分子分離裝置制造方法
【專利摘要】分子分離裝置包括室，具有入口和出口，水懸浮液流經(jīng)該室；以及多孔分離膜，與水懸浮液的流動基本正交地放置在室中，充電裝置，連接至分離膜以施加周期性電荷從而收集由多孔分離膜阻止的成分。同時也公開了相關(guān)的方法。
【專利說明】分子分離裝置
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年3月21日提交的第61/613578號美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其通過引用并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明使用穿孔的且選擇性帶電的膜來分離帶電粒種。特別地，本發(fā)明利用帶電的膜通過分子質(zhì)量、分子大小和分子共振模式動態(tài)從溶液中分離生物活性蛋白。具體地，本發(fā)明利用帶電的膜來分離混合物(如離子、聚合物懸浮液和生物活性蛋白)，這些混合物目前很難從溶液中以有效的產(chǎn)率移除，并且需要使用大量的能量。

【背景技術(shù)】
[0004]目前，生物活性蛋白質(zhì)的隔離和回收是非常困難的。目前的解決方案依賴于能量密集型方法，如蒸發(fā)/擴散、電泳和多孔管粘附。這些方法用于從溶液中移除不期望的離子或混合物。該方法的一個示例為反滲透。在某些情況下，不存在移除不期望的離子或混合物的方法。
[0005]由于產(chǎn)量低、需要勞動密集型操作以及成本，目前用于回收生物活性蛋白質(zhì)以治療自身免疫缺乏、艾滋病(AIDS)、血友病狼瘡等的系統(tǒng)是不充分的。這些20-50納米長、50000道爾頓的蛋白質(zhì)的具體示例為干擾素、胰島素和凝血因子VIII。目前的方法如多孔管粘附使用超過濾進行分離，然后手動地獲取蛋白質(zhì)。遺憾的是，管的厚度妨礙溶劑血漿的流動并破壞蛋白質(zhì)的完整性，從而導(dǎo)致該方法的低產(chǎn)率。
[0006]大多數(shù)生物活性蛋白質(zhì)的末端是離子帶電的。蛋白質(zhì)是可適度溶于水的并且在該情況下保持極性。許多治療疾病的蛋白質(zhì)從活體組織獲取或者大量存在于體外溶液中。這包括低動物血漿的懸浮液，包括但不限于干擾素(人類和選定的人科動物)、胰島素(?？苿游锖秃铣傻娜丝苿游?以及用于血友病的級聯(lián)凝血因子VIII。目前的方法依賴于毛細管作用以使期望的蛋白質(zhì)在特定的位置“停止”并喚起隨后的動作(如漂洗和/或擴散)，從而逐漸地回收所關(guān)注的分離蛋白質(zhì)。所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)脫除經(jīng)常使蛋白質(zhì)損傷或變性。漂洗必須將蛋白質(zhì)從其上擁有蛋白質(zhì)的、數(shù)千納米深的孔隙表面“撕離”。典型的滲透(采集器的輸出)必須被進一步離心以遞送醫(yī)藥級的試劑。目前的隔離膜和多孔管被認(rèn)為是相當(dāng)厚的，因此它們的厚度比的流動效率較低。
[0007]因此在該領(lǐng)域中需要更薄但仍允許有效地收集蛋白質(zhì)的隔離膜。此外，在該領(lǐng)域中需要在收集和脫除期間不損壞蛋白質(zhì)的分離蛋白質(zhì)的裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)以上所述，本發(fā)明的第一方面是提供分子分離裝置。
[0009]本發(fā)明的另一方面是提供分子分離裝置的第一實施方式，其包括:室，具有入口和出口，其中水懸浮液流經(jīng)該室；多孔分離膜，與水懸浮液的流動基本正交地放置在室中；以及充電裝置，連接到該分離膜以施加周期性電荷從而收集由多孔分離膜阻止的成分。
[0010]本發(fā)明的用于上述實施方式的另一方面提供控制水懸浮液通過室的流動的泵。
[0011]本發(fā)明的用于上述實施方式的又一方面是提供連接到泵和充電裝置的控制器，其中該控制器使水懸浮液通過室的流動和向多孔分離膜施加周期性電荷同步。
[0012]本發(fā)明的用于上述實施方式的再一方面是提供設(shè)置在多孔分離膜的外圍上的至少一個收集井以收集由多孔分離膜阻止的成分。
