KR20220018564A - 자궁내막증 조직을 식별하기 위한 질량 분광법의 사용 - Google Patents

Abstract

일반적인 양태에서, 질량 분광법을 사용하여 자궁내막증을 식별하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일부 양태에서, 고정된 또는 분리된 부피의 용매가 가능한 자궁내막증 조직을 포함하는 조직 부위에 적용된다. 상기 적용된 용매는 액체 샘플을 얻기 위해 수집된다. 상기 액체 샘플에 대해 질량 분광 분석을 수행한다. 상기 액체 샘플은 의료 절차 중에 생체내 조직 부위에서 수집된다. 상기 조직 부위가 자궁내막증을 포함하는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터가 분석된다.

Description

자궁내막증 조직을 식별하기 위한 질량 분광법의 사용

본 출원은 2019년 6월 6일에 출원되고 "질량 분광법에 의한 조직 분석" 명칭을 갖는 미국 가출원 제62/858,300호에 대한 우선권을 주장한다. 선출원의 내용은 여기서 참고문헌으로 포함된다.

이하의 설명은 질량 분광법을 사용하여 자궁내막증 조직을 식별하는 것에 관한 것이다.

조직 평가는 환자의 진단 및 관리에 중요하다. 현재, 자궁내막증 수술 중 제거된 조직에 대한 병리학적 평가는 수술 후(post-operatively) 포르말린 고정 파라핀 포매 조직을 사용하여 이루어지는 경우가 대부분이며, 일반적으로 2주 정도면 최종 진단이 가능하다. 자궁내막증 수술 도중 조직 샘플에 대한 정확하고 신속한 수술 중(intra-operative) 평가가 없기 때문에, 자궁내막증 조직이 때때로 체내에 남아 질병의 재발을 유발할 수 있으며, 이는 자궁내막증 조직을 추가로 제거하기 위한 후속 수술을 필요로 한다.

도 1은 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 2는 예시적인 시스템의 양태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 예시적인 샘플링 프로브(300)의 양태를 나타낸 개략도이다.
도 4는 조직 분석을 위한 예시적인 프로세스(400)를 나타낸 흐름도이다.
도 5a는 생체내(in-vivo) 자궁내막증 병변의 예시적인 광학 이미지이다.
도 5b는 환자의 맹낭(Cul-de-sac)에서 채취한 생체외(ex-vivo) 자궁내막 조직 샘플의 예시적인 질량 스펙트럼이다.
도 6은 다양한 조직 샘플의 예시적인 질량 스펙트럼 및 각각의 분석 후 조직병리학적 이미지이다.
도 7a 내지 도 7b는 통계적 분류 모델의 성능을 나타내는 도면이다.
도 8a는 환자의 우측 난소 상의 생체내 자궁내막증 병변의 예시적인 광학 이미지이다.
도 8b는 우측 난소로부터 채취한 생체외 자궁내막증 조직 샘플에서 수집된 예시적인 질량 스펙트럼이다.
도 9는 예시적인 시스템(900)의 양태들을 보여주는 블록도이다.
도 10a는 생체외 자궁내막증 조직 샘플에서 수집된 예시적인 질량 스펙트럼이다.
도 10b는 통계적 분류 모델의 성능을 나타내는 도면이다.
도 11은 통계적 분류 모델의 성능을 나타내는 도면이다.

본 발명은 질량 분광법을 사용하여 조직 샘플을 평가하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 분자적 접근법은 조직 샘플에 대한 매우 정확하고 잠재적인 실시간 평가를 제공할 수 있다. 분자적 접근법을 최소 침습 수술 기술, 또는 비침습 기술과 결합하면 매우 정확하면서도, 손상이 적은 조직 및 수술 샘플을 평가하고 진단하는 방법을 제공할 수 있다.

제1 구체예에서, 대상체로부터의 조직 샘플을 평가하기 위한 방법으로, (a) 대상체의 자궁내막증 가능성이 있는 조직을 포함하는 조직 부위에 고정된(fixed) 또는 분리된(discrete) 부피의 용매를 적용하는 단계; (b) 적용된 용매를 수집하여 액체 샘플을 얻는 단계; 및 (c) 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 일부 양태에서, 상기 방법은 조직 부위를 자궁내막증 조직 대 건강한 조직으로 식별하는 단계를 더 포함한다. 소정 양태에서, 상기 샘플은 실질적으로 CO₂ 분위기에서 수집된다.

또 다른 구체예는 질량 분광 분석을 위한 샘플(예를 들어, 조직으로부터)을 얻거나 생성하기 위한 기구를 제공하며, 상기 기구는 다음을 포함한다: 용매를 포함하는 챔버; 기체 공급부(예를 들어, 가압 기체 공급부); 질량 분석기; 저장소, 제1 도관, 제2 도관 및 제3 도관을 포함하는 프로브로서, 여기에서: 상기 저장소는 제1 도관, 제2 도관 및 제3 도관과 유체 연통(fluid communication)되고; 제1(용매) 도관은 챔버와 유체 연통되고; 제2(기체) 도관은 기체 공급부와 유체 연통되고; 제3(수집) 도관은 질량 분석기와 유체 연통되는 것인 프로브. 일부 양태에서, 상기 기체 공급부는 가압 기체 공급부일 수 있다. 일부 양태에서, 상기 프로브는 수술 기구인 캐뉼러이거나 캐뉼러에 포함된다. 다른 양태에서, 상기 수술 기구는 복강경, 투관침 바늘, 생검 유도장치, 또는 멀티-루멘 카테터(multiple-lumen catheter)일 수 있다. 소정 양태에서, 상기 수술 기구는 수동으로 작동된다. 다른 양태에서, 상기 수술 기구는 로봇식이다.

또 다른 양태에서, 상기 프로브는 원위 프로브 단부를 포함하고, 상기 원위 프로브 단부는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있는 셔터를 포함한다. 일부 양태에서, 상기 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 팽창될 수 있는 풍선이다. 소정 양태에서, 상기 풍선은 기체 또는 액체로 팽창될 수 있다. 특정 양태에서, 상기 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있는 도어이다. 다른 양태에서, 상기 셔터는 수회 열리고 닫힐 수 있도록 구성된다. 상기 셔터는 수동 또는 로봇으로 제어될 수 있다. 여러 양태에서, 제1, 제2 또는 제3 도관은 길이가 1미터를 초과한다. 추가 양태에서, 제1 도관은 제3 도관과 유체 연통되고; 제2 도관은 제3 도관과 유체 연통된다. 다른 특정 양태에서, 제1 도관은 제3 도관 내에 배치된다. 다른 양태에서, 제2 도관은 제3 도관 내에 배치된다.

소정의 특정 양태에서, 제1 도관 및 제2 도관은 제3 도관 내에 배치된다. 다른 양태에서, 제1 도관은 제1 원위 단부(distal end)를 포함하고; 제2 도관은 제2 원위 단부를 포함하고; 제3 도관은 제3 원위 단부를 포함하고; 제1 원위 단부 및 제2 원위 단부는 제3 도관 내에 위치한다. 일부 양태에서, 제3 원위 단부는 프로브 내에 위치한다. 또 다른 양태에서, 제1 원위 단부는 상기 원위 프로브 단부로부터 제1 거리에 위치하고; 제2 원위 단부는 상기 원위 프로브 단부로부터 제2 거리에 위치하고; 제3 원위 단부는 상기 원위 프로브 단부로부터 제3 거리에 위치하고; 제1 거리가 제3 거리보다 더 크고; 제2 거리는 제3 거리보다 더 크다. 추가 양태에서, 제1 원위 단부 및 제2 원위 단부는 제3 도관의 샘플 수집 영역의 근위에서 종결된다. 소정 양태에서, 샘플 수집 영역은 제1 및 제2 원위 단부와 제3 원위 단부 사이에 위치한다. 다른 특정 양태에서, 상기 샘플 수집 영역은 제3 도관을 통해 질량 분석기와 유체 연통된다. 일부 추가적인 양태에서, 상기 기구는 다음을 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함한다; 제1 도관을 통한 챔버로부터 제1 원위 단부로의 용매 흐름; 제2 도관을 통한 기체 공급부로부터 제2 원위 단부로의 기체 흐름; 및 제3 도관을 통한 질량 분석기로의 샘플 흐름.

또 다른 양태에서, 상기 기구는 제4 도관을 추가로 포함할 수 있고, 여기서 제1 도관, 제2 도관 및 제3 도관은 각각 제4 도관과 유체 연통된다. 일부 양태에서, 상기 기구는 제1 도관과 제4 도관 사이의 흐름을 제어하도록 구성된 제1 밸브; 및 제2 도관과 제4 도관 사이의 흐름을 제어하도록 구성된 제2 밸브를 더 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 상기 기구는 제3 도관과 제4 도관 사이의 흐름을 제어하도록 구성된 제3 제1 밸브를 더 포함할 수 있다. 또 추가적인 양태에서, 기체 공급부는 프로브에 공기, 질소 또는 이산화탄소를 제공한다. 소정 양태에서, 상기 기체 공급부는 0.1 psig 내지 5.0 psig의 압력에서 프로브에 기체를 제공하는 가압 기체 공급부이다. 다른 양태에서, 상기 가압 기체 공급부는 0.5psig와 2.5psig 사이의 압력에서 프로브에 기체를 제공한다. 특정 양태에서, 상기 가압 기체 공급부는 100psig 미만의 압력에서 프로브에 기체를 제공한다. 일부 양태에서, 구체예의 기구에서 사용하기 위한 기체는 가압 기체 공급부에 의해 제공될 수 있다. 다른 양태에서, 상기 기체는 기구 내로 펌핑될 수 있다. 유사하게, 일부 양태에서, 상기 기체는 진공을 사용하여 기구를 통해 당겨질 수 있다. 일부 양태에서, 상기 진공은 질량 분석기 주입구(inlet)에 의해 제공된다. 다른 양태에서, 추가적인 진공 시스템이 사용된다. 상기 기구가 복강경 절차에 사용되는 소정 양태에서, 기체 공급부는 가압 기체 공급부일 수 있다.

일부 양태에서, 상기 용매는 물을 포함한다. 보다 구체적인 양태에서, 상기 용매는 멸균수를 포함한다. 여러 측면에서, 상기 용매는 에탄올을 포함한다. 소정의 특정 양태에서, 상기 용매는 1 내지 25% 에탄올을 포함하는 수성 혼합물을 포함한다.

또 다른 양태에서, 상기 프로브는 프로브의 위치를 추적하기 위한 추적 장치 또는 염료를 포함한다. 추가적인 양태에서, 상기 기구는 다음을 제어하도록 구성된 제어 시스템을 더 포함할 수 있다: 제1 도관을 통한 챔버로부터의 용매 흐름; 제2 도관을 통한 기체 공급부로부터의 기체 흐름; 및 제3 도관을 통한 질량 분석기로의 샘플 흐름. 일부 양태에서, 상기 제어 시스템은 1 내지 3초의 시간 동안 분당 200 내지 5000 마이크로리터의 유량으로 용매 흐름을 제어하고; 5 내지 50초의 시간 동안 0.1 내지 15psig의 유량으로 기체 흐름을 제어하고; 및/또는 5초에서 50초 사이의 시간 동안 샘플 흐름을 제어한다. 소정 양태에서, 상기 제어 시스템은 용매 흐름을 개시하는 프로그래밍을 포함한다.

추가 양태에서, 상기 질량 분석기는 샘플 분석을 제공할 수 있는 컴퓨터와 전자 통신한다. 일부 양태에서, 상기 컴퓨터는 샘플 분석의 시각적 또는 청각적 판독을 제공한다. 다른 양태에서, 상기 기구는 제3 도관과 유체 연통되는 폐기물 용기를 추가로 포함할 수 있다. 소정 양태에서, 상기 기구는 유체를 제3 도관으로부터 폐기물 용기로 분기시키도록 구성된 밸브를 더 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 상기 기구는 폐기물 용기의 내용물을 제거하도록 구성된 펌프를 더 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 기구는 제3 도관과 유체 연통되는 펌프를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 펌프는 제3 도관 내의 내용물의 속도를 증가시키도록 구성된다. 여러 양태에서, 상기 기구는 제3 도관에 결합된 가열 요소를 더 포함할 수 있다. 특정 측면에서, 상기 가열 요소는 가열 와이어이다.

또 다른 양태에서, 상기 기구는 제3 도관과 유체 연통되는 이온화 장치를 포함할 수 있다. 소정 양태에서, 상기 이온화 장치는 전자분무 이온화(ESI) 장치이다. 다른 양태에서, 상기 이온화 장치는 대기압 화학 이온화(APCI) 장치이다. 일부 양태에서, 상기 이온화 장치는 질량 분석기용 주입구 근위의 스프레이를 형성하기 위한 것이다. 여러 양태에서, 상기 제3 도관은 질량 분석기에 직접 결합되지 않는다. 특정 양태에서, 상기 기구는 제3 도관과 유체 연통되는 벤츄리(venture) 장치를 더 포함할 수 있다. 소정 양태에서, 상기 기구는 초음파 또는 진동 에너지의 적용을 위한 장치를 포함하지 않는다.

다른 구체예에서, 대상체로부터의 조직 샘풀을 평가하는 방법으로서, (a) 수술 기구인 캐뉼러를 통해 대상체의 조직 부위에 고정된 또는 분리된 부피의 용매를 적용하는 단계; (b) 적용된 용매를 수집하여 액체 샘플을 얻는 단계; 및 (c) 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다. 일부 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 스프레이로서 적용되지 않는다. 다른 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 액적(droplet)으로 적용된다. 소정 양태에서, 수술 기구는 복강경, 투관침 바늘, 또는 생검 유도장치이다. 상기 수술 기구는 수동 또는 로봇식으로 작동될 수 있다.

다른 양태에서, 상기 캐뉼러는 원위 프로브 단부를 갖는 프로브에 포함되고 상기 원위 프로브 단부는 유체가 프로브의 캐뉼러 밖으로 통과하는 것을 방지하도록 폐쇄될 수 있는 셔터를 포함한다. 일부 양태에서, 상기 셔터는 프로브 외부에서의 유체 연통을 방지하기 위해 팽창될 수 있는 풍선이다. 특정 양태에서, 상기 풍선은 기체로 팽창될 수 있다. 소정 양태에서, 상기 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있는 도어이다. 예를 들어, 상기 셔터는 조리개(iris diaphragm), 기계적 폐쇄, 게이트 또는 타프나드(tapenade)가 될 수 있다. 일부 양태에서 상기 셔터는 수동으로 제어되거나 자동화될 수 있다. 예를 들어, 일부 양태에서, 상기 셔터는 용매가 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 적어도 약 1, 2, 또는 3초) 동안 조직 부위와 접촉한 후 셔터를 활성화하는 타이머로 작동할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 100psig 미만의 압력을 사용하여 적용된다. 다른 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 10psig 미만의 압력을 사용하여 적용된다. 일부 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 용매 도관을 통해 용매를 이동시키기 위해 기계적 펌프를 사용하여 적용된다. 소정 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 것은 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하는 것 및/또는 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 기체 압력을 적용하는 것을 포함한다. 다른 양태에서, 상기 적용된 용매를 수집하는 것은 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하고 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 양압을 적용하는 것을 포함한다. 소정의 특정 양태에서, 상기 용매는 수집 도관과 별개인 용매 도관을 통해 적용된다. 다른 양태에서, 상기 기체 압력은 용매 도관 및 수집 도관과 별개인 기체 도관을 통해 적용된다. 또 다른 양태에서, 기체 압력을 적용하여 샘플을 수집 도관으로 밀어 넣는 것은 100psig 미만의 압력을 적용하는 것을 포함한다.

또 다른 양태에서, 상기 방법은 조직에 검출가능한 물리적 손상을 발생시키지 않는다. 일부 양태에서, 상기 방법은 조직에 대한 초음파 또는 진동 에너지의 적용을 수반하지 않는다. 소정 양태에서, 상기 용매는 멸균된 것일 수 있다. 특정 양태에서, 상기 용매는 약학적으로 허용가능한 제제일 수 있고, 추가로 수용액일 수 있고, 더 나아가 멸균수일 수 있다. 다른 특정 양태에서, 상기 용매는 본질적으로 물로 이루어진다. 다른 양태에서, 상기 용매는 약 1 내지 20%의 알코올을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 알코올은 에탄올을 포함한다. 또 추가적인 양태에서, 상기 용매의 분리된 부피는 약 0.1 내지 100 μL이다. 소정 양태에서, 상기 용매의 분리된 부피는 약 1 내지 50 μL이다. 다른 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 0.1 내지 30초 후이다. 또 다른 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 1초 내지 10초 후이다. 일부 양태에서, 상기 조직 부위는 수술적으로 평가되는 내부 조직 부위이다.

또 다른 양태에서, 상기 방법은 복수의 조직 부위로부터 복수의 액체 샘플을 수집하는 단계를 더 포함한다. 소정 양태에서, 상기 액체 샘플은 프로브로 수집된다. 특정 측면에서, 상기 프로브는 상이한 샘플의 수집 사이에 세척된다. 일부 양태에서, 프로브는 일회용이고 상이한 샘플의 수집 사이에 변경된다. 또 다른 양태에서, 프로브는 수집 팁을 포함하고 액체 샘플이 수집된 후 프로브로부터 수집 팁을 배출하는 단계를 더 포함한다. 다른 양태에서, 상기 복수의 조직 부위는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 조직 부위를 포함한다. 추가 양태에서, 상기 복수의 조직 부위는 외과적으로 절제된 조직의 절편을 둘러싼다. 일부 양태에서, 상기 절제된 조직은 종양이다. 다른 양태에서, 상기 방법은 수술 중(intraoperative) 또는 수술 후(post operative) 방법으로 더 자세히 정의된다. 소정 양태에서, 상기 질량 분광법은 주위 이온화(ambient ionization) MS를 포함한다. 소정의 특정 양태에서, 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 단계는 조직 부위에 해당하는 프로파일을 결정하는 것을 포함한다. 다른 양태에서, 상기 방법은 상기 프로파일을 참조 프로파일과 비교하여 병든 조직을 포함하는 조직 부위를 식별하는 것을 포함한다. 또 다른 양태은 병든 조직을 포함하는 것으로 식별된 조직 부위를 절제하는 것을 포함한다. 또 다른 양태에서, 상기 방법은 위에서 설명된 구체예 및 양태에 따른 기구를 사용하여 수행된다.

