專利名稱：納米顆粒過濾器的制作方法
納米顆粒過濾器
背景技術(shù)：
除非本文中另有明確聲明，這一部分中所呈現(xiàn)的材料不是相對于本申請中權(quán)利要求的現(xiàn)有技術(shù)，并且并不承認(rèn)由于包括在這一部分中就是現(xiàn)有技術(shù)。制造和化學(xué)流程可能產(chǎn)生包括不需要的顆粒在內(nèi)的所需流體?？梢詫⑺隽黧w和顆粒饋送至過濾器?？梢允褂盟鲞^濾器從所述流體中去除至少一些不需要的顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)示例中，描述了一種用于從流體去除納米顆粒的方法。在一些示例中，所述方法包括向所述流體施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元(plasmon)。在一些示例中,所述 第一等離子體激元用于聚集所述納米顆粒以產(chǎn)生納米顆粒集合體。在一些示例中，所述方法包括向所述流體施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元。在一些示例中，所述第二等離子體激元用于將所述納米顆粒集合體移動(dòng)到一定位置。在另一個(gè)示例中，描述了一種納米顆粒過濾器。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器包括腔室，所述腔室包括至少一個(gè)壁和至少一個(gè)端口。在一些示例中，將腔室配置為貯存包括所述納米顆粒在內(nèi)的流體，并且允許足以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量的透射。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器包括光源，所述光源配置為向所述腔室提供足以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量。在一些示例中，所述等離子體激元用于在一個(gè)或多個(gè)納米顆粒上產(chǎn)生凈力矢量，所述凈力矢量足以將所述一個(gè)或多個(gè)納米顆粒朝著所述至少一個(gè)端口移動(dòng)。在另一個(gè)示例中，描述了一種納米顆粒過濾器系統(tǒng)。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器系統(tǒng)包括用于貯存流體的貯液器。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器系統(tǒng)包括腔室，所述腔室包括至少一個(gè)壁和至少一個(gè)端口。在一些示例中，所述腔室配置為允許足以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量的透射。在一些示例中，所述腔室與所述貯液器流體連通。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器系統(tǒng)包括光源，所述光源配置為向所述腔室提供足以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量。在一些示例中，所述納米顆粒過濾器系統(tǒng)包括與所述光源通信的處理器。在一些示例中，所述處理器用于控制所述光源向所述腔室的第一位置施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元。在一些示例中，所述第一等離子體激元用于產(chǎn)生第一顆粒集合體。在一些示例中，所述處理器用于控制所述光源向所述腔室的第二位置施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元。在一些示例中，所述第二等離子體激元用于產(chǎn)生第二顆粒集合體。在一些示例中，所述第一和第二等離子體激元還用于將所述納米顆粒從所述流體朝著所述端口移動(dòng)。


根據(jù)結(jié)合附圖的以下描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明公開的前述和其他特征將變得更加清楚明白。應(yīng)該理解的是這些附圖只是描述了根據(jù)本發(fā)明公開的幾個(gè)實(shí)施例，因此不應(yīng)該看作是對其范圍的限制，將通過引用附圖利用附加的特性和細(xì)節(jié)來描述本公開，其中圖I是納米顆粒過濾器系統(tǒng)的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖2是納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖3是納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖4是納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖5是納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖；圖6是用于實(shí)現(xiàn)納米顆粒過濾器的示例過程的流程圖；
圖7說明了用于實(shí)現(xiàn)納米顆粒過濾器的示例計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品；以及圖8是說明了適用于實(shí)現(xiàn)納米顆粒過濾器的一些示例計(jì)算設(shè)備的方框圖，所有附圖都根據(jù)這里所述的至少一些實(shí)施例布置。
