CN102224407B

CN102224407B - 用于对流体样本快速过滤分析的方法和仪器

Info

Publication number: CN102224407B
Application number: CN200980146873.0A
Authority: CN
Inventors: S.施塔林加; S.卡塔内奥
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-11-24
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP2012510052A; CN102224407A; US20110220818A1; RU2011125978A; US8991270B2; JP5451770B2; EP2368103B1; RU2516580C2; WO2010058373A1; EP2368103A1

Abstract

一种用于分析体积为V的流体（18）的仪器（10）包括：具有面积为A的过滤表面（14）的过滤器（12），该过滤器能够允许流体流过该过滤表面，该流体在过滤表面上平均的体积流密度为j_mean；以及–扫描器，其用于以扫描速率B扫描过滤表面；其中面积A与如公式（I）定义的最优面积A_opt一致。由此，过滤时间和扫描时间的和可以被最小化。在另一方面，一种仪器（10）包括：一组至少两个过滤器，该过滤器组中的每个过滤器具有面积为A的过滤表面并且能够允许流体流过该过滤表面，对于每个过滤器而言面积A具有不同的值；以及用于选择所述过滤器之一（12）并将所选的过滤器（12）放置在工作位置的机构；以及扫描器，其用于扫描所选的过滤器（12）的过滤表面（14）。

Description

用于对流体样本快速过滤分析的方法和仪器

技术领域

在第一方面，本发明涉及用于分析体积为V的流体的仪器（apparatus），包括

- 过滤器，其具有面积为A的过滤表面，该过滤器能够允许流体流过该过滤表面，该流体在过滤表面上平均的体积流密度为j_mean；以及

- 扫描器，其用于以扫描速率B扫描过滤表面。

在第二方面，本发明涉及分析体积为V的流体的方法，该方法包括随后的步骤

- 使流体流过过滤器的过滤表面，该流体在过滤表面上平均的体积流密度为j_mean；以及

- 以扫描速率B扫描过滤表面。

在第三方面，本发明涉及用于分析流体的仪器，该仪器包括

- 过滤器，其具有面积为A的过滤表面，该过滤器能够允许流体流过该过滤表面；以及

- 扫描器，其用于扫描过滤表面。

在第四方面，本发明涉及用于分析流体的仪器。

背景技术

流体样本的微生物分析具有重要的生物学、医学和工业应用，例如应用在临床中、在食品和饮料、药物、个人保健品和环境部门中。一般地，这种分析旨在：确定样本中存在或不存在微生物，确定存在的微生物的量，以及在某些情况下以各种细节水平（level）识别未知的微生物。当前标准的测试方法经常基于细胞培养，并且取决于样本和微生物的类型而花费数天到数星期的时间得到结果。强烈需要通量（throughput）增加的微生物分析。

这种快速方法的一个实例是由AES Chemunex（http://www.aeschemunex.com/）提出的方法。它们的FDA批准的ScanRDI系统通过对经过滤产品的激光扫描细胞计数（laser scanning cytometry）来执行所述分析。该方法的步骤是：过滤流体样本；利用荧光染料染色可能存在的微生物污染物；利用大激光点（5-10μm）对过滤器的表面进行光学扫描以便检测可能存在的微生物污染物；以及用具有自动化镜台（stage）的高分辨率（0.5μm）显微镜对污染物周围的区域成像。该技术的各方面已经在EP0713087B1中描述。

一种改进的过滤技术由fluXXion（http://www.fluxxion.com/）提供。该技术基于光刻限定的微型滤网，其具有单个界限分明的细孔（pore）大小（小到0.2μm）、是光学平坦的（从后续光学扫描步骤的观点看其是有利的，并且也导致反向散射减少）和薄的以便提供低流阻并且因此提供比由诸如纤维素、尼龙、聚氯乙烯、聚砜、聚碳酸酯和聚酯之类的多孔材料制成的常规膜过滤器高的过滤通量。

现有的设备和方法一般地使用具有预定义尺寸的过滤器并且仅最优化过滤过程的参数（比如流经速度）和扫描过程的参数（比如扫描速度和束直径。例如，AES Chemunex的ScanRDI系统使用标准的25mm膜滤器，其通常是具有0.45μm的细孔大小的聚酯ChemFilter CB04。

本发明的一个目的是提供一种用于过滤给定量的流体并随后扫描过滤器的特别快速的方法和特别快速的仪器。特别地，本发明的一个目的是提供一种比上述现有技术更快速的方法和仪器。