다른 양태에서, 상기 질량 분석기는 샘플 분석을 제공하는 컴퓨터와 통신한다. 소정 양태에서, 각 샘플 분석의 결과는 컴퓨터의 시각적 또는 청각적 출력에 의해 제공된다. 예를 들어, 컴퓨터에 의한 각 샘플 분석의 결과는 서로 다른 색상의 빛의 발광이나 서로 다른 주파수의 소리의 생성으로 표시될 수 있다. 일부 양태에서, 상기 질량 분석기는 이동식 질량 분석기이다. 다른 양태에서, 상기 질량 분석기는 무정전 전원 공급장치(예를 들어, 배터리 전원 공급장치)를 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 질량 분석기는 기기 진공을 유지하기 위해 폐쇄될 수 있는 주입구를 포함한다. 또 다른 양태에서, 상기 질량 분석기는 (예를 들어, 오염을 차단하기 위해) 메쉬 필터에 의해 프로브로부터 분리된다.

일부 양태에서, 저장소는 용매의 액적을 형성하도록 구성된다. 소정 양태에서, 가압 기체 공급부는 0.1 psig 내지 5.0 psig의 압력에서 프로브에 기체를 제공한다. 다른 양태에서, 상기 가압 기체 공급부는 0.5 psig 내지 2.5 psig의 압력에서 프로브에 기체를 제공한다. 여러 양태에서, 상기 가압 기체 공급부는 프로브에 공기를 제공한다. 다른 양태에서, 상기 가압 기체 공급부는 질소 또는 이산화탄소와 같은 불활성 기체를 프로브에 제공한다. 일부 양태에서, 구체예에 따라 사용하기 위한 기체 공급부는 대기압 상태에 있다. 예를 들어, 기체 전달을 위한 도관은 기구 주변의 분위기에 의해 공급될 수 있다.

추가적인 양태에서, 상기 기구는 용매를 챔버로부터 제1 도관으로 전달하도록 구성된 펌프를 추가로 포함한다. 추가 양태에서, 상기 기구는 제3 도관으로부터 질량 분석기로의 흐름을 제어하도록 구성된 제1 밸브를 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 제3 도관은 제1 밸브가 열린 상태에 있을 때 진공 하에 있다. 다른 양태에서, 상기 기구는 제2 도관을 통한 기체(예를 들어, 가압 기체)의 흐름을 제어하도록 구성된 제2 밸브를 포함할 수 있다.

소정 양태에서, 상기 용매는 물 및/또는 에탄올을 포함할 수 있다. 여러 양태에서, 상기 프로브는 폴리디메틸실록산(PDMS) 및/또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로부터 형성된다. 일부 양태에서, 상기 프로브는 일회용이다. 특정 양태에서, 상기 프로브는 배출 가능한(예를 들어, 프로브로부터 배출될 수 있는) 수집 팁을 포함할 수 있다. 추가 양태에서, 상기 프로브는 프로브의 위치를 추적하도록 구성된 추적 장치를 포함한다. 일부 양태에서, 상기 저장소는 1 마이크로리터 내지 500 마이크로리터, 약 1 마이크로리터 내지 100 마이크로리터 또는 약 2 마이크로리터 내지 50 마이크로리터의 부피를 갖는다. 추가적인 양태에서, 상기 저장소는 5.0 마이크로리터 내지 20 마이크로리터의 부피를 갖는다.

또 다른 양태에서, 상기 기구는 다음을 제어하도록 구성된 제어 시스템을 추가로 포함할 수 있다: 제1 도관을 통한 챔버로부터 저장소로의 용매 흐름(예를 들어, 고정된 또는 분리된 부피의 용매의 흐름); 제2 도관을 통한 기체 공급부로부터 저장소로의 기체 흐름; 및 제3 도관을 통한 저장소로부터 질량 분석기로의 샘플 흐름. 일부 양태에서, 상기 제어 시스템은 1 내지 3초의 시간 동안 분당 100 내지 5000 마이크로리터(예를 들어, 분당 200 내지 400 마이크로리터)의 유량으로 용매 흐름을 제어하고; 10 내지 15초의 시간 동안 1 내지 10psig의 유량으로 기체 흐름을 제어하고; 10 내지 15초의 시간 동안 샘플 흐름을 제어하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 양태에서 상기 제어 시스템은 용매 흐름을 시작하기 위한 트리거 또는 버튼을 포함한다. 다른 양태에서, 상기 제어 시스템은 용매 흐름을 개시하기 위한 페달(즉, 발 동작에 의해 작동될 수 있음)을 포함한다. 숙련된 기술자는 제1 및/또는 제2 도관의 길이가 시스템의 특정 용도에 맞게 조정될 수 있음을 인식할 것이다. 또 다른 양태에서, 상기 제어 시스템은: 제1 도관을 통한 챔버로부터 저장소로의 용매 흐름(예를 들어, 고정된 시간 동안의 유량)을 제어하도록 구성된다. 다른 양태에서, 구체예의 기구는 (예를 들어, 조직을 파괴하기에 충분한 양의) 초음파 또는 진동 에너지를 생성하기 위한 장치를 포함하지 않는다.

다른 구체예는 대상체의 조직 부위에 용매를 적용하고, 적용된 용매를 수집하여 액체 샘플을 얻고, 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 것을 포함하는 대상체의 조직 샘플을 평가하는 방법을 제공한다. 소정 양태에서, 상기 용매는 멸균된 것일 수 있다. 일부 양태에서, 상기 용매는 약학적으로 허용가능한 제제이다. 특정 양태에서, 용매는 수용액이다. 예를 들어, 용매는 멸균수이거나 본질적으로 물로 구성될 수 있다. 다른 양태에서, 상기 용매는 약 1% 내지 5%, 10%, 15%, 20%, 25% 또는 30%의 알코올을 포함할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 용매는 0.1% 내지 20%의 알코올, 1% 내지 10%의 알코올 또는 1% 내지 5%의 1% 내지 10%의 알코올(예를 들어, 에탄올)을 포함한다. 어떤 경우에는, 상기 알코올은 에탄올일 수 있다.

일부 양태에서, 조직에 용매를 적용하는 것은 분리된 부피의 용매를 조직 부위에 적용하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 용매는 단일 액적으로 적용된다. 다른 양태에서, 상기 용매는 1 내지 10개의 분리된 액적 수로 적용된다. 일부 구체예에서, 상기 용매는 기체와 무관한 채널을 통해 저장소로부터 샘플에 적용된다. 다른 구체예에서, 상기 용매는 저압 하에 샘플에 적용된다. 예를 들어, 일부 양태에서, 상기 용매는 기계적 펌프에 의해 적용(예를 들어, 조직 부위와 접촉하는 저장소 내로 이동)되어 용매가 조직 부위에 최소한의 힘으로 적용되어 조직 부위에서 최소 압력을 가한다(그리고 최소 손상을 일으킨다). 저압은 100psig 미만, 90psig 미만, 80psig 미만, 70psig 미만, 60psig 미만, 50psig 미만, 또는 25psig 미만일 수 있다. 일부 구체예에서, 저압은 약 0.1 psig 내지 약 100 psig, 약 0.5 psig 내지 약 50 psig, 약 0.5 psig 내지 약 25 psig, 또는 약 0.1 psig 내지 약 10 psig이다. 특정 양태에서, 용매의 분리된 부피는 약 0.1 내지 100μL, 또는 약 1 내지 50μL이다. 다른 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 0.1 내지 30초 후이다. 특정 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 1 내지 10초 후(예를 들어, 적어도 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8 또는 9초)이다. 다른 양태에서, 구체예의 방법은 샘플 또는 조직에 초음파 또는 진동 에너지의 적용을 수반하지 않는다. 일부 양태에서, 상기 조직 부위는 수술적으로 평가되는 내부 조직 부위.

다른 양태에서, 구체예의 방법은 용매 도관을 통해 조직 부위에 고정된 또는 분리된 부피의 용매를 적용(예를 들어, 기계적 펌프를 사용하여)하는 단계를 포함한다. 일부 양태에서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 용매 도관을 통해 그것이 조직 부위와 (예를 들어, 0.5-5.0초 동안) 직접 접촉하는 저장소로 이동된다. 다른 양태에서, 적용된 용매를 수집하는 것은 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하는 것 및/또는 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 기체 압력을 적용하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 용매는 수집 도관과 별개인 용매 도관을 통해 적용된다. 샘플을 수집 도관 내로 밀어넣기 위해 기체 압력이 적용되는 추가 양태에서, 기체 압력은 용매 도관 및 수집 도관과 별개인 기체 도관을 통해 적용된다. 소정 양태에서, 기체 압력이 샘플을 수집 도관 내로 밀어넣기 위해 적용되고, 적용된 기체 압력은 100psig 미만이다. 예를 들어, 기체 압력은 10psig 미만, 예를 들어 0.1 내지 5psig일 수 있다. 또 다른 양태에서, 구체예의 방법은 평가되는 조직에 검출가능한 물리적 손상을 생성하지 않는 것으로 정의된다.

또 다른 양태에서, 상기 방법은 복수의 조직 부위로부터 복수의 액체 샘플을 수집하는 단계를 더 포함할 수 있다. 어떤 경우에는, 샘플을 수집하는 데 사용되는 장치(예를 들어, 프로브)를 각 샘플의 수집 사이에 세척한다. 다른 양태에서, 샘플을 수집하는 데 사용되는 장치에는 각 샘플의 수집 간에 변경될 수 있는 일회용 수집 팁(프로브)이 포함된다. 특정 양태에서, 상기 수집 팁은 배출될 수 있다(예를 들어, 장치에서 배출될 수 있음). 소정 측면에서, 상기 복수의 조직 부위는 생체 내 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 이상의 조직 부위를 포함한다. 또 다른 양태에서, 상기 복수의 조직 부위는 외과적으로 절제된(예를 들어, 생체외) 조직의 절편을 둘러싼다. 특정 양태에서, 상기 절제된 조직은 종양이다. 일부 양태에서, 상기 방법은 수술 중 방법으로 정의될 수 있다.

다른 구체예는 샘플링된 조직 부위를 식별하는 방법 및 상기 부위의 위치를 장치(프로브) 작동자에게 통신하는 방법을 제공한다. 샘플링된 조직 부위의 식별을 통해 작동자는 조직에서 수집된 분자를 샘플링한 후 한 번에 샘플링된 조직 부위에 기록된 분자 정보에 액세스할 수 있다. 적어도 세 가지 유형의 식별 접근 방식이 알려져 있다. 첫 번째 접근 방식에서, 외인성 물질은 샘플링된 분자 정보를 식별하는 샘플링된 조직 부위에 부착된다. 두 번째 접근 방식에서, 장치(프로브)에는 프로브(장치)의 위치를 기록하고 분자 정보가 샘플링될 때 이미징 장치와 통신할 수 있는 추적 센서/방출기(emitter)가 장착되어 있다. 세 번째 접근 방식에서, 상기 조직 영역은 조직 분자를 수확한 후 해당 부위가 쉽게 식별될 수 있도록 수정된다. 첫 번째 접근 방식에서, 샘플링된 조직 부위에 부착할 수 있는 재료들은 예를 들어, 봉합사, 외과용 클립, 조직에 부착되는 생체적합성 폴리머, 또는 쉽게 읽고 지울 수 있도록 마그네틱 비드에 부착된 RFID 칩을 포함한다. 두 번째 접근 방식 유형에서, 상기 프로브는 RF 수술 추적 시스템의 일부인 RF 방출기(emitter), 수술 중 US 이미징 시스템의 일부인 초음파 방출기 또는 반사기를 포함할 수 있다. 이 두 번째 접근 방식에서, 작동자가 조직 분자의 수집을 시작하면, 추적 시스템은 장치와 통신할 수 있는 관련 이미징 시스템(예를 들어, RF, US, CT, MRI)에서 프로브의 위치를 기록한다. 그러면 작동자는 작동자에게 샘플링된 부위의 위치를 나타낼 수 있는 기록된 이미지(들)를 참조함으로써 나중에 샘플링된 조직 부위 중 임의의 부위를 식별할 수 있다. 세 번째 접근 방식에서, 상기 조직은 수정된다. 이 세 번째 접근 방식에서, 프로브와 통신하는 레이저 소스를 사용하여 샘플링된 부위를 식별하는 조직으로 패턴을 제거하거나 응고할 수 있다. 이 세 가지 접근 방식들 중 어떤 것도 결합될 수 있다. 예를 들어, 접근 방식 1, 2 및 3은 결합될 수 있어 조직 분자를 수확한 후 외인성 물질이 조직 부위에 부착되고 레이저가 외인성 조직을 패턴화하는 동안 RF 센서는 수확 위치의 위치를 기록하고 이미징 장치와 통신할 수 있다.

또 다른 양태에서, 상기 질량 분석기는 주변 이온화 MS를 포함한다. 본 명세서에 개시된 바와 같이 조직 부위와 접촉하는 프로브는 도관을 통해 MS와 유체 연통할 수 있다. 일부 양태에서, 프로브와 조직 부위 사이의 도관은 MS로부터 약 10m, 8m, 6m 또는 4m 미만이다. 다른 양태에서, 상기 도관은 길이가 약 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0 내지 4.0m이다. 여러 양태에서, 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 것은 조직 부위에 해당하는 프로파일을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 상기 방법은 상기 프로파일을 참조 프로파일과 비교하여 병든 조직을 포함하는 조직 부위를 식별하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 상기 방법은 또한 병든 조직을 포함하는 것으로 식별 조직 부위를 절제하는 것을 포함한다. 일부 양태에서, 상기 방법은 위에서 설명된 구체예들 및 양태들 중 임의의 것에 따른 기구를 사용하여 수행된다.

다른 구체예에서, 본 개시 내용은 대상체의 복수의 조직 부위로부터 복수의 액체 샘플을 수득하고, 복수의 액체 샘플에 대한 질량 분석을 수행하여 상기 조직 부위에 대응하는 복수의 프로파일, 및 병든 조직을 포함하는 조직 부위를 식별하기 위해 참조 프로파일과 복수의 프로파일을 비교하는 단계를 포함하는 조직 샘플을 평가하는 생체외 방법을 제공할 수 있다. 소정 양태에서, 상기 액체 샘플은 용매에 포함된다.

본원에 사용된, "샘플" 또는 "액체 샘플"은 조직 또는 생물학적 시료를 구현예에 따른 용매와 접촉시켜 얻은 조직 또는 다른 생물학적 시료로부터의 추출물(예를 들어, 단백질 및 대사산물을 포함하는 추출물)을 지칭할 수 있다. 일부 양태에서, 샘플은 물체의 표면과 같은 비-생물학적 시료의 추출물일 수 있다.

본원에 사용된, "본질적으로 없는"은, 명시된 구성요소 면에서, 명시된 성분 중 어느 것도 조성물로 의도적으로 제형화되지 않았거나 및/또는 오염 물질로서 또는 미량으로만 존재한다는 것을 의미하기 위해 본원에서 사용된다. 조성물의 의도하지 않은 오염으로 인한 특정 구성요소의 총량은 따라서 0.01% 훨씬 미만이다. 일부 구체예는 표준 분석 방법으로 특정 구성요소도 검출되지 않는 조성물을 사용할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용되는, 단수형 용어("a" 또는 "an")는 하나 이상을 의미할 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용된, "포함하는(comprising)" 이라는 단어와 함께 사용될 때, 단수형 용어("a" 또는 "an")는 하나 또는 하나 이상을 의미할 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 사용된, "또 다른(another)" 또는 "다른(a further)"은 적어도 두 번째 또는 그 이상을 의미할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된, 용어 “도관(conduit)” 및 “튜브(tube)”는 상호교환하여 사용되며 기체 또는 액체의 흐름을 지시하는 데 사용될 수 있는 구조를 지칭한다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된, 용어 "약(about)"은 장치에 대한 고유한 오차 차이를 포함하는 값, 값을 결정하는 데 사용되는 방법, 또는 연구 대상 간 존재하는 차이를 지칭하기 위해 사용된다.

본 개시의 다른 목적, 특징 및 이점은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 상기 상세한 설명 및 특정 실시예들은 소정의 구체예를 나타내면서 단지 예시의 목적으로 제공되는 것으로 이해되어야 하는데, 그 이유는 본 개시의 사상 및 범위 내에서의 다양한 변경 및 수정이 이 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이기 때문이다.

소정 양태에서, 본 개시는 조직 샘플과 같은 샘플의 최소 침습적 분자 평가를 위한 방법 및 장치를 제공한다. 특히, 상기 방법의 양태들은 조직의 수술(또는 생검) 동안의 다수의 조직 부위와 같은 잠재적인 자궁내막증 부위를 평가하는 데 사용될 수 있다. 이 기능을 통해 "실시간"으로 병든 조직(예를 들어, 자궁내막증이 있는 조직 부위)을 정확하게 식별할 수 있으므로 외과의는 주변의 정상 조직에 비해 병든 조직만 더 정확하게 치료할 수 있다. 특정 양태에서, 여기에 개시된 방법은 고정된 또는 분리된 부피의 용매를 조직 부위로 전달한 후, 상기 부위에서 액체 샘플을 수집하고, 질량 분석기에 의해 액체 샘플을 분석하는 것을 수반할 수 있다. 중요한 것은, 고압 스프레이로 적용되는 것이 아니라, 용매가 개별 액적으로 저압에서 적용된다는 것이다. 이러한 방법을 사용하면 평가되는 조직의 손상을 방지하면서 구별되는 조직 부위에서 샘플을 정확하게 수집할 수 있다. 수집된 샘플에서 생성된 질량 분석 프로파일을 통해 질병이 있는 조직과 정상 조직을 구분할 수 있다. 이 방법은 분자 변화(예를 들어, 조직 내의)를 매우 정확하게 매핑하기 위해 여러 관심 부위에서 반복될 수 있다. 중요한 것은, 이온화 소스(ionization source)를 사용하지 않고도 샘플의 프로파일을 구별할 수 있다는 것이다. 따라서, 구체예의 방법들이 이온화 소스와 함께 사용될 수 있지만, 이러한 소스의 사용은 요구되지 않는다. 이러한 방법론은 짧은 시간에 걸쳐 복수 개의 조직 부위를 평가할 수 있게 하여, 질병 대 정상 조직의 경계를 매우 정확하게 평가할 수 있다.

