあまりない。
上に説明されたように、衝突面２０９の上流にイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）などのマトリクス化合物２０４を導入することにより、検体イオン化および器具の感度を向上させることが見出された。またマトリクス化合物２０４の導入により、そうでなければ非加熱衝突面より加熱衝突面を使用することによって損なうはずである、スペクトル特性を回復することがあることも見出された。例えば図１３Ａおよび図１３Ｂは、加熱衝突面の使用により、バクテロイデス・フラギリス内のセラミドなどのスペクトル特性が除去されることが見出されたことを実証する。イソプラパノールを質量分析器２０７または分析計の中に導入する前に、サンプルエアロゾル２０１の中に導入することにより、これらのスペクトル特性を回復させ、非加熱衝突面を有する大気圧インターフェースのフィンガープリントと同様の質量スペクトルのフィンガープリントを生成することが見出された。さらにサンプルエアロゾル２０１へのマトリクス２０４（例えばイソプラパノール）の追加により、エアロゾルの直接導入に比べて同様またはより高い信号強度をもたらしたので、エアロゾル輸送のためにベンチュリポンプ２１３を使用することができる。
図１４Ａ〜図１４Ｃは、カンジダ・アルビカンス（酵母）のサンプルを分析することによって獲得された３つの質量スペクトルを示す。一実施形態によりイソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）マトリクスを加熱衝突面の上流に導入する間に、図１４Ａの質量スペクトルが獲得された。イソプロピル・アルコール（ＩＰＡ）のないマトリクスが導入されたことを除いて、図１４Ａのスペクトルと同じ方法を使用して図１４Ｂの質量スペクトルが獲得された。衝突面が加熱されなかったことを除いて、図１４Ｂのスペクトルと同じ方法を使用して図１４Ｃの質量スペクトルが獲得された。図１４Ａ〜図１４Ｃは、加熱面およびイソプラパノールマトリクスのカンジダ・アルビカンス（酵母）に対するスペクトル外観への効果を示す。これらの例は、非加熱衝突面の代わりに加熱衝突面を使用することにより、スペクトル外観が大きく変わり、カンジダ・アルビカンス内の多くのスペクトル特性が、相対強度を著しく低減させ、または完全に消失することを示す。加熱衝突面を有するシステムにイソプラパノールを導入することは、この問題を回避する助けになり、非加熱衝突面を使用して獲得されたスペクトルにより類似したスペクトルを生成する。
先に説明したように、ロックマス化合物（ロイシン・エンケファリンなど）を使用してもよい。ロックマス化合物のピークの強度が監視され、マトリクス２０４が所望の速度で、例えばロックマス化合物をマトリクス２０４に沿って導入することにより流れるかどうかを判定するために使用されてもよいことが本明細書において企図される。これは、マトリクス化合物２０４が一貫して流れ、変流量ではないことを判定するために使用されてもよい。
本明細書に説明された器具を校正するために、検量体が器具の中に導入され分析されてもよい。例えば器具は、サンプル（例えば組織）の分析前に校正され、その後あらゆる質量シフトがあるかどうかを判定されてもよい。検量体（例えばギ酸ナトリウム）は、マトリクス（例えばイソプラパノール）噴射管２０３を使用して器具の中に噴射されてもよい。しかしマトリクス噴射管２３０の流出口２３２と質量分析器２０７の流入口２４０または校正のための分析計との間の最適距離は、サンプル分析、例えば組織分析に対する最適距離ｘより短くてもよいことが発見された。これに対処するために、校正中および組織分析中に異なるＩＰＡ毛細管の長さを使用してもよい。校正に対して、比較的長い毛細管を使用してもよいのに対して、組織分析に対してはより短い毛細管を使用してもよい。
上に説明したように、マトリクス導管は様々な異なる構成に配置されてもよい。例えばマトリクス導管は、質量分析計への流入管と同軸であってもよく、質量分析計の流入管の内側に配置されてもよい。マトリクス導管の出口から質量分析計の流入管の下流出口（すなわち真空チャンバへの入口）までの距離は、重要であると見出された。距離が長いことにより検体とマトリクスとの間の相互作用をより良好にできると考えられる。
図１５Ａは、マトリクス導管の出口と質量分析計真空チャンバへの入口との間のいくつかの異なる距離に対する時間の関数として検出された総イオン電流を示す。正の距離は、質量分析計の真空チャンバへの入口の下流方向の距離を表すのに対して、負の距離は、質量分析計の真空チャンバへの入口の上流方向の距離を表す。分析されたサンプルはブタの肝臓であり、マトリクスはイソプロピル・アルコールであった。マトリクス毛細管は石英ガラスから作成され、外径は３６０μｍ、内径は２５０μｍであった。マトリクス導管の出口が質量分析計の真空チャンバへの入口の上流に配置された（すなわち負の距離）ときに、比較的強い暗騒音および強いＩＰＡ信号が観察された。
図１５Ｂ〜図１５Ｆは、図１５Ａの異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図１５Ｂ〜図１５Ｆは、−１０ｍｍ、−２０ｍｍ、−２４ｍｍ、０ｍｍ、および＋２ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口または入口の下流（すなわち０ｍｍおよび＋２ｍｍの距離）に配置されたとき、マトリクスの効果は比較的低かったことがわかる。逆に、マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口のより上流に配置されるほど（すなわちより大きい負の距離）、マトリクスの影響はより大きかった。０ｍｍの距離でマトリクスの流量を増やすことは、観察した総イオン電流を向上させなかったことが確認された。
図１６は、内径１００μｍを有するマトリクス導管を使用してデータが獲得され、図１５Ａへと異なる距離を使用したことを除いて、図１５Ａのデータに対応するデータを示す。図１５Ａと同様に、観察したイオン信号は、マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口のより上流に配置されるほど（すなわち距離はより大きい負であった）増加した。