该目的是通过独立权利要求的特征实现的。其他详述和优选实施例在从属权利要求中概述。

发明内容

根据本发明的第一方面，过滤表面的面积A基本与最优面积A_opt一致，其被定义为

。

这允许显著地减少总化验（assay）时间，如下文将解释。优选地，A与A_opt至多相差20%。更优选地，A与A_opt至多相差10%。甚至更优选地，A与A_opt至多相差5%。特别地，分析流体可以包括检测小物质（material）对象的存在，特别是生物对象，比如细菌或真菌。然而，原则上，本发明适用于其中以恒定（与时间无关的）流速过滤流体的给定体积并且随后以恒定（与时间无关的）扫描速率扫描过滤表面的所有应用。

所述仪器可以进一步包括用于容纳流体的容器，该容器具有用于连接到过滤器的出口，其中该容器的容量与体积V一致。这使选择流体的体积以使得对于所选的体积而言总化验时间将最小或接近最小容易。

所述仪器可以进一步包括用于使流体流过过滤器的驱动装置。该驱动装置可以例如包括置于过滤器的上游或下游的泵。在过滤器的下游提供泵可能是有利的，因为在流体中所包含的杂质被过滤器滤出的情况下该泵将较少地受到流体中所包含的杂质的影响。所述驱动装置可以可替代地通过将包含流体的容器放置在比过滤器更高水平的地方来提供。因此，在地球的重力场中，流体的势能可以用于驱动流体通过过滤器。

流体的体积流密度j_mean和扫描速率B特别地可以分别是可以由所述仪器获得的最大体积流密度和最大扫描速率。可允许的体积流密度j_mean通常受流体和过滤器的属性限制。将泵压力增加到超过特定阈值将导致对过滤器的破坏。类似地，扫描器具有特定的不能容易地增加的最大扫描速率。当然，可以设想以小于j_mean的流密度和/或以小于B的扫描速率操作所述仪器，但是实际上该设备将以其最大流速和其最大扫描速率被操作。对于这种系统，特别有利的是，调适过滤表面的面积以适应最大流密度和最大扫描速率。

所述扫描器可以包括下列至少一个：

- 自动化显微镜，其用于逐步地机械地扫描过滤面积（filter area）、在每个步骤取得图像并且随后以软件缝合这些图像以形成整体图像；

- 用于以连续方式扫描过滤表面的机构，以及频闪照明装置；

- 用于以连续方式扫描过滤表面的机构，以及线阵相机或时间延迟集成相机；

- 微物镜阵列，其用于以单个连续扫描来扫描整个过滤面积；

- 用于在过滤面积上扫描聚焦的激光的装置；

- 用于横过过滤面积扫描聚焦的激光点的阵列的装置。这些方面将在下文中更详细地讨论。

所述过滤器可以包括相对于流体的流动平行布置的多个基本（elementary）过滤器，每个基本过滤器具有基本过滤表面，该过滤表面的面积A是这些基本过滤表面的总面积。

所述扫描器可以包括用于同时扫描过滤表面的多个基本扫描器，每个扫描器具有基本扫描速率，扫描速率B是基本扫描速率的和。基本扫描器可以独立移动，或者它们可以被耦合。例如，单个电动机可以用于相对于过滤表面移位基本激光束的整个阵列。

所述仪器可以进一步包括用于调节过滤表面的面积A的机构。因此，总化验时间可作为流体体积V、扫描速率B和平均体积电流密度j_mean的函数而被最小化。

所述仪器可以进一步包括用于控制所述机构作为体积V、扫描速率B和平均体积流密度j_mean的函数的控制器。

类似地，在根据本发明的第二方面的方法中，面积A基本与最优面积A_opt一致，其被定义为

。

所述方法可以进一步包括步骤：调节过滤表面以便调适面积A以适应体积V、扫描速率B和平均体积流密度j_mean。这里和全文中，过滤表面被理解为是有效地用于过滤流体的过滤表面的部分。因此，其面积A可以通过仅让过滤器的物理表面的一部分接触流体，例如通过密封过滤器的物理表面的一部分或通过将该物理表面连接到具有期望大小的孔（aperture）来改变。