일부 양태에서, 구체예의 장치들에 사용된 재료(PDMS 및 PTFE) 및 용매(예를 들어, 물 단독 용매)는 생물학적으로 양립가능하여, 실시간 분석을 위한 수술에 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 장치가 매우 컴팩트할 수 있기 때문에, 손으로 휴대가능하고 최소 침습 수술 절차, 또는 비수술 절차에 사용할 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시는 최소 침습 수술에 사용하기 위해 조직에 고정된 또는 분리된 부피의 용매를 전달하기 위해 길이가 연장되고 보다 컴팩트해진 장치를 제공한다. 일부 양태에서, 이들 방법은 0.5 mm 내지 10.0 mm 내경 범위의(예를 들어, 약 1.0 내지 5.0; 1.0 내지 10.0; 2.0 내지 8.0; 또는 5.0 내지 10.0 mm의 내경을 갖는) 도관과 같은 다양한 폼 팩터(form factor)로 캡슐화 될 수 있다. 일부 양태서, 액체 샘플의 수집이 뒤따르는 고정된 또는 분리된 부피의 용매 전달 부위는 수술 부위와 같은 신체 내부일 수 있다. 일부 양태에서, 2개의 더 작은 도관은 멀티-루멘 카테터를 생성하기 위해 더 큰 제3의 도관에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 상기 멀티-루멘 카테터는 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상의 내강(luminal) 공간을 가질 수 있으며, 각각은 예를 들어 0.05 내지 5.0 mm; 0.1 내지 5.0mm; 0.25 내지 3.0mm; 또는 0.5mm 내지 10.0mm의 내경을 가질 수 있다. 상기 멀티-루멘 카테터는 주변 조직에 대한 불필요한 손상을 피하면서, 수술 중 신체 내부 샘플 조직의 분석을 위해 질량 분석 장치에 부착될 수 있다.

일부 양태에서, 상기 장치는 최소 침습 수술 또는 내시경 절차에서 캐뉼러 또는 카테터를 통해 사용되거나 바늘 유도장치(needle guide) 또는 생검 유도장치(biopsy guide)를 통한 비-수술 절차에서 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 본 개시는 로봇 수술 시스템에 통합되어 인체 공간(cavity)의 여러 영역이 신속하게 샘플링되고 분석될 수 있도록 할 수 있다. 일부 양태에서, 상기 장치는 분자 서명 및 머신 러닝 알고리즘의 데이터베이스를 사용하여 조직을 분석하는 데 사용되어, 각 샘플링된 영역에 대한 실시간 진단을 가능하게 한다. 본 개시는 조직의 실시간 특성화 및 진단이 필요한 다양한 종양학 및 기타 외과적 개입, 예를 들어 자궁내막증에 사용될 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시는 최소 또는 비-침습적 절차 동안 프로브의 미세 조작을 위해 프로브에 대한 부착물을 제공한다. 예를 들어, 프로브에 대한 부착물은 핀(fin)일 수 있다. 일부 양태에서, 그러한 핀은 프로브와 동일한 재료로 구성될 수 있다. 어떤 경우에는, 핀이 PDMS로 구성된다. 핀은 일부 양태에서 사출 성형 공정에 의해 형성되거나 3D 프린팅될 수 있다. 일부 양태에서, 본 개시는 복강경 절차 동안 프로브를 조작하기 위해 프로브 외부에서 프로브를 파지(grasp)하기 위한 장치를 포함한다. 상기 파지 장치는 프로브를 유지, 회전, 또는 이동하는 데 사용될 수 있으며, 또는 프로브를 이동 또는 회전시키기 위해 프로브에 부착된 핀을 파지할 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시는 복강경 수술 절차 동안 물 및 질소 기체를 증착(deposit)시키기 위한 오목한 포트(port)를 갖는 멀티-루멘 카테터를 사용하여 저장소를 유지한다. 멀티-루멘 카테터는, 예를 들어 당업계에 잘 알려진 멀티-루멘 압출(extrusion)을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 카테터는 모든 캐뉼러에 사용할 수 있다. 가장 일반적으로 사용되는 캐뉼러는 직경 5mm 및 10mm이며, 일반적으로 복강경 수술에 사용된다.

일부 양태에서, 본 개시는 내시경 검사 동안 프로브를 조작하기 위한 도구, 장치 및 방법을 제공한다. 예를 들어, 멀티-루멘 튜브는 분석하는 동안 조직 표면에 프로브를 부착하기 위해 외부 진공 소스와 함께 사용될 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시는 최소 침습 수술 장치의 오리피스(orifice)를 폐색(occulude)하는 셔터 시스템을 제공한다. 일부 양태에서, 이 셔터 시스템은 장치 내에 통합되거나 장치에 별도로 추가되는 카테터 풍선일 수 있다. 상기 셔터 또는 풍선은 프로브 팁을 닫아 환자에게 카테터를 삽입할 때 원치 않는 생물학적 물질이 내강 및 튜브를 포함하는 장치에 들어가는 것을 방지할 수 있다. 상기 셔터 또는 풍선은 분석이 시작된 후 내인성 생물학적 유체가 질량 분석기에 들어가는 것을 허용하지 않아 결과가 오염되는 것을 방지할 수 있다. 마지막으로, 상기 셔터나 풍선을 닫으면 과도한 질소 기체와 물이 체내로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 최소 침습 수술을 위한 연장된 프로브와 프로브 팁에 대한 폐쇄 기술을 포함하면 신호 획득에 영향을 미칠 수 있는 수술 중 내부 장기 움직임 및 장기 시스템의 예측할 수 없고 종종 요란한 본성을 완화시킬 수 있다. 풍선 기술은 튜브를 통한 용매 및 기체 움직임을 제어하기 위해 핀치 밸브를 대신하여 또는 추가로 장치의 다른 영역에서도 사용할 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시는 로봇 조작과 함께 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 본 개시의 기술은 보조제품(accessory) 포트를 통해, 또는 로봇 팔을 통해 현대 수술실에 통합될 수 있다. 이러한 장치들은 Intuitive Surgical da Vinci 로봇 수술 시스템과 같은 로봇 시스템에 통합될 수 있다. 본 개시의 장치는 로봇 시스템에서 자체 전용 팔을 가질 수 있거나, "핀"을 프로브에 통합함으로써 로봇 파지기(grasper)에 의해 처리될 수 있다. 더 작고 더 큰 직경은 기존의 카테터, 캐뉼러 및 바늘/생검 유도장치에 결합하는 데 사용할 수도 있다.

일부 양태에서, 추적 프로브는 조직 샘플이 분석된 위치를 표시하고 기록하여 수술 중 또는 다른 방식으로 샘플링 지점을 위치화하는 데 있어 외과의를 더 잘 돕기 위해 이 장치와 통합될 수 있다. 예를 들어, 수술 중의 초음파 동안, 샘플링할 때 프로브를 표시하기 위해 장치의 초음파 방출기가 사용될 수 있다. 상기 프로브는 Biosense Webster Carto 시스템과 같은 무선 주파수 기술에 기반한 추적 장치와 통합될 수 있다. 이 경우, 상기 프로브는 수술 중 초음파(US)/컴퓨터 단층촬영(CT)/자기공명 영상(MRI)/광간섭 단층촬영(OCT)과 같은 다양한 이미징 방식에서 장치/샘플링 위치를 표시할 수 있다. 추가적으로, 형광 이미징 및 분자 염료를 사용하여 분석 영역을 추적하고 차트를 작성하여 2차원 또는 3차원 공간 이미징을 제공할 수 있다. 더 간단하게, 프로브 팁은 분석된 영역을 추적하기 위해 조직에 스탬핑되는 외과용 염료로 코팅될 수 있다. 또 다른 추적 접근 방식은 공간 위치가 추적될 수 있도록 RF 방출기를 프로브에 통합하는 것이다.

일부 양태에서, 본 개시의 프로브는 생체내 및 실시간으로 포괄적이고 최종적인 진단적 분자 정보를 제공함으로써 최소 침습적 외과적 개입 동안 외과의 및 의료 전문가를 지원하는 데 사용될 수 있으며, 반드시 환자의 고유한 생체 조직에 대한 손상 또는 변경을 야기하는 것은 아니다. 휴대용 MasSpec Pen은 비-복강경/내시경 수술 절차 동안 이를 수행할 수 있는 능력을 입증했다(미국 특허 출원 번호 15/692,167 전체가 여기에 참조로서 통합됨). 휴대용 MasSpec Pen과 유사하게, 본 개시는 조직(신선한 것, 동결된 것, 절편, 생검) 또는 병리학자가 검사할 수 있는 기타 임상 시료의 생체외 분석에 적합하고, 좁고 공간적으로 제한된 영역(동물, 식물, 폭발물, 약물, 등)에서 직접적인 분석이 필요한 주어진 샘플의 화학 분석에 사용될 수 있다. 유방, 신장, 림프절, 갑상선, 난소, 췌장 및 뇌 조직을 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 조직 유형도 분석할 수 있다.

일부 양태에서, 본 개시의 프로브는 질병의 치료를 위한 수술 기구와 함께 사용될 수 있다. 레이저 절제 도구, 소작(cauterization) 또는 전기소작(electrocauterization)을 위한 도구, 또는 메스(scalpel)와 같은 조직을 수동으로 절제하기 위한 도구를 포함하지만 이에 국한되지 않는 다양한 수술 도구를 사용하여 세포 또는 조직을 잘라내거나(excise) 제거(ablate)할 수 있다.

이와 같이, 인체 공간의 많은 영역이 수술하는 동안 신속하게 샘플링되고 분석될 수 있다(예를 들어, 분자 서명 및 기계 학습 알고리즘의 데이터베이스를 사용하여). 따라서, 각 샘플링 영역에 대한 진단 결과를 실시간으로 제공할 수 있다. 이러한 방법에 사용하기 위한 예시적인 장치들을 아래에서 자세히 설명하였다.

구체예의 장치의 예시적인 특징

셔터 시스템

일부 양태에서, 구체예의 장치는 오리피스를 폐색할 수 있고, 저장소와 조직 사이를 구분시키는 셔터 시스템을 더 포함한다. 예를 들어, 상기 셔터 시스템은 액적이 3초 동안 정지한 후 그리고 액적이 질량 분석기로 전송되기 전에 활성화될 수 있다. 그 이유 중 하나는 어떠한 생물학적 물질도 질량 분석기에 도달하여 기기에 손상을 야기하지 않도록 하기 위함이다. 상기 셔터는 조리개, 기계적 폐쇄, 게이트 또는 타프나드가 될 수 있다. 셔터의 추가적인 디자인은 조직으로부터 장치의 외부를 밀봉하는 풍선 메커니즘이다. 상기 풍선은 도관의 원위 단부, 예를 들어 펜 또는 프로브에 수직으로 위치할 수 있다. 활성화되면, 풍선이 팽창하여 조직 방향으로 저장소를 채운다. 이것은 최소한 3가지를 수행한다: 먼저 팽창된 풍선을 사용하여 펜 팁을 조직에서 부드럽게 들어올려 조직에 손상이 없도록 한다. 이는 분석된 조직이 '정상'으로 결정되는 경우 프로브가 비파괴적이고 및 생체 적합성을 유지하도록 하기 위한 것이다. 둘째로, 이는 저장소 내부에 있는 용매 액적을 밀봉하고 샘플링 윈도우 후 지질의 누출 또는 흡수를 방지한다. 셋째로, 이는 도관 끝에 씰(seal)을 생성하여 액적을 질량 분석기로 보다 효과적으로 전달할 수 있다.

카테터 시스템

프로브가 복강경/내시경 장치에 통합되는 일부 경우에, 저장소는 예를 들어 물과 질소 기체를 증착하기 위한 오목한 포트가 있는 멀티-루멘 카테터를 사용하는 것을 포함한다. 저장소는 또한 추출 기간 동안 물을 보유한다. 멀티-루멘 카테터는 예를 들어 당업계에 잘 알려진 멀티-루멘 압출을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 카테터는 복강경 수술을 위해 가장 일반적으로 5mm 및 10mm 직경의 캐뉼러에 사용할 수 있음이 입증되었다. 이 기술은 Intuitive Surgical da Vinci 로봇 수술 시스템과 같은 로봇 조작과 호환된다. 복강경/내시경 프로브는 보조제품 포트 또는 로봇 팔을 통해 현재의 수술실에 쉽게 통합된다. 더 작고 더 큰 직경은 기존의 카테터, 캐뉼러 및 바늘/생검 유도장치에 결합하는 데 사용할 수도 있다.

밸브 시스템

다른 양태에서, 구체예의 프로브 시스템은 추가적인 밸브를 통합할 수 있다. 예를 들어, 마이크로-솔레노이드 밸브는 각 도관, 예를 들어 샘플링 프로브의 원위 단부에 위치할 수 있다. 이들은 아두이노(Arduino), 마이크로 컨트롤러 또는 신호에 의해 개별적으로 제어된다. 어떤 경우에는 가치 연산이 자동화된다. 다른 경우에는 수동으로 제어할 수 있다. 일부 양태에서, 밸브들은 도관을 밀봉하는 용매 도관의 내벽에 위치한다. 따라서, 이러한 값을 사용하면, 샘플링 작업에 2개 또는 단 1개의 도관만 사용할 수 있다. 예를 들어, 전달 용매 도관 및 액적을 질량 분석기로 전달하는 반환 도관. 더 많은 제어를 위해 추가적인 마이크로 솔레노이드를 삽입할 수 있다. 예를 들어, 3개 또는 4개의 마이크로 솔레노이드가 구체예의 프로브에 포함될 수 있다.

추가 수술 시스템 특징

일부 양태에서, 의료 장치는 수동 제어를 유지하기 어려운 신체 부위로의 통과를 필요로 한다. 한 가지 해결책은 내시경 카테터를 사용하는 것이지만, 휴대용 장치에 비해 정확도가 떨어지는 경우가 많다. 추가 제어는 전통적인 메스를 갖춘 의사와 거의 같은 정도로, 때로는 보다 더 잘 기능할 수 있는 로봇 도구를 사용하여 달성할 수 있다. 구체예의 복강경/내시경 프로브의 추가 특징은 포셉(forceps), 로봇 도구 또는 복강경 파지기로 파지될 수 있는 '핀'이다. 이렇게 하면 해상도나 민감도를 저하시키지 않고도 프로브를 다양한 방식으로 사용할 수 있다. 일부 양태에서, 핀 자체는 상기 도관에 평행하게 이어지는 도관의 외부로부터 점진적으로 경사진 돌출부이다. 파지 메커니즘에 추가 견인력을 제공하기 위해 질감이 나게 만들어진다.

다른 양태에서, 추적 프로브는 조직 샘플이 분석된 위치를 표시하고 기록하여 수술 중 또는 다른 방식으로 샘플링 지점을 위치화하는 데 있어 외과의를 더 잘 보조하기 위해 이 장치와 통합될 수 있다. 수술 중 초음파의 경우, 샘플링할 때 프로브를 표시하기 위해 장치의 초음파 방출기가 사용될 수 있다. 대안적으로, 상기 프로브는 예를 들어 Biosense Webster Carto 시스템과 같은 무선 주파수 기술을 기반으로 하는 추적 장치와 통합될 수 있다. 이 접근 방식을 통해 프로브는 수술 중 초음파(미국)/컴퓨터 단층 촬영(CT)/자기 공명 영상(MRI)/광간섭 단층 촬영(OCT)과 같은 다양한 영상 방식에서 장치/샘플링 위치를 표시한다.

일부 다른 양태에서, 구체예의 프로브에 의해 평가되는 조직 부위가 표시될 수 있다. 예를 들어, 자궁내막 세포와 정상 세포에 의해 흡수되는 염료는 프로브가 위치한 곳을 표시한다. 일부 양태에서, 화학 염료는 카테터 내의 추가 도관을 사용하거나 멀티루멘 카테터를 사용하여 전달될 수 있다. 추적 염료의 대안적 전달은 조직을 분석하는 데 사용하는 용매에 이를 용해시키는 것이다. 예를 들어, 용매 내에서 염료를 사용하는 한 가지 이점은 주변 영역 대신, 조직 샘플을 채취한 곳과 직접적으로 연관성이 있다는 것이다. 물론 이러한 양태에서, 화학 염료는 질량 스펙트럼에 존재하며 샘플의 생체 분자와 구별되어야 한다. 일부 양태에서, 염료를 가시적으로 만드는 것이 유용할 수 있다(예를 들어, 흰색 수술실 조명 하에서). 다른 양태에서, 상기 염료는 형광 염료일 수 있다. 또 다른 양태에서, 펜 팁은 외과용 염료로 코팅될 수 있으며, 그런 다음 분석된 영역을 추적하기 위해 조직에 스탬핑된다. 마찬가지로, 위에서 논의한 바와 같이, 추적 접근 방식을 사용하여 분석된 조직 부위를 가상으로 매핑할 수 있다. 예를 들어, RF 방출기는 공간 위치를 추적할 수 있도록 프로브에 통합될 수 있다. 따라서, 일부 양태에서 염료(또는 프로브 추적)를 사용하여 분석된 조직 영역을 추적할 수 있다. 일부 양태에서, 분석된 조직은 2차원 및 3차원 공간 영상화를 제공하도록 차트화될 수 있다.

다른 양태에서, 프로브 시스템은 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어 필터는 생물학적 조직이 도관으로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 필터 메쉬 시스템은 작은 조직체, 단백질 응집체, 또는 응고된 세포 클러스터가 들어가는 것을 방지하기 위해 장치 내에 통합될 수 있다. 이 메쉬는 입구에 배치되어 조직과 접촉하거나, 조직 접촉이 발생하지 않도록 프로브 내에서 더 높게 위치할 수 있다. 일부 양태에서, 이러한 필터 메쉬는 약 1.0, 0.5, 0.25 또는 0.1mm 미만의 평균 구멍 크기를 포함한다. 고체 물질은 질량 분석기를 손상시킬 수 있으므로, 이러한 필터 시스템은 감지된 신호에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 기구 수명을 늘릴 수 있다.

또 다른 양태에서, 구체예의 내시경/복강경 프로브는 마이크로컨트롤러, 사용자 인터페이스, 및/또는 적절한 소프트웨어에 의해 작동할 관련 하드웨어와 통합된다.

일부 다른 경우에서, 사용자에게 시각적 피드백을 제공하기 위해, 예를 들어 프로브가 샘플링할 준비가 되었는지, 샘플링 하는 프로세스 중에 있는지, 또는 교체/수리가 필요한지를 나타내기 위해 LED와 같은 조명이 통합될 것이다. 또한 음향 피드백도 예를 들어, 장치가 프로세스의 어떤 단계에 있는지 사용자에게 알리기 위해 사용될 수 있다(예를 들어, 물리적 신호는 복강경 검사에서 사용할 수 없기 때문에). 사용자 인터페이스 시스템은 또한 발 페달과 프로브 하우징의 버튼에서와 같이 장치와 통합될 수 있다.

