CN102971248A - 纳米颗粒过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明总地描述了一种用于将纳米颗粒从流体移动到一定的位置的纳米颗粒过滤器和系统的技术。在一些示例中，所述方法包括提供包括纳米颗粒的流体。在一些示例中，所述方法还包括向所述流体施加第一光以产生第一等离子体激元。在一些示例中，所述第一等离子体激元用于聚集所述纳米颗粒以产生纳米颗粒集合体。在一些示例中，所述方法包括向所述流体施加第二光以产生第二等离子体激元。在一些示例中，所述第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒集合体移动到一定位置。

Description

纳米颗粒过滤器

背景技术

除非本文中另有明确声明，这一部分中所呈现的材料不是相对于本申请中权利要求的现有技术，并且并不承认由于包括在这一部分中就是现有技术。

制造和化学流程可能产生包括不需要的颗粒在内的所需流体。可以将所述流体和颗粒馈送至过滤器。可以使用所述过滤器从所述流体中去除至少一些不需要的颗粒。

发明内容

在一个示例中，描述了一种用于从流体去除纳米颗粒的方法。在一些示例中，所述方法包括向所述流体施加第一光以产生第一等离子体激元(plasmon)。在一些示例中，所述第一等离子体激元用于聚集所述纳米颗粒以产生纳米颗粒集合体。在一些示例中，所述方法包括向所述流体施加第二光以产生第二等离子体激元。在一些示例中，所述第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒集合体移动到一定位置。

在另一个示例中，描述了一种纳米颗粒过滤器。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器包括腔室，所述腔室包括至少一个壁和至少一个端口。在一些示例中，将腔室配置为贮存包括所述纳米颗粒在内的流体，并且允许足以产生一个或多个等离子体激元的光能量的透射。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器包括光源，所述光源配置为向所述腔室提供足以产生所述一个或多个等离子体激元的光能量。在一些示例中，所述等离子体激元用于在一个或多个纳米颗粒上产生净力矢量，所述净力矢量足以将所述一个或多个纳米颗粒朝着所述至少一个端口移动。

在另一个示例中，描述了一种纳米颗粒过滤器系统。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器系统包括用于贮存流体的贮液器。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器系统包括腔室，所述腔室包括至少一个壁和至少一个端口。在一些示例中，所述腔室配置为允许足以产生一个或多个等离子体激元的光能量的透射。在一些示例中，所述腔室与所述贮液器流体连通。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器系统包括光源，所述光源配置为向所述腔室提供足以产生所述一个或多个等离子体激元的光能量。在一些示例中，所述纳米颗粒过滤器系统包括与所述光源通信的处理器。在一些示例中，所述处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产生第一等离子体激元。在一些示例中，所述第一等离子体激元用于产生第一颗粒集合体。在一些示例中，所述处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产生第二等离子体激元。在一些示例中，所述第二等离子体激元用于产生第二颗粒集合体。在一些示例中，所述第一和第二等离子体激元还用于将所述纳米颗粒从所述流体朝着所述端口移动。

附图说明

根据结合附图的以下描述和所附权利要求，本发明公开的前述和其他特征将变得更加清楚明白。应该理解的是这些附图只是描述了根据本发明公开的几个实施例，因此不应该看作是对其范围的限制，将通过引用附图利用附加的特性和细节来描述本公开，其中：

图1是纳米颗粒过滤器系统的说明性实施例的侧视图；

图2是纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图；

图3是纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图；

图4是纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图；

图5是纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图；

图6是用于实现纳米颗粒过滤器的示例过程的流程图；

图7说明了用于实现纳米颗粒过滤器的示例计算机程序产品；以及

图8是说明了适用于实现纳米颗粒过滤器的一些示例计算设备的方框图，

所有附图都根据这里所述的至少一些实施例布置。

具体实施方式

参考附图进行以下详细描述，所述附图形成了所述描述的一部分。在附图中，除非上下文另有说明，类似的符号典型地表示类似的部件。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施例并非意味着限制。在不脱离这里所呈现主题的精神或范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行其他变化。应该容易理解的是如这里总体描述并且在附图中说明的本公开的方面可以按照多种不同的配置进行排列、替代、组合、分离和/或设计，这里明确地考虑了所有这些内容。