根据本发明的第三方面的仪器包括用于调节过滤表面以改变面积A的机构。

所述仪器可以进一步包括用于控制所述机构改变面积Ａ以便最小化过滤时间和扫描时间的和的控制器，该过滤时间和扫描时间分别是过滤流体所需的时间和扫描过滤表面所需的时间。

根据本发明的第四方面，一种用于分析流体的仪器包括

- 一组至少两个过滤器，该过滤器组中的每个过滤器具有面积为Ａ的过滤表面并且能够允许流体流过该过滤表面，针对每一个过滤器，该面积Ａ具有不同的值；以及

- 用于选择过滤器之一并且将所选的过滤器放置在操作位置的机构；

- 扫描器，其用于扫描所选的过滤器的过滤表面。

所述仪器可以进一步包括用于控制所述机构选择过滤器以便最小化过滤时间和扫描时间的和的控制器，该过滤时间和扫描时间分别是过滤流体所需的时间和扫描过滤表面所需的时间。该控制器可以包括电子控制单元。

流体样本中微生物的存在典型地通过过滤、染色和光学检测三步骤过程来检测。所提出的方法的突出特征是以下事实：基于样本体积以及过滤器和扫描器二者的属性来优化过滤器的面积，以便最小化总化验时间。如下文所示，当过滤和扫描步骤花费近似相同时间时可以实现最小的化验时间。

本发明基于以下见识：所述过程的不同步骤的每一个步骤需要依赖于过滤器在特定方式中的横截面面积A的时间。假设过滤器具有“开放”分数（fraction）η（细孔的面积除以总面积）并且支持具有流经速度u的体积V的过滤。于是所述过滤花费的时间为

。

细孔中的流经速度u与平均体积电流密度j（即每单位时间流过单位面积的体积）相关，j=ηu，其中j在比过滤器的细孔大的区域上被平均，假设流经速度u在已取平均的所有孔中是相同的。在过滤器的整个横截面上被平均的体积电流密度表示为j_mean。

流经速度不仅受所使用的过滤器的特性限制而且受维持细胞的存活力（viability）的需要限制。可以假设，染色步骤所需的时间独立于过滤器的横截面面积。

最后，假设所述光学扫描器每单位时间可以扫描面积B。于是扫描过程花费的时间为：

。

因此总时间（除了染色和其他可能的步骤所需的恒定时间）由下式给出：

。

清楚地，该等式示出在过滤与扫描时间之间存在折衷。小过滤面积造成缓慢的过滤和快速的扫描，而大过滤面积造成快速过滤和缓慢扫描。其结果是该折衷具有不同的最优。对于下列面积而言，总时间是最小的：

。

在该最优中，过滤所需的时间和扫描所需的时间相等并且被给出如下：

。

例如，考虑典型的情况，其中由半径为25mm、开放分数为25%以及流经速度为1mm/sec的圆形过滤器过滤体积V=100ml。过滤所需的时间为大约3.4分钟。具有4096个像素和3kHz线速率的典型线扫描器以0.25μm/像素的分辨率扫描0.768mm²/sec，因此花费42.6分钟扫描整个过滤面积。根据上述意见，最优过滤面积为554mm²，其对应于半径为13.3mm的圆。现在，用于过滤和扫描的总时间为12.0分钟，其中化验时间（排除染色时间）从46分钟总体改进至24分钟，几乎2倍。

一种用于对流体样本进行快速微生物分析的方法可以包括步骤：利用微滤网过滤流体样本；利用（荧光）染料染色微滤网表面上可能存在的微生物污染物；以及光学地扫描微滤网的表面以便检测并成像可能存在的微生物污染物，其特征在于，过滤步骤所花费的时间基本上等于扫描步骤所花费的时间。

一种用于执行该方法的仪器可以包括：用于容纳体积为V的流体样本的容器；用于过滤流体样本的过滤器，其横截面面积为A，过滤面积被细孔占用的分数为η，且流经速度为u；以及用于扫描过滤器的面积的光学扫描器，其每单位时间扫描面积B，该过滤器横截面面积被选择为基本等于