[0013]本發(fā)明的用于上述實施方式的再一方面是提供與每個收集井相關(guān)的導(dǎo)管以將所收集的成分傳輸至保持容器。
[0014]本發(fā)明的第一實施方式的一個方面是提供為多孔石墨烯的多孔分離膜。
[0015]本發(fā)明的第一實施方式的另一方面是提供使期望的分子發(fā)生遷移的周期性電荷以便這種遷移被調(diào)整為期望成分的不對稱標(biāo)準(zhǔn)模式，從而使期望的分子朝著用于分離的分離膜的外圍進行直線運動。
[0016]本發(fā)明的第一實施方式的又一方面是通過控制從膜內(nèi)徑向膜外徑散發(fā)的駐波來提供使期望的分子發(fā)生遷移的周期性電荷，從而使期望的分子朝著用于分離的分離膜的外圍進行直線運動。
[0017]本發(fā)明的另一方面是提供用于從水溶液分離分子成分的方法，其包括將多孔分離膜放置在室中，使水溶液流動到分離膜上，以及向分離膜施加電荷以將由分離膜阻止的水溶液的成分遷移至分離膜的外圍。
[0018]本發(fā)明的用于上述實施方式的又一方面是利用泵控制水溶液的流動，以及利用充電裝置控制電荷的施加。
[0019]本發(fā)明的用于上述實施方式的再一方面是同時控制電荷的流動和施加以移動水溶液中被阻止的成分；或者以被阻止成分的經(jīng)調(diào)整的不對稱標(biāo)準(zhǔn)模式來周期性地施加電荷，從而使被阻止的成分朝著分離膜的外圍進行直線運動；或者周期性地施加電荷以使被阻止的成分在駐波中進行遷移，從而使這些被阻止的成分朝著用于分離的膜的外圍進行直線運動，其中駐波從膜內(nèi)徑散發(fā)至膜外徑。
[0020]在替代的實施方式中，上述實施方式可將遷移成分收集在設(shè)置在分離膜的外圍上的至少一個收集井中，或者利用穿孔的石墨烯作為多孔分離膜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]參考以下描述、所附權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的這些及其他特征和優(yōu)點將被更好地理解，在附圖中:
[0022]圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的分子分離裝置的示意圖；
[0023]圖2是保持根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的分離膜的室的示意圖；
[0024]圖3是由根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的分離膜收集的蛋白質(zhì)的示意表示；以及
[0025]圖4示出了在操作根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的裝置的過程中，蛋白質(zhì)的“行走”或帶電遷移。

【具體實施方式】
[0026]現(xiàn)在參照圖1，可以看到根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的分子分離裝置大體上由數(shù)字10表示。裝置10包括一端具有用于接收水懸浮液的入口 14的室12，其中，水懸浮液包括將被移除的材料或成分。在本實施方式中，蛋白質(zhì)將從懸浮液中分離。室12還設(shè)置有與入口相對的出口 16，在其中副產(chǎn)物或“未過濾的”產(chǎn)物從室中排出或流出。
[0027]分離膜18由室12保持以與水懸浮液的流動正交。在本實施方式中，分離膜為多孔材料，如碳膜。在另一實施方式中，使用石墨烯膜，以及在其他實施方式中可使用多層石墨稀材料。
[0028]在本實施方式中，分離膜18是如通過引用并入本文的第8，361，321號美國專利中所描述的石墨烯膜。石墨烯膜是單原子層厚的碳原子層，碳原子結(jié)合在一起以限定片?？杀环Q作層或片的單個石墨烯膜的厚度約為0.2至0.3納米(nm)。在一些實施方式中，可形成多個石墨烯層，從而具有更大的厚度并相應(yīng)地具有更大的強度。當(dāng)膜產(chǎn)生或形成，并且通常被稱為少層石墨烯時，多個石墨烯片可設(shè)置在多個層中?；蛘呖赏ㄟ^在另一石墨烯層之上層疊或放置一個石墨烯層來實現(xiàn)多個石墨烯片。對于本文所公開的所有實施方式，可使用單層石墨烯或多個石墨烯層。