具體實(shí)施例方式參考附圖進(jìn)行以下詳細(xì)描述，所述附圖形成了所述描述的一部分。在附圖中，除非上下文另有說明，類似的符號(hào)典型地表示類似的部件。在詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實(shí)施例并非意味著限制。在不脫離這里所呈現(xiàn)主題的精神或范圍的情況下，可以使用其他實(shí)施例并且可以進(jìn)行其他變化。應(yīng)該容易理解的是如這里總體描述并且在附圖中說明的本公開的方面可以按照多種不同的配置進(jìn)行排列、替代、組合、分離和/或設(shè)計(jì)，這里明確地考慮了所有這些內(nèi)容。本公開總體描述一種與納米顆粒過濾器相關(guān)的設(shè)備、系統(tǒng)、裝置和方法。簡要地說，總體描述了用于納米顆粒過濾器和系統(tǒng)的技術(shù)，用于將納米顆粒從流體移動(dòng)到一定的位置。在一些示例中，所述方法包括提供包括納米顆粒在內(nèi)的流體。在一些示例中，所述方法還包括向所述流體施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元。在一些示例中，所述第一等離子體激元用于聚集所述納米顆粒以產(chǎn)生納米顆粒集合體。在一些示例中，所述方法包括向所述流體施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元。在一些示例中，所述第二等離子體激元用于將所述納米顆粒集合體移動(dòng)到一定位置。圖I是納米顆粒過濾器系統(tǒng)的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖。在一些示例中，納米顆粒過濾器系統(tǒng)100可以包括貯液器106、納米顆粒過濾器102和出口容器116。貯液器106可以貯存包括納米顆粒104在內(nèi)的流體108。在一些示例中，納米顆粒過濾器102可以包括腔室140、輸入端口 112、輸出端口 114、端口 142和納米顆粒容器110。輸入端口 112可以與貯液器106流體連通。輸出端口 114可以與出口容器116流體連通。如下面更加詳細(xì)地討論的，在一些示例中，可以將來自貯液器106的流體108通過輸入端口 112饋送至納米顆粒過濾器102中。在一些示例中，納米顆粒過濾器102可以適用于將至少一些納米顆粒104從流體108通過端口 142移動(dòng)至容器110。在一些示例中，可以用與要被過濾的流體108本質(zhì)上類似的流體介質(zhì)填充容器110。在一些示例中，在腔室140和容器110之間不存在顯著的壓力差。在一些示例中，可以在向腔室140施加光(如下所述)時(shí)用流體108填充腔室140。在其他示例中，可以在通過端口 142向腔室140施加光之前用流體108填充腔室140。在一些示例中，可以通過輸出端口 114將具有比流體108少20% -80%納米顆粒104的流體108a饋送至出口容器116。在一些示例中，納米顆粒104可以是任意形狀和/或材料的顆粒，所述形狀包括但是不局限于類球體、橢球體、多邊形和球狀結(jié)構(gòu)，所述材料例如但是不局限于金屬、無機(jī)物、陶瓷、有機(jī)物、有機(jī)金屬、聚合物、生化藥劑和生物制劑或者材料的組合，并且可以具有范圍在約Inm至約IOOnm之內(nèi)的所有三維物理尺寸。在一些示例中，流體108可以是水性溶液，所述水性溶液包括但是不局限于酸性或基礎(chǔ)媒質(zhì)或者有機(jī)溶劑或媒質(zhì)。在一些示例中，納米顆粒104可以懸浮于流體108中。除了納米顆粒104之外的其他顆粒也可以懸浮于流體108 中。一些技術(shù)領(lǐng)域生產(chǎn)納米顆粒懸浮液，所述納米顆粒懸浮液提供了納米顆粒過濾器102的應(yīng)用示例。例如，幾種免疫技術(shù)使用標(biāo)記蛋白質(zhì)和肽的金(Au)或銀(Ag)納米顆粒。如果需要在產(chǎn)生免疫測定之后分離和收集被標(biāo)記的樣品蛋白質(zhì)，所述納米顆粒過濾器可以能夠在不使用隔膜型過濾器的情況下完成這種分離。圖2是納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖2的過濾器與圖I的系統(tǒng)100中的過濾器102實(shí)質(zhì)上類似，但是包括附加的細(xì)節(jié)。為了清楚的目的，將不再描述圖2 中與圖I的部件標(biāo)記為相同的那些部件。圖2示出了納米顆粒過濾器102內(nèi)部的具有納米顆粒104的流體118。在一些示例中，可以通過至少一個(gè)壁120來限定腔室140。在一些示例中，壁120可以由諸如玻璃或塑料之類的透明材料構(gòu)成，所述透明材料具有能夠?qū)⒈砻娴入x子體激元耦合到由腔室140貯存的流體中的折射率(如下所述)。在一些示例中，可以使用大于I. 9的折射率。在一些示例中，腔室140可以是具有從約Icm至約20cm的寬度和長度的平行六面體形狀。在一些示例中，壁120可以具有從約O. 5mm至約5mm的厚度。在納米顆粒104包括絕緣體的示例中，壁120可以在內(nèi)部涂覆有金屬膜118，其中所述絕緣體例如但是不局限于氧化物、聚合物、有機(jī)化合物、生化藥劑和生物制劑?？梢詫⒔饘倌?18均勻地或不均勻地涂覆在壁120上，并且可以將金屬膜118涂覆在所有的壁120上和/或只涂覆在一些壁120上。金屬膜118可以是壁120的一部分。在一些示例中，金屬膜118可以包括但是不局限于金、銀、鈀、銅、銠和/或其混合物等等，并且可以具有范圍從約IOnm至約200nm的厚度。在納米顆粒104包括導(dǎo)體或半導(dǎo)體金屬或化合物的示例中，可以不包括膜118。在一些示例中，壁120可以對于施加至壁120的光的波長是透明的，如以下更加詳細(xì)討論的，并且可以由諸如但是不局限于具有約I. 9至約2. 5折射率的玻璃或塑料之類的材料構(gòu)成。在示例中，納米顆粒過濾器102可以由具有間隔物的兩個(gè)載玻片組成。在其他示例中，可以通過模鑄或機(jī)械加工將腔室140生產(chǎn)或者形成為網(wǎng)狀形狀。圖3、4和5是根據(jù)這里描述的至少一些實(shí)施例的納米顆粒過濾器的說明性實(shí)施例的側(cè)視圖。圖3、4、5的過濾器與圖I和2的過濾器102實(shí)質(zhì)上類似，但是包括附加的細(xì)節(jié)。為了清楚的目的，將不再描述圖3、4和5中與圖I和2的部件標(biāo)記為相同的那些部件。圖3、4和5說明了如何可以使用納米顆粒過濾器102從流體108去除至少一些納米顆粒104的示例。在一些示例中，納米顆粒過濾器102可以包括例如但是不局限于激光器、發(fā)光二極管、濾波白熾燈、濾波弧光管或?yàn)V波熒光燈的光源124。