분석 방법론

일부 양태에서, 본 개시는 병든 조직(예를 들어, 종양 조직)의 존재를 결정하거나 질량 분석 프로파일의 특정 패턴을 식별함으로써 생물학적 시료의 분자 서명을 검출하는 방법을 제공한다. 분석을 위한 생물학적 시료은 생물학적 분자 또는 유기체와 접촉한 동물, 식물 또는 모든 물질(생물 또는 무생물)에서 얻을 수 있다. 생물학적 시료는 생체 내(예를 들어, 수술 도중) 또는 생체 외 샘플일 수 있다.

구체예의 방법에 의해 얻어진 프로파일은 예를 들어 분석된 생물학적 시료 또는 조직 부위로부터의 단백질, 대사산물, 또는 지질에 상응할 수 있다. 이러한 패턴은 질량 분석기를 사용하여 특정 이온의 존재를 측정하여 결정할 수 있다. 이 장치에 결합될 수 있는 이온화 방법의 일부 비-제한적 예에는 화학적 이온화, 레이저 이온화, 대기압 화학 이온화, 전자 이온화, 고속 원자 충격, 전자분무 이온화, 열 이온화가 포함된다. 추가적인 이온화 방법에는 유도 결합 플라즈마 소스, 광이온화, 글로우 방전, 필드 탈착, 열 분무, 실리콘 탈착/이온화, 실시간 직접 분석, 2차 이온 질량 분석, 스파크 이온화 및 열 이온화가 포함된다.

특히, 본 방법은 주위 이온화 소스 또는 추출 주위 이온화 소스와 같은 질량 스펙트럼 데이터를 얻기 위한 방법에 적용되거나 결합될 수 있다. 추출 주위 이온화 소스는 이 경우, 액체 추출 프로세스에 이어 이온화가 동적으로 수행되는 방법이다. 추출 주위 이온화 소스의 일부 비제한적인 예들은 AFADESI(기류 보조 탈착 전자분무 이온화), DART(실시간 직접 분석), DESI(탈착 전자분무 이온화), DICE(전하 교환에 의한 탈착 이온화), 전극 보조 탈착 전기분무 이온화(EADESI), 전기분무 레이저 탈착 이온화(ELDI), 정전기 스프레이 이온화(ESTASI), 제트 탈착 전기분무 이온화(JeDI), 레이저 보조 탈착 전기분무 이온화(LADESI), 레이저 탈착 전기분무 이온화(LDESI), 매트릭스 보조 레이저 탈착 전자분무 이온화(MALDESI), 나노분무 탈착 전자분무 이온화(nano-DESI), 또는 투과 모드 탈착 전자분무 이온화(TM-DESI)를 포함한다.

많은 질량 분석 방법과 마찬가지로, 이온화 효율은 용매 구성성분, pH, 기체 유속, 인가 전압, 및 샘플 용액의 이온화에 영향을 미치는 기타 측면과 같은 수집 또는 용매 조건을 수정하여 최적화할 수 있다. 특히, 본 방법은 인간 문제와 양립할 수 있는 용매 또는 용액의 사용을 고려한다. 이온화 용매로 사용될 수 있는 용매의 일부 비-제한적인 예는 물, 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, 산 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 구체예에서, 상기 방법은 아세토니트릴 및 디메틸포름아미드의 혼합물을 고려한다. 아세토니트릴 및 디메틸포름아미드의 양은 시료에서 분석물의 추출을 향상시킬 뿐만 아니라 시료의 이온화 및 휘발성을 증가시키기 위해 변경될 수 있다. 일부 구체예에서, 조성물은 약 5:1(v/v) 디메틸포름아미드:아세토니트릴 내지 약 1:5(v/v) 디메틸포름아미드:아세토니트릴, 예컨대 1:1(v/v) 디메틸포름아미드:아세토니트릴을 함유한다. 그러나, 예시적인 구체예에서, 구체예에 따라 사용하기 위한 용매는 멸균수 또는 완충된 수용액과 같은 약제학적으로 허용되는 용매이다.

실시예

하기 실시예는 본 개시의 예시적인 구체예를 설명하기 위해 포함된다. 당업자는, 본 개시에 비추어, 예시적인 실시예에서 많은 변경이 행해질 수 있고 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여전히 비슷하거나 유사한 결과를 얻을 수 있음을 인식해야 한다.

실시예 1 - 외과적 절제를 돕기 위해 복강경 MasSpec 펜을 사용한 자궁내막증의 분자 분석

자궁내막증은 전형적으로 자궁 외부 자궁내막 조직의 무절제한 성장을 수반한다. 자궁내막증은 가임기 여성의 약 10%에서 이환되어 있다. 증상에는 골반 통증, 복부 팽창 및 불임이 포함될 수 있다. 현재, 자궁내막증의 원인과 발병기전은 불분명하고 질병 진단이 가능한 것으로 밝혀진 바이오마커도 입증된 바 없다. 일반적으로, 가장 좋은 치료 옵션은 복강경으로 자궁내막증 병변을 제거하는 것이지만, 환자들의 ~50%는 5년 이내에 병변이 재발한다. 현재 자궁내막증 진단 절차는 일반적으로 골반 검사, 초음파, 및/또는 MRI를 받은 후 시험적 수술(exploratory surgery) 및 포르말린 고정 파라핀 포매(FFPE) 절편 분석을 받는 비-특이적 증상을 가진 환자를 포함한다. 자궁내막증의 진단은 헤모시데린, 자궁내막 기질, 및/또는 자궁내막샘과 같은 조직학적 특징을 관찰하여 확인할 수 있다. 치료에는 호르몬 치료 및/또는 절제 수술이 포함될 수 있다. 그러나, 불완전한 절제는 질병의 재발을 유발할 수 있지만 동시에 건강한 조직을 보존하기 위해 각별한 주의를 기울여야 한다.

자궁내막증의 육안 해부학(gross anatomy)은 절제를 더욱 복잡하게 만든다. 자궁내막증 병변은 다양한 모양을 가질 수 있으며, 그 중 일부는 비전문가의 눈으로 식별하기 어려울 수 있다. 자궁내막증은 전문 외과의라도 제거하기 어려운 "보이지 않는" 미세한 병변으로 나타날 수 있다. 따라서, 자궁내막증 병변의 생체내 검출을 위한 방법은 바람직하고 수술 중 자궁내막증의 보다 확실한 진단을 제공할 수 있으며, 시험적 수술 동안 건강한 인접 구조를 피하면서 보다 완전한 절제를 가능하게 한다.

자궁내막증의 질량 스펙트럼 특성화 특징은 더 적은 양의 락테이트, 글루코네이트 및 아라키돈산 질량 피크 및 증가된 양의 아스코르브산, 올레산 및 글리세로포스포세린 질량 피크를 포함한다. 작은 자궁내막증 병변, 잘못 분류된 정상 샘플 20개 중 16개는 연조직에서 추출되었으며, 연조직에 묻힌 42개 자궁내막증 병변 중 34개는 2.7mm 저장소 팁으로 자궁내막증 병변을 과도하게 샘플링한 것을 반영한다.

또한, MasSpec 펜의 용도를 복강경 환경으로 전환하기 위해, 펜은 추가 수정을 거쳤다. MasSpec Pen tip의 초기 크기는 12mm였으며, 장치는 손으로 조작되었고, 주로 N₂ 환경에서 작업을 수행하였다. 복강경 용도를 위해 복강경 투관침(~8mm)에 맞도록 팁의 크기를 줄여 펜이 수정되었으며, 상기 장치는 복강경 기구를 사용하여 조작하도록 수정되었고, 주로 CO₂ 환경에서 작동하도록 설계되었다. 수정된 MasSpec Pen은 생체 내에서 복강경으로 테스트되었다. 수정된 펜은 드롭-인 프로브로 외과용 투관침에 삽입될 수 있고, 다양한 디자인의 외과용 포셉으로 조작될 수 있으며, 복강경 사용으로 분석 위치를 시각화할 수 있다. N₂ 환경 대 CO₂ 환경에서 질량 스펙트럼 데이터의 차이가 조사되었다.

도 1은 예시적인 시스템 (100)의 개략도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 예시적인 시스템 (100)은 컴퓨터 시스템 (102), 샘플링 프로브 (104), 제어 시스템 (106), 및 질량 분석기 (108)를 포함한다. 일부 구현에서, 상기 예시적인 시스템 (100)은 질적 및 정량적으로 조직을 분석 및 자궁내막증을 식별하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 예시적인 시스템 (100)은 추가의 또는 상이한 구성요소들을 포함할 수 있고, 상기 구성요소들은 나타낸 바와 같이 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다.

도 1에 나타낸 실시예에서, 컴퓨터 시스템 (102)은 프로세서 (120), 메모리 (122), 통신 인터페이스 (128), 디스플레이 장치 (130), 및 입력 장치 (132)를 포함한다. 일부 구현에서, 상기 컴퓨터 시스템 (102)는 추가적인 구성요소, 예컨대, 예를 들어, 입력/출력 제어기, 통신 링크, 전원, 등을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 제어 시스템 (106), 및 질량 분석기 (108)의 작동 파라미터를 제어하고 이로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 액체 용매를 샘플링 프로브에 전달하고, 현탁 세포 및/또는 추출된 분자를 운반하는 액체 용매를 세포로부터 추출함으로써 액체 샘플을 얻기 위해 제어 시스템 (106)을 제어하는데 사용될 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 질량 분석 데이터를 획득하기 위해 액체 샘플에 대한 조직 분석을 수행하기 위해 질량 분석기 (108)를 작동시키는 데 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 도 2, 3, 및 4와 관련하여 설명된 시스템들 및 프로세스들의 하나 이상의 양태를 구현하기 위해, 또는 다른 유형의 작업을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 제어 시스템 (106)과 연관되어 특정 제어 기능을 제어 시스템 (106)에 제공하는 별도의 제어 유닛을 포함한다.

일부 구현에서, 컴퓨터 시스템 (102)은 단일 컴퓨팅 장치, 또는 예시적인 시스템 (100)의 나머지 부분(예를 들어, 제어 시스템 (106) 및 질량 분석기 (108)에 근접하여 작동하는 다중 컴퓨터를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 컴퓨터 시스템 (102)은 통신 네트워크, 예를 들어, 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 인터 네트워크(예를 들어, 인터넷), 위성 링크를 포함하는 네트워크, 및 동등 계층간 통신망(예를 들어, 애드혹 동등 계층간 통신망)을 통해 통신 인터페이스 (128)를 통하여 예시적인 시스템 (100)의 나머지 부분과 통신할 수 있다.

일부 구현에서, 샘플링 프로브 (104)는 전달 튜브를 통해 제어 시스템 (106) 및 질량 분석기 (108)와의 유체 연통을 제공하도록 구성될 수 있다. 작동의 일부 양태에서, 상기 샘플링 프로브 (104)는 제어 시스템 (106)으로부터 액체 용매를 수용하고, 상기 액체 용매를 자궁내막증 조직이 있는 조직 부위로 유도하고, 현탁 세포 및/또는 추출된 분자를 포함하는 액체 용매의 적어도 일부를 추출함으로써 액체 샘플을 얻고, 상기 액체 샘플을 질량 분석기 (108)로 유도한다. 일부 구현에서, 상기 샘플링 프로브 (104)는 다중 내부 액체/기체 채널 및 내부 저장소, 예를 들어 도 3에 나타낸 바와 같은 또는 다른 방식의 채널 (312), (314), (316) 및 내부 저장소 (318)를 포함할 수 있는 프로브 팁을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 샘플링 프로브 (104)는 생물학적으로 양립가능하고 측정 중인 화학적 화합물에 내성인 합성 폴리머와 같은 재료로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 샘플링 프로브 (104)는 도 2-3 또는 다른 방식의 샘플링 프로브 (202), (300)로서 구현될 수 있다.

예시적인 제어 시스템 (106)은 상기 시스템 (100)에서 유체의 이동을 제어한다. 일부 구현에서, 상기 제어 시스템 (106)은 기계적 펌핑 시스템 및 하나 이상의 기계적 밸브를 포함한다. 일부 예에서, 기계적 펌핑 시스템은 컴퓨터 시스템 (102)에 의해 제어되는 기계적 펌프를 포함하며, 이는 샘플링 프로브 (104)의 내부 저장소에 액체 용매의 고정밀, 미세유체 분배를 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 액체 용매 멸균수, 알코올의 일 유형, 내부 표준, 또는 조합을 포함할 수 있는 극성 또는 비극성일 수 있다. 일부 구현에서, 상기 제어 시스템 (106)은 도 2에 나타낸 바와 같은 제어 시스템 (210) 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다. 일부 예에서, 상기 제어 시스템 (106)의 제어 유닛(예를 들어, 통합 MS 인터페이스 (214))은 기계적 펌핑 시스템 및 하나 이상의 기계적 밸브를 제어함으로써 샘플링 프로세스를 트리거 및 제어하도록 구성될 수 있다. 동시에, 상기 제어 시스템 (106)의 제어 유닛은 질량 분석기 (108)에 의한 데이터 수집 프로세스를 트리거하도록 구성될 수 있다.

일부 구현에서, 상기 예시적인 시스템 (100)은 이온화 시스템을 포함할 수 있다. 소정 예에서, 액체 샘플은 이온화되어 질량 분석기 (108)로 전달될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 질량 분석기 (108)는 질량대 전하비(m/z)에 따라 분자를 분리하고 식별하도록 구성된 질량 선택기(mass selector) 및 질량 분석기(mass analyzer)를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 질량 분석기 (108)는 질량 스펙트럼 세트(예를 들어, 대전된 분자의 상대적 존재비 대 m/z 비율 플롯)를 컴퓨터 시스템 (102)에 출력할 수 있으며, 이는 메모리 (122)에 저장될 수 있고, 프로그램 (126)을 수행함으로서 분석될 수 있고 결과는 디스플레이 130에 추가로 표시될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 질량 분석기 (108)는 도 2에 나타낸 질량 분석기 (220) 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다.

일부 구현에서, 본 명세서에 설명된 프로세스 및 논리 흐름 중 일부는 예를 들어, 하나 이상의 프로그래밍 가능한 프로세서, 예를 들어 프로세서 (120)에 의해 자동으로 수행될 수 있고, 입력 데이터에 대해 동작하고 출력을 생성함으로써 액션을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 예를 들어, 상기 프로세서 (120)는 스크립트, 기능, 실행 파일, 또는 프로그램 (126)에 포함된 다른 모듈을 실행하거나 해석함으로써 상기 프로그램 (126)을 실행할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 프로세서 (120)은 하나 이상의 설명된 동작, 예를 들어 도 4와 관련된 것을 수행할 수 있다.

일부 구현에서, 상기 프로세서 (120)는, 예시로서, 프로그램가능한 데이터 프로세서, 칩 상의 시스템, 또는 전술한 것들의 복수 개, 또는 조합들을 포함하는, 데이터를 처리하기 위한 다양한 종류의 기기, 장치, 및 기계들을 포함할 수 있다. 소정 예에서, 상기 프로세서 (120)는 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 아두이노 보드, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 또는 딥러닝 알고리즘을 실행하기 위한 GPU(Graphics Processing Unit)를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 프로세서 (120)는 하드웨어 이외에, 해당 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제, 크로스-플랫폼 런타임 환경, 가상 머신, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 프로세서 (120)는 예시로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 프로세서를 포함할 수 있다.

일부 구현에서, 프로세서 (120)는 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서, 및 임의의 종류의 양자(quantum) 또는 고전(classic) 컴퓨터의 프로세서를 모두 포함할 수 있다. 일반적으로, 프로세서 (120)는 읽기-전용 메모리 또는 랜덤-액세스 메모리 또는 둘 다, 예컨대 메모리(122)로부터 명령 및 데이터를 수신한다. 일부 구현에서, 상기 메모리 (122)는 한 예로서 반도체 메모리 장치(예를 들어, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 장치 등), 자기 디스크(예를 들어, 내부 하드 디스크, 이동식 디스크 등), 광자기 디스크, CD ROM 및 DVD-ROM 디스크를 포함하는 모든 형태의 비휘발성 메모리, 미디어 및 메모리 장치를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 상기 프로세서 (120) 및 상기 메모리 (122)는 특수 목적 논리 회로에 의해 보완되거나 통합될 수 있다.

일부 구현에서, 메모리 (122)에 저장된 데이터 (124)는 동작 파라미터, 표준 참조 데이터베이스 및 출력 데이터를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 표준 참조 데이터베이스는 질량 스펙트럼 참조 라이브러리를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 출력 데이터에는 질량 분석 데이터 및 통계 분석 결과가 포함될 수 있다. 일부 구현에서, 프로그램 (126)은 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트, 프로그램, 기능, 실행 파일, 또는 프로세서 (120)에 의해 해석되거나 실행되는 다른 모듈을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 프로그램 (126)은 샘플링 프로브에 용매를 전달하고, 샘플링 프로브에서 액체 샘플을 수집하고, 상기 액체 샘플에 대해 질량 분석을 수행하기 위한 기계-판독 가능한 명령을 포함한다. 일부 예에서, 프로그램 (126)은 메모리 (122), 다른 로컬 소스, 또는 하나 이상의 원격 소스(예를 들어, 통신 링크를 통해)로부터 입력 데이터를 얻을 수 있다. 일부 예에서, 프로그램 (126)은 출력 데이터를 생성하고 상기 출력 데이터를 메모리 (122), 다른 로컬 매체, 또는 하나 이상의 원격 장치에 저장할 수 있다(예를 들어, 통신 네트워크 (106)를 통해 출력 데이터를 전송함으로써). 일부 예에서, 프로그램 (126)(소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려짐)은 컴파일드(compiled) 또는 인터프리티드(interpreted) 언어, 선언형(declarative) 또는 절차적(procedural) 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 프로그램 (126)은 컴퓨터 시스템 (102) 상에서 실행되도록 배포(deploy)될 수 있다.