図１６Ｂは、図１６Ａと異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図１６Ｂ〜図１６Ｆは、０ｍｍ、＋２ｍｍ、−１ｍｍ、−１０ｍｍ、−２０ｍｍ、−３０ｍｍ、−４０ｍｍ、およびー５０ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口または入口の下流（すなわち０ｍｍおよび２ｍｍの距離）に配置されたとき、マトリクスの効果は比較的低かったことがわかる。逆に、マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口のより上流に配置されるほど（すなわちより大きい負の距離）、マトリクスの影響はより大きかった。またスペクトルは図１５Ｂ〜図１５Ｆのスペクトルより雑音が少なく、マトリクスはより強い効果を有していた。０ｍｍの距離でマトリクスの流量を増やすことは、スペクトルを向上させなかったことが確認された。
図１７Ａは、内径５０μｍを有するマトリクス導管を使用してデータが獲得され、図１５Ａへと異なる距離を使用したことを除いて、図１５Ａのデータに対応するデータを示す。図１５Ａと同様に、図１７Ａで観察したイオン信号は、マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口のより上流に配置されるほど（すなわち距離はより大きい負であった）増加した。
図１７Ｂ〜図１７ＩＢは、図１７Ａと異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図１７Ｂ〜図１７Ｆは、０ｍｍ、＋２ｍｍ、−２ｍｍ、−１０ｍｍ、−２０ｍｍ、−３０ｍｍ、−４０ｍｍ、およびー５０ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口または入口の下流（すなわち０ｍｍおよび２ｍｍの距離）に配置されたとき、マトリクスの効果は最小であったことがわかる。逆に、マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口のより上流に配置されるほど（すなわちより大きい負の距離）、マトリクスの影響はより大きかった。
マトリクス導管の位置は、マトリクスの流量よりイオン信号により大きく影響を及ぼすことが見出された。
図１８Ａ〜図１８Ｃは、各マトリクス導管の出口が真空チャンバへの入口の上流２０ｍｍに配置され、マトリクスの流量０．２ｍｌ／ｍｉｎを使用したときに、内径５０μｍ、１００μｍ、および２５０μｍのそれぞれを有するマトリクス導管に対して獲得された３つのスペクトルを示す。スペクトルは、マトリクス導管の内径が小さいほど、スペクトルは良好で雑音が少ないことを示す。
マトリクス導管の出口端部を先細にすることにより、検出されたイオン信号強度が向上することも見出された。
上に説明したように、例えば図５Ｂに関して、サンプリングに対してホイッスル配置を使用されてもよい。この配置では、マトリクス導管は質量分析計への流入管と同軸であってもよい。上に説明したように、マトリクス導管の出口から質量分析計の管流入口までの距離ｘが重要であることが見出された。
図１９Ａは、ホイッスル配置において、マトリクス導管の出口と質量分析計の流入管への入口との間のいくつかの異なる距離の関数として検出された総イオン電流を示す。分析されたサンプルはブタの肝臓であり、マトリクスはイソプロピル・アルコールであった。マトリクス毛細管は石英ガラスから作成され、外径３６０μｍ、内径２５０μｍを有していた。イオン信号強度は、マトリクス導管の流出口と質量分析計の管流入口との間の異なる距離に対して、距離が約３〜４ｍｍまでほぼ同じであったことがわかる。
図１９Ｂ〜図１９Ｈは、図１９Ａと異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図１９Ｂ〜図１９Ｆは、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、および０ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。スペクトルは、約３ｍｍまでの距離で非常に類似していることがわかる。
図２０Ａは、内径１００μｍを有するマトリクス導管を使用してデータが獲得されたことを除いて、図１９Ａのデータに対応するデータを示す。イオン信号強度は、マトリクス導管の流出口と質量分析計の管流入口との間の異なる距離に対して、距離が約３ｍｍまでほぼ同じである（約２ｍｍの距離で最高強度だが）ことがわかる。３ｍｍを超える距離ではイオン信号強度は落ちた。
図２０Ｂ〜図２０Ｇは、図２０Ａと異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図２０Ｂ〜図２０Ｇは、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、および０ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。
図２１Ａは、内径５０μｍを有するマトリクス導管を使用してデータが獲得され、追加の距離に対するデータを示すことを除いて、図１９Ａのデータに対応するデータを示す。イオン信号強度は、マトリクス導管の流出口と質量分析計の管流入口との間の異なる距離に対して、距離が約４ｍｍまでほぼ同じであることがわかる。４ｍｍを超える距離ではイオン信号強度は落ちた。
図２１Ｂ〜図２１Ｉは、図２１Ａと異なる距離で獲得された質量スペクトルを示す。図２１Ｂ〜図２１Ｉは、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、および０ｍｍのそれぞれの距離で獲得された質量スペクトルを示す。
本発明の様々な実施形態による方法および技法を使用して、様々な生物サンプルを分析した。これらの分析は、衝突面および／またはマトリクスの使用により検体から獲得されたイオン信号を向上させたことを実証した。