本公开总体描述一种与纳米颗粒过滤器相关的设备、系统、装置和方法。

简要地说，总体描述了用于纳米颗粒过滤器和系统的技术，用于将纳米颗粒从流体移动到一定的位置。在一些示例中，所述方法包括提供包括纳米颗粒在内的流体。在一些示例中，所述方法还包括向所述流体施加第一光以产生第一等离子体激元。在一些示例中，所述第一等离子体激元用于聚集所述纳米颗粒以产生纳米颗粒集合体。在一些示例中，所述方法包括向所述流体施加第二光以产生第二等离子体激元。在一些示例中，所述第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒集合体移动到一定位置。

图1是纳米颗粒过滤器系统的说明性实施例的侧视图。在一些示例中，纳米颗粒过滤器系统100可以包括贮液器106、纳米颗粒过滤器102和出口容器116。贮液器106可以贮存包括纳米颗粒104在内的流体108。在一些示例中，纳米颗粒过滤器102可以包括腔室140、输入端口112、输出端口114、端口142和纳米颗粒容器110。输入端口112可以与贮液器106流体连通。输出端口114可以与出口容器116流体连通。如下面更加详细地讨论的，在一些示例中，可以将来自贮液器106的流体108通过输入端口112馈送至纳米颗粒过滤器102中。在一些示例中，纳米颗粒过滤器102可以适用于将至少一些纳米颗粒104从流体108通过端口142移动至容器110。在一些示例中，可以用与要被过滤的流体108本质上类似的流体介质填充容器110。在一些示例中，在腔室140和容器110之间不存在显著的压力差。在一些示例中，可以在向腔室140施加光(如下所述)时用流体108填充腔室140。在其他示例中，可以在通过端口142向腔室140施加光之前用流体108填充腔室140。在一些示例中，可以通过输出端口114将具有比流体108少20％-80％纳米颗粒104的流体108a馈送至出口容器116。

在一些示例中，纳米颗粒104可以是任意形状和/或材料的颗粒，所述形状包括但是不局限于类球体、椭球体、多边形和球状结构，所述材料例如但是不局限于金属、无机物、陶瓷、有机物、有机金属、聚合物、生化药剂和生物制剂或者材料的组合，并且可以具有范围在约1nm至约100nm之内的所有三维物理尺寸。在一些示例中，流体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础媒质或者有机溶剂或媒质。在一些示例中，纳米颗粒104可以悬浮于流体108中。除了纳米颗粒104之外的其他颗粒也可以悬浮于流体108中。

一些技术领域生产纳米颗粒悬浮液，所述纳米颗粒悬浮液提供了纳米颗粒过滤器102的应用示例。例如，几种免疫技术使用标记蛋白质和肽的金(Au)或银(Ag)纳米颗粒。如果需要在产生免疫测定之后分离和收集被标记的样品蛋白质，所述纳米颗粒过滤器可以能够在不使用隔膜型过滤器的情况下完成这种分离。

图2是纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图。图2的过滤器与图1的系统100中的过滤器102实质上类似，但是包括附加的细节。为了清楚的目的，将不再描述图2中与图1的部件标记为相同的那些部件。