일부 구현에서, 통신 인터페이스 (128)는 임의의 유형의 통신 채널, 커넥터, 데이터 통신 네트워크, 또는 다른 링크를 포함할 수 있는 통신 네트워크에 연결될 수 있다. 일부 예에서, 상기 통신 인터페이스 (128)는 다른 시스템 또는 장치와의 통신을 제공할 수 있다. 일부 예에서, 상기 통신 인터페이스 (128)는 무엇보다도 예를 들어, 블루투스, Wi-Fi, 근거리 무선 통신(NFC), GSM 음성 통화, SMS, EMS, 또는 MMS 메시징, 무선 표준(예를 들어, CDMA, TDMA, PDC, WCDMA, CDMA2000, GPRS)과 같은 다양한 무선 프로토콜 하에서 무선 통신을 제공하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 그러한 통신은 예를 들어 무선 트랜시버(radio-frequency transceiver) 또는 다른 유형의 구성요소를 통해 발생할 수 있다. 일부 예에서, 상기 통신 인터페이스 (128)는 예를 들어 키보드, 포인팅 장치, 스캐너, 또는 예를 들어 네트워크 어댑터를 통한 스위치 또는 라우터와 같은 네트워킹 장치와 같은 하나 이상의 입력/출력 장치와 연결될 수 있는 무선 통신 인터페이스 (예를 들어, USB, 이더넷)를 포함할 수 있다.

일부 구현에서, 상기 통신 인터페이스 (128)는 입력 장치 및 출력 장치(예를 들어, 디스플레이 장치 (130), 입력 장치 (132), 또는 다른 장치들) 및 하나 이상의 통신 링크들에 결합될 수 있다. 나타낸 실시예에서, 상기 디스플레이 장치 (130)는 사용자 또는 다른 유형의 디스플레이 장치에 정보를 디스플레이하기 위한 컴퓨터 모니터이다. 일부 구현에서, 상기 입력 장치 (132)는 키보드, 포인팅 디바이스(예를 들어, 마우스, 트랙볼, 태블릿, 및 터치 감지 스크린), 또는 사용자가 컴퓨터 시스템 (102)에 입력을 제공할 수 있는 다른 유형의 입력 디바이스이다. 일부 예에서, 상기 컴퓨터 시스템 (102)은 다른 유형의 입력 장치, 출력 장치, 또는 둘 다(예를 들어, 마우스, 터치패드, 터치스크린, 마이크, 모션 센서 등)를 포함할 수 있다. 상기 입력 장치 및 출력 장치는 유선 링크(예를 들어, USB 등), 무선 링크(예를 들어, 블루투스, NFC, 적외선, 무선 주파수 등), 또는 다른 유형의 링크와 같은 통신 링크를 통해 아날로그 또는 디지털 형태의 데이터를 수신 및 전송할 수 있다.

일부 구현에서, 사용자와의 상호작용을 위해 다른 종류의 장치도 제공될 수 있다; 예를 들어, 사용자에게 제공되는 피드백은 시각적 피드백, 청각적 피드백 또는 촉각적 피드백과 같은 임의의 형태의 감각적 피드백일 수 있고; 사용자로부터의 입력은 음향, 음성 또는 촉각 입력을 포함한 모든 형태로 수신될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 프로브 (104)는 감지 프로세스를 시작, 방해, 재시작, 또는 종료하는 컨트롤러로 사용될 수 있는 제어 요소(예를 들어, 버튼, 발 페달, 등)를 포함할 수 있다(예를 들어, 도 2에 나타낸 발 페달 (216)). 일부 예에서, 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 사용자와 예시적인 시스템 (100) 사이의 상호작용을 제공하는 데 사용될 수 있다. 소정 예에서, GUI는 컴퓨터 시스템 (102)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템 (106)이 활성화되면(예를 들어, 도 2의 발 페달 (216)을 밟음으로써), 상기 GUI는 제어 시스템 (106)에 대한 샘플링 프로세스와 질량 분석기 (108)에 대한 조직 분석 프로세스를 동시에 시작할 수 있다. 예를 들어, 조직 분석 프로세스가 완료되면, GUI에서 분석 결과가 포함된 보고서를 출력 및 표시할 수 있다.

도 2는 예시적인 시스템 (200)의 양태를 나타내는 개략도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 시스템 (200)은 샘플링 프로브 (202), 제어 시스템 (210), 및 질량 분석기 (220)를 포함한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 샘플링 프로브 (202)는 전달 튜브 (206)를 통해 제어 시스템 (210)과 질량 분석기 (220) 사이에 결합된다. 일부 예에서, 상기 시스템 (200)은 추가의 또는 상이한 구성요소를 포함할 수 있고, 상기 구성요소는 나타낸 바와 같이 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다.

도 2에 나타낸 실시예와 같이, 샘플링 프로브 (202)는 하우징 (204A) 및 프로브 팁 (204B)을 포함한다. 일부 구현에서, 하우징 (204A)은 사용자 (208)에 의해 작동될 수 있는 휴대용 샘플링 프로브로 사용하기 위한 그립을 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 하우징 (204A)은 제어 요소, 예를 들어, 트리거 또는 버튼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어 요소는 샘플링 프로브 (202)를 통해 전달되는 액체 용매를 제어하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에, 제어 요소는 하우징 (204A)으로부터 분리될 수 있으며, 예를 들어 제어 시스템 (210)의 발 페달 (216)로서 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 제어 요소는 프로브 팁 (204B)을 배출하는 데 사용될 수 있는 메커니즘에 결합될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 샘플링 프로브 (202)는 생물학적으로 양립가능하고 측정 중인 화학적 화합물에 내성인 합성 폴리머와 같은 재료로 구성될 수 있다. 예를 들어, 샘플링 프로브 (202)를 위한 재료는 액체 샘플을 추출하고 질량 분석기 (220)로 운반하는 데 사용되는 다양한 액체 용매(예를 들어, 극성 또는 비극성)와 호환될 수 있다. 일부 예에서, 샘플링 프로브 (202)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 합성 폴리머는 폴리디메틸실록산(PDMS), 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 프로브 팁 (204B)은 하우징 (204A)과 동일한 재료, 상이한 재료 또는 상이한 조성을 사용할 수 있다.

일부 구현에서, 샘플링 프로브 (202)는 3D 프린팅 프로세스, 기계가공(machining) 프로세스, 또는 다른 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다. 일부 구현에서, 샘플링 프로브 (202)의 하우징 (204A)은 전달 튜브 (206) 및 프로브 팁 (204B)의 각각의 채널과 유체적으로 결합되는 2개의 내부 채널을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 전달 튜브 (206)는 액체 용매를 프로브 팁 (204B)에 공급하고 현탁 세포 및/또는 추출된 분자가 있는 액체 용매의 적어도 일부를 포함하는 액체 샘플을 프로브 팁 (204B)으로부터 질량 분석기 (220)로 전달한다. 샘플링 프로브 (202)는 또한 액체가, 예를 들어 사용 사이에 또는 다른 경우에 샘플링 프로브 (202)로부터 플러싱되는 것을 허용하는 기체 채널(예를 들어, 주변 분위기로부터 공기를 수용하는 개방 포트)을 포함할 수 있다.

일부 구현에서 프로브 팁 (204B)는 하우징 (204A)에서 분리될 수 있으며, 하우징 (204A)는 오염된 경우, 예를 들어 일정 횟수(예를 들어, 1회 이상)의 정기적인 사용 후 또는 서로 다른 샘플 사이를 전환할 때 폐기 및 교체될 수 있다. 일부 경우에, 프로브 팁 (204B)은 하우징 (204A)의 각각의 채널에 그리고 더 나아가 전달 튜브 (206)에 유체적으로 결합되는 내부 채널을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 프로브 팁 (204B)은 하우징 (204A)과 일체식 구조로 통합될 수 있다. 일부 구현에서, 프로브 팁 (204B)은 도 3에 나타낸 바와 같은 프로브 팁 (302)으로 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다.

일부 구현에서, 제어 시스템 (210)은 용매 용기 및 기계적 펌핑 시스템 (212)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 기계적 펌핑 시스템 (212)은 하나 이상의 기계적 펌프를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 기계식 펌프를 프로그래밍할 수 있다. 소정 예에서, 하나 이상의 기계적 펌프는 컴퓨터 시스템, 예를 들어 도 1의 컴퓨터 시스템 (102)에 의해 제어될 수 있다. 일부 구현에서, 기계식 펌프는 시린지 펌프, 연동식 펌프 또는 다른 유형의 펌프를 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 도 3에 나타낸 프로브 팁 (302)의 내부 저장소 (318)과 같이 용매 용기로부터 프로브 팁 (204B)으로 액체 용매의 고정밀, 미세유체 분배를 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 기계식 펌프 각각에는 서로 다른 유형의 액체 용매를 포함하는 별도의 용매 용기가 장착될 수 있다. 일부 예에서, 다른 유형의 액체 용매들이 선택하거나 혼합될 수 있다. 도 2에 나타낸 실시예에서, 용기(예를 들어, 시린지) 내의 액체 용매는 전달 튜브 (206)를 통해 샘플링 프로브 (202)로 전달된다. 일부 구현에서, 상기 제어 시스템 (210)은 예시적인 시스템의 설계, 예를 들어, 도 3에 나타낸 전달 튜브 (206)의 길이, 내부 저장소 (318)의 부피 및 액체 채널 (312), (314)의 직경에 따라, 제어된 부피의 액체 용매를 제어된 유량으로 샘플링 프로브 (202)에 공급할 수 있다.

도 2에 나타낸 실시예에서, 제어 시스템 (210)은 전달 튜브 (206) 상의 하나 이상의 밸브를 더 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 하나 이상의 밸브 각각은 전달 튜브 (206)에서 유체 흐름을 제어(예를 들어, 유체 흐름을 시작 또는 중지)하도록 구성된다. 일부 구현에서, 하나 이상의 밸브 각각은 컴퓨터 시스템, 예를 들어 도 1에 나타낸 컴퓨터 시스템 (102)에 의해 기계적으로 활성화되고 전기적으로 제어될 수 있다. 일부 예에서, 상기 하나 이상의 밸브는 핀치 밸브, 스퀴즈 밸브, 다른 유형의 밸브, 또는 조합을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 전달 튜브 (206) 상의 밸브는 질량 분석기 (220)에 대한 액체 샘플의 흡인(aspiration) 및 추출을 제어하기 위한 고속 작동 핀치 밸브이다. 일부 예에서, 제어 시스템 (210)은 통합된 질량 분석기 인터페이스 (214)와 통신 가능하게 결합된다. 일부 경우에, 상기 통합된 MS 인터페이스 (214)는 기계적 펌핑 시스템 (212) 및 하나 이상의 밸브의 움직임을 제어하기 위한 아두이노 보드를 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 통합된 MS 인터페이스 (214)는 발 페달 (216)을 눌러 활성화되고 발 페달 (216)을 해제하여 비활성화될 수 있다. 일부 예에서, 활성화되었을 때, 상기 통합된 MS 인터페이스 (214)는 또한 질량 분석기 (220)에 의해 수행되는 데이터 수집 프로세스를 개시할 수 있다.

일부 구현에서, 전달 튜브 (206)는 0.8 mm의 내경을 가질 수 있고 생체적합성 합성 폴리머, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 제조될 수 있다. 일부 구현에서, 전달 튜브 (206)는 기하학적 또는 공간적 제약 없이 작동자에 의해 샘플링 프로브 (202)의 자유로운 휴대용 사용을 허용하기 위해 1미터 이상(예를 들어, 약 1.5m)의 길이를 가질 수 있다.

일부 구현에서, 질량 분석기 (220)는 질량 선택기 및 질량 분석기를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 질량 선택기는 진공에서 전기장 및 자기장에서 하전된 입자의 역학에 기초한 질량대 전하(m/z) 비율에 따라 액체 샘플의 분자를 해리함으로써 조각 이온(fragment ions)을 분리할 수 있다. 질량 선택기는 조각 이온이 통과하는 자기장을 제공하는 자석 세트를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 질량 선택기는 자기장을 사용하여 조각 이온의 경로를 변경하여 이들을 전하와 질량에 따라 분리할 수 있다. 상기 질량 분석기는 조각 이온을 식별하기 위한 검출기를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 질량 분석기 (220)는 데이터 분석을 위해 질량 스펙트럼(또는 다른 형식의 질량 분석 데이터) 세트를 출력할 수 있다.

작동의 일부 양태에서, 예시적인 시스템 (200)은 액체 샘플을 수용하고 이온화하기 위한 이온화 시스템을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 이온화된 액체 샘플은 액체 용매, 현탁 세포 및/또는 세포로부터 추출된 분자로부터 해리된 분자의 조각 이온을 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 이온화된 액체 샘플은 이온화 시스템에서 나와 질량 분석기 (220)로 전달될 수 있다. 작동의 일부 양태에서, 상기 이온화된 액체 샘플은 질량 분석기 (220)에 의해 여과, 캡처 및 분석될 수 있다. 일부 구현에서, 질량 분석기에 도달하기 전, 상기 이온화된 액체 샘플은 수집되어 이온 광학 시스템에 전달될 수 있다. 일부 예에서, 상기 이온 광학 시스템은 이온화된 액체 샘플에서 중성 종들(neutral species)을 필터링하고, 이온이 통과하도록 하고, 질량 분석기 (220)의 오염을 제거하도록 구성될 수 있다.

도 3은 예시적인 시스템에서 샘플링 프로브 (300)의 양태를 나타내는 개략도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 샘플링 프로브 (300)는 프로브 팁 (302) 및 하우징 (304)을 포함한다. 예시적인 프로브 팁 (302)은 샘플 표면 (320)과 접촉하기 위해 사용되는 점점 가늘어지는(tapered) 원통형 형상의 하나의 맨드렐 단부 (306), 및 하우징 (304)의 수용 단부(receiving end)와 맞물리게 하기 위해 사용되는 하나의 원통형 단부 (308)를 포함한다. 일부 구현에서, 상기 원통형 단부 (308)는 하우징 (304)의 수용 단부와 밀폐 씰을 만들 수 있다. 일부 예에서, 프로브 팁 (302)은 추가 또는 상이한 구성요소를 포함할 수 있고, 상기 구성요소들은 나타낸 바와 같이 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다.

도 3의 프로브 팁 (302)의 단면도에 나타낸 바와 같이, 프로브 팁 (302)은 액체 공급 채널 (312), 액체 추출 채널 (314) 및 기체 채널 (316)을 포함하는 3개의 별개의 내부 채널(예를 들어, 도관)을 포함한다. 일부 구현에서, 상기 3개의 내부 채널 (312), (314), (316)은 하우징 (304)의 수용 단부에서 각각의 내부 채널 (나타내지 않음)과 정렬되어 전달 튜브와의 유체 연통을 제공한다. 일부 예에서, 상기 전달 튜브는 도 2에 나타낸 전달 튜브 (206) 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 3개의 내부 채널 (312), (314), (316)은 하우징 (304)을 통해 수용 단부의 반대쪽 말단에서 하우징 (304)의 수용 말단까지 연장되는 전달 튜브와 직접 결합될 수 있거나 액체와 기체의 흐름을 허용하기 위해 다른 방식으로 전달 튜브와 결합될 수 있다.

일부 구현에서, 하우징 (304)은 각각의 전달 튜브, 예를 들어, 전달 튜브 (206)를 통해 제어 시스템 및 질량 분석기와의 유체 연통을 제공하도록 구성된다. 소정 예에서, 상기 하우징 (304) 및 프로브 팁 (302)은 생물학적으로 적합한 합성 폴리머로 구성된다. 일부 구현에서, 상기 하우징 (304) 및 프로브 팁 (302)은 3D 프린팅 프로세스, 기계가공 프로세스, 또는 다른 유형의 제조 프로세스를 사용하여 제조될 수 있다.

도 3에 나타낸 실시예에서, 샘플 표면 (320)은 고체 기판의 표면이다. 예를 들어, 상기 샘플 표면 (320)은 유리 슬라이드, 페트리 접시, 또는 한천 플레이트일 수 있다. 일부 구현에서, 상기 샘플 표면 (320)은 내부 저장소 (318)로부터 액체 용매의 누출을 방지하기 위해 프로브 팁 (302)의 맨드렐 단부 (306)와 액체-밀폐(liquid-tight) 씰을 만들 수 있다. 일부 구현에서, 상기 샘플 표면 (320)은 조직 샘플의 표면, 또는 다른 유형의 생물학적 샘플일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 샘플 표면 (320)은 생체내 또는 생체외 조직 부위일 수 있다. 일부 경우에, 샘플링 프로브 (300)는 대상체의 조직 부위를 평가하기 위해 의료 절차 중에(예를 들어, 수술 중에) 사용된다. 수술 환경에서, 액체 용매는 물, 물과 혼합된 에탄올, 또는 다른 유형의 용매일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 샘플링 프로브 (300)는 수술 중에 노출된 조직 부위로부터 샘플을 수집할 수 있다. 조직 부위로부터 샘플링 프로브 (300)에 의해 획득된 세포 및 분자는 치료 또는 요법을 처방하는 데 사용될 수 있는 조직 샘플을 식별 및 분류하기 위해 질량 분석기에 의해 분석될 수 있다. 일부 경우에, 상기 샘플링 프로브 (300)는 조직 샘플이 자궁내막증 조직을 포함하는지 여부를 결정하거나, 자궁내막증 조직을 건강한 조직과 구별하거나, 절제 면(surgical margin)을 결정하거나, 또는 다른 목적을 위해 사용된다.

작동의 일부 양태에서, 액체 공급 채널 (312)은 외부 용기로부터 액체 용매를 수용하고, 액체 용매가 샘플과 직접 접촉할 수 있는 프로브 팁 (302)에서 내부 저장소 (318)로 액체 용매를 유도하며, 여기서 상기 액체 용매는 샘플 표면 (320)과 직접적으로 접촉할 수 있고, 내부 저장소 (318)의 적어도 일부를 액체 용매로 채울 수 있다. 액체 공급 채널 (312)은 프로브 팁 (302)에서 제1 내부 경로 332를 제공할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 액체 용매는 제어 시스템, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같은 기계적 펌핑 시스템 (212)의 일부로서 외부 용기로부터 수용될 수 있다.

일부 구현에서, 내부 저장소 (318)는 원통형 형상을 가질 수 있고 액체 공급 채널 (312)에 결합될 수 있다. 소정 예에서, 내부 저장소 (318)의 액체 공급 채널 (312)로부터 수용된 액체 용매는 샘플 표면 (320)과 직접적인 접촉을 만든다. 일부 예에서, 조직 샘플의 세포 중 적어도 일부는 현탁될 수 있고 세포의 분자들이 액체 용매로 추출될 수 있다. 일부 예에서, 내부 저장소 (318)의 직경 (322) 및 높이 (324)는 샘플 표면 (320)에 노출된 액체 용매의 부피 및 예시 시스템의 성능 측면, 예를 들어 공간 해상도, 검출 한계 및 정확도를 결정할 수 있다. 일부 예에서, 프로브 팁 (302)의 내부 저장소 (318)의 직경은 1.5 - 5.0 mm의 범위에 있을 수 있다. 예를 들어, 내부 저장소 (318)의 직경 (322)이 2.77mm이고 내부 저장소 (318)의 높이 (324)가 1.7mm인 경우, 내부 저장소 (318)에 포함된 액체 용매의 부피는 10 마이크로리터(μL)이다. 또 다른 예로, 내부 저장소 (318)의 직경이 1.5mm이고 높이 (324)가 2.5mm인 경우 내부 저장소 (318)에 수용되는 액체 용매의 부피는 4.4μL이다. 내부 저장소 (318)는 상이한 형상, 종횡비, 크기 또는 치수를 가질 수 있다.