。

可以使用各种扫描器技术。第一类型的扫描器是自动化显微镜，其逐步地机械地扫描过滤面积，在每个步骤利用矩形相机（在x和y二者中的像素的数量大于1）取得图像并且随后以软件缝合图像以形成整体图像。第二类型使用连续的机械扫描和频闪照明来防止运动模糊（blur）。第三类型的扫描器使用连续的机械扫描和线阵相机（在x或y中的像素数量等于1）。第四类型的扫描器使用TDI（时间延迟集成）相机，其是针对样本的多个暴露（exposure）使用多个线的矩形相机。因此，该相机的输出与线阵相机相同。然而，该类型的相机更高效地使用照明光。第五类型的扫描器使用微物镜的阵列，从而允许在单个连续扫描中扫描整个过滤面积。第六类型的扫描器利用横过过滤面积扫描聚焦的激光点。第七类型的扫描器使用聚焦的激光点的阵列，从扫描速度的观点看这是有利的。激光允许聚焦面积中的功率远高于典型荧光团的饱和强度。从信号线性度和光致漂白的相对发生的观点看，饱和区中的照明荧光团可能是不利的。因此，可能有利的是，在许多点上划分总的可用激光功率，每个点达到低于荧光饱和水平的强度。

本发明的关键思想可以被概括为使用多路复用和批处理的实施例。假设，N个样本同时被N个微滤网过滤，然后也同时被染色，且最后被包括M个扫描元件的仪器以每扫描元件通量B扫描。过滤和染色步骤所需的时间未被改变，但是扫描步骤所需的时间现在为：

。

每样本的总时间（除了染色和可能的其他步骤所需的恒定时间）因此由下式给出：

。

该总时间对于以下面积是最优的（最小的）：

。

在该最优中，过滤所需的时间和扫描所需的时间相等并且由下式给出：

。

每样本的总时间现在是：

。

该实施例的第一优点是，在每样本的总时间中的系数为1/的增益。第二优点可能在成本方面。该实施例描述了例如利用相对较快速的扫描器（B大）进行批处理（N>1,M=1）的情况。如果利用这种快速的扫描器连续地处理这些样本，则过滤器的最优面积将相对较大。因为一次性过滤器的成本可能随着尺寸（并且因此随着过滤面积）而增加，所以通过使用批处理也降低了成本，即每个一次性微滤网降低到1/（假设该成本与过滤面积成比例）。类似地，如果由相对较慢且便宜的扫描器扫描大过滤面积，则多路复用（N=1，M>1）导致增益。

例如，具有4096个像素和50kHz线速率的快速时间延迟和集成（TDI）线扫描器允许在0.25μm/像素的分辨率下12.8mm²/sec的通量。同时处理N=4个样本并且利用该扫描器顺序地扫描这N=4个样本给出了最优过滤面积1131mm²，其对应于半径为19.0mm的圆（假设样本体积、开放分数和流经速度与先前的样本中的相同）。总扫描和过滤时间等于5.9分钟，所以每样本3.0分钟的化验时间。

许多应用将利用固定的扫描器、过滤器类型和样本体积。在这种情况下，最优过滤器大小将必须仅被定义一次并且相同的大小可以用在所有后续化验中。在需要可变的样本体积和/或过滤器特性（例如，滤网大小、多孔性等等）的应用的情况下，所述仪器可以包括用于改变化验中所使用的过滤器部分的装置，例如具有可变大小的多个孔或具有可调节大小的单个孔的流体适配器。

总之，提出了用于对流体样本进行快速微生物分析的装置和方法。所述方法典型地包括步骤：利用微滤网过滤流体样本；利用染料（例如荧光染料）染色微滤网的表面上可能存在的微生物污染物；以及对微滤网的表面进行光学扫描以便检测并成像可能存在的微生物污染物或被滤网捕获的其他颗粒或对象。微滤网的面积可以基于样本体积（或物质（substance）的量）以及过滤器和扫描器二者的属性来最优化，以便最小化总化验时间。特别地，表明当过滤和扫描步骤花费近似相同时间时实现了最小的化验时间。

还提出了一种用于执行该方法的仪器。根据示范性实施例，该仪器包括：用于容纳体积为V的流体样本的容器；用于过滤流体样本的过滤器，其横截面面积为A，过滤面积被细孔占用的分数，且流经速度为u；以及用于扫描过滤器的面积的光学扫描器，其每单位时间扫描面积B。优选地，该过滤器的横截面面积与最优值相差至多例如5%或10%或20%或30%，就这个意义而言，过滤器的横截面面积基本等于最优值