測試表明，可能作為自我粘附的結(jié)果，多層的石墨烯保持層的完整性和功能。這提高了膜的強度并且在一些情況下改善了流動特征。相對于聚酰胺或其他聚合物材料的過濾材料，穿孔的石墨烯高通量吞吐率材料提供了顯著提高的過濾性能。石墨烯層的碳原子限定由六個碳原子構(gòu)成的六角環(huán)形結(jié)構(gòu)(苯環(huán))的重復(fù)型式，這形成碳原子的蜂窩晶格。間隙孔由片中的每六個碳原子環(huán)結(jié)構(gòu)形成，并且此間隙孔的跨度小于I納米。事實上，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，間隙孔被認(rèn)為在其最長尺寸處具有約0.23納米的跨度。因此，除非具有穿孔，否則間隙孔的尺寸和配置以及石墨烯的電子性質(zhì)阻止任何分子跨過石墨烯厚度的運輸。間隙孔的尺寸太小而難以允許水或離子通過。
[0029]為了形成穿孔的石墨烯膜，制成一個或多個穿孔。典型的大體上或名義上為圓形的孔或穿孔19通過石墨烯膜18限定?？?9的大體圓形的形狀受以下事實的影響，即孔的邊緣部分地由石墨烯膜18的六邊形碳環(huán)結(jié)構(gòu)限定?？壮叽缈筛鶕?jù)所接收的水懸浮液的組分和該懸浮液中期望被阻塞或過濾的成分或組分來選擇。因此，在一些實施方式中，孔19的尺寸可在0.5nm至1.2nm的范圍內(nèi)變化,或者在其他實施方式中，在1.0nm至1nm的范圍內(nèi)變化。并且在其他實施方式中，孔的尺寸可在1nm至10nm的范圍內(nèi)變化。在一些實施方式中，一些孔的直徑可約為20nm ;并且在其他實施方式中，一些孔的直徑可約為50nm。
[0030]石墨烯膜中的孔可通過選擇性氧化制成,選擇性氧化意味著在氧化劑下暴露選定的時間段。相信孔312還可通過激光鉆孔制成。如在出版物Nano Lett.2008年第8卷第7期的1965-1970頁中所描述的，最直接的穿孔策略是在高溫下用氬中的稀釋氧氣來處理石墨烯膜。如其中所描述的，通過在I個大氣壓(atm)的IS中使用350毫托(mTorr)的氧氣，在500°C的溫度下、在石墨烯中將20nm至180nm范圍內(nèi)的通孔或孔洞蝕刻2個小時。該論文合理地建議孔洞的數(shù)量與石墨烯片中的缺損相關(guān)，并且孔洞的大小與停留時間相關(guān)。這被認(rèn)為是在石墨烯結(jié)構(gòu)中制造期望的穿孔的優(yōu)選方法。該結(jié)構(gòu)可以是石墨烯納米片和石墨烯納米帶。因此，期望范圍中的孔可通過較短的氧化時間形成。Kim等在“Fabricat1n and Characterizat1n of Large Area, Semiconducting NanoperforatedGraphene Materials (大范圍、半導(dǎo)化的納米穿孔的石墨烯材料的制備與表征)” (NanoLetters 2010，第10卷，第4期，2010年3月I日，1125-1131頁)中所描述的另一更相關(guān)的方法利用自組裝聚合物，該自組裝聚合物使用反應(yīng)離子刻蝕來制造適于形成圖案的掩模。AP(S-blockMMA)塊狀共聚物形成PMMA柱的陣列，PMMA柱的陣列在重建時形成用于RIE的通孔。孔洞的格局非常密集?？锥吹臄?shù)量和尺寸由PMMA塊的分子重量和P(S-MMA)中PMMA重量百分率控制。任一種方法都有可能產(chǎn)生穿孔的石墨烯片。也可采用形成孔的其他方法。在本文所公開的實施方式中，將要理解的是孔的尺寸被確定為阻止懸浮液的選定成分并允許其他成分通過。此外，可修改孔的邊緣以幫助阻止或通過選定的成分。
[0031]大體由數(shù)字20標(biāo)示的充電裝置連接至分離膜18，以便在水懸浮液流經(jīng)該材料時向該材料選擇性地施加電荷。隨著描述的進行將描述該過程的細節(jié)。
[0032]泵24可聯(lián)接至入口 14以便控制水懸浮液通過室12的流動。