図２２Ａ〜図２２Ｃのそれぞれは、子羊の肝臓の分析に対してマイナスイオンモードでＲＥＩＭＳ技法を使用して獲得された質量スペクトルを示す。各スペクトルは、５つのサンプルから獲得されたデータを表す。図２２Ａのスペクトルは、マトリクスを検体流に導入することなく、また衝突面を使用することなく獲得された。図２２Ｂのスペクトルは、マトリクス（０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度のイソプロピル・アルコール）を検体流に導入し、衝突面を使用することなく獲得された。図２２Ｃのスペクトルは、マトリクス（０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度のイソプロピル・アルコール）を検体流に導入し、衝突面を使用して獲得された。これらのスペクトルを比較することにより、衝突面を使用しなくとも、マトリクスを使用することにより検体イオンの信号強度が増加し、マトリクスと衝突面を組み合わせて使用することにより、検体イオンの信号強度は著しく増加することがわかる。
図２３Ａ〜図２３Ｃのそれぞれは、子羊の肝臓の分析に対してプラスイオンモードでＲＥＩＭＳ技法を使用して獲得された質量スペクトルを示す。各スペクトルは、５つのサンプルから獲得されたデータを表す。図２３Ａのスペクトルは、マトリクスを検体流に導入することなく、また衝突面を使用することなく獲得された。図２３Ｂのスペクトルは、マトリクス（０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度のイソプロピル・アルコール）を検体流に導入し、衝突面を使用することなく獲得された。図２３Ｃのスペクトルは、マトリクス（０．２ｍＬ／ｍｉｎの速度のイソプロピル・アルコール）を検体流に導入し、衝突面を使用して獲得された。図２２Ａ〜図２２Ｃに示されたマイナスイオンモードと同様に、図２３Ａ〜図２３Ｃのプラスイオンモードを比較することにより、衝突面を使用しなくとも、マトリクスを使用することにより検体イオンの信号強度が増加し、マトリクスと衝突面を組み合わせて使用することにより、検体イオンの信号強度は著しく増加することがわかる。
正常乳房組織などの高い脂肪組織の分析は、マトリクスを使用することなくイオン信号をほとんどまたは全く発生しないことがあることも発見された。
図２４Ａは、マトリクスを使用することなく正常乳房組織の分析から獲得された質量スペクトルを示す。図２４Ｂは、イソプロピル・アルコールをマトリクスとして使用して、正常乳房組織の分析から獲得された質量スペクトルを示す。これらのスペクトルを比較することにより、マトリクスを使用することにより検体イオンの信号強度が著しく増加することがわかる。
サンプルスペクトルの分析
本発明の範囲内に収まることが意図される分析技法の一覧が以下の表に提供される。
Figure 0006753862
ＰＣＡ−ＬＤＡ、ＰＣＡ−ＭＭＣ、ＰＬＳ−ＬＤＡなどの前述の分析手法を組み合わせて使用することができる。
サンプルスペクトルを分析することにより、次元縮退のための目的変数なしの分析に続いて、分類のための目的変数ありの分析を含むことができる。
次に例として、多数の異なる分析技法についてより詳細に説明する。
分類のためにモデルを開発する、多変量解析
次に例として、複数の標準サンプルスペクトルの多変量解析を使用して分類モデルを構築する方法について説明する。
図２５は、多変量解析を使用して分類モデルを構築する方法１５００を示す。この例では、方法は、標準サンプルスペクトルに対して複数の組の強度値を獲得するステップ１５０２を含む。次いで方法は、目的変数なしの主成分分析（ＰＣＡ）のステップ１５０４に続いて、目的変数ありの線形判別分析（ＬＤＡ）のステップ１５０６を含む。この手法は、本明細書ではＰＣＡ−ＬＤＡと呼ばれることがある。ＰＣＡ−ＭＭＣなどの他の多変量解析の手法を使用してもよい。次いでステップ１５０８でＰＣＡ−ＬＤＡモデルを例えば保管するために出力する。
このステップのような多変量解析は、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルから獲得された１つまたは複数のサンプルスペクトルを使用してエアロゾル、煙、または蒸気サンプルを分類することができる、分類モデルを提供することができる。次に多変量解析について、単純な例に関連してより詳細に説明する。
図２６は、公知の標準サンプルの２つのクラスから獲得された１組の標準サンプルスペクトルを示す。クラスは、本明細書に説明された標的のあらゆる１つまたは複数のクラスであってもよい。しかしわかりやすくするために、この例では２つのクラスを左側のクラスおよび右側のクラスと呼ぶ。
それぞれの標準サンプルスペクトルは、標準サンプルスペクトルという点においてそれぞれの質量対電荷比に対して１組の３つの標準ピーク強度値を引き出すために、前処理をされている。３つの標準ピーク強度値のみが示されているが、より多くの標準ピーク強度値（例えば約１００個の標準ピーク強度値）が、各標準サンプルスペクトル内で対応する数の質量対電荷比に対して引き出されてもよいことが理解されよう。他の実施形態では、標準ピーク強度値は、質量、質量対電荷比、イオン移動度（ドリフト時間）、および／または操作パラメータに対応してもよい。
図２７は、強度軸によって画定された三次元を有する多変量空間を示す。各次元または強度軸は、特に質量対電荷比でのピーク強度に対応する。やはり、多変量空間内により多くの次元または強度軸（例えば約１００個の次元または強度軸）があってもよいことが理解されよう。多変量空間は複数の基準点を備え、各基準点は標準サンプルスペクトルに対応する、すなわち各標準サンプルスペクトルのピーク強度値は、多変量空間内の基準点に対する座標を提供する。
標準サンプルスペクトルの組は、それぞれの標準サンプルスペクトルに関連した行、それぞれの質量対電荷比に関連した列、およびそれぞれの標準サンプルスペクトルのそれぞれの質量対電荷比に対するピーク強度値であるマトリクスの要素を有する、基準マトリクスＤによって表されてもよい。