在一些示例中，光源124可以定向?yàn)榕c壁120呈一定角度，使得將表面等離子體激元極化子耦合到金屬膜118或金屬納米顆粒104中。在一些示例中，光源124和存儲(chǔ)器128可以都與處理器126通信。在一些示例中，處理器126還可以通過例如數(shù)據(jù)線路或無線網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路113與輸入端口112和輸出端口 114通信。處理器128可以配置為控制輸入端口 112和輸出端口 114以提供進(jìn)出腔室140的流體108。在一些不例中，可以為每一個(gè)壁120使用一個(gè)光源124。在一些示例中，可以為一個(gè)或多個(gè)壁120的每一個(gè)使用多于一個(gè)光源。光源124可以配置為產(chǎn)生可以通過壁120入射到膜118和/或流體108上的光束122。存儲(chǔ)器128可以配置為包括處理器126用來控制光源124的指令集130。參見圖3，在過濾器102的腔室140內(nèi)示出了包括納米顆粒104在內(nèi)的流體108。腔室140可以配置為貯存流體108。在一些示例中，處理器126可以配置為通過輸入端口112將流體108饋送到過濾器102中。在一些示例中，處理器126可以配置為關(guān)閉輸入端口112和輸出端口 114，使得可以允許流體118被靜置于腔室140中。在一些示例中，可以按照小于每分鐘O. I立方厘米(ccm)的流速連續(xù)地饋送流體118通過輸入端口 112和輸出端口 114。在一些示例中，在將流體108貯存在腔室140內(nèi)部的同時(shí)，處理器126可以配置為控制光源124在第一位置136a處、按照能夠?qū)⒌入x子體激元耦合到金屬膜118或納米顆粒 104中的入射角度將光束122a施加至壁120。具體的角度可以依賴于波長、金屬膜118的折射率、組成和厚度以及納米顆粒104的組成和尺寸范圍。在一些示例中，光束122a可以是在例如從約300nm至約700nm的波長范圍之內(nèi)的光。光束122可以包括單偏振波長、波段或多個(gè)波長，并且可以是脈沖的、連續(xù)的或具有任意其他占空比的?？梢曰趹?yīng)用使用多種波長和入射角度的配置。在示例中，對于尺寸范圍在10-60nm的絕緣無機(jī)氧化物納米顆粒，由Au構(gòu)成的6nm金屬膜118可以使用以30°和60°之間的角度入射的600nm紅光將等離子體激元耦合到水性懸浮流體中。在一些示例中，當(dāng)光束122a撞擊到壁120上時(shí)，由于壁120的折射，壁120將光束122a彎曲以入射到膜118和/或流體108上。如上所述，壁120可以是透明的并且具有所需折射率，以朝著膜118的平面和/或流體108彎曲或折射光束122a。在一些示例中，當(dāng)光束122撞擊膜118和/或流體108時(shí)，可以在金屬膜118的平面132a2中產(chǎn)生表面等離子體激元極化子或等離子體激元132?？梢栽谀?18和流體108的界面附近將等離子體振蕩132作為表示為132al的消逝波耦合到流體108中。在一些示例中，光束122可以配置為提供足以產(chǎn)生等離子體激元132的光能量。在一些示例中，等離子體激元132可以是金屬膜118內(nèi)的導(dǎo)體電子的集體振蕩，并且作為界面光激勵(lì)延伸到流體108中。在一些示例中，可以與金屬膜118的平面平行地極化光束122，并且產(chǎn)生與針對在金屬膜118中使用的給定導(dǎo)體的等離子體激元激勵(lì)能量132a2相匹配的振蕩模式。在由導(dǎo)體或半導(dǎo)體金屬或化合物構(gòu)成納米顆粒104的示例中，可以如132al處所示在納米顆粒104自身內(nèi)產(chǎn)生等離子體激元132。在由電絕緣材料構(gòu)成納米顆粒104的示例中，可以在膜118中產(chǎn)生等離子體激元132a (包括132al和132a2)，并且如在132a2處所示將等離子體激元132a稱合至流體108。至少部分地由于在諧振稱合的支持納米顆粒的等離子體激元與光陷阱之間的光感應(yīng)吸引力，等離子體激元132a(包括132al和132a2)可以聚集納米顆粒104，以產(chǎn)生納米顆粒集合體134a。如由圖2和圖3之間的納米顆粒濃度的略微降低所說明的，納米顆粒集合體134a的產(chǎn)生產(chǎn)生了凈力矢量144，并且從流體118移動(dòng)至少一些納米顆粒104。圖3示出了在第一位置136a處施加至壁120的光束122a。圖4示出了在第二位置136b處施加至壁120的光束122b。在一些示例中，可以通過在光源124中使用電磁或電機(jī)致動(dòng)的鏡子，來移動(dòng)光束122b至位置136b。通過在第二位置136b向壁120施加光束122b，在第二位置136b附近產(chǎn)生等離子體激元132b。等離子體激元132b可以聚集納米顆粒104以產(chǎn)生納米顆粒集合體134b。納米顆粒集合體134b中的納米顆粒可以包括流體108中的納米顆粒104以及來自納米顆粒集合體134a的納米顆粒。納米顆粒集合體134b可以大于納米顆粒集合體134a。此外，至少部分地因?yàn)榈入x子體激元132b的位置136b比位置136a更靠近端口 142，納米顆粒集合體134b更靠近端口 142。如圖3和圖4之間的納米顆粒濃度的略微下降所說明的，納米顆粒集合體134b的產(chǎn)生繼續(xù)產(chǎn)生凈力矢量144，并且從流體118移動(dòng)至少一些納米顆粒104。圖4示出了在第二位置136b處施加至壁120的光束122b。圖5示出了在第三位置136c處施加至壁120的光束122c。通過在第三位置136c處向壁120施加光束122c，在第三位置136c附近產(chǎn)生了等離子體激元132c。等離子體激元132c可以聚集納米顆粒104以產(chǎn)生納米顆粒集合體134c。納米顆粒集合體134c中的納米顆?？梢园黧w108中的納米顆粒104和來自納米顆粒集合體134a、134b的納米顆粒。納米顆粒集合體134c可以大于納米顆粒集合體134a和134b。此外，至少部分地因?yàn)榈入x子體激元132c的位置136c比位置136b更靠近端口 142，納米顆粒集合體134c更靠近端口 142。