[0033]充電裝置20包括大體由數(shù)字28標(biāo)示的控制器。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，控制器28包括必要的硬件、軟件、存儲器和功能性以控制泵24和分離膜18的運作，從而以將要描述的方式操作該裝置。連接到控制器28的是輸入/輸出裝置30 (如鍵盤)以允許技術(shù)人員操作該裝置10。這可通過以下方式來完成:控制泵的運作從而控制懸浮液流過室的數(shù)量，和/或控制充電裝置的運作從而控制施加于分離膜18的電壓和/或電流的數(shù)量。通常，控制器28通過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器32發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂菩盘枺洚a(chǎn)生施加于驅(qū)動電路34的電荷梯度。驅(qū)動電路34產(chǎn)生沿著驅(qū)動引線36A和36B向分離膜18上的位置遞送的信號。通地連接40被設(shè)置為當(dāng)回線42也連接到分離膜時，將分離膜連接至地面以在操作期間提供監(jiān)控分離膜的狀態(tài)的方法。特別地，回線42連接至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器44，其中模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器44將數(shù)字信號傳回至控制器28以供技術(shù)人員進行觀察。
[0034]如圖2中最好地示出的，室12正交地保持分離膜18以使(分離膜18)充分地暴露于流過該室的懸浮液。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，膜18由保持在室12內(nèi)的適當(dāng)?shù)谋诩?、脊或任何其他支撐結(jié)構(gòu)支持或支撐。具有比孔19大很多的開口的聚合物支撐層也可放置在該膜的下面。微俘獲井50被定位為圍繞分離膜的外圓周，其允許收集由該分離膜阻止或收集的蛋白質(zhì)。這些井50被聯(lián)接至俘獲導(dǎo)管52，其中，俘獲導(dǎo)管52將期望的蛋白質(zhì)材料遞送至收集容器54。剩余的未俘獲的材料從出口 16離開。
[0035]在操作中，分離膜是無菌的、疏水的、選擇性穿孔的并且承受電荷的材料。穿孔或孔19的尺寸的選擇根據(jù)下述最著名的實踐來進行:在對期望類別的目標(biāo)蛋白質(zhì)進行期望的分離(俘獲)的同時，對不需要的材料進行尺寸的排除(即通過)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，水懸浮液被初步離心分離或預(yù)過濾以移除最大的和無效的蛋白質(zhì)死骨，即不期望的和可能堵塞膜的混合物或成分。如前所述，分離膜被放置為與水懸浮液的大部分混合流正交。在一些實施方式中，懸浮液可以是包括所關(guān)注的期望蛋白質(zhì)的溶劑化的血漿。因此，懸浮液流過分離膜，并且允許不需要的較小的輔助蛋白質(zhì)與目標(biāo)蛋白質(zhì)類一同進行輸送從而被獲取。這將引起目標(biāo)蛋白質(zhì)和不需要的蛋白質(zhì)通過對流壓力而相對分離膜分布。在一些實施方式中，懸浮液可為直接切向地沿著膜18的表面。懸浮液中小于孔19的那些成分流過該膜并且相應(yīng)地被處理。
[0036]本發(fā)明利用通常用于靜態(tài)恒定電位(電壓)電泳分離法的、生物活性蛋白的電子機械激勵響應(yīng)。在本實施方式中，驅(qū)動電路34激勵分離膜18并隨著時間推移生成周期性的電荷以逐漸地遷移所關(guān)注的、特定的單個蛋白質(zhì)(表示為蛋白質(zhì)60)，如圖3中示意性表示的，蛋白質(zhì)60通過分離膜保持至膜的外圓周。事實上，在選擇性時間對引線36A、36B施加選定的電荷允許產(chǎn)生蛋白質(zhì)的“行走”運動。例如，電荷可被間歇地施加于每根引線以引發(fā)蛋白質(zhì)的行走動作。因此，通過一起使用特定電荷對反對稱蛋白質(zhì)時間激勵的模式和由泵24產(chǎn)生的同步對流壓力(這允許在每個時間步驟對帶電蛋白質(zhì)進行法向力俘獲)，所關(guān)注的、選定的蛋白質(zhì)被驅(qū)動至分離膜的外圓周。換句話說，電荷的施加引起蛋白質(zhì)的一端朝著膜的外圍向外延伸。電荷的去除引起在施加電荷期間蛋白質(zhì)不移動的端部朝向(在施加電荷期間)蛋白質(zhì)移動的端部遷移。周期性電荷的施加被認(rèn)為適于管狀或線狀的蛋白質(zhì)。
