[发明专利]用于测量溶液的pH值的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量细胞培养液的pH值的方法和设备。

背景技术

为了使细胞生长并繁殖，包含细胞的培养液的pH值必须在适于繁殖的范围内。然而，在这样的细胞培养液的制备或储存期间，包含在细胞培养液中的二氧化碳被释放，并且pH值升高，使得pH值常常偏离繁殖适用范围。

因此，pH值通过如下方法测量，其中例如视觉地检查通常包含在细胞培养液中的酚红的变色，或者其中在将pH电极浸入细胞培养液的同时执行测量。然而，这些方法具有以下问题。

在视觉地检查包含在细胞培养液中的酚红的变色的情况下，可能引起错误的检查。相比之下，在将pH电极浸入细胞培养液的情况下，当pH电极没有充分消毒时，可能出现由细菌等引起的污染。

作为没有诸如由视觉检查引起的误差和在使用pH电极的情况下的污染的问题的测量细胞培养液的pH值的方法，存在以下的方法(参见JP-B-6-34754)。

JP-B-6-34754描述如下。

提供一种作为测量细胞培养液的pH值的方法的pH值测量方法，其中，基于细胞培养液中的可见光的吸收来测量pH值，该细胞培养液包括：细胞培养基；血清；以及指示剂，其在可见光的波长范围中具有两种或更多种吸收峰值，其中，基于通过使可见光透过pH值已知的细胞培养液所获得的吸收峰值的两个波长处的吸光度的对数与pH值之间的线性关系，从在pH值未知的细胞培养液样品中测量的吸收峰值的吸光度的比率的对数的值获得pH的值。

此外，提供一种作为测量细胞培养液的pH值的方法的pH值测量方法，其中，基于细胞培养液中的可见光的吸收来测量pH值，该细胞培养液包括：细胞培养基；血清；以及指示剂，其在可见光的波长范围中具有两种或更多种吸收峰值，其中，基于通过使可见光透过pH值已知的细胞培养液所获得的吸收峰值的两个波长处的吸光度与吸收峰值不存在的波长处的吸光度之间的差的比率的对数与pH值之间的线性关系，从在pH值未知的细胞培养液样品中测量的类似吸光度的差的比率的对数的值获得pH的值。

测量细胞培养液的pH值的方法的特征在于：将包括细胞培养基、诸如胎牛血清的血清以及指示剂的细胞培养液倒入透明容器中，用可见光照射细胞培养液，并由透射光谱或者反射光谱计算pH值。

在细胞培养液中，通常，以不伤害细胞的低浓度包含用于检测pH值的变化的酚红。在可见光范围中，在这样的低浓度时，酚红具有在430至440nm和560nm附近的峰值以及在480nm的等吸光点。在细胞能生长的6.8至7.6的pH值范围中，当pH值降得越低时，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。当获得仅由酚红引起的吸收时，通过取得在430至440nm附近的吸光度与在560nm附近的吸光度的比率，曲线示出一个弯曲，并且能由两个峰值的比率计算培养液的pH值。

以下被认为是技术的参考示例，其中监测两个参数，即，培养基的温度和pH值，所述温度和pH值在诸如人工繁殖细胞培养这样的细胞培养中对调节环境以确保健康的细胞生长是重要的(参见JP-T-2009-533053)。

图9所示的参考示例中的实施例包括具有托盘204的培育箱202，在该托盘204上承载有培养皿206。也可使用诸如烧瓶这样的其他培养容器。此外，培育箱可具有任何尺寸或结构。每个培养皿附带有与培养基的试管208相关的pH值传感器和温度传感器。无需将光传感器和热电偶导入培养皿，传感器执行试管中的培养基的pH值和温度进而进行培养皿中的培养基的pH值和温度的测量。以下，这些单元称为“读出器单元”。在该实施例中，读出器单元利用发光二极管(LED)作为光源来光学地执行pH值测量，并利用热电偶光学地执行温度测量。

在包装是由能清洁和消毒的合适塑料所制成的情况下，读出器单元的实施例包括完全密封单元，使得其能经得起溢出。在其它利用大的器皿或烧瓶的细胞培养应用中，能够将所述单元浸入被监测的实际溶液。在该情况下，如果酚红不溶入溶液，则可使用具有固定指示剂的光极。读出器单元可再充电，或者是具有维持足够长的时间或可替换的电池。

读出器单元210具有相对于从属接收器/发射器单元212的无线通信能力。从属接收器/发射器单元212无线地连接至记录来自读出器单元的数据的数据记录器214。数据记录器214具有相对于计算机系统216的下载能力，该计算机系统216显示并存储温度和pH值的细节。替代性地，从属接收器/发射器单元212可硬线连接(hard wired)至数据记录器214。