多くの場合、多変量空間内に次元およびマトリクスＤが多いことにより、標準サンプルスペクトルをクラスにグループ化することが困難になる可能性がある。ＰＣＡは、主成分軸によって画定された１つまたは複数の次元の低減された数を有する、ＰＣＡ空間を画定するＰＣＡモデルを計算するために、それに従ってマトリクスＤを実行してもよい。主成分は、マトリクスＤ内の最大多変量空間を含む、または「説明する」、またマトリクスＤ内の最大多変量空間の閾値を累積的に説明する主成分であるように選択されてもよい。
図２８は、累積多変量がＰＣＡモデル内の主成分の数ｎの関数としてどのように増加し得るかを示す。多変量の閾値は要望通りに選択されてもよい。
ＰＣＡモデルは、非線形反復偏最小二乗（ＮＩＰＡＬＳ）アルゴリズムまたは特異値分解を使用してマトリクスＤから計算されてもよく、非線形反復偏最小二乗（ＮＩＰＡＬＳ）アルゴリズムまたは特異値分解の詳細は当業者に公知であるので、本明細書では詳細には説明しない。ＰＣＡモデルを計算する他の方法を使用してもよい。
得られるＰＣＡモデルは、マトリクスＳを採点するＰＣＡおよびマトリクスＬを導き出すＰＣＡによって画定されてもよい。またＰＣＡは誤差行列Ｅを生成してもよく、誤差行列ＥはＰＣＡモデルによって説明されない多変量を含有する。ＤとＳとＬとＥとの間の関係は以下のようであってもよい。
Ｄ＝ＳＬＴ＋Ｅ （１）
図２９は、図２６および図２７の標準サンプルスペクトルに対して得られるＰＣＡ空間を示す。この例では、ＰＣＡモデルは２つの主成分ＰＣ０およびＰＣ１を有し、したがってＰＣＡ空間は、２つの主成分軸によって画定された二次元を有する。しかしより少ないまたはより多い数の主成分が、所望通りにＰＣＡモデル内に含まれてもよい。主成分の数は、多変量空間内の次元数より少なくとも１つ少ないことが概して望ましい。
ＰＣＡ空間は、複数の変換された基準点またはＰＣＡのスコアを含み、それぞれの変換された基準点またはＰＣＡのスコアは、図２６の標準サンプルスペクトルに対応し、したがって図２７の基準点に対応する。
図２９に示されたように、ＰＣＡ空間の次元が低減されることにより、標準サンプルスペクトルを２つのクラスにグループ化することがより容易になる。またあらゆる外れ値が同定されてもよく、この段階で分類モデルから取り除かれてもよい。
次いでクラスを画定するように、また恣意的に次元をさらに低減するように、ＰＣＡ空間内のマルチクラスのＬＤＡまたは最大マージン基準（ＭＭＣ）などのさらに目的変数ありの多変量解析が実行されてもよい。
当業者に理解されるように、マルチクラスのＬＤＡは、クラス内の分散に対してクラス間の分散の割合を最大化（すなわち可能な最も小さいクラスの間に可能な最大の距離を与えるように）しようとする。ＬＤＡの詳細は当業者には公知であるので、本明細書では詳細に説明しない。
得られるＰＣＡ−ＬＤＡモデルは、変換行列Ｕによって画定されてもよく、変換行列Ｕは、一般化された固有値問題を解くことにより、その中に含有された変換されたスペクトルのそれぞれに対して、ＰＣＡスコア行列Ｓおよびクラス課題から引き出されてもよい。
次いで元のＰＣＡ空間から新しいＬＤＡ空間へのスコアＳの変換は、以下によって与えられてもよい。
Ｚ＝ＳＵ （２）
上式で、行列ＺはＬＤＡ空間に変換されたスコアを含有する。
図３０は、一次元または軸を有するＰＣＡ−ＬＤＡ空間を示し、ＬＤＡは図２９のＰＣＡ空間内で実行される。図３０に示されたように、ＬＤＡ空間は複数のさらに変換された基準点またはＰＣＡ−ＬＤＡスコアを含み、それぞれのさらに変換された基準点は、変換された基準点または図２９のＰＣＡスコアに対応する。
この例では、ＰＣＡ−ＬＤＡ空間の次元がさらに低減されることにより、標準サンプルスペクトルを２つのクラスにグループ化することをより容易にする。ＰＣＡ−ＬＤＡモデル内の各クラスは、その変換されたクラスの平均および共分散行列または１つもしくは複数の超平面（点、線、面、もしくはより高い次元の超平面を含む）または超曲面またはＰＣＡ−ＬＤＡ空間内のボロノイ細胞によって画定されてもよい。
ＰＣＡ負荷行列Ｌ、ＬＤＡ行列Ｕ、ならびに変換されたクラスの平均および共分散行列または超平面または超曲面またはボロノイ細胞は、後にエアロゾル、煙、または水蒸気サンプルを分類する際に使用するために、データベースに出力されてもよい。
クラスｇに対するＬＤＡ空間Ｖ’ｇ内の変換された共分散行列は、以下によって与えられてもよい。
Ｖ’ｇ＝ＶＴＶｇＵ （３）
上式で、ＶｇはＰＣＡ空間内のクラス共分散行列である。
クラスｇに対する変換されたクラスの平均位置Ｚｇは、以下によって与えられてもよい。
ＳｇＵ＝Ｚｇ （４）
上式で、ＳｇはＰＣＡ空間内のクラスの平均位置である。
分類のためにモデルを使用する、多変量解析
次に例として、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルを分類するために分類化を使用する方法について説明する。
図３１は、分類モデルを使用する方法２１００を示す。この例では、方法は、サンプルスペクトルに対して１組の強度値を取得するステップ２１０２を含む。次いで方法は、サンプルスペクトルに対する強度値の組をＰＣＡ−ＬＤＡモデル空間に投影するステップ２１０４を含む。ＰＣＡ−ＭＭＣなどの他の分類モデル空間を使用してもよい。サンプルスペクトルは、次いでステップ２１０６で投影位置に基づいて分類され、次いでステップ２１０８で分類が出力される。
次にエアロゾル、煙、または蒸気サンプルの分類について、上に説明した単純なＰＣＡ−ＬＤＡモデルに関してより詳細に説明する。
図３２は、未知のエアロゾル、煙、または蒸気サンプルから獲得されたサンプルスペクトルを示す。サンプルスペクトルは、それぞれの質量対電荷比に対して１組の３つのサンプルピーク強度値を引き出すために、前処理されている。上記のように、３つのサンプルピーク強度値のみが示されているが、サンプルスペクトルに対してより多くの対応する質量対電荷比においてより多くのサンプルピーク強度値（例えば約１００個のサンプルピーク強度値）が引き出されてもよいことが理解されよう。また上記のように、他の実施形態では、サンプルピーク強度値は、質量、質量対電荷比、イオン移動度（ドリフト時間）、および／または操作パラメータに対応してもよい。
サンプルスペクトルはサンプルベクトルｄｘによって代表されてもよく、ベクトルの要素は、それぞれの質量対電荷比に対するピーク強度値である。サンプルスペクトルに対して変換されたＰＣＡベクトルｓｘは、以下の通りに獲得することができる。