如圖4和圖5之間的納米顆粒濃度的略微下降所說明的，納米顆粒集合體134c的產(chǎn)生繼續(xù)產(chǎn)生凈力矢量144，并且從流體118移動(dòng)至少一些納米顆粒104。通過選擇將光束122施加至腔室140的多個(gè)位置136，可以從流體108將至少一些納米顆粒104清除至端口 142以及諸如納米顆粒容器110之類的另一個(gè)位置。在一些示例中，可以按照限定的重復(fù)和/或占空周期來使用位置136的循環(huán)。在一些示例中，可以將約1/lOOHz至約1/lOHz的占空周期用于位置136?？梢酝ㄟ^光源122的電磁或電機(jī)致動(dòng)來控制所述重復(fù)率。跨越壁120的點(diǎn)狀照明的連續(xù)周期可以允許從溶液108至容器110對納米顆粒104的步進(jìn)式去除。在一些示例中，光束122可以具有約I瓦特/mm2至約100瓦特/mm2的照明功率密度輸出。在其他潛在優(yōu)勢中，納米顆粒過濾器102可以用于微流體裝置和/或芯片上實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中?？梢源?lián)或并聯(lián)地連通放置多個(gè)過濾器102，以移動(dòng)不同尺寸的納米顆粒。例 如，一些過濾器102可以具有光束122，所述光束具有針對特定納米顆粒尺寸或范圍集中的強(qiáng)度、波長、光譜、入射角度、功率、極化等。圖6描述了根據(jù)這里所述的至少一些實(shí)施例，用于實(shí)現(xiàn)納米顆粒過濾器的示例過程的流程圖?？梢允褂美缟鲜龅倪^濾器102來實(shí)現(xiàn)圖6中的過程。示例過程可以包括一個(gè)或多個(gè)塊S2、S4、S6、S8和/或SlO描述的一個(gè)或多個(gè)操作、動(dòng)作或功能。盡管描述為分立的塊，可以依賴于所需的實(shí)施方式將多個(gè)塊劃分為附加的塊、組合為更少的塊或者去除所述塊。可以在塊S2處開始處理。在塊S2，可以通過將具有納米顆粒的流體饋送到納米顆粒過濾器的腔室中來提供具有納米顆粒的流體。例如，可以配置處理器來控制通過所述過濾器的輸入端口的流體的饋送。處理可以從塊S2繼續(xù)至塊S4。在塊S4，可以產(chǎn)生循環(huán)，使得重復(fù)塊S6、S8和SlO直到從所述流體中去除了所需量的納米顆粒。例如，可以通過使用例如光散射和光譜技術(shù)的多種原位光學(xué)技術(shù)在任意給定的時(shí)間測量溶液中納米顆粒的濃度來監(jiān)測納米顆粒的去除。處理可以從塊S4繼續(xù)至塊S6。在塊S6，處理器可以配置為控制光源在所述腔室的第一位置處施加第一光束。所述第一光束可以在流體中產(chǎn)生第一等離子體激元。第一等離子體激元可以產(chǎn)生第一納米顆粒集合體。處理可以從塊S6繼續(xù)至塊S8。在塊S8，處理器可以配置為控制光源在所述腔室的第二位置處施加第二光束。所述第二光束可以在流體中產(chǎn)生第二等離子體激元。第二等離子體激元可以產(chǎn)生第二納米顆粒集合體。處理可以從塊S8繼續(xù)至塊S10。在塊S10，由于所述第一和第二等離子體激元產(chǎn)生的凈力矢量，可以將納米顆粒從所述流體移動(dòng)至一定的位置。圖7說明了根據(jù)這里所述的至少一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)納米顆粒過濾器的示例計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品300。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品300可以包括信號(hào)承載介質(zhì)302。信號(hào)承載介質(zhì)302可以包括一個(gè)或多個(gè)指令304，當(dāng)例如處理器執(zhí)行所述指令時(shí)，所述指令304可以提供以上參考圖1-6描述的至少一些功能。因此，例如，參考過濾器102，處理器126可以響應(yīng)于通過介質(zhì)302傳送到系統(tǒng)100的指令304執(zhí)行圖7所示的一個(gè)或多個(gè)模塊。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)承載介質(zhì)302可以包括例如但是不局限于硬盤驅(qū)動(dòng)器、緊致盤(CD)、數(shù)字通用盤(DVD)、數(shù)字磁帶、存儲(chǔ)器等的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)306。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)承載介質(zhì)302可以包括例如但是不局限于存儲(chǔ)器、讀/寫(R/W)CD、R/W DVD等的可記錄介質(zhì)308。在一些實(shí)施方式中，信號(hào)承載介質(zhì)302可以包含例如但是不局限于數(shù)字和/或模擬通信介質(zhì)(例如，光纖光纜、波導(dǎo)、有線通信鏈路、無線通信鏈路等)的通信介質(zhì)310。因此，例如，可以通過RF信號(hào)承載介質(zhì)302將程序產(chǎn)品300傳輸給過濾器102的一個(gè)或多個(gè)模塊，其中可以通過無線通信介質(zhì)310來傳送所述信號(hào)承載介質(zhì)302 (例如，符合IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)的無線通信介質(zhì))。圖8是說明了適用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)這里所述的至少一些實(shí)施例的納米顆粒過濾器的示例計(jì)算設(shè)備400的方框圖。在非?；镜呐渲?02中，計(jì)算設(shè)備400典型地包括一個(gè)或多個(gè)處理器404和系統(tǒng)存儲(chǔ)器406。存儲(chǔ)器總線408可用于在處理器404和系統(tǒng)存儲(chǔ)器406之間進(jìn)行通信。