CN117501097A - 粒子分离装置、粒子分离方法和程序 - Google Patents

Abstract

提供了一种使得能够稳定液滴的技术。提供的颗粒分选装置包括：振动单元，通过提供基于多个频率的驱动电压来将振动施加到包含鞘液的流体；成像单元，在通过振动将流体转换成液滴的位置处获取流体和液滴的图像；液体温度控制单元，控制鞘液的液体温度；以及频率控制单元，对于鞘液的每个液体温度，从通过成像单元拍摄的图像获取与在每个频率下液滴的断开相关的数据，并且基于数据中的变动来控制驱动电压的频率，这种变动伴随鞘液的液体温度的变化。

Description

粒子分离装置、粒子分离方法和程序

技术领域

本技术涉及粒子分离装置、粒子分离方法和程序。更具体地，本发明涉及能够使液滴稳定的粒子分离装置、粒子分离方法以及程序。

背景技术

目前，称为流式细胞术的技术用于分析生物相关粒子(诸如细胞和微生物)以及粒子(诸如微珠)。流式细胞术是分析方法，其中以在流体中对准的状态倾倒粒子，并且用光照射粒子以检测从每个粒子发射的光，从而分析和分离粒子。用于流式细胞术的装置被称为流式细胞仪(也称为“细胞分选仪”)。

在流式细胞仪中，通常，振动元件设置在流路的被包裹在鞘液中的粒子流过的部分处，并且该振动元件振动流路的一部分以将从流路的排出口排出的流体连续地形成为液滴。然后，基于通过光照射获得的检测信号，包含粒子的液滴带正(+)电或负(-)电，或保持不带电，并且根据电荷状态通过偏转板***，并且目标粒子被收集在相应的回收容器中。由正电荷或负电荷向左或向右偏转的液滴组穿过特定轨迹，并且在外观上变成线性的、倾斜的液体流。垂直向下行进的一组不带电荷的液滴称为“中心流”，而倾斜的线性液体流称为“侧流”。

稳定液滴使得侧流被正确地引导至回收容器以便维持恒定的侧流轨迹是重要的。响应于此，例如，专利文献1公开了用于通过控制振动元件的驱动电压来使液滴稳定的技术，使得在液滴观察图像中，即将断开之前的液滴的末端与液滴之前的一个位置的附属(satellite)液滴的末端之间的距离是恒定的。此外，专利文献2公开了通过集中于第一附属的长度控制振动元件的驱动电压来稳定液滴的技术。此外，专利文献3公开了一种用于在鞘液引入单元中控制鞘液的液体温度的技术，该鞘液引入单元将鞘液引入流路中以防止由于环境温度的变化引起的鞘液的流速的变动而引起的液滴不稳定性，尽管主要目的是使测量时的流速稳定。

引用列表

专利文献

专利文献1：WO 2014/115409 A

专利文献2：日本专利申请公开第2006-292769号

专利文献3：日本专利申请公开第2019-190991号

发明内容

本发明要解决的问题

然而，现实是，用于维持恒定的侧流轨迹和稳定液滴的技术仍是不足的，并且该技术需要进一步发展。

因此，本技术的目的主要是提供能够稳定液滴的技术。

问题的解决方案

本技术提供了一种粒子分离装置等，包括：振动单元，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；成像单元，在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和每个液滴的图像；液体温度控制单元，控制鞘液的液体温度；以及频率控制单元，从通过成像单元拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度的变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

此外，本技术还提供了一种粒子分离方法，包括：振动步骤，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；成像步骤，在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和每个液滴的图像；液体温度控制步骤，控制鞘液的液体温度；以及频率控制步骤，从通过成像单元拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

此外，本技术还提供了一种程序，用于使得粒子分离装置执行以下功能的：通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和每个液滴的图像；控制鞘液的液体温度；以及从拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

附图说明

[图1]是示出根据本技术的粒子分离装置的第一实施方式的配置示例的示图。

[图2]是示出根据本技术的粒子分离装置的第一实施方式的另一个配置示例的示图。

[图3]是示出一个液滴周期和充电信号的正确定时之间的关系的示图。

[图4]是示出液滴在断开位置附近改变并且侧流轨迹相应地打开和关闭的状态的视图。

[图5]是示出在室温在1小时内降低3.7℃的环境中，在100kHz的频率下观察液滴的示例的视图。

[图6]是示出在1小时内的室温变动被限制为23.4±0.3℃的情况下在100kHz的频率下观察液滴的示例的视图。

[图7]是示出液滴在特定频率下变得不稳定的示例的示图。

[图8]是示出通过根据本技术的粒子分离装置的控制的示例的流程图。

[图9]是示出通过根据本技术的粒子分离装置的控制示例的状态的示图。

[图10]是示出断开点(BOP)长度取决于鞘液的液体温度的变动结果的示图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述用于执行本技术的优选实施方式。

下面将描述的实施方式示出了本技术的代表性实施方式的示例，并且本技术的范围不受它们限制。注意，将按照以下顺序进行描述。

1.本技术的概述

2.第一实施方式(粒子分离装置1)

(1)流路P

(2)振动单元11

(3)成像单元12

(4)液体温度控制单元13

(5)频率控制单元14

(6)确定单元15

(7)充电单元16a、偏转板16b、回收容器16c

(8)断开控制单元17

(9)检测单元18

(10)分析单元19

(11)存储单元20

(12)显示单元21

(13)用户界面22

(14)其他

3.控制流程的示例

(1)测量参数设置过程(步骤S101至S103)

(2)BOP测量过程(步骤S104至S110)

(3)BOP数据分析过程(步骤S111至S120)

(4)效果

4.第二实施方式(粒子分离方法)

1.本技术的概述

本技术是保持恒定的侧流轨迹，该侧流轨迹将粒子运送至装置中的回收容器，该装置利用光在流路中对齐的状态下照射粒子，检测从每个粒子发射的光，使包含粒子的液滴带正(+)或负(-)，或者不使液滴带电，基于检测信号或者不使液滴带电，通过偏转板将液滴分成相应的液滴轨迹，并且收集目标粒子。

为了使侧流轨迹恒定，需要具有很小的时间变动和波动的精确液滴控制。在此，液滴在上述装置中带电是在它们与液柱分离的时刻进行的。因此，重要的是调整液滴分离(也称为“断开”)和充电脉冲的定时。当在充电信号的脉冲宽度内不执行断开时，不能向液滴施加足够的电荷，偏转角与电荷量成比例地减小，并且侧流向内关闭。