图2示出了纳米颗粒过滤器102内部的具有纳米颗粒104的流体118。在一些示例中，可以通过至少一个壁120来限定腔室140。在一些示例中，壁120可以由诸如玻璃或塑料之类的透明材料构成，所述透明材料具有能够将表面等离子体激元耦合到由腔室140贮存的流体中的折射率(如下所述)。在一些示例中，可以使用大于1.9的折射率。在一些示例中，腔室140可以是具有从约1cm至约20cm的宽度和长度的平行六面体形状。在一些示例中，壁120可以具有从约0.5mm至约5mm的厚度。在纳米颗粒104包括绝缘体的示例中，壁120可以在内部涂覆有金属膜118，其中所述绝缘体例如但是不局限于氧化物、聚合物、有机化合物、生化药剂和生物制剂。可以将金属膜118均匀地或不均匀地涂覆在壁120上，并且可以将金属膜118涂覆在所有的壁120上和/或只涂覆在一些壁120上。金属膜118可以是壁120的一部分。在一些示例中，金属膜118可以包括但是不局限于金、银、钯、铜、铑和/或其混合物等等，并且可以具有范围从约10nm至约200nm的厚度。在纳米颗粒104包括导体或半导体金属或化合物的示例中，可以不包括膜118。在一些示例中，壁120可以对于施加至壁120的光的波长是透明的，如以下更加详细讨论的，并且可以由诸如但是不局限于具有约1.9至约2.5折射率的玻璃或塑料之类的材料构成。在示例中，纳米颗粒过滤器102可以由具有间隔物的两个载玻片组成。在其他示例中，可以通过模铸或机械加工将腔室140生产或者形成为网状形状。

图3、4和5是根据这里描述的至少一些实施例的纳米颗粒过滤器的说明性实施例的侧视图。图3、4、5的过滤器与图1和2的过滤器102实质上类似，但是包括附加的细节。为了清楚的目的，将不再描述图3、4和5中与图1和2的部件标记为相同的那些部件。

图3、4和5说明了如何可以使用纳米颗粒过滤器102从流体108去除至少一些纳米颗粒104的示例。在一些示例中，纳米颗粒过滤器102可以包括例如但是不局限于激光器、发光二极管、滤波白炽灯、滤波弧光管或滤波荧光灯的光源124。在一些示例中，光源124可以定向为与壁120呈一定角度，使得将表面等离子体激元极化子耦合到金属膜118或金属纳米颗粒104中。在一些示例中，光源124和存储器128可以都与处理器126通信。在一些示例中，处理器126还可以通过例如数据线路或无线网络的通信链路113与输入端口112和输出端口114通信。处理器128可以配置为控制输入端口112和输出端口114以提供进出腔室140的流体108。在一些示例中，可以为每一个壁120使用一个光源124。在一些示例中，可以为一个或多个壁120的每一个使用多于一个光源。光源124可以配置为产生可以通过壁120入射到膜118和/或流体108上的光束122。存储器128可以配置为包括处理器126用来控制光源124的指令集130。

参见图3，在过滤器102的腔室140内示出了包括纳米颗粒104在内的流体108。腔室140可以配置为贮存流体108。在一些示例中，处理器126可以配置为通过输入端口112将流体108馈送到过滤器102中。在一些示例中，处理器126可以配置为关闭输入端口112和输出端口114，使得可以允许流体118被静置于腔室140中。在一些示例中，可以按照小于每分钟0.1立方厘米(ccm)的流速连续地馈送流体118通过输入端口112和输出端口114。

在一些示例中，在将流体108贮存在腔室140内部的同时，处理器126可以配置为控制光源124在第一位置136a处、按照能够将等离子体激元耦合到金属膜118或纳米颗粒104中的入射角度将光束122a施加至壁120。具体的角度可以依赖于波长、金属膜118的折射率、组成和厚度以及纳米颗粒104的组成和尺寸范围。在一些示例中，光束122a可以是在例如从约300nm至约700nm的波长范围之内的光。光束122可以包括单偏振波长、波段或多个波长，并且可以是脉冲的、连续的或具有任意其他占空比的。可以基于应用使用多种波长和入射角度的配置。在示例中，对于尺寸范围在10-60nm的绝缘无机氧化物纳米颗粒，由Au构成的6nm金属膜118可以使用以30°和60°之间的角度入射的600nm红光将等离子体激元耦合到水性悬浮流体中。在一些示例中，当光束122a撞击到壁120上时，由于壁120的折射，壁120将光束122a弯曲以入射到膜118和/或流体108上。如上所述，壁120可以是透明的并且具有所需折射率，以朝着膜118的平面和/或流体108弯曲或折射光束122a。