根據(jù)所期望的配置，處理器404可以是任意類型的，包括但不限于微處理器(μ P)、微控制器(μ C)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或其任意組合。處理器404可以包括一級(jí)或多級(jí)緩存(例如，一級(jí)高速緩存410和二級(jí)高速緩存412)、處理器核414、以及寄存器416。示例處理器核414可以包括算術(shù)邏輯單元(ALU)、浮點(diǎn)單元(FPU)、數(shù)字信號(hào)處理核(DSP核)或其任意組合。示例存儲(chǔ)器控制器418也可以與處理器404 —起使用，或者在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器控制器418可以是處理器404的內(nèi)部部件。根據(jù)所期望的配置，系統(tǒng)存儲(chǔ)器406可以是任意類型的，包括但不限于易失性存儲(chǔ)器(如RAM)、非易失性存儲(chǔ)器(如ROM、閃存等)或其任意組合。系統(tǒng)存儲(chǔ)器406可以包括操作系統(tǒng)420、一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序422和程序數(shù)據(jù)424。應(yīng)用程序422可以包括用于執(zhí)行包括如前相對于圖1-7所述功能的納米顆粒過濾器算法426。程序數(shù)據(jù)424可以包括納米顆粒過濾器數(shù)據(jù)428，其對于如這里所述的納米顆粒過濾器是有用的。在一些實(shí)施例中，應(yīng)用程序422可以設(shè)置為在操作系統(tǒng)420上利用程序數(shù)據(jù)424進(jìn)行操作，使得可以提供納米顆粒過濾器。這里所描述的基本配置402在圖8中由虛線內(nèi)的部件來圖示。計(jì)算設(shè)備400可以具有額外特征或功能以及額外接口，以有助于基本配置402與任意所需設(shè)備和接口之間進(jìn)行通信。例如，總線/接口控制器430可以有助于基本配置402與一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備432之間經(jīng)由存儲(chǔ)器接口總線434進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備432可以是可拆除存儲(chǔ)設(shè)備436、不可拆除存儲(chǔ)設(shè)備438或其組合?？刹鸪鎯?chǔ)設(shè)備和不可拆除存儲(chǔ)設(shè)備的示例包括磁盤設(shè)備(如軟盤驅(qū)動(dòng)器和硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD))、光盤驅(qū)動(dòng)器(如緊致盤(CD)驅(qū)動(dòng)器或數(shù)字通用盤(DVD)驅(qū)動(dòng)器)、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)以及磁帶驅(qū)動(dòng)器，這僅僅是極多例子中的一小部分。示例計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括以任意信息存儲(chǔ)方法或技術(shù)實(shí)現(xiàn)的易失性和非易失性、可拆除和不可拆除介質(zhì)，如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)。系統(tǒng)存儲(chǔ)器406、可拆除存儲(chǔ)設(shè)備436和不可拆除存儲(chǔ)設(shè)備438均是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)的示例。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于RAM、ROM、EEPR0M、閃存或其他存儲(chǔ)器技術(shù)、CD-ROM、數(shù)字多功能盤(DVD)或其他光存儲(chǔ)設(shè)備，磁盒、磁帶、磁盤存儲(chǔ)設(shè)備或其他磁存儲(chǔ)設(shè)備，或可以用于存儲(chǔ)所需信息并可以由計(jì)算設(shè)備400訪問的任意其他介質(zhì)。任何這種計(jì) 算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是設(shè)備400的一部分。計(jì)算設(shè)備400還可以包括接口總線440，以有助于各種接口設(shè)備(例如，輸出設(shè)備442、外圍設(shè)備接口 444和通信設(shè)備446)經(jīng)由總線/接口控制器430與基本配置402進(jìn)行通信。示例輸出設(shè)備442包括圖形處理單元448和音頻處理單元450，其可被配置為經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)A/V端口 452與多種外部設(shè)備(如顯示器或揚(yáng)聲器)進(jìn)行通信。示例外圍設(shè)備接口 444包括串行接口控制器454或并行接口控制器456，它們可被配置為經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)I/O端口 458與外部設(shè)備(如輸入設(shè)備(例如，鍵盤、鼠標(biāo)、筆、語音輸入設(shè)備、觸摸輸入設(shè)備等))或其他外圍設(shè)備(例如，打印機(jī)、掃描儀等)進(jìn)行通信。示例通信設(shè)備446包括網(wǎng)絡(luò)控制器460，其可以被設(shè)置為經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信端口 464與一個(gè)或多個(gè)其他計(jì)算設(shè)備462通過網(wǎng)絡(luò)通信鏈路進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)通信鏈路可以是通信介質(zhì)的一個(gè)示例。