pH-1 SMA LG1

5mm程度の円形のセンサーチップを容器内部に貼付し、外部からファイバーケーブルを通して光の照射、蛍光の捕集を行うことで密閉容器内のpH測定を可能にしています。測定可能なpH幅はpH 4.0 – 7.5でちゅうせい弱酸性～中性付近のpHを安定的に精度良くモニタリングすることができます。
操作・測定にはPCが必要で、付属のソフトウェアをインストールの上、ご使用頂きます。

特徴

1. 非破壊・非接触pH測定可能。
2. 生体組織中のpHをダイレクトに測定可能。
3. 簡単校正
4. pH電極を用いる測定ではありません。
5. クイック・レスポンス
6. ロー・コスト（測定試薬・緩衝液等は必要ありません。）

測定原理

PreSens社光学式pH計はファイバーの先端にpH変化にに感度を持つ蛍光染料（pHセンサー）をコートし、そこから発せられる蛍光エネルギを測定するという光学的手法を利用しています。
pHセンサーから放たれる蛍光エネルギは周囲のpH値に依存されるので、蛍光の信号を測定することにより測定部位のpH値を知ることができます。

アクセサリ

以下のアクセサリにより様々アプリケーションに対応可能です。

1. 浸漬・プロセス用途
2. 堅ろう性
3. 長期安定性

• フローセルpHセンサー

1. オンラインモニタ用途
2. 堅ろう性、長期安定性
3. 長期安定性

• 非破壊pHセンサーチップ

  

  1. 非破壊、非接触測定用途
  2. オンラインモニタ用途

※お客様のアプケーションに対応したカスタマイズも可能です。

嫌気性クロストリジウム培養における非侵襲的pHモニタリング
低pH範囲でのpHセンサースポットSP-LG1の評価
Nikola Naschitzki
Beuth応用科学大学、ベルリン、ドイツ

非接触pHセンサースポット（SP-LG1）を、C. acetobutylicumの嫌気性培養をモニタリングするための密閉された気密培養ボトルに貼り付けられました。センサーは、ボトルの壁を通して非侵襲的な測定を可能にしました。センサーがpH 3.5までの低いpH範囲で正確な読み取りを行う能力を評価しました。したがって、嫌気性培養での測定値は、実験室のpHプローブを使用した参照測定値と比較されました。測定データを取得して、基準測定値と比較することができました。pHセンサースポットで測定された値は、pH 6.0～3.84の範囲で十分に正確であり、参照値からの平均偏差は0.14でした。

C. acetobutylicumのバイオテクノロジーの重要性は、発酵でアセトン、ブタノール、エタノールを生成する能力（ABE発酵）に基づいています。この研究では、細菌を嫌気性条件下で増殖させ、pHを光学測定システムで測定しました。光学センサーの非侵襲的測定原理は、培養容器を開く必要がなく、偶発的な酸素の侵入を回避できるため、発酵プロセスを監視するための理想的なソリューションです。さらに、培養中のpH変化は、プロセス全体を通じてオンラインで追跡できます。広い測定範囲を有するPreSens社の新しいpHセンサーは、気密瓶でC. acetobutylicum培養を測定するためにpH-1 SMA LG1でデータ取得されました。発酵中にpH値はpH 3.5まで低下する可能性があり、このセンサーはこれまでそのような条件でテストされていなかったため、測定結果を実験室プローブの参照値と比較することにより、より低いpH範囲での精度を評価しました。
材料と方法
C. acetobutylicum DSM 792は、密閉された気密ガラス瓶内の嫌気性クロストリジウム増殖培地（CGM、表1の培地組成）で培養されました。嫌気培養は、37℃のインキュベーター内で、振とうせずに行いました。
pHセンサースポット（SP-LG1）は、ボトル近くの底近くに取り付けられました（図1A）。センサーは、ベルクロ®タイプのアダプター（ラウンドコンテナーARC用アダプター、図1B）で固定されたポリマー光ファイバーを介して外部から読み取られました。ファイバーはインキュベーターのドアのシーリングを経てpH-1 SMA LG1に接続されました（図2）。測定システムは、PreSens Measurement Studio 2で制御しました。

表１：嫌気性C. acetobutylicum増殖培地組成

図1：培養容器に組み込まれたpHセンサースポットSP-LG1（A）; インキュベーター内のC. acetobutylicum培養、ARCを使用して、読み取り用のセンサースポットの反対側にポリマー光ファイバーを保持しました（B）。

図2：インキュベーターの外側の測定設定; ポリマー光ファイバーをインキュベーターのシーリングに通し、pH-1 SMA LG1に接続しました。モジュールはPCに接続され、PMS2ソフトウェアで制御されます。

ABE発酵中のpHモニタリング
非接触pH測定システムで測定データを記録することができました。
図3は、pH-1 SMA LG1システムによって測定された値と、186時間にわたるC. acetobutylicum培養での実験室用pHプローブ(電極式)による測定値を比較したものです。22時間後、CaCO ₃を添加して培養液のpHをpH 3.84～pH 6に調整しました。１回目の測定した値は、基準値からの偏差が最も大きくなりました。これは培養液内部のセンサースポットの平衡が不十分なために発生しました。２回目以降の測定では、センサースポットと参照プローブで取得した値はどちらも平均偏差0.14と良好に一致しました。したがって、センサースポットがpH 3.84～pH 6の範囲で正確なpH測定を行えたと言えます。

図3：C。アセトブチリカムによる 186時間にわたるABE発酵中のpH測定。培養容器に貼り付けられた非接触pHセンサースポットによる測定値と、実験室用pHプローブ(電極式)で得られた値の比較。22時間の時点で、培養液のpHはCaCO _3の添加によって調整され、非接触センサーは実験室のプローブ値からの最大の偏差を示しています。

結論
非侵襲的なpH測定システムと非接触pHセンサースポット（SP-LG1）は、このタイプのアプリケーションに非常に適しています。培養容器の壁を通して測定し、嫌気性条件を維持できることは大きな利点です。これらのテストでは、センサーが低pH範囲でも正確な読み取り値を示したことを示すことができました。現在、このpH-1 LG1 SMAシステムを新しいソフトウェアであるPreSens Measurement Studio 2で酸素（DO）計、溶存CO₂計と同時に操作できます。

導入実績は、再生医療、細胞培養を始め、飲料、食品、製薬、宇宙開発等、多岐に渡り、積み重ねられた経験から最適のシステムをお届けしています。