在一些示例中，当光束122撞击膜118和/或流体108时，可以在金属膜118的平面132a2中产生表面等离子体激元极化子或等离子体激元132。可以在膜118和流体108的界面附近将等离子体振荡132作为表示为132a1的消逝波耦合到流体108中。在一些示例中，光束122可以配置为提供足以产生等离子体激元132的光能量。在一些示例中，等离子体激元132可以是金属膜118内的导体电子的集体振荡，并且作为界面光激励延伸到流体108中。在一些示例中，可以与金属膜118的平面平行地极化光束122，并且产生与针对在金属膜118中使用的给定导体的等离子体激元激励能量132a2相匹配的振荡模式。在由导体或半导体金属或化合物构成纳米颗粒104的示例中，可以如132a1处所示在纳米颗粒104自身内产生等离子体激元132。在由电绝缘材料构成纳米颗粒104的示例中，可以在膜118中产生等离子体激元132a(包括132a1和132a2)，并且如在132a2处所示将等离子体激元132a耦合至流体108。至少部分地由于在谐振耦合的支持纳米颗粒的等离子体激元与光陷阱之间的光感应吸引力，等离子体激元132a(包括132a1和132a2)可以聚集纳米颗粒104，以产生纳米颗粒集合体134a。如由图2和图3之间的纳米颗粒浓度的略微降低所说明的，纳米颗粒集合体134a的产生产生了净力矢量144，并且从流体118移动至少一些纳米颗粒104。

图3示出了在第一位置136a处施加至壁120的光束122a。图4示出了在第二位置136b处施加至壁120的光束122b。在一些示例中，可以通过在光源124中使用电磁或电机致动的镜子，来移动光束122b至位置136b。通过在第二位置136b向壁120施加光束122b，在第二位置136b附近产生等离子体激元132b。等离子体激元132b可以聚集纳米颗粒104以产生纳米颗粒集合体134b。纳米颗粒集合体134b中的纳米颗粒可以包括流体108中的纳米颗粒104以及来自纳米颗粒集合体134a的纳米颗粒。纳米颗粒集合体134b可以大于纳米颗粒集合体134a。此外，至少部分地因为等离子体激元132b的位置136b比位置136a更靠近端口142，纳米颗粒集合体134b更靠近端口142。如图3和图4之间的纳米颗粒浓度的略微下降所说明的，纳米颗粒集合体134b的产生继续产生净力矢量144，并且从流体118移动至少一些纳米颗粒104。

图4示出了在第二位置136b处施加至壁120的光束122b。图5示出了在第三位置136c处施加至壁120的光束122c。通过在第三位置136c处向壁120施加光束122c，在第三位置136c附近产生了等离子体激元132c。等离子体激元132c可以聚集纳米颗粒104以产生纳米颗粒集合体134c。纳米颗粒集合体134c中的纳米颗粒可以包括流体108中的纳米颗粒104和来自纳米颗粒集合体134a、134b的纳米颗粒。纳米颗粒集合体134c可以大于纳米颗粒集合体134a和134b。此外，至少部分地因为等离子体激元132c的位置136c比位置136b更靠近端口142，纳米颗粒集合体134c更靠近端口142。如图4和图5之间的纳米颗粒浓度的略微下降所说明的，纳米颗粒集合体134c的产生继续产生净力矢量144，并且从流体118移动至少一些纳米颗粒104。