通信介質(zhì)典型地可以由調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)(如載波或其他傳輸機(jī)制)中的計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù)來體現(xiàn)，并可以包括任意信息傳送介質(zhì)。“調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)”可以是通過設(shè)置或改變一個(gè)或多個(gè)特性而在該信號(hào)中實(shí)現(xiàn)信息編碼的信號(hào)。例如，但并非限制性地，通信介質(zhì)可以包括有線介質(zhì)(如有線網(wǎng)絡(luò)或直接布線連接)、以及無線介質(zhì)(例如聲、射頻(RF)、微波、紅外(IR)和其他無線介質(zhì))。這里所使用的術(shù)語計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)和通信介質(zhì)。計(jì)算設(shè)備400可以實(shí)現(xiàn)為小體積便攜式(或移動(dòng))電子設(shè)備的一部分，小體積便攜式(或移動(dòng))電子設(shè)備例如是蜂窩電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、個(gè)人媒體播放設(shè)備、無線web瀏覽設(shè)備、個(gè)人耳機(jī)設(shè)備、專用設(shè)備或包括任意上述功能的混合設(shè)備。計(jì)算設(shè)備400也可以實(shí)現(xiàn)為個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括膝上型計(jì)算機(jī)和非膝上型計(jì)算機(jī)配置。本公開不限于在本申請中描述的具體示例，這些具體示例意在說明不同方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚，不脫離本公開的精神和范圍，可以做出許多修改和變型。除了在此所列舉的方法和裝置之外，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)之前的描述，還可以想到本公開范圍內(nèi)功能上等同的其他方法和裝置。這種修改和變型應(yīng)落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本公開應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求的術(shù)語及其等同描述的整個(gè)范圍來限定。應(yīng)當(dāng)理解，本公開不限于具體方法、試劑、化合物組成或生物系統(tǒng)，這些都是可以改變的。還應(yīng)理解，這里所使用的術(shù)語僅用于描述具體示例的目的，而不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的。至于本文中任何關(guān)于多數(shù)和/或單數(shù)術(shù)語的使用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從多數(shù)形式轉(zhuǎn)換為單數(shù)形式，和/或從單數(shù)形式轉(zhuǎn)換為多數(shù)形式，以適合具體環(huán)境和應(yīng)用。為清楚起見，在此明確聲明單數(shù)形式/多數(shù)形式可互換。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一般而言，所使用的術(shù)語，特別是所附權(quán)利要求中(例如，在所附權(quán)利要求的主體部分中)使用的術(shù)語，一般地應(yīng)理解為“開放”術(shù)語(例如，術(shù)語“包括”應(yīng)解釋為“包括但不限于”，術(shù)語“具有”應(yīng)解釋為“至少具有”等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，如果意在所引入的權(quán)利要求中標(biāo)明具體數(shù)目，則這種意圖將在該權(quán)利要求中明確指出，而在沒有這種明確標(biāo)明的情況下，則不存在這種意圖。例如，為幫助理解，所附權(quán)利要求可能使用了引導(dǎo)短語“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”來引入權(quán)利要求中的特征。然而，這種短語的使用不應(yīng)被解釋為暗示著由不定冠詞“一”或“一個(gè)”引入的權(quán)利要求特征將包含該特征的任意特定權(quán)利要求限制為僅包含一個(gè)該特征的實(shí)施例，即便是該權(quán)利要求 既包括引導(dǎo)短語“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”又包括不定冠詞(例如，不定冠詞應(yīng)當(dāng)被解釋為意指“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”)；在使用定冠詞來引入權(quán)利要求中的特征時(shí)，同樣如此。另外，即使明確指出了所引入權(quán)利要求特征的具體數(shù)目，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這種列舉應(yīng)解釋為意指至少是所列數(shù)目(例如，不存在其他修飾語的短語“兩個(gè)特征”意指至少兩個(gè)該特征，或者兩個(gè)或更多該特征)。另外，在使用類似于“A、B和C等中至少一個(gè)”這樣的表述的情況下，一般來說應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B和C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨(dú)具有A、單獨(dú)具有B、單獨(dú)具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。