充电脉冲通常具有等于一个液滴周期的时间宽度T，并且因此首先调整定时以使目标粒子的断开时间落入充电脉冲宽度T内。然而，在具有充电信号的上升时间(Tr)和下降时间(Tf)的实际充电脉冲的情况下，通过从T减去它们来获得最大电压(Vtop)下的有效脉冲宽度(Te)：Te＝T-(Tf+Tr)。例如，当驱动电压的频率是100kHz时，一个液滴周期T是10μsec，并且当Tr和Tf两者都是3μsec时，Te是减少一半的值，该值是4μsec。以简化的方式，该Te值是允许作为断开中的时间变动的余量。图3示出了一个液滴周期和充电信号的正确定时之间的关系。

液滴的断开位置(也称为“断开点”和“BOP”)的变动可以通过用与振动元件的驱动信号同步闪烁的光源照亮液滴并用成像元件获取液滴观察图像来详细观察。例如，图4示出了液滴在BOP附近改变的状态以及在频率设置为100kHz并且液滴停留2000秒的情况下侧流轨迹相应地打开和关闭。在图4中，充电脉冲的相位被调整至液滴，使得侧流在观察开始时以最大角度打开。在图4中，可以看出，断开定时随着时间流逝而提前，并且具体地，位于主液滴之间的附属液滴的长度和位置变化。然后，在2000秒之后，由于脱离时间提前基本上对应于一个液滴周期的量，侧流返回至最大角度。然而，最初需要充电的下部液滴不偏转，而是偏移一个位置的上部液滴偏转。

为了在包含目标粒子的液滴的分离(也称为“分选”)的整个操作时间内保持恒定的侧流轨迹，需要保持在上述液滴观察图像中几乎不能检测到变化的水平。作为对此的措施，过去已经提出了几种液滴稳定方法。这里，作为代表，将描述以下两种方法。

(i)参照液滴观察图像对液滴执行稳定控制。

(ii)维持恒定的鞘液温度。

下面将详细描述每种方法。

在以上方法(i)中，在分选过程中，因为侧流的照明由于装置配置而被回收容器阻挡或者因为分选频率非常低，并不总是如图4所示清楚地观察到侧流轨迹。因此，该方法使用液滴观察图像将稳定反馈控制应用于液滴。具体地，在测量开始时的液滴观察图像作为基准的情况下，通过不断地向振动元件的驱动电压施加反馈来调整液滴，使得在液滴观察图像中不发生变化。到目前为止，关于液滴观察图像的聚焦点存在若干建议，并且例如，在上述专利文献1中，控制振动元件的驱动电压，使得液滴观察图像中即将断开之前的液滴的末端与液滴之前的一个位置的附属液滴的末端之间的距离是恒定的。此外，在专利文献2中，通过集中于第一附属的长度来控制振动元件的驱动电压。

以上方法(ii)基于以下想法：最有影响的液滴变动因子是环境温度变化，除了诸如异物或气泡污染的不规则情况，并且具体地，鞘液的液体温度直接影响液滴变动。当鞘液的液体温度由于环境温度的变化、装置本身的发热等而变化时，对液滴赋予两种不同的影响。这里，图5示出了在室温在1小时内降低3.7℃的环境中在100kHz的频率下观察液滴的示例，并且将详细描述每个影响。

第一种是流速的变化。液体粘度随着鞘液的液体温度变化而改变，引起流路中的压力损失的增加或减少并且导致从孔口喷射的射流的流速的变动。例如，作为本申请的发明人进行的实验的结果，当鞘液的液体温度降低4℃时，液体粘度增加8％，并且30m/s的射流的流速降低约2％。此时，虽然BOP稍微改变至BOP缩短20至30μm的程度，但是断开时间不改变，使得不发生从充电信号的定时偏移，并且不影响侧流轨迹。

第二是断开定时的改变。断开时间可以由于鞘液的液体温度的变动而迅速改变。在图5中，当室温在前30分钟内降低约2℃时，断开时间提前约2个波长(20μsec)。这种变化直接影响侧流轨迹并且因此是主要问题。与基于鞘液的物理性质可以再现的上述第一现象不同，这一现象被认为归因于整个***的振动特性。因此，该现象表现出取决于装置状态和液滴形成条件的随机行为，并且非常难以处理。本技术中的问题是由第二现象引起的BOP变动。

这里，图6示出了在1小时内的室温变动被限制为23.4±0.3℃的情况下，在100kHz的频率下观察液滴的示例。与图5相比，可以看出流速的变化和断开定时的变化被极大地限制。然而，保持恒定的侧流轨迹需要更准确的液滴控制。

如上所述，由于鞘液中的液体温度变动的影响大，所以专利文献3提出一种用于在将鞘液引入流路中的鞘液引入单元中控制鞘液的液体温度以防止由于环境温度的变化引起的鞘液的流速的变动引起的液滴不稳定性的技术，尽管主要目的是使测量时的流速稳定。

作为液滴稳定方法，以上两种方法(i)和(ii)都是正确和有效的。然而，存在液滴变得显著不稳定至即使利用这些措施也不能控制的程度的情况，并且必须预先避免这种情况。在上述两种方法(i)和(ii)之前，本技术提出了寻找原本对环境温度变化高度耐受的液滴稳定性条件的方法。

在此，在图7中示出了在特定频率下的液滴不稳定性的示例。在图7中，在600kPa的液体供给压力的条件下，通过在约两小时内持续地形成液滴的同时在100±20kHz的范围内改变液滴频率，在1kHz的步长中测量BOP的频率特性三次。注意，振动元件的驱动电压是固定的，并且不施加反馈控制。在第一次测量中测试室温度为25.6℃，在第二次测量中测试室温度为26.5℃，并且在第三次测量中测试室温度为26.8℃。即，图7示出了在经过约两个小时的时间段环境温度变化1.2℃时的液滴稳定性的评估。另外，在图7所示的曲线图中，X轴表示液滴频率，Y轴表示BOP(位置坐标：值越大，实际BOP长度越短)。

如图7所示，存在以下频率：对于大约两小时温度变化1.2℃，BOP几乎不变的频率；以及BOP改变很大的另一个。前者包括85至92kHz、95至101kHz等，可以说是相对于温度变化稳定的频率。另一方面，后者包括80至82kHz、93至94kHz、105至106kHz等。具体地，在105至106kHz处，BOP改变很大，并且改变大约5mm，这可以说是对应于振动元件的振幅的一位变化的异常行为。因此，在这种BOP变动的等级发生的情况下，传统的液滴稳定方法可能不能处理该情况。具体地，在以上方法(i)中，在BOP变动过大的情况下，BOP变动可能超过驱动电压的调节范围并且变得不可控。此外，在上述方法(ii)中，实际上难以将鞘液中的液体温度变动完全抑制为零。