通过选择将光束122施加至腔室140的多个位置136，可以从流体108将至少一些纳米颗粒104清除至端口142以及诸如纳米颗粒容器110之类的另一个位置。在一些示例中，可以按照限定的重复和/或占空周期来使用位置136的循环。在一些示例中，可以将约1/100Hz至约1/10Hz的占空周期用于位置136。可以通过光源122的电磁或电机致动来控制所述重复率。跨越壁120的点状照明的连续周期可以允许从溶液108至容器110对纳米颗粒104的步进式去除。在一些示例中，光束122可以具有约1瓦特/mm²至约100瓦特/mm²的照明功率密度输出。

在其他潜在优势中，纳米颗粒过滤器102可以用于微流体装置和/或芯片上实验室应用中。可以串联或并联地连通放置多个过滤器102，以移动不同尺寸的纳米颗粒。例如，一些过滤器102可以具有光束122，所述光束具有针对特定纳米颗粒尺寸或范围集中的强度、波长、光谱、入射角度、功率、极化等。

图6描述了根据这里所述的至少一些实施例，用于实现纳米颗粒过滤器的示例过程的流程图。可以使用例如上述的过滤器102来实现图6中的过程。示例过程可以包括一个或多个块S2、S4、S6、S8和/或S10描述的一个或多个操作、动作或功能。尽管描述为分立的块，可以依赖于所需的实施方式将多个块划分为附加的块、组合为更少的块或者去除所述块。可以在块S2处开始处理。

在块S2，可以通过将具有纳米颗粒的流体馈送到纳米颗粒过滤器的腔室中来提供具有纳米颗粒的流体。例如，可以配置处理器来控制通过所述过滤器的输入端口的流体的馈送。处理可以从块S2继续至块S4。

在块S4，可以产生循环，使得重复块S6、S8和S10直到从所述流体中去除了所需量的纳米颗粒。例如，可以通过使用例如光散射和光谱技术的多种原位光学技术在任意给定的时间测量溶液中纳米颗粒的浓度来监测纳米颗粒的去除。处理可以从块S4继续至块S6。

在块S6，处理器可以配置为控制光源在所述腔室的第一位置处施加第一光束。所述第一光束可以在流体中产生第一等离子体激元。第一等离子体激元可以产生第一纳米颗粒集合体。处理可以从块S6继续至块S8。

在块S8，处理器可以配置为控制光源在所述腔室的第二位置处施加第二光束。所述第二光束可以在流体中产生第二等离子体激元。第二等离子体激元可以产生第二纳米颗粒集合体。处理可以从块S8继续至块S10。

在块S10，由于所述第一和第二等离子体激元产生的净力矢量，可以将纳米颗粒从所述流体移动至一定的位置。

图7说明了根据这里所述的至少一些实施例用于实现纳米颗粒过滤器的示例计算机程序产品300。计算机程序产品300可以包括信号承载介质302。信号承载介质302可以包括一个或多个指令304，当例如处理器执行所述指令时，所述指令304可以提供以上参考图1-6描述的至少一些功能。因此，例如，参考过滤器102，处理器126可以响应于通过介质302传送到系统100的指令304执行图7所示的一个或多个模块。

在一些实施方式中，信号承载介质302可以包括例如但是不局限于硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、存储器等的计算机可读介质306。在一些实施方式中，信号承载介质302可以包括例如但是不局限于存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD等的可记录介质308。在一些实施方式中，信号承载介质302可以包含例如但是不局限于数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)的通信介质310。因此，例如，可以通过RF信号承载介质302将程序产品300传输给过滤器102的一个或多个模块，其中可以通过无线通信介质310来传送所述信号承载介质302(例如，符合IEEE802.11标准的无线通信介质)。

图8是说明了适用于实现根据这里所述的至少一些实施例的纳米颗粒过滤器的示例计算设备400的方框图。在非常基本的配置402中，计算设备400典型地包括一个或多个处理器404和系统存储器406。存储器总线408可用于在处理器404和系统存储器406之间进行通信。