[0037]在本實施方式的另一方面，上述電荷本身可通過驅(qū)動電路34在駐波波型中產(chǎn)生，通過適當(dāng)控制電荷定相可使駐波波型產(chǎn)生凈向外運動。因此，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)16朝向膜18的外圍向外移動時，其有效地被波運載。駐波的應(yīng)用被認(rèn)為適于球面或球狀形狀的蛋白質(zhì)。一旦蛋白質(zhì)被驅(qū)動至外圓周，由于受到微弱的重力和范德華力的驅(qū)動，其隨即流入U形俘獲井50中，從而俘獲并集中選定的蛋白質(zhì)。
[0038]控制器28與驅(qū)動電路34共同設(shè)置為用于在空間和時間中有效地產(chǎn)生使這些特定的蛋白質(zhì)穿過分離膜遷移至俘獲井50所需要的期望電荷。然后材料通過導(dǎo)管從該井遷移至適當(dāng)?shù)谋３秩萜?4中。換句話說，使期望的分子或蛋白質(zhì)60發(fā)生遷移的周期性電荷被調(diào)整為期望成分的不對稱標(biāo)準(zhǔn)模式，從而使它們(期望的分子或蛋白質(zhì)60)朝著用于分離的分離膜外圍進行直線運動?；蛘?，在替代的實施方式中，使期望的分子或蛋白質(zhì)60發(fā)生遷移的周期性電荷由從膜的內(nèi)徑向膜的外徑散發(fā)的駐波控制，并且從而使它們(期望的分子或蛋白質(zhì)60)朝著用于分離的分離膜的外圍進行直線運動。
[0039]在一些實施方式中，分離膜為具有選定的孔洞直徑和間隔的單原子碳石墨烯膜。通過向膜施加連續(xù)的時間電荷，期望獲取的分子和/或蛋白質(zhì)的非常特定的和選擇性的推動力沿著分離膜表面產(chǎn)生，以便期望獲取的分子和/或蛋白質(zhì)向在外圓周處的等待俘獲盆遷移。如圖4中不意性不出的，蛋白質(zhì)60大于孔19的一端朝著膜的外圍延伸。蛋白質(zhì)由產(chǎn)生二次諧波模式的交變電荷驅(qū)動，該二次諧波模式引起蛋白質(zhì)形狀的暫時的物理變化。最后，蛋白質(zhì)的另一端從膜的表面幾乎沒有損壞或者毫無損壞地分離并朝著蛋白質(zhì)的第一端運動。重復(fù)該過程直到蛋白質(zhì)被俘獲在井50中。這在圖4中由時間序列A至E表示，其中A表示開始施加電荷以及E表示當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)到達膜的外圍時最后去除電荷。
[0040]通過控制孔洞直徑和電荷對時間曲線，裝置10獲得通過現(xiàn)有技術(shù)的裝置不可獲得的精確的選擇性、純度和吞吐率。該裝置的應(yīng)用包括但不局限于藥理學(xué)、烴懸浮液精煉以及生物醫(yī)學(xué)。藥理學(xué)應(yīng)用允許從大量的水中提取高價值的蛋白質(zhì)。烴懸浮液精煉允許用基于烴鏈尺寸的、使用微精煉方式的分級過濾器代替熱/能量密集的蒸餾過程。生物醫(yī)學(xué)處理允許在透析過濾器中使用裝置10以從血流中過濾雜質(zhì)。
[0041]通過將材料厚度縮小至如在石墨烯分離膜中的一個原子，流動阻力和表面磨擦力與現(xiàn)有技術(shù)的膜相比有了顯著地減小，從而降低了所需要的泵壓力和能量。該屬性與支持時間依賴性電荷的、膜的獨特高導(dǎo)電性一起允許高效率、高選擇性、高活性保持/獲取的膜系統(tǒng)。此外，利用較低的表面摩擦力與高導(dǎo)電性的結(jié)合，可從石墨烯膜材料中迅速地移除較大的不需要的混合物，從而顯著地減少了對過濾成分的污染。
[0042]本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，公開的裝置提供用于制造生物材料過濾和分離的膜，該膜允許根據(jù)需要來對選定的和指定的生物活性蛋白進行唯一的、可預(yù)測的并且有效的遷移以進行分離。該裝置也能夠控制所需要的目標(biāo)分子的、精確的分子性質(zhì)和電活性性質(zhì)。此外還相信，與現(xiàn)有裝置相比，所公開的裝置可顯著地提高速率和數(shù)量效率。