从以上原因，可以说希望控制关于环境温度等的时间变化的频率以便以更高的准确度控制侧流轨迹并且使液滴稳定。

2.第一实施方式(粒子分离装置1)

图1是示出根据本技术的粒子分离装置1的第一实施方式的配置示例的示意图。此外，图2是示出了根据本技术的粒子分离装置的第一实施方式的另一个配置示例的示意图。

图1和图2中所示的粒子分离装置1至少包括振动单元11、成像单元12、液体温度控制单元13以及频率控制单元14。此外，粒子分离装置1可以根据需要包括流路P、确定单元15、充电单元16a、偏转板16b、回收容器16c、断开控制单元17、检测单元18、分析单元19、存储单元20、显示单元21、用户界面22等。

(1)流路P

至少包含鞘液的流体流过流路P。此外，包含粒子的样品液和流动以包围样品液的鞘液可根据需要流动，并且在这种情况下，流路P可被配置为形成粒子以基本线性形式排列的流。流路P可以预先设置在粒子分离装置1中，但也可以安装市售的流路、设置有流路的一次性芯片等。

流路P的形式也不受特别限制，并且可以适当地自由设计。例如，流路不限于在图1中示出的形成在诸如二维或三维塑料或玻璃的基板中的流路，并且还可以使用在图2中示出的常规流式细胞仪中使用的流路。

流路P的流路宽度、流路深度、流路截面形状等也不受特别限制，并且可以适当地自由设计。例如，具有1mm或更小的通道宽度的微流路也可以用于粒子分离装置1中。

在本技术中，具体地，可以适当地使用具有约10μm以上且1mm以下的流路宽度的微流路。

(2)振动单元11

振动单元11通过供给基于至少两个或更多个频率的驱动电压来向包含鞘液的流体施加振动。因此，流体可以连续地形成液滴以产生流体流(液滴流)。多个频率可以是用户指定的频域。本实施方式可应用于芯片***和流动池***，在芯片***中，包括如图1所示的喷嘴的整个流路***被集成并且可替换，在流动池***中，如图2所示的流路***是固定的并且仅尖端喷嘴是可替换的。

振动由例如振动元件111施加。振动元件111不受特别限制，并且可以任意选择传统已知的振动元件，具体地，压电元件等。在将芯片T用作流路P的情况下，振动元件111优选设置在芯片T的孔口O附近。

驱动电压通过例如电压供应单元被供应至振动单元11。例如，根据正弦波提供驱动电压以形成稳定的液滴D，并且通过频率(时钟值)和振幅(驱动值)中的两个控制驱动电压。

在图1所示的芯片***的情况下，鞘液入口和鞘液流路P12a和P12b、样品液入口和样品液流路P11、这些流路汇合并被光照射的主流路P13、孔口O(出口喷嘴)等被集成并且是可更换的。样本液体流路P11被线性地布置在中心处，并且鞘液流路P12a和P12b从入口向左和向右分支以围绕样本液体流路P11，并且三个流路最终汇合以变成主流路P13。结果，形成层流，使得样品液被鞘液夹在中间，并且行进至进行光照射的检测的线性流路部分。在这种情况下，在通过振动元件111向形成芯片T的基板表面的一部分施加振动的情况下，液滴D由从孔口O喷射的液柱L形成。可选地，鞘液可在芯片T的入口之前直接振动。

在如图2所示的流动池***的情况下，鞘液和样品液被注入到圆锥形容器中。圆锥形容器安装成其顶点竖直向下，并且用于引入鞘液的管等连接至上侧表面。圆锥形容器的上表面是开放的，并且振动元件111以用O形环密封的状态附接。样品液从容器上方垂直注入。圆锥形容器在最下部分处变窄，并且其尖端连接到形成有主流路(线性流路)P13的吸收池(cuvette)部分。当形成层流使得鞘液包围锥形容器中的样本液并且样本液原样作为层流行进至吸收池部分时，在主流路P13中执行通过光照射的检测。在主流路P13的端点安装可拆卸的出口喷嘴，并且连接部分具有从吸收池出口到出口喷嘴连续变窄的倾斜形状。鞘液和样品液从安装在锥形容器正上方的振动元件111在相对于流的前后方向上稍微振动。然后，从出口喷嘴喷射的液柱L垂直向下行进，同时加宽以与由振动元件111产生的振动相同的频率形成的裂纹，并且在从喷嘴出口的断开位置处形成液滴。

(3)成像单元12

成像单元12在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和液滴的图像。具体地，在从孔口O排出的鞘液层流形成为液滴的断开位置，捕获形成液滴之前的流体和液滴的图像。

成像单元12的具体示例包括液滴相机121，诸如电荷耦合器件(CCD)相机或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器等。液滴相机121可布置在可在孔口O与稍后描述的偏转板16b之间对液滴D成像的位置处。此外，液滴相机121可调整液滴D的捕获图像的焦点。对液滴照相机121中的成像区域进行照明的光源的示例包括闪光灯122等。注意，成像单元12也可在某个时间获得相位的照片，并且可在特定周期内连续获得该照片。这里提及的“特定周期”没有特别限制，并且可以是一个周期或多个周期。在多个周期的情况下，每个周期可以是时间上连续的或不连续的。

由液滴相机121拍摄的图像显示在稍后描述的显示单元21上，并且用户可使用该图像来确认液滴D的形成状态(例如，液滴D的尺寸、形状、间隔等)。

闪光灯122可以由稍后描述的断开控制单元17控制。闪光灯122包括例如用于使液滴D成像的发光二极管(LED)和用于使粒子成像的激光器(例如，红色激光光源等)，并且可以根据成像等的目的通过断开控制单元17切换。闪光灯122的具体结构不受特别限制，并且可以适当地且自由地选择和使用一个或两个或更多个常规已知的电路或元件。

