JPH02109970A - 培養液のｐＨコントロール方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （６）産業上の利用分野 本発明は、高密度細胞培養装置において、培養液のｐＨ
１−コントロールする方法及び装置に関する・ 仲）従来技術 高密度で動物細胞を培養しようとすると最適培養環境の
維持ということが問題となる。動物細胞を生体外で培養
するために必要な環境は、その細胞が生体内にあったと
きの環境である。すなわち栄養分−９Ｈｅ溶存酸素、温
度、老廃物の除去等の諸条件をなるべく生体内の環境に
近づけることで高密度培養が可能となる。

ここで、従来培養液のｐＨ制御は、オートクレーブ可能
なガラス電属式のセンサを培養液に浸漬してＤＨ値を測
定し、その結果によシ培養液にアルカリ性液又は酸性液
を注入したＪ）　Ｃ（ｈガスを流入したシして制御して
いた・ （ハ）発明が解決しようとする課題 上記のｐＨ制御は、ガラヌ電極式センサがオートクレー
ブ可能とはいえ、オートクレーブによる劣化は避けられ
ず、また化学反応を伴うセンサである九め経時変化によ
って指示値がずれてしまうという課題があった・ なお、−度指示値がずれてしまうと細胞を培養中は校正
ができず、最適環境での培養はできなかった。

本発明は、培養液のｐＨ制御をガラス電属式のセンサを
使用せずに行うことによシ上記課題を解決することを目
的とする。

に）課題を解決するための手段 本発明は、上記課題を解決するため培養液にｐＨ指示薬
を入れ、該培養液の異なる二波長の光強度を測定するこ
とによ、９ｐＨ１ｌを計算し、該ｐＨ４ｌ！に基づいて
培養液に酸またはアルカリ液あるいは鵠ガス金流してｐ
Ｈ（ｉ−コントロールすることを特徴とする・ また、その方法を実施する装置は、　ｐＨ指示薬を入れ
た培養液を収容すべき培養槽と、培養液に光を照射する
手段と、該培養液からの反射又は透過光を異なる二つの
波長域で受光する受光部と、受光された光強度に基づい
てｐＨｉに計算する手段と。

該ｐＨ１ｌｌに基づいて酸またはアルカリ液あるいは■
２ガスの流量全コントロールする制御手段とｔ−備えて
なる。

なお、上記のｐＨ指示薬としてはフェノールレッド、ブ
ロモクレゾールバーブ〃などが挙けられ。

異なる二つの波長域は２例えばｐＨ指示薬としてフェノ
−〜レッドを用いた場合は、５５Ｂｎｒｎ付近の赤色の
波長と４３３ｎｍ付近の黄色の波長を使用する・ とらえ、そのうちの異なる二波長の光強度を測定しｐＨ
を計算する。・そのｐＨｉ？Ｉ　ｋもとに培！！液のＩ
）Ｈコントロー１ｖｔｌ−行う・ （へ）実施例 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は０本発明に係る方法を実施するための装＠に関
する・ １は、培養槽で培養液２が収容されると共Ｋ。

溶存酸素センサ１．温度センサが装着され（図示せず）
、培１１液２１を最適環境条件に設定する。培養液２に
は、　ｐＨ指示薬フェノ−μレッドが入れられる０ ３は、培養液循環流路でペリスタポンプ４によシ培ｇｌ
液２を培養槽ｌから吸い上げ測定セ〃５を経て培養槽１
へ戻す。

測定セ／Ｌ１５は、ガクスのセρから成９．裏面に反射
作用ともつ白色の反射板６を置き発）七手段（発光ダイ
オード又はランプ）７からの七ル透過光を反射させる。

また９反射板６と対向した位詮にはフィｐり８を介して
受光素子９を配設し、培養液２を透過した異なる波長の
光を受光する。ここで、フイ〜り８は＊　５５５　””
近辺の赤色の光と４３３０ｍ近辺の黄色の光を選択的に
透過させるものである。かかる波長域は、　ｐＨ指示薬
たるフェノールレッドが酸性域で黄色を、アルカリ域で
赤色倉示すことｅζよるＯ 従うて、　ｐＨ指示薬を他のものを使用すれば、使用す
るフィルタも異なってくる。なお、受光素子が使用する
ｐｉ−Ｉｔ！示薬に対応する異なる波長にのみ感度を有
するものであればフィルタは不要である。

１０．１１は、各々増幅器、　ＡＤＤ変換話を示し、ま
た１２は各受光素子９で受光された光強度比よＪ　ｐＨ
ｉ［ヲ求め、指定ｐＨ入力手段１３より入力された設定
ｐＨ値と比較してｌ）Ｈ制御量を演算する演算装置であ
る０ １４は、演算装置１２で演算された制御量に基づいてＣ
Ｏ２ガスポンベ１５から培養槽１内への供給ガス量を制
御する制御手段である。

次に本発明に係る装置の動作について説明する。

まず、培養槽１内に所定の培ｖＩＩ液を入れフェノール
レッドで染色する。培ｌＩ液は、最初弱アルカリヲ示し
ておシ赤色を示す。

また、指定ｐＨ入力手段１３よシ制御目標のｐＨｋ演算
装置】２に入れておく。

培養が進行し培養液２が変色する（一般に、細胞は高密
度になると細胞による代謝の結果として培地中に蓄積さ
れる１（酸濃度が高まｌ）　ｐＨが著しく低下するので
黄色に変色する）と、ポンプ４によシ培養液２を測定セ
ル５に導き５５８ｎｍと４３３ｎｍの光の強度を測定し
＊　ｐＨｔ”計算する。

その測定ｐＨと制御目標のｐＨｆ演算装置１２で比較し
て制御量を決定し、その制御量に応じたＣＯ２ガスをガ
スポンベ１５よシ培養槽１へ送ｐｐＨをコント装置概略
図である。

１・−＠養槽 ３−Ｗ１環流路 ２−培養液 ５−測定セ〃 アルカリを送液しても同様に達成できる。

また、培養液を循環させる手段を設けずに、培養槽の培
養液中に反射板を入れ直接培養槽に光を照射して光強度
を測定してｐＨを計算しても良い。

（ト）効果 本発明は、ｐＨのモニタを化学センサから光−電気セン
サに置き換えたことから非常に長期に安定して使えると
共に、オートクレーブに対してセンサは外付けであるか
ら何ら影響を受けないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、培養液にｐＨ指示薬を入れ、該培養液の異なる二波
   長の光強度を測定することによりｐＨ値を計算し、該ｐ
   Ｈ値に基づいて培養液に酸またはアルカリ液あるいはＣ
   Ｏ＿２ガスを流してｐＨをコントロールすることを特徴
   とする培養液のｐＨコントロール方法。 ２、ｐＨ指示薬を入れた培養液を収容すべき培養槽と、
   培養液に光を照射する手段と、該培養液からの反射又は
   透過光を異なる二つの波長域で受光する受光部と、受光
   された光強度に基づいてｐＨ値を計算する手段と、該ｐ
   Ｈ値に基づいて酸またはアルカリ液あるいはＣＯ＿２ガ
   スの流量をコントロールする制御手段とを備えてなる培
   養液のｐＨコントロール装置。