JP2016212017A - Dissolved oxygen sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、溶存酸素センサに関し、詳しくは、その校正に関する。 The present invention relates to a dissolved oxygen sensor, and more particularly to calibration thereof.
抗体医薬品製造などに用いられる動物細胞を培養液中で培養するのにあたり、シングルユースバッグが用いられている。そして、シングルユースバッグ内の培養液中の溶存酸素濃度を測定するために、溶存酸素センサが用いられている。 Single-use bags are used for culturing animal cells used in antibody drug production and the like in a culture solution. And the dissolved oxygen sensor is used in order to measure the dissolved oxygen concentration in the culture solution in a single use bag.
図４は、光学式溶存酸素センサの原理説明図である。溶存酸素センサ部または溶存酸素センサチップに正弦波状に変調された励起光を照射すると、酸素濃度に対応した位相角を持つ燐光が得られる。 FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the optical dissolved oxygen sensor. When the dissolved oxygen sensor unit or the dissolved oxygen sensor chip is irradiated with excitation light modulated in a sine wave shape, phosphorescence having a phase angle corresponding to the oxygen concentration is obtained.
式１は、Ａを定数とし、窒素中（酸素濃度０％）またはゼロ酸素水中における位相角をＰｎ、空気中（酸素濃度２０．９％）または大気飽和水中（２５℃のとき溶存酸素濃度８．１１ｍｇ／Ｌ）における位相角をＰａとしたとき、ある酸素濃度の気体中における位相角Ｐから、溶存酸素濃度ＤＯを求める近似式の一例である。 In Formula 1, A is a constant, and the phase angle in nitrogen (oxygen concentration 0%) or zero oxygen water is Pn, in air (oxygen concentration 20.9%) or in atmospheric saturated water (dissolved oxygen concentration 8 at 25 ° C.). .11 mg / L) is an example of an approximate expression for obtaining the dissolved oxygen concentration DO from the phase angle P in a gas having a certain oxygen concentration, where Pa is the phase angle.
ＤＯ＝Ａ＊（Ｐ−Ｐａ）／（Ｐｎ−Ｐａ） （１） DO = A * (P−Pa) / (Pn−Pa) (1)
ここでは、式１のパラメータであるＰａとＰｎを測定することを校正という。実際には位相角と酸素濃度は直線的な関係ではないので多項式などで近似する必要があるが、直線近似を仮定する。また、気中で測定した位相角と液中で測定した位相角を等価なものとして扱い、気中の酸素濃度と液中の溶存酸素濃度を区別しない。 Here, the measurement of Pa and Pn, which are parameters of Equation 1, is called calibration. Actually, since the phase angle and the oxygen concentration are not linearly related, it needs to be approximated by a polynomial or the like, but linear approximation is assumed. In addition, the phase angle measured in the air and the phase angle measured in the liquid are treated as equivalent, and the oxygen concentration in the air and the dissolved oxygen concentration in the liquid are not distinguished.
図５は、従来から用いられているプローブ型溶存酸素センサの一例を示す構成説明図である。図５において、溶存酸素センサプローブ（以下単にセンサプローブともいう）１は、図示しない高圧蒸気滅菌器によりオートクレーブ滅菌されている。 FIG. 5 is a configuration explanatory view showing an example of a probe-type dissolved oxygen sensor conventionally used. In FIG. 5, a dissolved oxygen sensor probe (hereinafter also simply referred to as a sensor probe) 1 is autoclaved by a high-pressure steam sterilizer (not shown).
シングルユースバッグ２の側辺外部には内部に連通するようにコネクタ３が一体化されていて、シングルユースバッグ２の内部には一端が外部に突出した軸４を介して回転可能な撹拌器５が設けられている。 A connector 3 is integrated on the outside of the side of the single use bag 2 so as to communicate with the inside, and the stirrer 5 is rotatable inside the single use bag 2 via a shaft 4 with one end protruding outward. Is provided.
コネクタ３が一体化され内部に撹拌器５が設けられたシングルユースバッグ２は、たとえばγ線照射によりあらかじめ滅菌処理されたものをメーカーから購入できる。 The single use bag 2 in which the connector 3 is integrated and the stirrer 5 is provided can be purchased from a manufacturer, for example, which has been sterilized in advance by γ-ray irradiation.
ユーザーは、コネクタ３が一体化されて内部に撹拌器５が設けられγ線照射により滅菌処理されたシングルユースバッグ２をメーカーから購入することにより、目的に応じた所望の動物細胞などを、シングルユースバッグ２の内部に所定の適切な培養液６が注入された環境で培養できる。 The user purchases a single-use bag 2 from the manufacturer, which is provided with a stirrer 5 inside the connector 3 and sterilized by γ-ray irradiation. The culture can be performed in an environment where a predetermined appropriate culture solution 6 is injected into the inside of the use bag 2.
図６は、シングルユースバッグの構成説明図である。図６（ａ）に示すように、たとえばポリエチレンなどの透明な材料で構成されたシングルユースバッグ２の内壁には、ディスク状の溶存酸素センサチップ７（以下単にセンサチップともいう）が貼り付けられている。 FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of a single use bag. As shown in FIG. 6A, a disc-shaped dissolved oxygen sensor chip 7 (hereinafter also simply referred to as a sensor chip) is attached to the inner wall of a single use bag 2 made of a transparent material such as polyethylene. ing.