(4)液体温度控制单元13

液体温度控制单元13控制鞘液的液体温度。液体温度控制单元13可包括例如测量鞘液的液体温度的温度传感器和温度控制单元。温度传感器和温度控制单元通过电路连接。温度传感器的安装位置不受特别限制，并且可以与鞘液直接接触。然而，为了防止污染，温度传感器优选地安装在能够间接测量鞘液的液体温度的位置处。具体地，在鞘液流过的管的终点处，在流动池或芯片T的入口之前立即***具有高热导率的材料(例如，金属管等)，并且将温度传感器安装在其上。在这种情况下，通过进一步用热绝缘材料覆盖传感器表面以使温度传感器不暴露于外部空气，可以高准确度地间接测量鞘液的液体温度。此外，在由温度传感器检测的温度与要达到的目标温度之间存在差异的情况下，液体温度控制单元13可以考虑该差异来校正稍后将描述的温度检查单元的目标温度。

此外，在包含粒子的样品液和鞘液流过流路P的情况下，温度传感器优选地设置在样品液和鞘液汇合的流路附近。这使得即使在开始分选之后也可以维持鞘液的液体温度，并且可以抑制由于鞘液中的液体温度变动引起的液滴不稳定性。此外，这是因为当位于距流路的附近太远时，温度传感器在该时间期间可能受到环境温度的影响。另外，在该情况下，温度传感器也可以是与设置于液体温度控制单元13的温度传感器不同的传感器。

调温单元可以包括例如温度控制元件、设置成与温度控制元件相接触的金属部件、以及检查金属部件的温度的温度检查单元。温度控制元件例如是通过施加直流电流产生温度差的半导体制冷元件等，其具体示例包括Peltier元件等。金属构件没有特别限制，并且可以使用例如铜(copper)、黄铜(brass)等构成。金属构件可以设置成与例如供给鞘液的管状构件接触。温度检测单元安装在金属构件上，并且检测或控制金属构件的温度，使得温度达到目标温度。此外，温度控制单元可以还包括散热器和风扇。

(5)频率控制单元14

尽管将在后面描述细节，但是频率控制单元14从通过成像单元12捕获的图像中获取关于鞘液的每个液体温度在每个频率处的液滴D的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

关于液滴D的状态的数据的示例包括液滴D的尺寸、液滴D的附属液滴的类型、液柱L、附属液滴以及主液滴的状态、液滴D与液柱L之间的粘结状态、液滴D与液柱L之间的距离、液滴D的断开位置(也包括“BOP长度”的概念)等，并且其中，优选液滴D的断开位置。

(6)确定单元15

如稍后将详细描述的，在液滴的断开位置之间的差值等于或大于阈值的情况下，确定单元15将相应频率确定为“不稳定频率”。此外，在液滴的断开位置之间的差值小于阈值的情况下，确定单元15可确定对应的频率是“稳定频率”。此外，液滴的断开位置之间的差值最小的频率可被确定为“最稳定频率”。

(7)充电单元16a、偏转板16b、回收容器16c

充电单元16a对包括从孔口O排出的目标粒子的液滴D充电。在本技术中，基于除上述确定单元15确定为“不稳定频率”的频率之外的频率，通过供应驱动电压来形成包含目标粒子的液滴D。这允许提前消除不稳定的频率，使得能够在液滴稳定的状态下进行分选。

在本技术中，“粒子”可广泛地包括生物相关粒子(诸如细胞、微生物和核糖体)或者合成粒子(诸如胶乳粒子、凝胶粒子和工业粒子)等。此外，在本技术中，粒子可以包含在诸如液体样本的流体中。

生物相关粒子可以包括形成各种细胞的染色体、核糖体、线粒体、细胞器(细胞器)等。细胞可以包括动物细胞(例如，血细胞等)和植物细胞。微生物可包括细菌(如大肠杆菌)、病毒(如烟草花叶病毒)、真菌(如酵母菌)等。此外，例如，生物相关粒子还可包括生物相关聚合物，诸如核酸、蛋白质及其复合物。

工业粒子可以是，例如，有机或无机聚合物材料、金属等。有机聚合物材料可以包括聚苯乙烯、苯乙烯/二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物材料可包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等。金属可以包括金胶体、铝等。通常，这些粒子的形状通常是球形的，但在本技术中可以是非球形的，而其尺寸、质量等也没有特别限制。

在本技术中，在这些粒子中，优选生物相关粒子。

在本技术中，可以用一种或两种或更多种染料(如荧光染料)来标记粒子。在这种情况下，可用的荧光染料包括，例如，瀑布蓝(Cascade Blue)、太平洋蓝(Pacific Blue,)、异硫氰酸荧光素(FITC)、藻红蛋白(PE)、碘化丙啶(PI)、德克萨斯红(Texas Red，TR)、哌啶素叶绿素蛋白(PerCP)、别藻蓝蛋白(APC)、二苯胺并与四氮碱(4',6-Diamidine-2-phenylindole，DAPI)、Cy3、Cy5、Cy7、亮紫(Brilliant Violet，BV421)等。

作为用于分离包含目标粒子的液滴D的方法，例如，基于从后面描述的光源181的光照射中获得的检测信号，通过来自上述振动单元11的振动而产生的液滴D根据需要通过充电单元16a使得带正电或带负电，并且液滴D2的前进方向通过偏转板16b之间的电力的存在或不存在及电力大小来控制，并且被引导至预定回收容器16c。

充电单元16a可以包括充电电极、电压源(向电极施加期望电压)等。充电电极可被设置为与流过流路P的鞘液电接触，并可被***到芯片T的充电电极入口中，例如，如图1所示。

偏转板16b通过作用在偏转板之间的电力和施加到液滴D的电荷使液流中的每个液滴D的行进方向偏转，并且将液滴D引导至预定的回收容器16c等，并且设置成跨过液流S彼此面对。在图1中，偏转板16b的面向方向由X轴方向表示。偏转板16b不受特别限制，并且可以使用常规已知的电极等。向偏转板16b施加不同的正电压或负电压，并且当带电液滴D通过由它们形成的电场时，产生电力(库仑力)，并且每个液滴D被吸引朝向任一偏转板16b的方向。

多个回收容器16c可沿偏转板16b的面向方向(图1中的X轴方向)以基本线性形式布置。回收容器16c没有特别限定，例如可列举出塑料管、玻璃管等。回收容器16c的数量也不受特别限制，图1和图2各自示出了其中安装三个回收容器的示例。注意，回收容器16c可以以可更换的方式安装在回收容器容置器(未示出)中。具体地，例如，回收容器容置器可设置在Z轴台(未示出)上，该Z轴台被配置为在与从孔口O排出的液滴D的排出方向(图1中的Y轴方向)以及偏光板16b的面向方向(图1中的X轴方向)正交的方向(图1中的Z轴方向)上可移动。