根据所期望的配置，处理器404可以是任意类型的，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)或其任意组合。处理器404可以包括一级或多级缓存(例如，一级高速缓存410和二级高速缓存412)、处理器核414、以及寄存器416。示例处理器核414可以包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理核(DSP核)或其任意组合。示例存储器控制器418也可以与处理器404一起使用，或者在一些实施方式中，存储器控制器418可以是处理器404的内部部件。

根据所期望的配置，系统存储器406可以是任意类型的，包括但不限于易失性存储器(如RAM)、非易失性存储器(如ROM、闪存等)或其任意组合。系统存储器406可以包括操作系统420、一个或多个应用程序422和程序数据424。

应用程序422可以包括用于执行包括如前相对于图1-7所述功能的纳米颗粒过滤器算法426。程序数据424可以包括纳米颗粒过滤器数据428，其对于如这里所述的纳米颗粒过滤器是有用的。在一些实施例中，应用程序422可以设置为在操作系统420上利用程序数据424进行操作，使得可以提供纳米颗粒过滤器。这里所描述的基本配置402在图8中由虚线内的部件来图示。

计算设备400可以具有额外特征或功能以及额外接口，以有助于基本配置402与任意所需设备和接口之间进行通信。例如，总线/接口控制器430可以有助于基本配置402与一个或多个数据存储设备432之间经由存储器接口总线434进行通信。数据存储设备432可以是可拆除存储设备436、不可拆除存储设备438或其组合。可拆除存储设备和不可拆除存储设备的示例包括磁盘设备(如软盘驱动器和硬盘驱动器(HDD))、光盘驱动器(如紧致盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器)、固态驱动器(SSD)以及磁带驱动器，这仅仅是极多例子中的一小部分。示例计算机存储介质可以包括以任意信息存储方法或技术实现的易失性和非易失性、可拆除和不可拆除介质，如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

系统存储器406、可拆除存储设备436和不可拆除存储设备438均是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储设备，磁盒、磁带、磁盘存储设备或其他磁存储设备，或可以用于存储所需信息并可以由计算设备400访问的任意其他介质。任何这种计算机存储介质可以是设备400的一部分。

计算设备400还可以包括接口总线440，以有助于各种接口设备(例如，输出设备442、外围设备接口444和通信设备446)经由总线/接口控制器430与基本配置402进行通信。示例输出设备442包括图形处理单元448和音频处理单元450，其可被配置为经由一个或多个A/V端口452与多种外部设备(如显示器或扬声器)进行通信。示例外围设备接口444包括串行接口控制器454或并行接口控制器456，它们可被配置为经由一个或多个I/O端口458与外部设备(如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备等))或其他外围设备(例如，打印机、扫描仪等)进行通信。示例通信设备446包括网络控制器460，其可以被设置为经由一个或多个通信端口464与一个或多个其他计算设备462通过网络通信链路进行通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质典型地可以由调制数据信号(如载波或其他传输机制)中的计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据来体现，并可以包括任意信息传送介质。“调制数据信号”可以是通过设置或改变一个或多个特性而在该信号中实现信息编码的信号。例如，但并非限制性地，通信介质可以包括有线介质(如有线网络或直接布线连接)、以及无线介质(例如声、射频(RF)、微波、红外(IR)和其他无线介质)。这里所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质。

计算设备400可以实现为小体积便携式(或移动)电子设备的一部分，小体积便携式(或移动)电子设备例如是蜂窝电话、个人数据助理(PDA)、个人媒体播放设备、无线web浏览设备、个人耳机设备、专用设备或包括任意上述功能的混合设备。计算设备400也可以实现为个人计算机，包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置。