。所述思想还适用于以下情况：其中N个样本同时被N个微滤网过滤，然后也同时被染色，且最后被包括M个扫描元件的仪器扫描。

附图说明

图1示意性地示出过滤器和流过该过滤器的流体。

图2示意性地示出过滤器和从过滤器的入口侧聚焦在过滤表面上的激光束。

图3示意性地示出过滤器和从过滤器的出口侧聚焦在过滤表面上的激光束。

图4提供过滤器的示意性倾斜角度视图。

图5提供包括基本滤网阵列的过滤器的示意性倾斜角度视图。

图6示意性地示出用于调适过滤器的横截面面积的机构。

图7是示出分析流体的步骤的流程图。

具体实施方式

除非另外指定，不同附图中出现的相同或相似的参考数字标记相同或相似的组件。

图1提供过滤器12和流过过滤器12的流体18的示意性侧视图。该流体特别地可以是水溶液。该流体典型地处于液相中，但是它也可以处于气相。过滤器12具有入口表面14和出口表面16。入口表面14和出口表面16形成垂直于附图的平面延伸的平行表面。流体18通过入口表面14进入过滤器12并且通过出口表面16离开过滤器12。离开过滤器的流体被标记为20。过滤器12可以例如是膜滤器或微滤网。过滤器12和流体18、20被沿z方向6进行的管（未示出）环绕。尽管流体18流过过滤器12，但是微观对象（比如单个细胞或其他微生物）被过滤器阻挡并且聚积在其入口表面14上或附近。入口表面14具有总面积A。该流体的体积流速率是在给定时间间隔中通过过滤器的流体量的体积除以该时间间隔的长度。该体积流速率在过滤过程期间基本恒定。体积流速率除以面积A被称为平均体积流密度j_mean。相反，流体的局部体积流密度j是在流体18、20内的任意点处定义的。局部流密度j朝向过滤器边缘与中心流区域相比稍小，但是一般地横过入口表面14局部流密度j和平均流密度j_mean基本相同。过滤流体18的总时间为

Figure 2009801468730100002DEST_PATH_IMAGE017

，

V是流体18、20的体积。当流体被迫通过滤波器时，该过滤器提供对流体的特定电阻。在特定程度上，该电阻随着迫使流体通过过滤器所用的力的增加而增加，从而导致基本独立于该力（至少在特定参数范围内）的平均流密度j_mean。因此，流密度j_mean可以被认为是过滤器12和流体18的本质属性。当然，对于水溶液以外的其他流体（比如油）而言，体积流密度j_mean可以具有不同的值。

在流体18流过过滤器12之后，过滤器12的过滤表面（在本实例中，为入口表面14）可以被扫描头22扫描，如图2示意性所示。该扫描头22照明入口表面14的一部分并对其成像，并且所成像的部分相对于表面14以扫描速率B移动，该扫描速率是单位时间扫描的面积。扫描速率B由扫描机构的属性确定，例如由图像传感器（未示出）的帧频和像素的数量或由照明的水平或由用于移位光学元件（未示出）以便横过表面14移动激光束22的电动机（未示出）的速度来确定。被焦点24处的对象反射的光或由焦点24处的对象发射的荧光被检测器（未示出）检测并且被分析，以便检测表面14上的这些对象。用于扫描入口表面14的总时间为

。

面积A被选择为等于

，以便最小化总时间

。也可以用多于一个扫描头来扫描入口表面14。然后扫描速率B是指组合的扫描速率，即各个扫描头的扫描速率的和。

应当注意，过滤器12可以从任意一个侧面被照明，即从其入口侧以及从其出口侧被照明。而且，过滤器12可以从任一个侧面被成像，从而给出了用于照明和成像的总共四个可能的组合。然而，优选地，照明和成像二者都在过滤器12的入口侧上（这里，为顶侧）。

图3示出其中扫描头22被布置在过滤器12的出口侧的实施例。在所示的实例中，由扫描头22发射的检测光横穿过滤器12，假设过滤器12足够薄或透明。

图4提供过滤器12的简化的三维视图。在所示的实施例中，入口表面14是矩形，但是它可以具有不同的形状。入口表面14特别地可以是圆形，因为这可以引起流体特别均匀地流过过滤器12。

图5示出了可替代实施例，其中过滤器12由具有面积为A的组合的过滤器表面的基本过滤器或滤网26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48构成。

现在参照图6，示出了包括用于过滤流体18的过滤器12和用于调适入口表面14的有效大小的适配器70的系统。适配器70包括滑板（slide）50，其具有在平行于流动方向的竖直方向（z方向）上横穿滑板50的四个孔54、56、58、60。孔54、56、58、60具有出口横截面62、64、66、68，它们的面积A是不同的。在所示的配置中，孔54置于过滤器12上面。通过在水平方向（x方向）上移位滑块50（如箭头52所示），其他孔56、58、60之一可以改为放置在过滤器12上面，以便改变过滤器12的入口表面14的有效面积A。因此，入口表面14可以例如作为将被过滤的流体18的体积V的函数而被调适。孔54、56、58、60与用于容纳流体的容器（未示出）相通，每个容器的容量由下式给出