(8)断开控制单元17

断开控制单元17基于通过成像单元12获取的包含粒子的液滴D的状态的图像来控制包含目标粒子的液滴D的断开。具体地，基于通过成像单元12捕获的多个液滴观察图像指定的包含粒子的液滴D的断开定时调整振动元件111的驱动电压，由此控制液滴D与液柱L之间的粘合状态和/或液滴D与液柱L之间的距离，并且液滴D的断开位置保持恒定。因此，通过不断地向驱动电压施加反馈以调整液滴，可以抑制开始分选之后的液滴不稳定性。

(9)检测单元18

检测单元18检测通过利用从光源181发射的光的照射从流经流路P的流体中的粒子生成的测量目标光。具体地，通过用光照射粒子，检测单元18检测从粒子生成的测量目标光，光在被递送同时在主流路P13中的三维层流的中心处以大致线性形式对齐。

光源181可包括多个光源，并且在这种情况下，可利用来自多个光源的光照射在流路P中流动的流体中的粒子。此外，多个光源中的每一个可发射具有相同波长的光或者可发射具有不同波长的光。

从光源181发射的光的类型没有特别限制，但是为了可靠地从粒子产生光，期望具有恒定的光的方向、波长以及光强度的光。其具体示例包括激光束、LED等。

激光的示例包括半导体激光器、氩离子(Ar)激光器、氦氖(He-Ne)激光器、染料激光器、氪(Cr)激光器、组合半导体激光器和波长转换光学元件的固态激光器等，并且可以组合地使用其中的两种或多种。

检测单元18包括检测测量目标光的至少一个光电检测器。测量对象的示例包括荧光、散射光(例如，前向散射光、后向散射光、侧向散射光、瑞利散射、米氏散射等)等。例如，每个光电探测器包括一个或多个光接收元件，并且具有光接收元件阵列。每个光电探测器可以包括一个或多个光电二极管，如光电倍增管(PMT)和/或雪崩光电二极管(APD)以及作为光接收元件的多像素光子计数器(MPPC)。光电检测器可包括，例如，其中多个PMT布置在一维方向上的PMT阵列。此外，检测单元18可包括诸如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的成像元件。通过光检测器将测量目标光转换成电信号，并且将电信号输出至上述确定单元15和断开控制单元17、稍后描述的分析单元19等，并且用于每个粒子的特性确定。

除了光源181之外，检测单元18可包括用于将多个光引导至预定位置的导光光学***、用于使具有预定检测波长的光到达相应的光电检测器的检测光学***等。例如，导光光学***可包括光学组件(诸如分束器组、反射镜组和光纤)。此外，导光光学***可以包括用于收集复用的激发光的透镜组，并且可以包括例如物镜。检测光学***可包括分光单元(诸如棱镜或衍射光栅)或波长分离单元(诸如二向色镜或光学滤波器)。

应注意，检测单元18可以磁性地或电气地检测粒子的特性。在这种情况下，例如，在芯片T的主流路P13中彼此面对地布置微电极，并且可以检测电阻值、电容值(电容量值)、电感值、阻抗、电极之间的电场的变化值或磁化、磁场的变化、通量密度的变化等。

(10)分析单元19

分析单元19连接至上述成像单元12、检测单元18等，并且基于通过成像单元12获取的图像、通过检测单元18检测的电信号等进行分析。

具体地，分析单元19从通过成像单元12获取的图像分析或计算上述液滴D的状态的数据。另外，根据关于液滴D的状态的数据，可以获得BOP变动量ΔBOP(断开位置的差)等。

此外，分析单元19可以校正通过检测单元18检测的检测值并计算每个粒子的特征量。例如，根据所接收的荧光或散射光的检测值计算诸如粒子的尺寸、形式、内部结构等的特征量。此外，可以通过基于所计算的特征量、从稍后描述的用户界面22接收的分离条件等执行分离确定来生成分离控制信号。通过基于分离控制信号控制上述充电单元16a，可以分离和收集特定类型的粒子。

分析单元19可以包括在设置有检测单元18等的壳体中，或者可以在壳体外部。此外，根据本实施方式的粒子分离装置1不是必需的，并且还可以使用外部分析装置等。此外，分析单元19可以经由网络连接至粒子分离装置1的每个单元。

(11)存储单元20

存储单元20存储与分析和分离相关的所有项目，诸如检测单元18检测的检测值、分析单元19计算的特征量、生成的分离控制信号以及用户接口22输入的分离条件等。

存储单元20可以包括在设置检测单元18等的壳体中，或者可以在壳体的外部。此外，存储单元20对根据本实施方式的粒子分离装置1不是必需的，并且还可以使用外部存储装置(例如，硬盘等)等。此外，存储单元20可以经由网络连接至粒子分离装置1的每个单元。

(12)显示单元21

显示单元21可以显示与分析和分离相关的所有项目，并且例如，可以将由分析单元19计算的每个粒子的特征量显示为直方图等。此外，还可显示通过成像单元12捕获的图像等。

显示单元21在根据本实施方式的粒子分离装置1中不是必需的，并且还可以使用外部显示装置(例如，显示器、打印机、个人数字助理等)等。此外，显示单元21可经由网络连接至粒子分离装置1的每个单元。

(13)用户界面22

用户接口22是由用户操作的部件。用户可通过用户接口22输入各种数据，并且访问粒子分离装置1的每个单元以控制每个单元。例如，经由用户接口22为显示在显示单元21上的直方图等设置感兴趣区域，并且确定分离条件等。

在根据本实施方式的粒子分离装置1中，用户界面22不是必要的，并且还可以使用外部操作装置(例如，鼠标、键盘、个人数字助理等)等。此外，用户界面22可经由网络连接至粒子分离装置1的每个单元。

(14)其他

应注意，在根据本技术的粒子分离装置1的每个单元中执行的功能也可作为程序存储在通用计算机、包括CPU等的控制单元、以及包括诸如非易失性存储器(例如，USB存储器等)、HDD和CD等记录介质的硬件资源中，并且可执行该功能。此外，该功能可以通过经由网络连接的服务器计算机或云来实现。

3.控制流程的示例

接下来，将描述由根据图1和图2中所示的实施方式的粒子分离装置1执行的控制的示例。图8是示出了控制示例的流程图。此外，图9是示出了控制示例的状态的示图，并且向下箭头部分均指示不稳定频率。应注意，稍后将描述的操作的执行可由控制粒子分离装置1的控制单元(未示出)等控制。