在使用類似于“A、B或C等中至少一個(gè)”這樣的表述的情況下，一般來說應(yīng)該按照本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解該表述的含義來予以解釋(例如，“具有A、B或C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”應(yīng)包括但不限于單獨(dú)具有A、單獨(dú)具有B、單獨(dú)具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系統(tǒng)等)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，實(shí)質(zhì)上任意表示兩個(gè)或更多可選項(xiàng)目的轉(zhuǎn)折連詞和/或短語，無論是在說明書、權(quán)利要求書還是附圖中，都應(yīng)被理解為給出了包括這些項(xiàng)目之一、這些項(xiàng)目任一方、或兩個(gè)項(xiàng)目的可能性。例如，短語“A或B”應(yīng)當(dāng)被理解為包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。另外，在以馬庫什組描述本公開的特征或方案的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)至IJ，本公開由此也是以該馬庫什組中的任意單獨(dú)成員或成員子組來描述的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，出于任意和所有目的，例如為了提供書面說明，這里公開的所有范圍也包含任意及全部可能的子范圍及其子范圍的組合。任意列出的范圍可以被容易地看作充分描述且實(shí)現(xiàn)了將該范圍至少進(jìn)行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作為非限制性示例，在此所討論的每一范圍可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，所有諸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之類的語言包括所列數(shù)字，并且指代了隨后可以如上所述被分成子范圍的范圍。最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，范圍包括每一單獨(dú)數(shù)字。因此，例如具有I 3個(gè)單元的組是指具有1、2或3個(gè)單元的組。類似地,具有I 5個(gè)單元的組是指具有1、2、3、4或5個(gè)單元的組，以此類推。
盡管已經(jīng)在此公開了多個(gè)方案和實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白其他方案和實(shí)施例。這里所公開的多個(gè)方案和實(shí)施例是出于說明性的目的，而不是限制性的，本公開的真實(shí)范圍和精神由所附 權(quán)利要求表征
權(quán)利要求
1.一種用于從流體去除納米顆粒的方法，所述方法包括 向所述流體施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元，其中所述第一等離子體激元用于聚集所述納米顆粒以產(chǎn)生納米顆粒集合體；以及 向所述流體施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元，其中所述第二等離子體激元用于將所述納米顆粒集合體移動(dòng)到一定位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一光和所述第二光具有約300nm至約700nm的波長。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 將所述流體提供到腔室中； 所述腔室包括金屬膜； 在所述金屬膜中產(chǎn)生所述第一等離子體激元；以及 將所述第一等離子體激元耦合至所述流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，在施加所述第一光之前還包括 通過所述腔室的輸入端口將所述流體饋送到腔室中；以及 關(guān)閉所述輸入端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括在施加所述第一光的同時(shí)和施加所述第二光的同時(shí)， 通過輸入端口將所述流體饋送到腔室中；以及 通過輸出端口將所述流體饋送出所述腔室。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括 按照特定的重復(fù)速率將施加第一光和施加第二光重復(fù)多次。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在所述流體中產(chǎn)生所述第一等離子體激元。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括向所述腔室的第一位置施加所述第一光以產(chǎn)生所述第一等離子體激元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括向所述腔室的第二位置施加所述第二光以產(chǎn)生所述第二等離子體激元，并且其中所述第一等離子體激元和所述第二等離子體激元用于將所述納米顆粒集合體移動(dòng)至所述位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 將所述流體提供到腔室中， 所述腔室包括多個(gè)壁，并且所述方法還包括 向所述壁的每一個(gè)上的相應(yīng)第一和第二位置施加相應(yīng)的第一和第二光。