本公开不限于在本申请中描述的具体示例，这些具体示例意在说明不同方案。本领域技术人员清楚，不脱离本公开的精神和范围，可以做出许多修改和变型。除了在此所列举的方法和装置之外，本领域技术人员根据之前的描述，还可以想到本公开范围内功能上等同的其他方法和装置。这种修改和变型应落在所附权利要求的范围内。本公开应当仅由所附权利要求的术语及其等同描述的整个范围来限定。应当理解，本公开不限于具体方法、试剂、化合物组成或生物系统，这些都是可以改变的。还应理解，这里所使用的术语仅用于描述具体示例的目的，而不应被认为是限制性的。

至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式，和/或从单数形式转换为多数形式，以适合具体环境和应用。为清楚起见，在此明确声明单数形式/多数形式可互换。

本领域技术人员应当理解，一般而言，所使用的术语，特别是所附权利要求中(例如，在所附权利要求的主体部分中)使用的术语，一般地应理解为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人员还应理解，如果意在所引入的权利要求中标明具体数目，则这种意图将在该权利要求中明确指出，而在没有这种明确标明的情况下，则不存在这种意图。例如，为帮助理解，所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求中的特征。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的实施例，即便是该权利要求既包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”又包括不定冠词(例如，不定冠词应当被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”)；在使用定冠词来引入权利要求中的特征时，同样如此。另外，即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目，本领域技术人员应认识到，这种列举应解释为意指至少是所列数目(例如，不存在其他修饰语的短语“两个特征”意指至少两个该特征，或者两个或更多该特征)。另外，在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

另外，在以马库什组描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员应认识到，本公开由此也是以该马库什组中的任意单独成员或成员子组来描述的。

本领域技术人员应当理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面说明，这里公开的所有范围也包含任意及全部可能的子范围及其子范围的组合。任意列出的范围可以被容易地看作充分描述且实现了将该范围至少进行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，在此所讨论的每一范围可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员应当理解，所有诸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之类的语言包括所列数字，并且指代了随后可以如上所述被分成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每一单独数字。因此，例如具有1～3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1～5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。

尽管已经在此公开了多个方案和实施例，但是本领域技术人员应当明白其他方案和实施例。这里所公开的多个方案和实施例是出于说明性的目的，而不是限制性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求表征

Claims (20)

1.一种用于从流体去除纳米颗粒的方法，所述方法包括：

向所述流体施加第一光以产生第一等离子体激元，其中所述第一等离子体激元用于聚集所述纳米颗粒以产生纳米颗粒集合体；以及

向所述流体施加第二光以产生第二等离子体激元，其中所述第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒集合体移动到一定位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一光和所述第二光具有约300nm至约700nm的波长。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

将所述流体提供到腔室中；

所述腔室包括金属膜；

在所述金属膜中产生所述第一等离子体激元；以及

将所述第一等离子体激元耦合至所述流体。

4.根据权利要求1所述的方法，在施加所述第一光之前还包括：

通过所述腔室的输入端口将所述流体馈送到腔室中；以及

关闭所述输入端口。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在施加所述第一光的同时和施加所述第二光的同时，

通过输入端口将所述流体馈送到腔室中；以及

通过输出端口将所述流体馈送出所述腔室。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

按照特定的重复速率将施加第一光和施加第二光重复多次。

7.根据权利要求1所述的方法，其中在所述流体中产生所述第一等离子体激元。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括向所述腔室的第一位置施加所述第一光以产生所述第一等离子体激元。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括向所述腔室的第二位置施加所述第二光以产生所述第二等离子体激元，并且其中所述第一等离子体激元和所述第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒集合体移动至所述位置。