以下描述的控制流示例与上述常规液滴稳定方法共存，并且例如，可以在常规方法的前阶段***。在这种情况下，可以减少常规液滴稳定方法中的负担，并且可以进一步表现出这些方法的效果。

(1)测量参数设置过程(步骤S101至S103)

首先，确定频率(主要是鞘液供给压力和驱动电压)以外的与液滴形成相关的参数(步骤S101)。此时，鞘液供给压力优选与分选时的鞘液供给压力相同。另一方面，根据在开始分选之前选择的频率再次调整驱动电压，因此在该阶段，驱动电压不必相同。

接下来，为了通过在几个阶段中改变鞘液的液体温度来测量断开位置，输入[T1,T2,,,Tx](x≥2)的多个液体温度设置值(步骤S102)。此时，当液体温度设置值的点数过度增加时，当液体温度设置值改变时需要花费时间来使温度稳定，这将增加所需的时间。因此，除非特别需要详细调查BOP变动，例如，最大值、中心和最小值中的三个点可以被输入在测量开始时相对于室温的假定的温度变动(例如，±3℃)或者预定的设置值的范围内。在图9所示的示例中，鞘液的液体温度被设置为24℃、28℃和32℃的三个阶段。

接着，设置测量开始频率(fb)、测量结束频率(fe)和测量频率步长(Δf)(步骤S103)。通常，在确定喷嘴直径和鞘液供给压力时，存在基于物理性质(表面张力)的最佳频率fs，因此优选研究该fs周围±10％至20％的范围。另外，在步骤S103中，与步骤S102相同，在频率范围过宽或频率步长过细的情况下，BOP测量点的个数增加，因此需要过多的时间。因此，根据BOP测量的速度，例如，BOP测量点的数量可以设置为每个鞘液温度点大约10个。

(2)BOP测量过程(步骤S104至S110)

利用在上述测量参数设置过程中输入的各个参数(鞘液供给压力、驱动电压和测量开始频率fb)，振动单元11对仅包含鞘液的流体施加振动以形成液滴D(步骤S104)。注意，在该BOP测量过程中，可以仅允许鞘液流过流路P，并且不必允许包含粒子的样本液流过流路P。

接下来，液体温度控制单元13将鞘液的液体温度设置为温度T1，并等待液体温度稳定(步骤S105)。当液体温度稳定时，对于每个指定的频率[fb,fb+Δf,fb+2Δf,,,fe]获取断开位置的数据(步骤S106)。可以通过在分析单元19中分析通过成像单元12捕获的图像来获取数据。此外，在通过移动液滴相机121的位置可以跟踪BOP的情况下，通过分配相机121的Z位置可以计算BOP。

接着，液体温度控制单元13将鞘液的液体温度设置为温度T2，并等待液体温度再次稳定(步骤S107)。当液体温度稳定时，对于每个指定的频率[fb,fb+Δf,fb+2Δf,,,fe]再次获取断开位置的数据(步骤S108)。

此后，鞘液的液体温度被设置为温度Tn+1(步骤S109至S110)，并且重复步骤S108，直到鞘液的液体温度达到温度Tx。

(3)BOP数据分析过程(步骤S111至S120)

分析单元19使用在上述BOP测量过程中获得的断开位置的数据进行分析，并且获得由于鞘液在每个频率处的液体温度变化[T1，T2,,,Tx]引起的BOP变动量(ΔBOP)(断开位置的差)(步骤S111)。接着，设置容许的BOP变动量(Bth)(步骤S112)。例如，在通过反馈至驱动电压来执行液滴稳定控制的情况下，在需要相对于驱动电压的初始值的约±50％的大的电压变动范围时，存在电压超过输出电压范围的风险。因此，考虑到对于前后的一个液滴的BOP变动，设置Bth，这是侧流轨迹可以通过反馈控制容易地稳定的范围。具体地，例如，因为已知标准液滴间距约为喷嘴直径×4.5，所以可以从与用于测量的喷嘴直径的关系任意地确定Bth。在图9所示的示例中，设置Bth＝0.6mm。

随后，判定部15将ΔBOP与各个频率的Bth进行比较(步骤S113)。当ΔBOP≥Bth时(步骤S114中的是)，确定单元15确定对应的频率是“不稳定频率”，并且基于确定结果，频率控制单元14从可被用作驱动电压的频率的频率选项中将不稳定频率排除在外(步骤S115)。另一方面，在ΔBOP＜Bth的情况下(步骤S114中“否”)，确定单元15确定对应的频率是“稳定频率”，并且基于确定结果，频率控制单元14可以在能够用作驱动电压的频率的频率选项中包括稳定频率(步骤S118)。即，频率控制单元14可以将在步骤S115中排除的不稳定频率之外的任何频率用作稳定频率。这使得该侧流轨迹能够稳定。在图9中示出的示例中，由向下箭头表示的频率是被确定为“不稳定频率”的频率。

此外，用于选择频率的其他标准的示例包括关于分选性能的事件率、双联体的发生概率(在一个液滴中包括多个粒子的状态)等。此外，关于液滴，存在以下指标：在合适的驱动电压下可以获得合适的断开位置，或者可能发生侧流轨迹的稳定性更高的FAST附属的状态等。因此，用户可以综合确定这些并确定最终频率。

可替换地，在装置具有现有的频率选择算法的情况下，在步骤S115中可以排除不稳定频率，然后可以连续执行处理。算法的示例是在日本专利申请公开第2020-76786A号中描述的方法。在该方法中，用作频率选择的指南，即，BOP长度尽可能短，并且在任意指定的距离范围内在主液滴中收集附属。通过结合本技术使用该算法，可以保证侧流轨迹随时间的稳定性。

接下来，在用户想要强调液滴稳定性的情况下，根据稳定频率的选项获得最稳定频率(步骤S119中的“是”)，并且频率控制单元14可采用ΔBOP最小的频率作为最稳定频率(步骤S120)。例如，在鞘液的液体温度控制的准确度的可靠性低的情况下(例如，在环境温度的变化可能大且超过温度控制单元13的处理能力的情况下)或其他情况下，这是有用的。具体地，实际装置经常在安全柜的密封环境下使用，由于温控单元13等散热，机柜内的温度可能随时间继续上升。因此，在考虑这种液体温度变动的环境中采用最稳定频率是特别有效的。