其中A是相应的孔（54,56,58或60）的出口横截面（62,64,66或68）的面积，B是用于扫描入口表面14的扫描设备（未示出）的扫描速率，且j_mean是流体18在入口表面14上平均的体积流密度。在相关的实施例（未示出）中，孔54、56、58、60沿着圆周布置。

现在参照图7，描绘了分析流体样本的方法的流程图，其中流体18将穿过过滤器。在第一步骤701中，确定待采样的流体的体积V、期望的体积流密度j_mean和用于扫描过滤表面的扫描器的扫描速率B。然后，过滤表面被调适，以使得其有效面积A尽可能近似等于

Figure 2009801468730100002DEST_PATH_IMAGE021

（步骤702）。过滤表面可以是被所有流体横穿的过滤器的任何表面或其中的任何表面。过滤表面特别地可以是过滤器的入口表面。在随后的步骤703中，让流体穿过过滤器。然后，借助于扫描器以扫描速率B扫描过滤表面A（步骤704）以在过滤表面上定位可能存在的对象。最后，经由显微镜成像其中已经检测到存在所关心的对象的过滤表面的所选区域（步骤705）。

尽管在附图和前述描述中详细图示和描述了本发明，但是附图和描述被认为是示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。也可以实现上文未描述的等价物、组合和修改，而不脱离本发明的范围。

动词“包括”及其派生词不排除“包括”所指的内容中其他步骤或元件的存在。不定冠词“一”不排除该冠词所指的多个主体。还应当注意，单个单元可以提供权利要求中提及的若干装置的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些特征这一起码事实并不表示这些特征的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。

Claims

1.一种用于分析体积为V的流体（18）的仪器（10），包括

- 具有面积为A的过滤表面（14）的过滤器（12），该过滤器能够允许流体流过该过滤表面，该流体在过滤表面上平均的体积流密度为j_mean；以及

- 扫描器，其用于以扫描速率B扫描过滤表面；

其中面积A等于如下定义的最优面积A_opt

Figure 2009801468730100001DEST_PATH_IMAGE001

。

2.如权利要求1所述的仪器（10），进一步包括用于容纳流体（18）的容器，该容器具有用于连接到过滤器（12）的出口，其中该容器的容量与体积V一致。

3.根据权利要求1的仪器（10），进一步包括用于使流体（18）流过过滤器（12）的驱动装置。

4.如权利要求3所述的仪器（10），其中流体（18）的体积流密度j_mean是可由所述仪器获得的最大体积流密度并且扫描速率B是可由所述仪器获得的最大扫描速率。

5.根据权利要求1的仪器（10），其中所述扫描器包括下列至少一个：

- 自动化显微镜，其用于逐步地机械地扫描过滤面积、在每个步骤取得图像并且然后以软件缝合这些图像以形成整体图像；

- 用于横过过滤面积扫描聚焦的激光的装置；

- 用于横过过滤面积扫描聚焦的激光点的阵列的装置。

6.根据权利要求1的仪器（10），其中所述过滤器（12）包括相对于流体（18）的流动平行布置的多个基本过滤器（26,28,30,32,34,36,38,40,42,44），每个基本过滤器具有基本过滤表面，过滤表面（14）的面积A是这些基本过滤表面的总面积。

7.根据权利要求1的仪器（10），其中所述扫描器包括用于同时扫描过滤表面（14）的多个基本扫描器，每个扫描器具有基本扫描速率，扫描速率B是这些基本扫描速率的和。

8.根据权利要求1的仪器（10），进一步包括用于调节过滤表面（14）的面积A的机构（70）。

9.如权利要求8所述的仪器（10），进一步包括用于控制所述机构（70）作为体积V、扫描速率B和平均体积流密度j_mean的函数的控制器。

10.一种分析体积为V的流体（18）的方法，包括下述步骤：

- 使流体（18）流过过滤器（12）的过滤表面（14），该流体在过滤表面上平均的体积流密度为j_mean；以及

- 以扫描速率B扫描过滤表面（14）；

其中过滤表面（14）的面积A等于如下定义的最优面积A_opt

。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：

- 调节过滤表面（14）以便调适面积A以适应体积V、扫描速率B和平均体积流密度j_mean。