[發明專利]用于測量溶液的pH值的方法和設備

有效

• 申請號: 201210039189.6
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN102645412B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 大浦光宏;岡野光夫;清水達也;久保寬嗣;武田樸;山森伸二
• 申請（專利權）人: 日本光電工業株式會社;學校法人東京女子醫科大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京奉思知識產權代理有限公司 11464
• 代理人: 吳立;鄒軼鮫

技術領域

本發明涉及用于測量細胞培養液的pH值的方法和設備。

背景技術

為了使細胞生長并繁殖，包含細胞的培養液的pH值必須在適于繁殖的范圍內。然而，在這樣的細胞培養液的制備或儲存期間，包含在細胞培養液中的二氧化碳被釋放，并且pH值升高，使得pH值常常偏離繁殖適用范圍。

因此，pH值通過如下方法測量，其中例如視覺地檢查通常包含在細胞培養液中的酚紅的變色，或者其中在將pH電極浸入細胞培養液的同時執行測量。然而，這些方法具有以下問題。

在視覺地檢查包含在細胞培養液中的酚紅的變色的情況下，可能引起錯誤的檢查。相比之下，在將pH電極浸入細胞培養液的情況下，當pH電極沒有充分消毒時，可能出現由細菌等引起的污染。

作為沒有諸如由視覺檢查引起的誤差和在使用pH電極的情況下的污染的問題的測量細胞培養液的pH值的方法，存在以下的方法(參見JP-B-6-34754)。

JP-B-6-34754描述如下。

提供一種作為測量細胞培養液的pH值的方法的pH值測量方法，其中，基于細胞培養液中的可見光的吸收來測量pH值，該細胞培養液包括：細胞培養基；血清；以及指示劑，其在可見光的波長范圍中具有兩種或更多種吸收峰值，其中，基于通過使可見光透過pH值已知的細胞培養液所獲得的吸收峰值的兩個波長處的吸光度的對數與pH值之間的線性關系，從在pH值未知的細胞培養液樣品中測量的吸收峰值的吸光度的比率的對數的值獲得pH的值。

此外，提供一種作為測量細胞培養液的pH值的方法的pH值測量方法，其中，基于細胞培養液中的可見光的吸收來測量pH值，該細胞培養液包括：細胞培養基；血清；以及指示劑，其在可見光的波長范圍中具有兩種或更多種吸收峰值，其中，基于通過使可見光透過pH值已知的細胞培養液所獲得的吸收峰值的兩個波長處的吸光度與吸收峰值不存在的波長處的吸光度之間的差的比率的對數與pH值之間的線性關系，從在pH值未知的細胞培養液樣品中測量的類似吸光度的差的比率的對數的值獲得pH的值。

測量細胞培養液的pH值的方法的特征在于：將包括細胞培養基、諸如胎牛血清的血清以及指示劑的細胞培養液倒入透明容器中，用可見光照射細胞培養液，并由透射光譜或者反射光譜計算pH值。

在細胞培養液中，通常，以不傷害細胞的低濃度包含用于檢測pH值的變化的酚紅。在可見光范圍中，在這樣的低濃度時，酚紅具有在430至440nm和560nm附近的峰值以及在480nm的等吸光點。在細胞能生長的6.8至7.6的pH值范圍中，當pH值降得越低時，在430至444nm附近的吸收峰值提得越高，并且在560nm附近的吸收峰值降得越低。當獲得僅由酚紅引起的吸收時，通過取得在430至440nm附近的吸光度與在560nm附近的吸光度的比率，曲線示出一個彎曲，并且能由兩個峰值的比率計算培養液的pH值。

以下被認為是技術的參考示例，其中監測兩個參數，即，培養基的溫度和pH值，所述溫度和pH值在諸如人工繁殖細胞培養這樣的細胞培養中對調節環境以確保健康的細胞生長是重要的(參見JP-T-2009-533053)。

圖9所示的參考示例中的實施例包括具有托盤204的培育箱202，在該托盤204上承載有培養皿206。也可使用諸如燒瓶這樣的其他培養容器。此外，培育箱可具有任何尺寸或結構。每個培養皿附帶有與培養基的試管208相關的pH值傳感器和溫度傳感器。無需將光傳感器和熱電偶導入培養皿，傳感器執行試管中的培養基的pH值和溫度進而進行培養皿中的培養基的pH值和溫度的測量。以下，這些單元稱為“讀出器單元”。在該實施例中，讀出器單元利用發光二極管(LED)作為光源來光學地執行pH值測量，并利用熱電偶光學地執行溫度測量。

在包裝是由能清潔和消毒的合適塑料所制成的情況下，讀出器單元的實施例包括完全密封單元，使得其能經得起溢出。在其它利用大的器皿或燒瓶的細胞培養應用中，能夠將所述單元浸入被監測的實際溶液。在該情況下，如果酚紅不溶入溶液，則可使用具有固定指示劑的光極。讀出器單元可再充電，或者是具有維持足夠長的時間或可替換的電池。

讀出器單元210具有相對于從屬接收器/發射器單元212的無線通信能力。從屬接收器/發射器單元212無線地連接至記錄來自讀出器單元的數據的數據記錄器214。數據記錄器214具有相對于計算機系統216的下載能力，該計算機系統216顯示并存儲溫度和pH值的細節。替代性地，從屬接收器/發射器單元212可硬線連接(hard?wired)至數據記錄器214。