注意，在ΔBOP在各频率处同样小的情况下，有时存在多个最稳定频率。

另一方面，在用户想要强调分类性能的情况下，可以根据满足ΔBOP＜Bth的各个稳定频率的选项采用适当的频率(步骤S116)。

(4)效果

通过上述处理，可以预先检测相对于环境温度的时间变化不稳定的频率，并且从可以用作驱动电压的频率的频率的选项中排除该频率。因此，可以长时间维持恒定的侧流轨迹。此外，在使用传统液滴稳定性控制手段(例如，如上面的专利文件1中所述的对驱动电压的反馈控制和如上面的专利文件2中所述的鞘液的温度控制)的组合的情况下，可以减少这些方法的负担，提供更强的液滴稳定性，长时间保持恒定的侧流轨迹，并且将待分选的粒子稳定地引导到回收容器中。

此外，当需要时，可以在分类之前研究在指定频率范围内对环境温度的变化最稳定频率。例如，即使在环境温度的变化大、温度控制单元13的处理能力不能应对该变化、并且不能维持恒定的液体温度的情况下，通过选择频率并结合对振动元件的驱动电压的反馈控制，可以使液滴稳定。

此外，在装置具有现有的频率选择算法的情况下，可以通过在执行处理之前排除不稳定频率来自动确定更优化的频率。

另外，根据设置条件，上述一系列控制流程可以容易地在所需的大约20分钟的时间内执行，使得即使在装置不同、环境温度变化或装置状态改变的情况下，也可通过在每次执行排序之前选择最佳频率来可靠地实现稳定操作。

4.第二实施方式(粒子分离方法)

根据本实施方式的粒子分离方法至少执行振动步骤、成像步骤、液体温度控制步骤和频率控制步骤。另外，也可以根据需要进行判断步骤、充电步骤等。应注意，在每个步骤中执行的具体方法与在根据上述第一实施方式的粒子分离装置1的每个单元中执行的方法类似，并且因此在此省略其描述。

在根据本实施方式的粒子分离方法中，在确定步骤之后，执行对包含目标粒子的液滴进行充电的充电步骤。在充电步骤中，通过供应基于除不稳定频率之外的频率的驱动电压的引起的振动来形成包含目标粒子的液滴。即，通过在开始分选之前执行确定步骤，可以处理每个装置的误差、环境温度的变化、装置的状态变化等，并且以更高的准确度分离粒子。

然而，在装置的状态等保持不变的情况下，维持频率行为的趋势，使得不总是需要在每次开始排序之前执行确定步骤。另一方面，例如，在由于清洁或更换而移除芯片T的孔口O的情况下，或者在更换流动池的部件的情况下，只要可能，优选地执行确定步骤。特别地，在采用芯片***的情况下，推荐在加载新的芯片T之后执行处理，因为芯片T和夹紧再现性的个体差异可能是改变频率行为的趋势的因素。

[示例]

以下将基于示例更详细地描述本技术。注意，下面描述的示例示出了本技术的代表性实施方式的示例，并且本技术的范围不会因这些示例而被限缩。

<1>测试方法

使用如图2所示的流动池***搜索不稳定频率和最稳定频率。

在将喷嘴直径设置为70μm并且将液体供给压力设置为600kPa的情况下，获得30.0m/s的喷射流速。压电驱动电压是固定的(振幅±8nm)，并且在100±20kHz的范围内测量BOP长度(Step_Δf＝1kHz)。

将鞘液温度设置在五个阶段(T1＝23℃，T2＝24℃，T3＝25℃，T4＝26℃，T5＝27℃)。

<2>测试结果

图10示出了在每个频率下BOP长度取决于鞘液的液体温度的变动结果。注意，由于该曲线图的垂直轴是“BOP长度(BOP长度)”，所以曲线图的下侧比图9中的更短。

图10中所示的结果表明，存在大和小的ΔBOP，并且具有大的BOP变动的频带存在于大约95至100kHz，而几乎没有BOP变动的频率存在于大约80kHz和112kHz。

<3>不稳定频率的检测

将用于确定不稳定频率的阈值(Bth)设置为在不稳定频率之前和之后的大约一个液滴处，并且此处，Bth＝0.65mm。结果，满足ΔBOP≥Bth的以下频率被检测为不稳定频率。

·91,92kHz

·96至100kHz

因此，通过选择除了这些不稳定频率之外的频率，可以在测量时间期间以高准确度稳定侧流轨迹。

<4>确定最稳定频率

对于所研究的100±20kHz内的所有频率，具有最小ΔBOP的频率是111kHz。该ΔBOP为26μm，由于随着液体温度的上升，ΔBOP容易上升，因此认为是与流速变动大致相等的变化。因此，考虑到BOP的测量误差，具有ΔBOP＜100μm的80kHz、107kHz、112kHz也可以被视为具有类似的稳定性，并且是作为最稳定频率的选择的候选。在分选期间相对于温度的液滴稳定性最重要的情况下，通过这些最稳定频率确定测量时的频率。

<5>其他

注意，在本测试示例中，测量BOP长度所需的时间是每个温度参数阶段12分钟。对于鞘液温度每增加1℃，稳定时间是四分钟，并且对于每41点频率测量，自动测量时间为八分钟。

频率的测量点的数量可以减少，并且可以被设置为例如±12kHz(Δf＝2kHz)。在这种情况下，测量点的数量为13，大约是原始数量的三分之一，使得自动测量时间减少到大约2分钟半。此外，例如，当以三个阶段设置温度时，可以进一步缩短所需时间。

应注意，本技术还可采用以下配置。

[1]一种粒子分离装置，包括：

振动单元，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

成像单元，在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和液滴的图像；

液体温度控制单元，控制鞘液的液体温度；以及

频率控制单元，从通过成像单元拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度的变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