일부 예에서, 액체 추출 채널 (314)은 프로브 팁 (302)에서 제2의 별개의 내부 경로 (334)를 제공한다. 작동의 일부 양태에서, 상기 액체 추출 채널 (314)은 내부 저장소 (318)로부터 현탁 세포 또는 추출된 분자를 운반하는 액체 용매의 적어도 일부를 추출함으로써 액체 샘플을 얻고, 상기 액체 샘플을 질량 분석기에 결합된 전달 튜브로 유도한다. 일부 구현에서, 내부 저장소 (318)로부터의 액체 샘플은 질량 분석기(예를 들어, 도 2에 나타낸 질량 분석기 (220))에 결합된 진공 펌프에 의해 추출될 수 있다. 일부 구현에서, 전달 튜브의 한쪽 말단에 생성된 낮은 압력은 액체 추출 채널 (314)을 통해 내부 저장소 (318)에서 질량 분석기로 액체 샘플을 구동하기 위한 액체 흡인을 용이하게 할 수 있다.

일부 구현에서, 기체 채널 (316)은 프로브 팁 (302)에서 제3의 별개의 내부 경로 (336)를 제공한다. 일부 경우에서, 기체 채널 (316)은 추출 중 샘플링 프로브 (300), 전달 튜브 및 제어 시스템의 붕괴를 방지하도록 구성된다. 일부 예에서, 기체 채널 (316)은 분위기(예를 들어, 공기)에 개방되어 있다. 일부 예에서, 액체 공급 채널 (312), 액체 추출 채널 (314) 및 기체 채널 (316)의 직경은 0.8mm와 동일할 수 있다. 기체 채널 (316)로부터의 기체는 액체를 액체 추출 채널 (314)에서 질량 분석기로 밀어내기 위해 사용될 수 있다.

도 4는 조직 분석을 위한 예시적인 프로세스 (400)를 도시하는 흐름도이다. 일부 구현에서, 예시적인 프로세스 (400)는 조직 샘플을 분석하는 데 사용되는 자동화된 프로세스일 수 있다. 예시적인 프로세스 (400)는 자궁내막증 조직의 정성적 및 정량적 식별 및 검출을 위해 사용될 수 있다. 예시적인 프로세스 (400)는, 예를 들어, 도 1-3에 나타낸 예시적인 시스템 또는 추가 또는 다른 구성요소를 갖는 다른 유형의 시스템에 의해 수행될 수 있다. 상기 예시적인 프로세스 (400)는 추가적인 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작을 포함하는 추가적인 또는 다른 동작을 포함할 수 있고, 동작들은 나타낸 순서로 또는 다른 순서로 수행될 수 있다. 일부 경우에, 상기 예시적인 프로세스 (400)의 동작은 결합, 중복 또는 달리 반복되거나 다른 방식으로 수행될 수 있다.

(402)에서, 액체 용매가 공급된다. 일부 구현에서, 상기 액체 용매는 생체내 또는 생체외 조직 샘플의 샘플 표면에 공급되어 세포를 현탁시키고 및/또는 세포로부터 분자를 추출할 수 있다. 일부 예에서, 상기 생체 외 조직 샘플은 냉동 상태로 유지되고 분석을 위해 실온에서 해동될 수 있다. 일부 예에서, 샘플링 프로브의 프로브 팁이 조직 샘플에 대해 배치된 후, 액체 용매가 제어된 부피 및 유속으로 샘플 표면에 공급된다. 일부 구현에서, 제어 시스템(예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같은 제어 시스템 (210))은 액체 용매를 입구에 내부 저장소가 있는 샘플링 프로브(예를 들어, 도 3에 나타낸 바와 같은 샘플링 프로브 (300))에 공급하는 데 사용될 수 있고, 여기서 액체 용매는 샘플 표면과 직접 접촉할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 제어 시스템은 컴퓨터 시스템(예를 들어, 도 1에 나타낸 컴퓨터 시스템 (102))에 의해 제어될 수 있다. 소정 예에서, 상기 액체 용매는 첫번째 기간 동안 샘플링 프로브의 내부 저장소로 전달될 수 있다. 예를 들어, 시린지 펌프는 10 μL의 액체 용매를 내부 저장소로 전달하는 데 사용될 수 있고 시린지 펌프는 300 μL/min의 유속으로 액체 용매 전달을 수행하는 데 2초가 걸릴 수 있다.

(404)에서, 액체 샘플이 형성된다. 일부 구현에서, 샘플링 프로브의 내부 저장소로 전달된 후의 액체 용매는 샘플 표면의 적어도 일부와 상호작용하여 조직 샘플에서 세포의 적어도 일부가 현탁되고 분자들이 세포로부터 액체 용매로 추출될 수 있도록 한다. 일부 구현에서, 액체 용매는 두 번째 기간 동안 조직 샘플과 상호작용하도록 허용될 수 있다. 일부 구현에서, 상기 액체 용매는 멸균수, 에탄올, 메탄올, 아세토니트릴, 디메틸포름아미드, 아세톤, 이소프로필 알코올, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 두 번째 기간은 3초이거나, 또는 다른 기간의 시간이 사용될 수 있다. 소정 예에서, 현탁된 세포 및/또는 추출된 분자가 있는 액체 용매는 액체 샘플을 형성하며, 이는 질량 분광 분석을 위해 추출되기 전에 내부 저장소에 포함된다.

(406)에서, 액체 샘플이 추출된다. 일부 구현에서, 상기 액체 샘플은 현탁된 세포 및/또는 추출된 분자와 함께 액체 용매를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 샘플 표면에서 액체 샘플의 추출은 샘플링 프로브에 결합된 전달 튜브의 한쪽 단부에 압력을 가함으로써 수행될 수 있다. 일부 예에서, 상기 압력은 조직 샘플이 분석되는 대기압보다 낮을 수 있다. 일부 구현에서, 액체 샘플은 질량 분석기로 추출되어 질량 분석기에 의해 분석될 수 있다. 일부 예에서, 상기 질량 분석기는 해상력(resolving power): 120,000이고 질량 정확도 < 5ppm을 갖고 음이온 모드에서 작동하는 또는 다른 방식으로 구성된 Orbitrap QE 질량 분석기일 수 있다.

소정 예에서, 질량 분석기에 의해 분석되기 전 액체 샘플은 전자분무 이온화 또는 다른 방식을 사용하여 이온화될 수 있다. 일부 예에서, 이온화된 액체 샘플이 처리된다. 일부 구현에서, 이온화된 액체 샘플은 질량 분석기에 의해 수집될 수 있다. 일부 구현에서, 질량 분석기에서 이동할 때, 이온화된 액체 샘플의 조각들은 질량 대 전하(m/z) 비율에 따라 분리되고 식별될 수 있다. 일부 예에서, 이온화된 액체 샘플은 제3 기간 동안 한 번 이상 스캔될 수 있다. 일부 구현에서, 질량 분석기는 도 2에 나타낸 바와 같은 질량 분석기 (220)로서 또는 다른 방식으로 구현될 수 있다.

일부 예에서, 데이터가 분석된다. 일부 구현에서, 질량 분석기에 의해 수집된 질량 스펙트럼 세트는 추가로 저장 및 분석될 수 있는 컴퓨터 시스템으로 출력될 수 있다. 일부 구현에서, 액체 샘플의 분자 프로파일은 질량 분석기에 의해 제3 기간에 수집된 다중 스캔(예를 들어, 질량 스펙트럼 세트)을 평균화하여 얻을 수 있다. 일부 예에서, 바탕(blank) 액체 용매의 질량 스펙트럼 배경(background)을 빼거나 여과할 수 있다.

일부 구현에서, 질량 분석기는 탠덤(tandem) 질량 분석기일 수 있으며, 여기서 이온화 시스템에 의해 생성된 조각 이온의 클러스터는 m/z 비율에 따라 클러스터로부터 하나 이상의 특정 조각 이온을 선택함으로써 추가로 필터링된다. 일부 예에서, 탠덤 질량 분석기는 몇 밀리초 내에 하나 이상의 특정 조각 이온을 필터링하고 선택할 수 있다. 일부 예에서, 탠덤 질량 분석기를 사용하여 여러 번 스캔하는 동안 얻은 특정 조각 이온의 강도는 그런 다음 평균화 될 수 있다.

일부 구현에서, 상기 프로세스는 컴퓨터 시스템에 의해 자동으로 작동될 수 있다. 일부 구현에서 작동 (402)-(406)은 재귀적인(recursive) 방식으로 수행되어 샘플 표면의 다른 위치에서 반복 측정을 얻을 수 있다. 일부 구현에서, 각각의 반복 측정 사이 또는 상이한 샘플 표면 상의 샘플링 사이를 전환할 때, 튜브 및 샘플링 프로브를 세척하기 위한 세척 프로세스가 교차 오염을 최소화하기 위해 별도로 수행될 수 있다.

도 5a는 생체내 자궁내막 병변의 광학 이미지 (500)이다. 도 5b는 환자의 맹낭에서 채취한 생체외 자궁내막 조직 샘플의 예시적인 질량 스펙트럼 (510)이다. 예시적인 질량 스펙트럼 (510)은, 예를 들어, 도 1-3에 나타낸 예시적인 시스템에 의해 획득될 수 있다. 일부 예에서, 상기 시스템은 내부 저장소가 있는 프로브 팁(예를 들어, 도 2-3에 나타낸 샘플링 프로브 (202), (300))을 포함할 수 있는 샘플링 프로브를 포함할 수 있다. 일부 구현에서, 상기 시스템은 샘플 분석을 위한 질량 분석기를 포함한다. 일부 구현에서, 상기 질량 분석기는 120,000의 해상력으로 120-1000의 질량 대 전하(m/z) 범위에서 음이온 모드에서 작동하는 ThermoFisher Q Exactive Orbitrap 질량 분석기이다. 일부 구현에서, 분자 이온을 식별하기 위해 고-질량 정확도 측정법이 사용된다.

일부 예에서, 샘플링 프로브의 프로브 팁이 생체 외 조직 샘플, 예를 들어 유리 슬라이드에 위치된 후, 조직 샘플에서 세포를 현탁시키고 및/또는 조직 샘플의 세포로부터 분자를 추출하기 위한 고정된 부피의 액체 용매, 예를 들어 물이 샘플링 프로브의 내부 저장소로 전달된다. 일부 예에서, 내부 저장소에 있는 고정된 부피의 액체 용매는 일정 기간, 예를 들어 3-10초의 추출 시간 동안 조직 샘플과 직접 접촉한 상태로 유지된다. 시간이 지나면, 액체 샘플이 얻어지고 분석을 위해 내부 저장소에서 질량 분석기로 전달된다. 일부 예에서, 복제물(replicates)들이 다른 위치의 동일한 조직 샘플 또는 동일한 유형의 다른 조직 샘플에서 수집될 수 있다.

일부 구현에서, 조직 샘플로부터 추출된 분자에 대응하는 예시적인 질량 스펙트럼 (510)의 다양한 분자 특징이 자궁내막증을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 분자들은 대사 산물, 유리 지방산(FA), 글리세르포스포세린(PS), 글리코포스포이노시톨(PI), 글리세로포스포에탄올아민(PE), 포스파티드산(PA) 및 또 다른 분자를 포함할 수 있다.

자궁내막 조직 샘플의 질량 분석 데이터는 건강한 조직과 비교하여 독특한 피크를 제공한다. 도 5b에 나타낸 실시예에서, FA 18:1(m/z=281.248), PA(36:1)(m/z=701.513), PE(O-38:5)(m/z=750.544), PS (36:1)(m/z=788.544), PI(36:2)(m/z=861.550) 및 PI(38:4)(m/z=885.549)의 더 높은 상대량(relative abundance)이 관찰되었다. 일부 구현에서, 이들 피크는 자궁내막증 조직 샘플의 분류를 위해 가중되는, 통계적 분류 모델을 학습하기 위한 분자 특징으로 사용된다.

도 6은 다양한 조직 샘플의 예시적인 질량 스펙트럼 및 각각의 분석 후 조직병리학적 이미지이다. 도 6에 나타낸 예시적인 질량 스펙트럼은 맹낭, 난소 조직 샘플, 나팔관 점막 샘플 및 연조직 샘플로부터 얻은 자궁내막증 조직 샘플로부터 획득된다. 예시적인 질량 스펙트럼 (600)은 예를 들어, 도 1-3에 나타낸 예시적인 시스템과 같은 시스템에 의해 획득된다. 일부 예에서, 상기 시스템은 내부 저장소가 있는 프로브 팁(예를 들어, 도 2-3에 나타낸 샘플링 프로브 (202), (300))을 포함할 수 있는 샘플링 프로브를 포함할 수 있다. 예시적인 질량 스펙트럼 (600)은 도 4에 기술된 바와 같은 조직 분석 프로세스에 따라 얻어진다. 일부 구현에서, 프로브 팁 및 전달 튜브는 플러싱(flushing) 용매로 완전히 세척되거나 오염을 방지하기 위해 서로 다른 조직 샘플 간에 전환할 때 교체될 수 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 조직 샘플의 분자 프로파일의 질적 차이가 질량 스펙트럼에서 관찰된다. 예를 들어, 자궁내막즉 조직 샘플에서 얻은 첫 번째 실시예 질량 스펙트럼 602에서는 m/z=281.248, m/z=701.513, m/z=750.544, m/z=788.544, m/z=861.550, m/z=885.549에서 6개의 중요한 피크가 관찰되고; 난소 조직 샘플에서 얻은 두 번째 실시예 질량 스펙트럼 612에서는 m/z=175.023, m/z=215.033, 및 m/z=306.077에서 3개의 중요한 피크가 관찰된다. 나팔관 점막 샘플에서 얻은 세 번째 실시예 질량 스펙트럼 622에서는 m/z=175.023 및 m/z=306.077에서 두 개의 중요한 피크가 관찰된다. 연조직 샘플에서 얻은 네 번째 실시예 질량 스펙트럼 632에서는, m/z=124.006, m/z=215.032, m/z=865.706, m/z=891.722 및 m/z=919.755에서 5개의 중요한 피크가 관찰된다. 일부 구현에서, 이러한 피크는 통계적 분류 모델을 학습하기 위한 분자 특징으로 사용된다.

일부 구현에서, 통계적 모델(예를 들어, 분류기)을 구축하기 위해 조직 샘플을 추가로 박절(section)하고 병리학적 평가를 사용하여 검증한다. 질량 스펙트럼이 수집된 각 조직 샘플의 영역은 헤마톡실린 및 에오신 염색(예를 들어, H&E 염색) 및 병리학적 평가를 위해 준비된다. H&E 염색된 각 조직 샘플의 영역에 대한 현미경 이미지를 (604), (614), (624) 및 (634)에 나타내었다.

도 7a-7b는 통계적 분류 모델의 성능을 보여주는 도면 (700)이다. 42개의 자궁내막증 조직 샘플을 포함하는 190개의 조직 샘플과 건강한 복부 조직의 148개의 바탕(blank) 조직 샘플의 질량 스펙트럼이 사용되었다. 특히, 148개의 바탕 조직 샘플은 17개의 나팔관 점막 샘플, 43개의 난소 조직 샘플 및 88개의 연조직 샘플을 포함한다. 190개 조직 샘플의 질량 스펙트럼은 질량 분석기를 포함하는 시스템에 의해 얻어진다. 일부 예에서, 상기 시스템은 내부 저장소가 있는 프로브 팁(예를 들어, 도 2-3에 나타낸 샘플링 프로브 (202), (300))를 포함할 수 있는 샘플링 프로브를 포함한다.

도 7a에 나타낸 바와 같이, 상기 190개의 조직 샘플은 3개의 학습 세트(training sets) 및 3개의 검증 세트(validations sets)로 나눠진다. 첫 번째 분자 분류 과정에서, 첫 번째 학습 세트는 32개의 자궁내막증 조직 샘플 및 54개의 연조직 샘플을 포함하고; 첫 번째 검증 세트는 10개의 자궁내막증 조직 샘플 및 34개의 연조직 샘플을 포함한다. 두 번째 분자 분류 과정에서, 두 번째 학습 세트는 27개의 자궁내막증 조직 샘플 및 12개의 나팔관 점막 샘플을 포함하고; 두 번째 검증 세트는 15개의 자궁내막증 조직 샘플 및 5개의 나팔관 점막 샘플을 포함한다. 세 번째 분자 분류 과정에서, 세 번째 학습 세트는 25개의 자궁내막증 조직 샘플 및 32개의 난소 조직 샘플을 포함하고; 세 번째 검증 세트는 17개의 자궁내막증 조직 샘플 및 11개의 난소 조직 샘플을 포함한다.

일부 구체예에서, 정확도, 민감도, 및 특이도는 다음과 같이 정의된다

도 7a에 나타낸 바와 같이, 자궁내막증 조직 샘플을 연조직 샘플과 구별하기 위한 첫 번째 분자 분류 프로세스의 첫 번째 학습 세트에서, 통계적 분류 모델은 88.4%의 전체 정확도, 84.4%의 민감도 및 90.7%의 특이도를 생성하고; 첫 번째 검증 세트에서, 통계적 분류 모델은 86.4%의 전체 정확도, 70.0%의 민감도 및 91.2%의 특이도를 생성한다. 자궁내막증 조직 샘플을 나팔관 점막 샘플과 구별하기 위한 두 번째 분자 분류 프로세스의 두 번째 학습 세트에서, 통계적 분류 모델은 전체 정확도 89.7%, 민감도 85.2%, 특이도 100.0%를 생성하고; 두 번째 검증 세트에서, 통계 분류 모델은 80.0%의 전체 정확도, 80.0%의 민감도 및 80.0%의 특이도를 생성한다. 자궁내막증 조직 샘플을 난소 조직 샘플과 구별하기 위한 세 번째 분자 분류 프로세스의 세 번째 학습 세트에서 통계적 분류 모델은 전체 정확도 98.2%, 민감도 96.0% 및 특이도 100.0%를 생성하고; 세 번째 검증 세트에서, 통계 분류 모델은 85.7%의 전체 정확도, 76.5%의 민감도 및 100.0%의 특이도를 생성한다.