[0043]因此，可看到已通過上述結(jié)構(gòu)及其使用方法實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。雖然根據(jù)專利法規(guī)，僅示出和描述了最佳方式和優(yōu)選實施方式，但是應(yīng)理解，本發(fā)明并不限于此，或由此限制。因此，應(yīng)參考權(quán)利要求來認(rèn)識本發(fā)明的真正范圍和寬度。
【權(quán)利要求】
1.一種分子分離裝置，包括: 室，具有入口和出口，其中水懸浮液通過所述室流動； 多孔分離膜，與所述水懸浮液的流動基本正交地放置在所述室中；以及 充電裝置，連接至所述分離膜以施加周期性電荷從而收集由所述多孔分離膜阻止的成分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括: 泵，控制所述水懸浮液通過所述室的流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括: 控制器，連接至所述泵和所述充電裝置，所述控制器使所述水懸浮液通過所述室的流動與向所述多孔分離膜施加所述周期性電荷同步。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，還包括: 至少一個收集井，設(shè)置在所述多孔分離膜的外圍上以收集由所述多孔分離膜阻止的成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，還包括: 導(dǎo)管，與每個所述收集井相關(guān)以將收集的成分轉(zhuǎn)移至保持容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 所述多孔分離膜為穿孔石墨烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 致使期望分子遷移的所述周期性電荷被調(diào)整到所述期望成分的不對稱標(biāo)準(zhǔn)模式，從而使所述期望分子朝著用于分離的所述分離膜的外圍進行直線運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中 致使期望分子遷移的所述周期性電荷由從所述膜的內(nèi)徑向所述膜的外徑散發(fā)的駐波控制，從而使所述期望分子朝著用于分離的所述分離膜的外圍進行直線運動。
9.用于從水溶液分離分子成分的方法，包括: 將多孔分離膜放置在室中； 使水溶液流動至所述分離膜上；以及 將電荷施加至所述分離膜以將由所述分離膜阻止的、所述水溶液的成分遷移至所述分離膜的外圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，還包括: 利用泵控制所述水溶液的所述流動；以及 利用充電裝置控制所述電荷的施加。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 同時控制所述電荷的流動和施加以移動所述被阻止的、水溶液的成分。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 在所述被阻止成分的經(jīng)調(diào)整的不對稱標(biāo)準(zhǔn)模式中周期性地施加所述電荷，從而使所述被阻止的成分朝著所述分離膜的外圍進行直線運動。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 周期性地施加所述電荷以致使所述被阻止的成分在駐波中遷移，從而使所述被阻止的成分朝著用于分離的所述膜的外圍進行直線運動，其中所述駐波從所述膜的內(nèi)徑向所述膜的外徑散發(fā)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 將所述遷移成分收集在設(shè)置在所述分離膜的外圍上的至少一個收集井中。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括: 利用穿孔石墨烯作為所述多孔分離膜。
【文檔編號】G01N27/26GK104245094SQ201380014845
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】小約翰·B·斯特森, 莎拉·西蒙 申請人:洛克希德馬丁公司