[2]根据[1]所述的粒子分离装置，其中，数据是液滴在每个频率处的断开位置的数据。

[3]根据[2]所述的粒子分离装置，其中，频率控制单元比较鞘液的每个液体温度的液滴的断开位置。

[4]根据[3]所述的粒子分离装置，其中，频率控制单元基于鞘液的液体温度之间的液滴的断开位置的差异来控制驱动电压的频率。

[5]根据[4]所述的粒子分离装置，还包括确定单元，在液滴的断开位置的差异等于或大于阈值的情况下，确定单元将适用频率确定为不稳定频率。

[6]根据[5]所述的粒子分离装置，其中，频率控制单元从可以采用作为驱动电压的频率的频率选项中排除不稳定频率。

[7]根据[4]至[6]中任一项所述的粒子分离装置，还包括确定单元，在液滴的断开位置的差异小于阈值的情况下，确定单元将适用频率确定为稳定频率。

[8]根据[7]所述的粒子分离装置，其中，频率控制单元将液滴的断开位置的差异最小的频率采用作为驱动电压的频率。

[9]根据[6]所述的粒子分离装置，还包括：

充电单元，对包含作为目标的粒子的液滴充电，

其中，通过基于除不稳定频率之外的频率的驱动电压的供应导致的振动来形成包含粒子的液滴。

[10]根据[9]所述的粒子分离装置，其中，液体温度控制单元包括布置在流路附近的温度传感器，包含粒子的样品液和鞘液在流路中合并。

[11]根据[9]或[10]所述的粒子分离装置，其中，

成像单元获取包含粒子的液滴的状态的图像，并且

粒子分离装置还包括断开控制单元，断开控制单元基于通过成像单元捕获的状态的图像来控制包含粒子的液滴的断开。

[12]根据[9]至[11]中任一项所述的粒子分离装置，其中，粒子是生物学相关的粒子。

[13]一种粒子分离方法，包括：

振动步骤，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

成像步骤，在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和液滴的图像；

液体温度控制步骤，控制鞘液的液体温度；以及

频率控制步骤，从通过成像单元拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度的变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

[14]根据[13]所述的粒子分离方法，还包括确定步骤，在液滴的断开位置的差异等于或大于阈值的情况下，将适用频率确定为不稳定频率。

[15]根据[14]所述的粒子分离方法，在确定步骤之后，还包括：

充电步骤，对包含作为目标的粒子的液滴充电，

其中，通过基于除不稳定频率之外的频率的驱动电压的供应导致的振动来形成液滴。

[16]一种程序，用于使得粒子分离装置执行以下功能：

通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

在通过振动将流体形成为液滴的位置处获取流体和液滴的图像；

控制鞘液的液体温度；以及

从拍摄的图像中获取关于在鞘液的每个液体温度的每个频率处的液滴的状态的数据，并且基于伴随鞘液的液体温度变化的数据的变动来控制驱动电压的频率。

附图标记列表

1 粒子分离装置

11 振动单元

111 振动元件

12 成像单元

121 液滴照相机

122 闪光灯

13 液体温度控制单元

14 频率控制单元

15 确定单元

16a 充电单元

16b 偏转板

16c 回收容器

17 断开控制单元

18 检测单元

181 光源

19 分析单元

20 存储单元

21 显示单元

22 用户界面

P 流路

T 芯片

P11 样品液流路

P12a,P12b 鞘液流路

P13 主流路

D 液滴

BOP 断开点

Ο 孔口

L 液柱。

Claims (16)

1.一种粒子分离装置，包括：

振动单元，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

成像单元，在通过所述振动将所述流体形成为液滴的位置处获取流体和所述液滴的图像；

液体温度控制单元，控制所述鞘液的液体温度；以及

频率控制单元，从通过所述成像单元拍摄的所述图像中获取关于在所述鞘液的每个液体温度的每个频率处的所述液滴的状态的数据，并且基于伴随所述鞘液的液体温度的变化的所述数据的变动来控制所述驱动电压的频率。

2.根据权利要求1所述的粒子分离装置，其中，所述数据是所述液滴在每个所述频率处的断开位置的数据。

3.根据权利要求2所述的粒子分离装置，其中，所述频率控制单元比较所述鞘液的每个液体温度的液滴的所述断开位置。

4.根据权利要求3所述的粒子分离装置，其中，所述频率控制单元基于所述鞘液的液体温度之间的所述液滴的断开位置的差异来控制所述驱动电压的所述频率。

5.根据权利要求4所述的粒子分离装置，还包括确定单元，在所述液滴的所述断开位置的差异等于或大于阈值的情况下，所述确定单元将适用频率确定为不稳定频率。

6.根据权利要求5所述的粒子分离装置，其中，所述频率控制单元从可以采用作为所述驱动电压的频率的频率选项中排除所述不稳定频率。

7.根据权利要求4所述的粒子分离装置，还包括确定单元，在所述液滴的所述断开位置的差异小于阈值的情况下，所述确定单元将适用频率确定为稳定频率。

8.根据权利要求7所述的粒子分离装置，其中，所述频率控制单元将所述液滴的断开位置的差异最小的频率采用作为所述驱动电压的频率。

9.根据权利要求6所述的粒子分离装置，还包括：

充电单元，对包含作为目标的粒子的液滴充电，

其中，通过基于除所述不稳定频率之外的频率的驱动电压的供应导致的振动来形成包含所述粒子的所述液滴。

10.根据权利要求9所述的粒子分离装置，其中，所述液体温度控制单元包括布置在流路附近的温度传感器，包含所述粒子的样品液和所述鞘液在所述流路中合并。

11.根据权利要求9所述的粒子分离装置，其中，

所述成像单元获取包含所述粒子的所述液滴的状态的图像，并且

所述粒子分离装置还包括断开控制单元，所述断开控制单元基于通过所述成像单元捕获的所述状态的图像来控制包含所述粒子的所述液滴的断开。

12.根据权利要求9所述的粒子分离装置，其中，所述粒子是生物学相关的粒子。

13.一种粒子分离方法，包括：

振动步骤，通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

成像步骤，在通过所述振动将所述流体形成为液滴的位置处获取所述流体和所述液滴的图像；

液体温度控制步骤，控制所述鞘液的液体温度；以及

频率控制步骤，从通过所述成像单元拍摄的所述图像中获取关于在所述鞘液的每个液体温度的每个频率处的所述液滴的状态的数据，并且基于伴随所述鞘液的液体温度的变化的所述数据的变动来控制所述驱动电压的频率。

14.根据权利要求13所述的粒子分离方法，还包括确定步骤，在所述液滴的断开位置的差异等于或大于阈值的情况下，将适用频率确定为不稳定频率。

15.根据权利要求14所述的粒子分离方法，在所述确定步骤之后还包括，

充电步骤，对包含作为目标的粒子的液滴充电，

其中，通过基于除所述不稳定频率之外的频率的驱动电压的供应导致的振动来形成所述液滴。

16.一种程序，使粒子分离装置执行以下功能：

通过提供基于多个频率的驱动电压来对包含鞘液的流体施加振动；

在通过所述振动将所述流体形成为液滴的位置处获取所述流体和所述液滴的图像；

控制所述鞘液的液体温度；以及

从拍摄的所述图像中获取关于在所述鞘液的每个液体温度的每个频率处的所述液滴的状态的数据，并且基于伴随所述鞘液的液体温度变化的所述数据的变动来控制所述驱动电压的频率。