ｄｘＬ＝ｓｘ （５）
次いでサンプルスペクトルに対して変換されたＰＣＡ−ＬＤＡベクトルｚｘは、以下の通りに獲得することができる。
ｓｘＵ＝ｚｘ （６）
図３３もやはり図３０のＰＣＡ−ＬＤＡ空間を示す。しかし図３３のＰＣＡ−ＬＤＡ空間は、図３２のサンプルスペクトルのピーク強度値から引き出された、変換されたＰＣＡ−ＬＤＡベクトルｚｘに対応する、投影されたサンプル点をさらに含む。
この例では、投影されたサンプル点は、右側のクラスに関するクラス間の超平面の１側面に対するので、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルは、右側のクラスに属するように分類されてもよい。
別法として、ＬＤＡ空間内のクラス中央からのマハラノビス距離を使用してもよく、この場合クラスｇの中央から点ｚｘのマハラノビス距離は、以下の平方根によって与えられてもよく、
（ｚｘ−ｚｇ）Ｔ（Ｖ’ｇ）−１（ｚｘ−ｚｇ） （８）
データベクトルｄｘは、この距離が最小であるクラスに割り当てられてもよい。
加えて、多変量ガウスとして各クラスを処理すると、各クラスへのデータベクトルの構成員の確率が計算されてもよい。
分類のためにライブラリを開発する、ライブラリに基づいた分析
次に例として、複数の入力標準サンプルスペクトルを使用して分類ライブラリを構築する方法について説明する。
図３４は、分類ライブラリを構築する方法２４００を示す。この例では、方法は、複数の入力標準サンプルスペクトルを獲得するステップ２４０２、およびサンプルの各クラスに対する複数の入力標準サンプルスペクトルからメタデータを引き出すステップ２４０４を含む。次いで方法は、個別のライブラリ登録としてサンプルの各クラスに対してメタデータを記憶するステップ２４０６を含む。次いで分類ライブラリは、ステップ２４０８で例えば電子記憶装置に出力される。
このような分類ライブラリは、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルを、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルから獲得された１つまたは複数のサンプルスペクトルを使用して分類することができる。次にライブラリに基づいた分析について、一例を参照してより詳細に説明する。
この例では、分類ライブラリにおける各登録は、クラスを代表する複数の前処理された標準サンプルスペクトルから生成される。この例では、クラスに対する標準サンプルスペクトルを以下の手順に従って前処理する。
まず再ビニング工程が実行される。この実施形態では、データは横座標で対数格子上に再サンプリングされる。
Figure 0006753862
 上式で、Ｎｃｈａｎは選択された値であり、
Figure 0006753862
 は、ｘより下の最も近い整数を表す。一例では、Ｎｃｈａｎは２１２すなわち４０９６である。
次いで背景差分工程が実行される。この実施形態では、次いで各対のノット間のデータのｐ％が曲線の下にあるように、ｋ個のノットを備える三次スプラインが構成される。ついでこの曲線はデータから減算される。一例では、ｋは３２である。一例では、ｐは５である。次いで強度を減算したデータのｑ％の分位値に対応する定値は、各強度から減算される。正の値および負の値が維持される。一例では、ｑは４５である。
次いで正規化が実行される。この実施形態では、データは、
Figure 0006753862
 の平均値を有するように正規化される。一例では、
Figure 0006753862
 である。
次いでライブラリの登録は、スペクトル内の各Ｎｃｈａｎ点に対して中央スペクトル値μｉおよび偏差値Ｄｉの形のメタデータからなる。
第ｉのチャネルに対する尤度は以下によって与えられる。
Figure 0006753862
 上式で、１／２≦Ｃ＜∞であり、Ｉ’（Ｃ）はガンマ関数である。
上の方程式は、Ｃ＝１に対して標準コーシー分布に低減し、Ｃ→∞としてガウス（標準）分布になる、一般化されたコーシー分布である。パラメータＤｉは分布の幅を制御する（ガウス極限においてＤｉ＝σｉは単に標準偏差である）一方で、大域値Ｃは尾部の大きさを制御する。
一例では、Ｃは３／２であり、これはコーシーとガウスとの間にあるので、尤度は以下の通りになる。
Figure 0006753862
各ライブラリ登録に対して、パラメータμｉは入力標準サンプルスペクトルの第ｉのチャネル内の値の一覧の中央値に設定される一方で、偏差Ｄｉは√２で割ったこれらの値の四分位範囲に取られる。この選択により、第ｉのチャネルに対する尤度が入力データと同じ四分位範囲を確実に有することができ、四分位の使用により範囲外データからある程度保護される。
分類のためにライブラリを使用する、ライブラリに基づいた分析
次に例として、エアロゾル、煙、または蒸気サンプルを分類するために分類ライブラリを使用する方法について説明する。
図３５は分類ライブラリを使用する方法２５００を示す。この例では、方法は、１組の複数のサンプルスペクトルを獲得するステップ２５０２を含む。次いで方法は、分類ライブラリ内にクラス登録するために、メタデータを使用してサンプルのクラス毎に１組の複数のサンプルスペクトルに対する確率または分類スコアを計算するステップ２５０４を含む。次いでステップ２５０６でサンプルスペクトルが分類され、次いでステップ２５０８で分類が出力される。
次に上記の分類ライブラリを参照してエアロゾル、煙、または蒸気サンプルの分類についてより詳細に説明する。
この例では、未知のサンプルスペクトルｙが１組の複数のサンプルスペクトルの中央値スペクトルである。中央値スペクトルｙを取ることにより、チャネル毎に範囲外データから保護することができる。
次いでライブラリの登録に提供された入力データに対する尤度Ｌｓが、以下によって提供される。
Figure 0006753862
 上式で、μｉおよびＤｉは、それぞれチャネルｉに対するライブラリ中央値および偏差値である。尤度Ｌｓは数的安全性に対するログ尤度として計算されてもよい。
次いで尤度Ｌｓは、クラスに亘って事前確率が均一であると仮定して、確率を与えるためにすべての候補のクラスのＳ’に亘って正規化される。クラス