도 7b에 나타낸 바와 같이, 자궁내막증 조직 샘플과 건강한 조직 샘플을 구별하기 위한 네 번째 분자 분류 과정에서, 190개의 조직 샘플은 네 번째 학습 세트 및 네 번째 검증 세트로 나눠진다. 네 번째 학습 세트에는 30개의 자궁내막증 조직 샘플 및 29개의 난소 조직, 58개의 연조직 및 9개의 나팔관 점막 샘플을 포함하는 96개의 건강한 조직 샘플이 포함된다. 네 번째 검증 세트에는 12개의 자궁내막증 조직 샘플 및 14개의 난소 조직, 30개의 연조직 및 8개의 나팔관 점막 샘플을 포함하는 52개의 건강한 조직 샘플이 포함된다.

도 7b에 나타낸 바와 같이, 네 번째 분자 분류 프로세스의 네 번째 학습 세트에서, 통계적 분류 모델은 84.1%의 전체 정확도, 96.7%의 민감도 및 80.2%의 특이도를 생성한다. 네 번째 분자 분류 프로세스의 네 번째 검증 세트에서, 통계적 분류 모드는 전체 정확도 87.5%, 민감도 100.0%, 특이도 84.6%를 생성한다.

도 8a는 환자의 우측 난소에 있는 생체내 자궁내막증 병변의 광학 이미지 (800)이다. 도 8b는 우측 난소로부터 채취한 생체외 자궁내막증 조직 샘플에서 수집된 예시적인 질량 스펙트럼 (810)이다. 일부 구현에서, 자궁내막증 조직 샘플의 분자 프로파일은 질량 스펙트럼에 대한 프로브 팁의 크기 효과를 결정하는 데 사용된다. 일부 예에서, 자궁내막증 조직 샘플의 분자 프로파일은 다양한 크기의 프로브 팁을 사용하여 얻을 수 있다. 저장소 직경이 2.7mm인 첫 번째 프로브 팁과 저장소 직경이 1.5mm인 두 번째 프로브 팁이 비교된다. 2개의 다른 프로브 팁을 사용하여 얻은 도 8b에 나타낸 질량 스펙트럼 (812), (814)의 분자 특징은 일관성이 있고 유의미한 차이(예를 들어, 각 m/z 값에서의 피크의 상대량)가 관찰되지 않았다. 일부 구현에서, 더 작은 저장소 직경을 가진 프로브 팁을 사용하여 더 높은 공간 해상도를 달성할 수도 있다. 일부 예에서, 상기 더 높은 공간 해상도는 시료 매핑 및 절제면을 결정할 수 있게 한다.

도 9는 예시적인 시스템 (900)의 양태들을 보여주는 블록도이다. 일부 구현에서, 상기 예시적인 시스템 (900)은 CO₂ 분위기에서 조직 분석을 위해 사용된다. 상기 예시적인 시스템 (900)은 샘플링 프로브 (902), 전달 튜브 (904A), (904B), 제어 시스템 (910), 및 질량 분석기 (912)를 포함한다. 상기 제어 시스템 (910)은 시린지 펌프 (906) 및 통합된 MS 인터페이스 (908)를 포함한다. 일부 예에서, 상기 예시적인 시스템 (900)은 도 1-3에 나타낸 예시적인 시스템과 유사한 양태를 포함할 수 있다. 상기 예시적인 시스템 (900)은 글러브박스(glovebox) (920)를 더 포함한다. 일부 예에서, 샘플링 프로브 (902)는 제어된 기체 조성, 온도 및 압력 하에서 글러브박스 (920)에 들어있고 작동될 수 있다. 일부 예에서, 상기 예시적인 시스템 (900)은 추가의 또는 상이한 구성요소를 포함할 수 있고, 상기 구성요소는 나타낸 바와 같이 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 글러브박스 (920)는 내장 장갑 (922) 및 전달 도어 (924)를 포함한다. 일부 예에서, 상기 내장 장갑 (922)은 사용자가 격납(containment)을 해제하지 않고 조직 샘플 (914)에 대한 분석 작업을 수행할 수 있도록 글러브박스 (920)의 측벽에 위치한다. 일부 예에서, 글러브박스 (920)의 측벽의 적어도 일부는 투명하여 사용자가 분석 작업을 수행할 때 들여다 볼 수 있다. 전달 도어 (924)는 글러브박스 (920)의 측벽 중 하나에 위치되어 조직 샘플 (914)을 글러브박스 (920) 내부 또는 외부로 로딩 및 언로딩할 수 있다. 일부 예에서, 상기 글러브박스 (920)는 하나 이상의 기체 주입구 (926)를 통해 퍼지(purge)될 수 있다. 일부 예에서, 하나 이상의 기체 주입구 (926) 중 하나는 더 높은 압력에서 기체 탱크로부터 이산화탄소 기체 또는 다른 유형의 기체를 수용할 수 있다. 일부 예에서, 글러브박스 (920)는 또한 펌핑되어 입자, 물, 또는 산소와 같은 물질을 제거하여 제어된 분위기를 생성할 수 있다. 일부 예에서, 글러브박스 (920)는 플렉서블(flexible) 글러브박스, 플라스틱 글러브박스, 금속 글러브박스, 또는 다른 유형의 글러브박스일 수 있다. 일부 예에서, 상기 예시적인 시스템 (900)은 글러브박스 (920)에 의해 제공되는 양압 하에서 작동될 수 있다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 예시적인 시스템 (900)의 샘플링 프로브 (902)는 글로브박스 (920) 내부에 위치되고 각각의 전달 튜브 (904A), (904B)를 통해 시린지 펌프 (906) 및 질량 분석기 (912)와 유체적으로 결합된다. 일부 예에서, 각각의 전달 튜브 (904A), (904B)는 시린지 펌프 (906)로부터 샘플링 프로브 (902)에 액체 용매를 제공하고 질량 분석기 (912)로 액체 샘플을 추출하기 위해 격납을 해제하지 않고 글로브박스 (920)의 측벽 중 하나를 통과한다.

도 10은 우측 난소로부터 채취한 생체외 자궁내막증 조직 샘플에서 수집된 예시적인 질량 스펙트럼 (1000)을 나타낸다. 일부 예에서, 질량 스펙트럼 (1000)은 공기 중 및 글로브박스에서 조직 샘플로부터 얻은 샘플을 처리하는 질량 분석기의 작동에 의해 수집된다. 상기 글로브박스는 이산화탄소 기체로 가득 차 있는 도 9에 나타낸 글로브박스 (920)로 구현된다. 일부 예에서, 시스템은 도 1-3 및 9에 나타낸 바와 같이 구현될 수 있다. 일부 예에서, 상기 시스템은 내부 저장소가 있는 프로브 팁(예를 들어, 도 2-3에 나타낸 샘플링 프로브 (202), (300))을 포함할 수 있는 샘플링 프로브를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 상기 예시적인 질량 스펙트럼 (1000)은 조직 분석 프로세스, 예를 들어 도 4에 나타낸 조직 분석 프로세스 (400)에 따라 또는 다른 방식으로 획득된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 상이한 환경에서 수집된 자궁내막증 조직 샘플의 질량 스펙트럼에서 분자 프로파일의 정성적 차이가 관찰될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 질량 스펙트럼 (1002)에서, 공기 중에서 분석될 때 더 높은 상대량 PS 36:1(m/z=788.545) 및 PI 38:4(m/z=885.551)의 자궁내막증 조직 샘플에서 관찰될 수 있다. 더 높은 상대량 FA 18:1(m/z=281.249) 및 PE-O 38:5(m/z=750.545)는 CO₂ 분위기의 글로브박스에서 분석될 때 동일한 조직 샘플에서 얻은 두 번째 질량 스펙트럼 1004에서 관찰될 수 있다.

도 10b는 통계적 분류 모델의 성능을 나타내는 도면 (1010)이다. 도 10b에 나타낸 바와 같이. 12개의 자궁내막증 조직 샘플 및 25개의 건강한 조직 샘플을 포함하는 37개의 조직 샘플이 공기 및 CO₂ 분위기에서 측정된다. 37개의 조직 샘플의 질량 스펙트럼은 통계적 분류 모델을 평가하는 데 사용된다. 상기 통계적 분류 모델은 공기 중에서 분석된 조직 샘플에 대해 100%의 민감도와 100.0%의 특이도를 생성한다. 상기 통계적 분류 모델은 CO₂ 분위기에서 분석된 조직 샘플에 대해 83.3%의 민감도와 80.0%의 특이도를 생성한다.

도 11은 통계적 분류 모델의 성능을 나타내는 도면 (1100)이다. 42개의 자궁내막증 조직 샘플과 148개의 건강한 조직 샘플을 포함하는 190개의 조직 샘플의 질량 스펙트럼은 통계적 분류 모델을 학습시키고 성능을 평가하는 데 사용된다. 148개의 건강한 조직 샘플에는 17개의 나팔관 점막 샘플, 43개의 난소 조직 샘플 및 88개의 연조직 샘플이 포함된다. 190개의 샘플은 학습 세트와 검증 세트로 나뉜다. 상기 학습 세트에는 28개의 자궁내막증 병변 샘플, 11개의 나팔관 점막 샘플, 29개의 난소 조직 샘플 및 59개의 연조직 샘플이 포함된다. 상기 검증 세트에는 14개의 자궁내막증 병변 샘플, 6개의 나팔관 점막 샘플, 14개의 난소 및 29개의 연조직 샘플이 포함된다. 예시적인 질량 스펙트럼은 도 1-3과 관련하여 설명된 바와 같이 획득된 샘플을 처리하는 질량 분석기에 의해 생성된다. 일부 예에서, 시스템은 내부 저장소가 있는 프로브 팁(예를 들어, 도 2-3에 나타낸 샘플링 프로브 (202), (300))을 포함할 수 있는 샘플링 프로브를 포함한다.

일부 구현에서, 재현율(recall)은 다음과 같이 정의된다

학습 세트의 조직 샘플에서, 통계적 분류 모델은 78.6%의 자궁내막증 재현율, 45.5%의 나팔관 재현율, 89.7%의 난소 재현율 및 89.8%의 연조직 재현율을 생성하여 전체 83.5%의 정확도를 얻었다. 검증 세트의 조직 샘플에서, 통계적 분류 모델은 자궁내막증 재현율 78.6%, 나팔관 재현율 16.7%, 난소 재현율 100.0% 및 연조직 재현율 82.8%를 생성하여 전체 정확도 79.4%를 얻었다.

본 명세서에 기술된 대상(subject matter) 및 동작 중 일부는 본 명세서에 개시된 구조 및 그 구조적 등가물, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함하는 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드웨어에서 구현될 수 있다. 본 명세서에 기술된 대상 중 일부는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 즉, 데이터-처리 기기에 의해 실행되거나 데이터-처리의 동작을 제어하기 위해 컴퓨터 저장 매체에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령의 하나 이상의 모듈로 구현될 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독-가능 저장 장치, 컴퓨터 판독-가능 저장 기판(substrate), 랜덤 또는 직렬 액세스 메모리 어레이 또는 장치, 또는 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있거나 이에 포함될 수 있다. 게다가, 컴퓨터 저장 매체는 전파 신호가 아니지만, 컴퓨터 저장 매체는 인위적으로 생성된 전파 신호로 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령의 소스 또는 목적지가 될 수 있다. 상기 컴퓨터 저장 매체는 또한, 하나 이상의 개별 물리적 구성요소 또는 매체일 수 있거나 이에 포함될 수 있다.

본 명세서에 기술된 동작 중 일부는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 저장 장치에 저장되거나 다른 소스로부터 수신된 데이터에 대해 데이터 처리 기기에 의해 수행되는 동작으로 구현될 수 있다.

용어 "데이터-처리 기기(data-processing apparatus)"는 데이터를 처리하기 위한 모든 종류의 기기, 장치 및 기계를 포함하며, 예를 들어 프로그래밍 가능한 프로세서, 컴퓨터, 시스템 온 칩(system on a chip), 또는 전술한 것들의 다수, 또는 조합을 포함한다. 상기 기기는 예를 들어 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이) 또는 ASIC(특정 용도용 집적 회로)와 같은 특수 목적 논리 회로를 포함할 수 있다. 상기 기기는 또한, 하드웨어 외에, 문제의 컴퓨터 프로그램에 대한 실행 환경을 생성하는 코드, 예를 들어 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제, 크로스 플랫폼 런타임 환경, 가상 머신, 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드를 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 스크립트, 또는 코드로도 알려짐)은 컴파일드 또는 인터프리티드 언어, 선언형 또는 절차적 언어를 포함하는 모든 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 스탠드-얼론(stand-alone) 프로그램 또는 모듈로서, 구성요소, 서브루틴, 개체, 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 기타 유닛을 포함하는 모든 형식으로 배포될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은, 파일 시스템의 파일에 대응할 수 있지만, 반드시 그런 것은 아니다. 프로그램은 다른 프로그램이나 데이터(예를 들어, 마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트)를 보유하는 파일의 일부, 프로그램 전용 단일 파일, 또는 여러 조정(coordinated) 파일(예를 들어, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램, 또는 코드의 일부분을 저장하는 파일)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 컴퓨터 또는 한 사이트에 있거나 여러 사이트에 분산되어 있고 통신 네트워크로 상호 연결된 여러 컴퓨터에서 실행되도록 배포될 수 있다.

본 명세서에 기술된 프로세스 및 논리 흐름 중 일부는 입력 데이터에 대해 작동하고 출력을 생성함으로써 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 논리 흐름은 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 FPGA(필드 프로그래머블 게이트 어레이) 또는 ASIC(특정 용도용 집적 회로)에 의해 수행될 수 있고, 기기도 이와 같이 구현될 수 있다.

전술한 것의 일반적인 양태에서, 자궁내막증 조직은 질량 분석기를 사용하여 식별된다.

첫 번째 실시예에서, 고정된 또는 분리된 부피의 용매가 대상체에서 가능한 자궁내막증 조직을 포함하는 조직 부위에 적용된다. 상기 적용된 용매를 수집하여 액체 샘플을 얻는다. 상기 액체 샘플에 대하여 질량 분광 분석을 수행한다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조직 부위는 자궁내막증 조직 대 건강한 조직으로 식별된다. 샘플은 실질적으로 CO₂ 대기에서 수집된다. 자궁내막증 조직은 맹낭에 있는 자궁내막증 또는 난소 자궁내막증이다. 조직은 조직학적 분석에 의해 평가된다. 조직 부위는 나팔관 또는 난소에 있다. 대상체는 이전에 골반 검사, 초음파 또는 MRI에 의한 평가를 받았다. 조직 부위는 자궁내막증 조직 대 연조직; 자궁내막증 조직 대 나팔관 조직 또는 자궁내막증 조직 대 난소 조직으로 식별된다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 약 132.0; 281.2; 307.2; 700.5; 701.5; 750.5; 788.5; 861.5; 885.5; 및/또는 892.7의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 152.5; 175.0; 187.0; 201.0; 210.10; 261.0; 281.2; 615.2; 616,2; 637.2; 700.5; 701.5; 729.5; 750.5; 766.5; 788.5; 810.5; 861.5; 885.6; 및/또는 892.7 의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 152.5; 281.2; 312,2; 480.3; 701.5; 718.5; 729.6; 750.5; 766.5; 788.5; 859.5; 861.5; 861.6; 885.5; 및/또는 919.8의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 175.0; 210.1; 281.2; 373.0; 615.2; 700.5; 747.5; 750.5; 771.5; 773.5; 810.5; 836.5; 884.5; 885.5; 및/또는 891.7의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 132.0; 175.0; 187.0; 195.0; 281.2; 306.1; 615.2; 700.5; 766.5; 788.5; 810.5; 및/또는 885.5의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 281.2; 330.2; 480.3; 672.5; 701.5; 750.5; 788.5; 859.5; 861.5; 885.5; 및/또는 892.7의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 약 343.03; 401.99; 403.9; 447.0; 및/또는 771.5의 질량 대 전하(m/z)이 측정된다. 샘플에서 락테이트, 글루코네이트, 아라키돈산, 아스코르브산염, 올레산, 아스파르테이트, 글루타티온, 글리세로포스포에탄올아민, 글리세로포스포이니시톨, 트리아실글리세롤 또는 글리세로포스포세린의 양이 측정된다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 스프레이로 적용되지 않는다. 용매의 고정된 또는 분리된 부피는 액적으로 적용된다. 수술 기구인 캐뉼러를 통해 고정된 또는 분리된 부피의 용매가 적용된다. 수술 기구는 복강경이다. 수술 기구는 투관침 바늘이다. 투관침은 8mm 투관침이다. 수술 도구는 생검 유도장치이다. 수술 기구는 수동으로 작동된다. 수술 기구는 로봇식이다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 염료가 조직 부위에 적용된다. 조직 부위가 이미지화된다. 조직 부위는 시각, 형광, US, CT, MRI 또는 OCT 영상으로 영상화된다. 프로브에 포함된 캐뉼러는 원위 프로브 단부를 갖고 상기 원위 프로브 단부는 유체가 프로브의 캐뉼러 밖으로 통과하는 것을 방지하도록 폐쇄될 수 있는 셔터를 포함한다. 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 팽창될 수 있는 풍선이다. 풍선은 기체로 팽창될 수 있다. 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있는 도어이다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 용매 도관을 통해 용매를 이동시키기 위해 기계적 펌프를 사용할 때 적용된다. 적용된 용매는 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하고/하거나 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 기체 압력을 적용하여 수집된다. 적용된 용매는 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하고 샘플을 수집 도관으로 밀어넣기 위해 양압을 적용하여 수집된다. 용매는 수집 도관으로부터 분리된 용매 도관을 통해 적용된다. 기체 압력은 용매 도관 및 수집 도관과 별개인 기체 도관을 통해 적용된다. 샘플을 수집 도관으로 밀어넣기 위해 기체 압력을 적용하는 것은 100psig 미만의 압력을 적용하는 것을 포함한다. 이 방법은 조직에 검출가능한 물리적 손상을 발생시키지 않는다. 이 방법은 조직에 대한 초음파 또는 진동 에너지의 적용을 수반하지 않는다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 용매는 멸균된 것이다. 용매는 약학적으로 허용가능한 제제이다. 용매는 수용액이다. 용매는 멸균수이다. 용매는 본질적으로 물로 구성된다. 용매는 약 1 내지 20%의 알코올을 포함한다. 알코올에는 에탄올이 포함된다. 용매의 분리된 부피는 약 0.1 내지 100μL이다. 용매의 분리된 부피는 약 1 내지 50μL이다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 적용된 용매는 액체 용매가 적용된 후 0.1초에서 30초 사이에 수집된다. 적용된 용매는 액체 용매가 적용되고 1초에서 10초 사이에 수집된다. 조직 부위는 수술적으로 평가되는 내부 조직 부위이다. 자궁내막증 조직으로 확인된 조직이 절제된다. 복수의 액체 샘플이 복수의 조직 부위에서 수집된다. 액체 샘플은 프로브로 수집된다. 프로브는 다른 샘플 수집 사이에 세척된다. 프로브는 일회용이며 다른 샘플을 수집할 때마다 교체된다. 프로브는 수집 팁을 포함하고 액체 샘플이 수집된 후 프로브로부터 수집 팁을 배출하는 단계를 추가로 포함한다. 복수의 조직 부위는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 조직 부위를 포함한다.