11.一種納米顆粒過濾器，包括 腔室，具有至少一個(gè)壁和至少一個(gè)端口，其中所述腔室配置為貯存包括所述納米顆粒在內(nèi)的流體，并且允許足以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量的透射；以及光源，配置為向所述腔室提供足以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量； 其中所述等離子體激元用于在一個(gè)或多個(gè)納米顆粒上產(chǎn)生凈力矢量，所述凈力矢量足以將所述一個(gè)或多個(gè)納米顆粒朝著所述至少一個(gè)端口移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米顆粒過濾器，還包括 與所述光源通信的處理器；其中所述處理器用于 控制所述光源以向所述腔室的第一位置施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元，其中所述第一等離子體激元用于產(chǎn)生第一納米顆粒集合體；以及 控制所述光源向所述腔室的第二位置施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元，其中所述第二等離子體激元用于產(chǎn)生第二顆粒集合體，其中所述第一和第二等離子體激元還用于將所述納米顆粒朝著所述端口移動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的納米顆粒過濾器，其中 所述腔室的壁包括金屬膜； 在所述金屬膜中產(chǎn)生所述第一等離子體激元，并且所述第一等離子體激元耦合至所述 流體。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的納米顆粒過濾器，其中所述腔室還包括 輸入端口 ；以及 輸出端口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的納米顆粒過濾器，其中所述處理器還與所述輸入端口和所述輸出端口通信，并且所述處理器還用于控制所述輸入端口以將所述流體饋送到所述腔室中以及關(guān)閉所述輸入端口。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述處理器還與所述輸入端口和所述輸出端口通信，并且所述處理器還在控制所述光源施施加所述第一光并且控制所述光源施加所述第二光的同時(shí)，用于 控制所述輸入端口將所述流體饋送到所述腔室中；以及 控制所述輸出端口將所述流體饋送出所述腔室。
17.一種納米顆粒過濾器系統(tǒng)，包括 貯液器，用于貯存流體； 腔室，所述腔室包括至少一個(gè)壁和至少一個(gè)端口，其中所述腔室配置為允許透射足以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量，并且其中所述腔室與所述貯液器流體連通； 光源，配置為向所述腔室提供足以產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量；以及 與所述光源通信的處理器； 其中所述處理器用于 控制所述光源向所述腔室的第一位置施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元，其中所述第一等離子體激元用于產(chǎn)生第一顆粒集合體；以及 控制所述光源向所述腔室的第二位置施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元，其中所述第二等離子體激元用于產(chǎn)生第二顆粒集合體，其中所述第一和第二等離子體激元還用于將所述納米顆粒從所述流體朝著所述端口移動(dòng)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的納米顆粒過濾器系統(tǒng)，還包括 容器，與所述腔室流體連通； 所述貯液器和所述腔室之間的第一端口 ；以及 所述腔室和所述容器之間的第二端口。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的納米顆粒過濾器系統(tǒng)，其中 所述腔室是第一腔室；所述光源是第一光源；以及 所述處理器是第一處理器； 并且所述系統(tǒng)還包括 第二腔室，所述第二腔室包括至少一個(gè)壁和至少一個(gè)端口，其中所述第二腔室配置為允許透射足以在所述第二腔室中產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量，并且其中所述第二腔室與所述第一腔室連通； 第二光源，配置為向所述第二腔室提供足以在所述第二腔室中產(chǎn)生所述一個(gè)或多個(gè)等離子體激元的光能量；以及 與所述第二光源通信的第二處理器； 其中所述第二處理器用于 控制所述第二光源向所述第二腔室的第三位置施加第三光以產(chǎn)生第三等離子體激元，其中所述第三等離子體激元用于產(chǎn)生第三顆粒集合體；以及 控制所述第二光源向所述第二腔室的第四位置施加第四光以產(chǎn)生第四等離子體激元，其中所述第四等離子體激元用于產(chǎn)生第四顆粒集合體， 其中所述第三和第四等離子體激元還用于將另一納米顆粒朝著所述第二腔室的所述端口移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的納米顆粒過濾器系統(tǒng)，還包括 容器，與所述腔室流體連通；以及 其中所述第一和第二等離子體激元用于將所述納米顆粒從所述流體移動(dòng)至所述容器。
全文摘要
本發(fā)明總地描述了一種用于將納米顆粒從流體移動(dòng)到一定的位置的納米顆粒過濾器和系統(tǒng)的技術(shù)。在一些示例中，所述方法包括提供包括納米顆粒的流體。在一些示例中，所述方法還包括向所述流體施加第一光以產(chǎn)生第一等離子體激元。在一些示例中，所述第一等離子體激元用于聚集所述納米顆粒以產(chǎn)生納米顆粒集合體。在一些示例中，所述方法包括向所述流體施加第二光以產(chǎn)生第二等離子體激元。在一些示例中，所述第二等離子體激元用于將所述納米顆粒集合體移動(dòng)到一定位置。
文檔編號(hào)B82B3/00GK102971248SQ201080067917
公開日2013年3月13日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者文森夏·卡薩桑塔三世 申請人:英派爾科技開發(fā)有限公司