Figure 0006753862
 に対して得られる確率が以下によって与えられる。
Figure 0006753862
指数（１／Ｆ）は、そうでなければ限定的過ぎることがある確率を緩和することができる。一例ではＦ＝１００である。これらの確率は、例えばユーザインタフェースにおいて百分率として表してもよい。
別法として、ＲＭＳ分類スコアＲｓは、ライブラリと同じ中央サンプル値およびライブラリからの微分値を使用して計算されてもよい。
Figure 0006753862
やはりスコアＲｓは、すべての候補のクラスのＳ’に亘って正規化される。次いでエアロゾル、煙、または蒸気サンプルは、最高確率および／または最高ＲＭＳ分類スコアを有するクラスに属するとして分類されてもよい。
治療、手術および診断の方法、ならびに非医療方法
様々な異なる実施形態が企図される。一部の実施形態によれば、上に開示された方法は、体内の組織、体外の組織、または試験管内の組織上で実行されてもよい。組織は人間または非人間の動物組織を含んでもよい。
様々な手術法、治療法、医療法、および診断法が企図される。
しかし体内の組織上で実行されない、質量分析計の非手術法および非治療法に関連することが企図される。他の関連した実施形態は、それらの実施形態が人体または動物体の外側で実行されるように、体外方法で実行されることが企図される。
さらなる実施形態は、方法が、例えば剖検手技の一部として非生存の人間または動物上で実行されることが企図される。
本明細書に説明された様々な実施形態は、質量分析計または他の気相イオン分析様式を使用して、検体を含有するエアロゾルおよび気体のサンプルの化学分析の装置および関連した方法を提供する。方法は、検体を含有するエアロゾルまたは他の気体のサンプル２０１を包囲された空間の中に導入して開始する。包囲された空間の中でサンプル２０１は低い分子重量のマトリクス化合物２０４と混合される。次いでこの同質の混合物または異質の混合物が、流入口２０６を介して質量分析計１０２またはイオン移動度分析計の大気インターフェースの中に導入される。混合物を分析器具の低圧領域の中に導入する際に、サンプルおよびマトリクス化合物の分子成分を含有するエアロゾル粒子が形成され、エアロゾル粒子は自由噴流の拡張によって加速される。混合組成のエアロゾル粒子２０５は、続いて固体の衝突面２０９と衝突を介して溶解される。溶解事象により、サンプルの化学成分の分子イオン２１０を含む中性種および荷電種が生成される。イオン２１０は、異なる経路上のイオン２１０を中性種に案内するように電界を使用することにより、例えばＳｔｅｐｗａｖｅ（登録商標）イオンガイドなどのイオンガイド２１２を使用することにより、中性種から分離されてもよい。次いで分子イオン２１０は、質量または移動度分析を受ける。これにより、高圧またはレーザーを印加することなく、オンライン方式でエアゾルの分子成分の分析のための単純な溶液が提供される。
この方法およびデバイスは、気相またはエアゾル型サンプルのオンライン質量分析およびイオン移動度分光分析のための溶液を提供する。
様々な実施形態によれば、マトリクス化合物２０４は、サンプルをイオン分析デバイス２０７の中に導入する前に、あらゆる点で蒸気として、または液体としてサンプルエアロゾル２０１の中に混合されてもよい。
上に説明された実施形態は、表面にクラスタの溶解を誘発させるために、特に固体衝突面形状に関連するが、（クラスタが、溶解を誘発するために衝突面２０９に非常に高速で激突することを条件として）他の形状を実装することができることが理解されよう。
上に説明された実施形態は、衝突面との激突に起因して気相検体イオンの発生をもたらすが、検体イオンを発生させるために衝突面の下流に追加のイオン化技法が使用されてもよいことが企図される。
上に説明された実施形態は、混合物を霧化するためにマトリクスと検体の混合物を衝突面上で激突させるが、代替の霧化技法を使用してもよいことが企図される。
本発明は様々な実施形態を参照して説明されたが、添付の特許請求の範囲に表記されたように本発明の範囲から逸脱することなく、形および詳細に様々な変更を行ってもよいことが当業者には理解されよう。

Claims (18)

  1. 質量分析の方法であって、
    分析される標的からエアロゾル、煙又は蒸気を生成するように第１のデバイスを使用することによって、検体を提供することと、
    前記検体がマトリクスによって希釈される、前記マトリクス内で溶解される、または前記マトリクスで第１のクラスタを形成するように、マトリクス化合物を前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給することと、
    複数の検体イオンを発生させるように、質量分析計の真空チャンバ内に配置された衝突面に、前記希釈されたまたは溶解された検体の前記第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突させることとを含む、質量分析の方法。
  2. 前記マトリクスは、（ｉ）５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量で、前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給される、請求項１に記載の質量分析の方法。
  3. 前記マトリクス化合物を前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給することは、
    マトリクス分子が気相にある状態で、前記マトリクス分子を前記検体に供給して、前記マトリクス分子を前記検体と混合することと、
    マトリクス分子がエアロゾル、蒸気、又は固体の形態にある状態で、前記マトリクス分子を前記検体に供給して、前記マトリクス分子を前記検体と混合することと
    のうちの少なくとも一方を含む、請求項１又は２に記載の質量分析の方法。