10.根据权利要求1所述的方法，其中：

将所述流体提供到腔室中，

所述腔室包括多个壁，并且所述方法还包括

向所述壁的每一个上的相应第一和第二位置施加相应的第一和第二光。

11.一种纳米颗粒过滤器，包括：

腔室，具有至少一个壁和至少一个端口，其中所述腔室配置为贮存包括所述纳米颗粒在内的流体，并且允许足以产生一个或多个等离子体激元的光能量的透射；以及

光源，配置为向所述腔室提供足以产生所述一个或多个等离子体激元的光能量；

其中所述等离子体激元用于在一个或多个纳米颗粒上产生净力矢量，所述净力矢量足以将所述一个或多个纳米颗粒朝着所述至少一个端口移动。

12.根据权利要求11所述的纳米颗粒过滤器，还包括：

与所述光源通信的处理器；

其中所述处理器用于：

控制所述光源以向所述腔室的第一位置施加第一光以产生第一等离子体激元，其中所述第一等离子体激元用于产生第一纳米颗粒集合体；以及

控制所述光源向所述腔室的第二位置施加第二光以产生第二等离子体激元，其中所述第二等离子体激元用于产生第二颗粒集合体，其中所述第一和第二等离子体激元还用于将所述纳米颗粒朝着所述端口移动。

13.根据权利要求12所述的纳米颗粒过滤器，其中：

所述腔室的壁包括金属膜；

在所述金属膜中产生所述第一等离子体激元，并且所述第一等离子体激元耦合至所述流体。

14.根据权利要求12所述的纳米颗粒过滤器，其中所述腔室还包括：

输入端口；以及

输出端口。

15.根据权利要求14所述的纳米颗粒过滤器，其中所述处理器还与所述输入端口和所述输出端口通信，并且所述处理器还用于控制所述输入端口以将所述流体馈送到所述腔室中以及关闭所述输入端口。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述处理器还与所述输入端口和所述输出端口通信，并且所述处理器还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时，用于：

控制所述输入端口将所述流体馈送到所述腔室中；以及

控制所述输出端口将所述流体馈送出所述腔室。

17.一种纳米颗粒过滤器系统，包括：

贮液器，用于贮存流体；

腔室，所述腔室包括至少一个壁和至少一个端口，其中所述腔室配置为允许透射足以产生一个或多个等离子体激元的光能量，并且其中所述腔室与所述贮液器流体连通；

光源，配置为向所述腔室提供足以产生所述一个或多个等离子体激元的光能量；以及

与所述光源通信的处理器；

其中所述处理器用于：

控制所述光源向所述腔室的第一位置施加第一光以产生第一等离子体激元，其中所述第一等离子体激元用于产生第一颗粒集合体；以及

控制所述光源向所述腔室的第二位置施加第二光以产生第二等离子体激元，其中所述第二等离子体激元用于产生第二颗粒集合体，其中所述第一和第二等离子体激元还用于将所述纳米颗粒从所述流体朝着所述端口移动。

18.根据权利要求17所述的纳米颗粒过滤器系统，还包括：

容器，与所述腔室流体连通；

所述贮液器和所述腔室之间的第一端口；以及

所述腔室和所述容器之间的第二端口。

19.根据权利要求17所述的纳米颗粒过滤器系统，其中：

所述腔室是第一腔室；

所述光源是第一光源；以及

所述处理器是第一处理器；

并且所述系统还包括：

第二腔室，所述第二腔室包括至少一个壁和至少一个端口，其中所述第二腔室配置为允许透射足以在所述第二腔室中产生一个或多个等离子体激元的光能量，并且其中所述第二腔室与所述第一腔室连通；

第二光源，配置为向所述第二腔室提供足以在所述第二腔室中产生所述一个或多个等离子体激元的光能量；以及

与所述第二光源通信的第二处理器；

其中所述第二处理器用于：

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产生第三等离子体激元，其中所述第三等离子体激元用于产生第三颗粒集合体；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产生第四等离子体激元，其中所述第四等离子体激元用于产生第四颗粒集合体，

其中所述第三和第四等离子体激元还用于将另一纳米颗粒朝着所述第二腔室的所述端口移动。

20.根据权利要求17所述的纳米颗粒过滤器系统，还包括：

容器，与所述腔室流体连通；以及

其中所述第一和第二等离子体激元用于将所述纳米颗粒从所述流体移动至所述容器。

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