첫 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 질량 분광법에는 주위 이온화 MS가 포함된다. 조직 부위에 해당하는 프로파일이 결정된다. 프로파일은 자궁내막증 조직을 포함하는 조직 부위를 식별하기 위해 참조 프로파일과 비교된다. 자궁내막증 조직을 포함하는 것으로 확인된 조직 부위를 절제한다. 조직 부위는 레이저 절제에 의해 절제된다. 다른 부위의 조직 유형이 결정된다.

두 번째 실시예에서, 용매는 샘플링 프로브의 제1 채널을 통해 조직 부위에 공급된다. 용매는 의료 절차 중에 생체 내 조직 부위에 공급된. 용매는 조직 부위와 상호 작용하여 샘플링 프로브에서 샘플을 형성한다. 샘플은 샘플링 프로브의 제2 채널을 통해 샘플링 프로브로부터 전달된다. 샘플은 질량 분석기로 전달된다. 질량 분석기의 작동으로 샘플은 질량 분석 데이터를 생성하기 위해 처리된다. 조직 부위에 자궁내막증 조직이 포함되는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터가 분석된다.

두 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조직 부위는 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막 또는 난소 조직 중 하나로 분류된다. 조직 부위는 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별된다. 용매는 복강경 시술 시 생체 내 조직 부위에 공급되며, 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함한다. 이산화탄소는 조직 부위의 분위기로 도입되는 반면, 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급된다.

세 번째 실시예에서, 시스템은 샘플링 프로브, 질량 분석기 및 컴퓨터 시스템을 포함한다. 샘플링 프로브는 제1 채널과 제2 채널을 포함한다. 샘플링 프로브는 의료 절차 동안 생체 내 조직 부위에 용매를 공급하도록 구성된다. 용매는 제1 채널을 통해 공급되고 조직 부위와 상호 작용하여 샘플링 프로브에서 샘플을 형성한다. 샘플은 제2 채널을 통해 샘플링 프로브로부터 전달된다. 질량 분석기는 샘플을 수신하고 샘플을 처리하여 질량 분석 데이터를 생성하도록 구성된다. 컴퓨터 시스템은 조직 부위에 자궁내막증 조직이 포함되는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터를 분석하도록 구성된다.

세 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조직 부위는 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막 또는 난소 조직 중 하나로 분류된다. 조직 부위는 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별된다. 용매는 복강경 시술 시 생체 내 조직 부위에 공급되며, 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함한다. 이산화탄소는 조직 부위의 분위기로 도입되는 반면, 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급된다. 샘플링 프로브는 제3 채널 및 저장소를 더 포함한다. 용매는 조직 부위와 상호작용하여 샘플링 프로브의 저장소에 샘플을 형성하고, 제1, 제2 및 제3 채널은 저장소와 유체 연통된다.

네 번째 실시예에서, 의료 절차 중에 생체내 조직 부위로부터 수집된 샘플을 처리하는 질량 분석기에 의해 생성된 질량 분석 데이터가 수신된다. 조직 부위에 자궁내막증 조직이 포함되는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터가 분석된다.

다섯 번째 실시예에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 네 번째 실시예의 하나 이상의 동작을 수행하기 위해 데이터 처리 기기에 의해 실행될 때 동작가능한 명령어를 저장한다.

네 번째 또는 다섯 번째 실시예의 구현은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조직 부위는 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막 또는 난소 조직 중 하나로 분류된다. 조직 부위는 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별된다. 용매는 복강경 시술 시 생체 내 조직 부위에 공급되며, 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함한다. 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급된다.

본 개시의 조성물 및 방법이 예시적 구체예의 관점에서 설명되었지만, 본 개시의 개념, 사상 및 범위를 벗어나지 않고 본 명세서에 기재된 방법의 단계 또는 단계의 순서에 변형이 적용될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 보다 구체적으로, 화학적 및 생리학적으로 모두 관련된 특정 제제가 동일하거나 유사한 결과를 달성할 수 있으면서 본원에 기재된 제제를 대체할 수 있음이 명백할 것이다. 당업자에게 명백한 그러한 모든 유사한 대체물 및 수정은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 사상, 범위 및 개념 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (87)

1. 다음을 포함하는 대상체의 조직 샘플을 평가하는 방법:
   (a) 대상체의 자궁내막증 가능성이 있는 조직을 포함하는 조직 부위에 고정된 또는 분리된 부피의 용매를 적용하는 단계;
   (b) 적용된 용매를 수집하여 액체 샘플을 얻는 단계; 및
   (c) 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 단계.
2. 제1항에 있어서, 조직 부위를 자궁내막증 조직 대 건강한 조직으로 식별하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 샘플은 실질적으로 CO₂ 분위기에서 수집되는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 자궁내막증 조직은 맹낭에 있는 자궁내막증 또는 난소 자궁내막증인 것인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 대상체는 이전에 골반 검사, 초음파 또는 MRI에 의한 평가를 받은 것인 방법.
6. 제1항에 있어서, 조직학적 분석에 의해 조직을 평가하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 조직 부위는 나팔관 또는 난소에 있는 것인 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 조직 부위가 자궁내막증 조직 대 연조직; 자궁내막증 조직 대 나팔관 조직 또는 자궁내막증 조직 대 난소 조직으로 식별되는 것인 방법.
9. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 132.0; 281.2; 307.2; 700.5; 701.5; 750.5; 788.5; 861.5; 885.5; 및/또는 892.7의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
10. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 152.5; 175.0; 187.0; 201.0; 210.10; 261.0; 281.2; 615.2; 616,2; 637.2; 700.5; 701.5; 729.5; 750.5; 766.5; 788.5; 810.5; 861.5; 885.6; 및/또는 892.7의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
11. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 152.5; 281.2; 312,2; 480.3; 701.5; 718.5; 729.6; 750.5; 766.5; 788.5; 859.5; 861.5; 861.6; 885.5; 및/또는 919.8의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
12. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 175.0; 210.1; 281.2; 373.0; 615.2; 700.5; 747.5; 750.5; 771.5; 773.5; 810.5; 836.5; 884.5; 885.5; 및/또는 891.7의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
13. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 132.0; 175.0; 187.0; 195.0; 281.2; 306.1; 615.2; 700.5; 766.5; 788.5; 810.5; 및/또는 885.5의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
14. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 281.2; 330.2; 480.3; 672.5; 701.5; 750.5; 788.5; 859.5; 861.5; 885.5; 및/또는 892.7의 질량 대 전하(m/z) 비율을 측정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
15. 제2항에 있어서, 상기 방법은 약 343.03; 401.99; 403.9; 447.0; 및/또는 771.5의 질량 대 전하(m/z) 비율을 결정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
16. 제2항에 있어서, 상기 방법은 샘플 내 락테이트, 글루코네이트, 아라키돈산, 아스코르브산염, 올레산, 아스파르테이트, 글루타티온, 글리세로포스포에탄올아민, 글리세로포스포이니시톨, 트리아실글리세롤, 또는 글리세로포스포세린의 양을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매가 스프레이로서 적용되지 않는 것인 방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매가 액적(droplet)으로 적용되는 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 적용은 수술 기구인 캐뉼러를 통한 것인 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 수술 기구는 복강경(laparoscope)인 방법.
21. 제19항에 있어서, 상기 수술 기구는 투관침 바늘(trocar needle)인 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 투관침은 8mm 투관침인 방법.
23. 제19항에 있어서, 상기 수술 기구는 생검 유도장치인 방법.
24. 제19항에 있어서, 상기 수술 기구는 수동으로 작동되는 것인 방법.
25. 제19항에 있어서, 상기 수술 기구는 로봇식인 방법.
26. 제1항에 있어서, 상기 조직 부위에 염료를 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
27. 제1항에 있어서, 상기 조직 부위를 영상화하는 단계를 더 포함하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 영상화는 시각, 형광, US, CT, MRI 또는 OCT 영상화를 포함하는 것인 방법.
29. 제1항에 있어서, 상기 캐뉼러는 원위 프로브 단부를 갖는 프로브에 포함되고 상기 원위 프로브 단부는 유체가 프로브의 캐뉼러 밖으로 통과하는 것을 방지하도록 폐쇄될 수 있는 셔터를 포함하는 것인 방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 셔터는 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 팽창될 수 있는 풍선인 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 풍선은 기체로 팽창될 수 있는 것인 방법.
32. 제29항에 있어서, 상기 셔터는 상기 프로브 외부의 유체 연통을 방지하기 위해 폐쇄될 수 있는 도어인 방법.
33. 제1항에 있어서, 상기 고정된 또는 분리된 부피의 용매는 용매 도관을 통해 용매를 이동시키기 위해 기계식 펌프를 사용할 때 적용되는 것인 방법.
34. 제1항에 있어서, 상기 적용된 용매를 수집하는 단계는 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하는 것 및/또는 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 기체 압력을 적용하는 것을 포함하는 방법.
35. 제1항에 있어서, 상기 적용된 용매를 수집하는 단계는 샘플을 수집 도관으로 끌어당기기 위해 음압을 적용하고 샘플을 수집 도관으로 밀어내기 위해 양압을 적용하는 것을 포함하는 방법.
36. 제34항에 있어서, 상기 용매는 수집 도관으로부터 분리된 용매 도관을 통해 적용되는 것인 방법.
37. 제36항에 있어서, 상기 기체 압력은 용매 도관 및 수집 도관으로부터 분리된 기체 도관을 통해 적용되는 것인 방법.
38. 제34항에 있어서, 기체 압력을 적용하여 샘플을 수집 도관으로 밀어 넣는 단계는 100 psig 미만의 압력을 적용하는 것을 포함하는 것인 방법.
39. 제1항에 있어서, 상기 방법은 조직에 검출가능한 물리적 손상을 발생시키지 않는 것인 방법.
40. 제1항에 있어서, 상기 방법은 조직에 대한 초음파 또는 진동 에너지의 적용을 수반하지 않는 것인 방법.
41. 제1항에 있어서, 상기 용매는 멸균된 것인 방법.
42. 제1항에 있어서, 상기 용매는 약학적으로 허용가능한 제제인 것인 방법.
43. 제42항에 있어서, 상기 용매는 수용액인 방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 용매는 멸균수인 방법.
45. 제43항에 있어서, 상기 용매는 본질적으로 물로 이루어진 것인 방법.
46. 제43항에 있어서, 상기 용매는 약 1 내지 20%의 알코올을 포함하는 것인 방법.
47. 제46항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올을 포함하는 것인 방법.
48. 제1항에 있어서, 용매의 분리된 부피는 약 0.1 내지 100 μL인 방법.
49. 제48항에 있어서, 용매의 분리된 부피는 약 1 내지 50 μL인 방법.
50. 제1항에 있어서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 0.1 내지 30초 후인 방법.
51. 제50항에 있어서, 적용된 용매를 수집하는 단계는 적용하는 단계의 1 내지 10초 후인 방법.
52. 제2항에 있어서, 상기 조직 부위는 수술적으로 평가되는 내부 조직 부위인 방법.
53. 제52항에 있어서, 자궁내막증 조직으로 식별된 조직을 절제하는 단계를 더 포함하는 방법.
54. 제1항에 있어서, 복수의 조직 부위로부터 복수의 액체 샘플을 수집하는 단계를 더 포함하는 방법.
55. 제54항에 있어서, 상기 액체 샘플은 프로브로 수집되는 것인 방법.
56. 제55항에 있어서, 상기 프로브는 상이한 샘플의 수집 사이에 세척되는 것인 방법.
57. 제55항에 있어서, 상기 프로브는 일회용이고 상이한 샘플의 수집 사이에 변경되는 것인 방법.
58. 제55항에 있어서, 상기 프로브는 수집 팁을 포함하고 액체 샘플이 수집된 후 프로브로부터 수집 팁을 배출하는 단계를 더 포함하는 방법.
59. 제54항에 있어서, 상기 복수의 조직 부위는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10개의 조직 부위를 포함하는 것인 방법.
60. 제1항에 있어서, 수술 중 또는 수술 후 방법으로 더 자세히 정의되는 것인 방법.
61. 제1항에 있어서, 상기 질량 분광법은 주위 이온화(ambient ionization) MS를 포함하는 것인 방법.
62. 제1항에 있어서, 상기 샘플에 대한 질량 분광 분석을 수행하는 단계는 조직 부위에 해당하는 프로파일을 결정하는 것을 포함하는 방법.
63. 제62항에 있어서, 상기 프로파일을 참조 프로파일과 비교하여 자궁내막증 조직을 포함하는 조직 부위를 식별하는 단계를 더 포함하는 방법.
64. 제63항에 있어서, 자궁내막증 조직을 포함하는 것으로 식별된 조직 부위를 절제하는 단계를 더 포함하는 방법.
65. 제64항에 있어서, 조직 부위를 절제하는 것은 레이저 절제를 포함하는 것인 방법.
66. 제1항에 있어서, 조직 부위를 평가하는 것은 상이한 부위에서 조직 유형을 결정하는 것을 포함하는 것인 방법.
67. 다음을 포함하는 방법:
    샘플링 프로브의 제1 채널을 통해 조직 부위에 용매를 공급하는 단계로서, 여기서 상기 용매는 의료 절차 중에 생체내 조직 부위에 공급되고, 상기 용매는 조직 부위와 상호작용하여 샘플링 프로브에서 샘플을 형성하는 단계;
    샘플링 프로브의 제2 채널을 통해 샘플링 프로브로부터 샘플을 전달하는 단계로서, 여기서 상기 샘플은 질량 분석기로 전달되는 단계;
    질량 분석기의 작동에 의해, 상기 샘플을 처리하여 질량 분석 데이터를 생성하는 단계: 및
    조직 부위가 자궁내막증 조직을 포함하는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터를 분석하는 단계.
68. 제67항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막, 또는 난소 조직 중 하나로 분류하는 것을 포함하는 방법.
69. 제67항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별하는 것을 포함하는 방법.
70. 제67항에 있어서, 상기 용매는 복강경 절차 동안 생체내 조직 부위에 공급되고, 상기 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘, 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함하는 것인 방법.
71. 제67항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조직 부위의 분위기에 이산화탄소를 도입하는 단계를 포함하고, 여기서 상기 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급되는 것인 방법.
72. 다음을 포함하는 시스템:
    제1 채널 및 제2 채널을 포함하는 샘플링 프로브로서, 상기 샘플링 프로브는:
    의료 절차 중에 생체내 조직 부위에 용매를 공급하고, 여기서 상기 용매는 제1 채널을 통해 공급되고 조직 부위와 상호작용하여 샘플링 프로브에서 샘플을 형성하고;
    제2 채널을 통해 샘플링 프로브로부터 샘플을 전달하기 위해 구성되고;
    샘플을 수신하고 샘플을 처리하여 질량 분석 데이터를 생성하도록 구성된 질량 분석기; 및
    상기 조직 부위가 자궁내막증 조직을 포함하는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터를 분석하도록 구성된 컴퓨터 시스템.
73. 제72항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막 또는 난소 조직 중 하나로 분류하는 것을 포함하는 시스템.
74. 제72항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별하는 것을 포함하는 시스템.
75. 제72항에 있어서, 상기 용매는 복강경 절차 동안 생체내 조직 부위에 공급되고, 상기 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘, 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함하는 시스템.
76. 제72항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플링 프로브는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 용매를 공급하도록 구성되는 시스템.
77. 제72항에 있어서, 상기 샘플링 프로브는 제3 채널 및 저장소를 더 포함하고, 상기 용매는 조직 부위와 상호작용하여 샘플링 프로브의 저장소에 샘플을 형성하고, 제1, 제2 및 제3 채널은 저장소와 유체 연통을 하는 것인 시스템.
78. 다음을 포함하는 방법:
    의료 절차 중에 생체내 조직 부위로부터 수집된 샘플을 처리하는 질량 분석기에 의해 생성된 질량 분석 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 조직 부위가 자궁내막증 조직을 포함하는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터를 분석하는 단계.
79. 제78항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막 또는 난소 조직 중 하나로 분류하는 것을 포함하는 방법.
80. 제78항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 조직 부위를 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별하는 것을 포함하는 방법.
81. 제78항에 있어서, 상기 용매는 복강경 절차 동안 생체내 조직 부위에 공급되고, 상기 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘, 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
82. 제78항에 있어서, 상기 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급되는 것인 방법.
83. 다음을 포함하는 동작을 수행하기 위해 데이터 처리 장치에 의해 실행될 때 동작가능한 명령어를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체:
    의료 절차 중에 생체내 조직 부위로부터 수집된 샘플을 처리하는 질량 분석기에 의해 생성된 질량 분석 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 조직 부위가 자궁내막증 조직을 포함하는지 여부를 식별하기 위해 질량 분석 데이터를 분석하는 단계.
84. 제78항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직, 연조직, 나팔관 점막, 또는 난소 조직 중 하나로 분류하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
85. 제78항에 있어서, 질량 분석 데이터를 분석하는 단계는 상기 조직 부위를 자궁내막증 조직 또는 건강한 조직으로 식별하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
86. 제78항에 있어서, 상기 용매는 복강경 절차 동안 생체내 조직 부위에 공급되고, 상기 샘플링 프로브는 복강경, 투관침 바늘, 또는 생검 유도장치 중 적어도 하나를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체.
87. 제78항에 있어서, 상기 용매는 실질적으로 이산화탄소 분위기에서 조직 부위에 공급되는 것인 컴퓨터 판독가능 매체.

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