  4. 前記標的からエアロゾル、煙又は蒸気を生成するように第１のデバイスを使用するステップは、前記標的をレーザーで照射することをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  5. 前記第１のデバイスは、（ｉ）急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）イオン源、（ｉｉ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、（ｉｉｉ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｉｖ）熱脱離イオン源、（ｖ）レーザーダイオード熱脱離（「ＬＤＴＤ」）イオン源、（ｖｉ）脱離電気流集束（「ＤＥＦＦＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）誘電体バリア放電（「ＤＢＤ」）プラズマイオン源、（ｖｉｉｉ）大気固体分析プローブ（「ＡＳＡＰ」）イオン源、（ｉｘ）超音波支援スプレーイオン化イオン源、（ｘ）簡単な大気ソニックスプレーイオン化（「ＥＡＳＩ」）イオン源、（ｘｉ）脱離大気圧光イオン化（「ＤＡＰＰＩ」）イオン源、（ｘｉｉ）ペーパースプレー（「ＰＳ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）ジェット脱離イオン化（「ＪｅＤＩ」）イオン源、（ｘｉｖ）タッチスプレー（「ＴＳ」）イオン源、（ｘｖ）ナノＤＩＳＩイオン源、（ｘｖｉ）レーザー切除エレクトロスプレー（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、（ｘｖｉｉｉ）プローブエレクトロスプレーイオン化（「ＰＥＳＩ」）イオン源、（ｘｉｘ）固体プローブ支援エレクトロスプレーイオン化（「ＳＰＡ−ＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘ）カビトロン超音波外科用吸引（「ＣＵＳＡ」）装置、（ｘｘｉ）ハイブリッドＣＵＳＡジアテルミー装置、（ｘｘｉｉ）集束または非集束超音波切除装置、（ｘｘｉｉｉ）ハイブリッド集束または非集束超音波切除およびジアテルミー装置、（ｘｘｉｖ）マイクロ波共振装置、（ｘｘｖ）パルスプラズマＲＦ解離装置、（ｘｘｖｉ）アルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびアルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびＪｅＤＩ装置、（ｘｘｖｉｉｉ）外科用水／生理食塩水ジェット装置、（ｘｘｉｘ）ハイブリッド・エレクトロスプレーおよびアルゴンプラズマ凝固装置、ならびに（ｘｘｘ）ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固および水／生理食塩水ジェット装置からなる群から選択されたデバイスの一部、もしくはイオン源を備えるか、または形成する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  6. 前記マトリクス化合物は、プロトンマトリクス溶媒を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  7. 前記マトリクスは、（ｉ）検体のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプラパノール、（ｘ）アセトン、（ｘｉ）アセトニトリル、（ｘｉｉ）１−ブタノール、（ｘｉｉｉ）テトラヒドロフラン、（ｘｉｖ）酢酸エチル、（ｘｖ）エチレン・グリコール、（ｘｖｉ）ジメチル・スルホキシド、（ｘｖｉｉ）アルデヒド、（ｘｖｉｉｉ）ケトン、（ｘｉｖ）無極性分子、（ｘｘ）ヘキサン、（ｘｘｉ）クロロホルム、（ｘｘｉｉ）ブタノール、および（ｘｘｉｉｉ）プロパノールからなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  8. 前記第１のクラスタまたは第１の液滴を前記衝突面に加速させるために圧力差を使用することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  9. 前記衝突面を加熱することをさらに含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の質量分析の方法。
  10. 質量分析計であって、
    分析される標的からエアロゾル、煙又は蒸気を生成して、検体を提供する第１のデバイスと、
    前記検体がマトリクスによって希釈される、前記マトリクス内で溶解される、または前記マトリクスで第１のクラスタを形成するように、マトリクス化合物を前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給するデバイスと、
    質量分析計の真空チャンバ内に配置された衝突面であって、使用時に、複数の検体イオンを発生させるように、前記希釈されたまたは溶解された検体の前記第１のクラスタまたは第１の液滴を衝突させる衝突面とを備える、質量分析計。
  11. 前記マトリクスは、（ｉ）５０〜１００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉ）１００〜１５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｉｉ）１５０〜２００μｌ／ｍｉｎ、（ｉｖ）２００〜２５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖ）２５０〜３００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉ）３００〜３５０μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉ）３５０〜４００μｌ／ｍｉｎ、（ｖｉｉｉ）４００〜４５０μｌ／ｍｉｎ、（ｉｘ）４５０〜５００μｌ／ｍｉｎ、（ｘ）５００〜５５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉ）５５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉ）６００〜６５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｉｉ）６５０〜７００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｖ）７００〜７５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖ）７５０〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉ）８００〜８５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉ）８５０〜９００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｖｉｉｉ）９００〜９５０μｌ／ｍｉｎ、（ｘｉｘ）９５０〜１０００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘ）５０μｌ／ｍｉｎ〜１ｍｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉ）１００〜８００μｌ／ｍｉｎ、（ｘｘｉｉ）１５０〜６００μｌ／ｍｉｎ、および（ｘｘｉｉｉ）２００〜４００μｌ／ｍｉｎからなる群から選択された流量で、前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給される、請求項１０に記載の質量分析計。
  12. 前記マトリクス化合物を前記エアロゾル、煙又は蒸気に供給するデバイスは、
    マトリクス分子が気相にある状態で、前記マトリクス分子を前記検体に供給して、前記マトリクス分子を前記検体と混合することと、
    マトリクス分子がエアロゾル、蒸気、又は固体の形態にある状態で、前記マトリクス分子を前記検体に供給して、前記マトリクス分子を前記検体と混合することと
    のうちの少なくとも一方を行うように構成された、請求項１０又は１１に記載の質量分析計。
  13. 前記第１のデバイスは、レーザーを備える、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の質量分析計。
  14. 前記第１のデバイスは、（ｉ）急速蒸発イオン化質量分析（「ＲＥＩＭＳ」）イオン源、（ｉｉ）脱離エレクトロスプレーイオン化（「ＤＥＳＩ」）イオン化源、（ｉｉｉ）レーザー脱離イオン化（「ＬＤＩ」）イオン源、（ｉｖ）熱脱離イオン源、（ｖ）レーザーダイオード熱脱離（「ＬＤＴＤ」）イオン源、（ｖｉ）脱離電気流集束（「ＤＥＦＦＩ」）イオン源、（ｖｉｉ）誘電体バリア放電（「ＤＢＤ」）プラズマイオン源、（ｖｉｉｉ）大気固体分析プローブ（「ＡＳＡＰ」）イオン源、（ｉｘ）超音波支援スプレーイオン化イオン源、（ｘ）簡単な大気ソニックスプレーイオン化（「ＥＡＳＩ」）イオン源、（ｘｉ）脱離大気圧光イオン化（「ＤＡＰＰＩ」）イオン源、（ｘｉｉ）ペーパースプレー（「ＰＳ」）イオン源、（ｘｉｉｉ）ジェット脱離イオン化（「ＪｅＤＩ」）イオン源、（ｘｉｖ）タッチスプレー（「ＴＳ」）イオン源、（ｘｖ）ナノＤＩＳＩイオン源、（ｘｖｉ）レーザー切除エレクトロスプレー（「ＬＡＥＳＩ」）イオン源、（ｘｖｉｉ）リアルタイム直接分析（「ＤＡＲＴ」）イオン化源、（ｘｖｉｉｉ）プローブエレクトロスプレーイオン化（「ＰＥＳＩ」）イオン源、（ｘｉｘ）固体プローブ支援エレクトロスプレーイオン化（「ＳＰＡ−ＥＳＩ」）イオン源、（ｘｘ）カビトロン超音波外科用吸引（「ＣＵＳＡ」）装置、（ｘｘｉ）ハイブリッドＣＵＳＡジアテルミー装置、（ｘｘｉｉ）集束または非集束超音波切除装置、（ｘｘｉｉｉ）ハイブリッド集束または非集束超音波切除およびジアテルミー装置、（ｘｘｉｖ）マイクロ波共振装置、（ｘｘｖ）パルスプラズマＲＦ解離装置、（ｘｘｖｉ）アルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびアルゴンプラズマ凝固装置、（ｘｘｖｉｉ）ハイブリッドパルスプラズマＲＦ解離およびＪｅＤＩ装置、（ｘｘｖｉｉｉ）外科用水／生理食塩水ジェット装置、（ｘｘｉｘ）ハイブリッド・エレクトロスプレーおよびアルゴンプラズマ凝固装置、ならびに（ｘｘｘ）ハイブリッドアルゴンプラズマ凝固および水／生理食塩水ジェット装置からなる群から選択されたデバイスの一部、もしくはイオン源を備えるか、または形成する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の質量分析計。
  15. 前記マトリクス化合物は、プロトンマトリクス溶媒を含む、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の質量分析計。
  16. 前記マトリクスは、（ｉ）検体のための溶媒、（ｉｉ）有機溶媒、（ｉｉｉ）揮発性化合物、（ｉｖ）極性分子、（ｖ）水、（ｖｉ）１つまたは複数のアルコール、（ｖｉｉ）メタノール、（ｖｉｉｉ）エタノール、（ｉｘ）イソプラパノール、（ｘ）アセトン、（ｘｉ）アセトニトリル、（ｘｉｉ）１−ブタノール、（ｘｉｉｉ）テトラヒドロフラン、（ｘｉｖ）酢酸エチル、（ｘｖ）エチレン・グリコール、（ｘｖｉ）ジメチル・スルホキシド、（ｘｖｉｉ）アルデヒド、（ｘｖｉｉｉ）ケトン、（ｘｉｖ）無極性分子、（ｘｘ）ヘキサン、（ｘｘｉ）クロロホルム、（ｘｘｉｉ）ブタノール、および（ｘｘｉｉｉ）プロパノールからなる群から選択される、請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の質量分析計。
  17. 第１の領域と第２の領域との間の前記第１のクラスタまたは第１の液滴を前記衝突面に加速させるために、前記第１及び第２の領域の間に圧力差を生成するように構成される、請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の質量分析計。
  18. 前記衝突面を加熱する加熱器をさらに備える、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の質量分析計。
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