このセンサチップ７は、たとえば図６（ｂ）に示すように、光学系信号処理部８から励起光を照射することにより燐光を発生出力し、光学系信号処理部８はセンサチップ７から発生出力される燐光を受光検出して電気信号に変換する。 For example, as shown in FIG. 6B, the sensor chip 7 generates and outputs phosphorescence by irradiating excitation light from the optical system signal processing unit 8, and the optical system signal processing unit 8 generates and outputs from the sensor chip 7. The received phosphorescence is detected and converted into an electrical signal.
図７はセンサプローブの校正装置の従来例を示す構成説明図であり、図５と共通する部分には同一符号を付けている。図７において、校正用の窒素ガスのボンベ９はバルブ１０を介して端部が培養液内に開口されたパイプ１１に連結され、空気のボンベ１２もバルブ１３を介して共通のパイプ１１に連結されている。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing a conventional example of a sensor probe calibration apparatus, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. In FIG. 7, a calibration nitrogen gas cylinder 9 is connected to a pipe 11 having an end opened in a culture solution via a valve 10, and an air cylinder 12 is also connected to a common pipe 11 via a valve 13. Has been.
図８はセンサチップ７の校正装置の一例を示す構成説明図であり、図５と共通する部分には同一符号を付けている。図８においても、校正用の窒素ガスのボンベ９はバルブ１０を介して端部が培養液内に開口されたパイプ１１に連結され、校正用の空気のボンベ１２もバルブ１３を介して共通のパイプ１１に連結されている。 FIG. 8 is a configuration explanatory view showing an example of a calibration device for the sensor chip 7, and the same reference numerals are given to portions common to FIG. 5. Also in FIG. 8, the calibration nitrogen gas cylinder 9 is connected to a pipe 11 having an end opened into the culture solution via a valve 10, and the calibration air cylinder 12 is also connected to a common through the valve 13. It is connected to the pipe 11.
図９は、センサプローブの滅菌と校正の手順の流れを説明するフローチャートである。はじめに、γ線の照射により滅菌されたシングルユースバッグをメーカーから購入する（ステップＳ１）。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the flow of procedures for sterilization and calibration of the sensor probe. First, a single use bag sterilized by γ-ray irradiation is purchased from a manufacturer (step S1).
次に、センサプローブを前述のように高圧蒸気滅菌器によりオートクレーブ滅菌する（ステップＳ２）。 Next, the sensor probe is autoclaved with a high-pressure steam sterilizer as described above (step S2).
シングルユースバッグ２に無菌コネクタを介して内部に連通するようにセンサプローブを挿入する（ステップＳ３）。 A sensor probe is inserted into the single use bag 2 so as to communicate with the inside through the sterile connector (step S3).
続いて、培養液に滅菌済の空気よりなる校正用ガスを吹き込み、飽和状態にする（ステップＳ４）。 Subsequently, a calibration gas made of sterilized air is blown into the culture solution to bring it into a saturated state (step S4).
そして、空気の飽和状態における位相角Ｐａを測定する（ステップＳ５）。 Then, the phase angle Pa in the air saturation state is measured (step S5).
その後、培養液に滅菌済の窒素よりなる校正用ガスを吹き込み、酸素を除去する（ステップＳ６）。 Thereafter, a calibration gas made of sterilized nitrogen is blown into the culture solution to remove oxygen (step S6).
酸素ゼロ状態における位相角Ｐｎを測定する（ステップＳ７）。 The phase angle Pn in the oxygen zero state is measured (step S7).
これらの流れに沿ってそれぞれのパラメータを測定することにより、溶存酸素濃度ＤＯを求めるための次式のような近似式を得ることかできる（ステップＳ８）。
ＤＯ＝Ａ＊（Ｐ−Ｐｎ５０）／（Ｐｎ−Ｐａ）
By measuring the respective parameters along these flows, an approximate expression such as the following expression for obtaining the dissolved oxygen concentration DO can be obtained (step S8).
DO = A * (P-Pn50) / (Pn-Pa)
ただし、センサプローブに対してγ線照射による滅菌処理を行っていない場合には、このような近似式を得る対象としない。 However, when the sensor probe is not sterilized by γ-ray irradiation, such an approximate expression is not obtained.
図１０は、センサチップの滅菌と校正の手順の流れを説明するフローチャートである。はじめに、シングルユースバッグのメーカーにおいて、シングルユースバッグにセンサチップを貼り付ける（ステップＳ１）。 FIG. 10 is a flowchart for explaining the flow of procedures for sterilization and calibration of the sensor chip. First, a sensor chip is attached to a single use bag in a single use bag manufacturer (step S1).
さらにメーカーは、センサチップが貼り付けられたシングルユースバッグにγ線を照射して滅菌する（ステップＳ２）。 Furthermore, the manufacturer sterilizes the single-use bag with the sensor chip attached by irradiating with γ rays (step S2).
ユーザーは、メーカーから、センサチップが貼り付けられてγ線の照射により滅菌されたシングルユースバッグを購入する。 A user purchases a single-use bag from a manufacturer that has a sensor chip attached and is sterilized by γ-ray irradiation.
続いてユーザーは、培養液に校正用ガスとして滅菌済空気を吹き込み、飽和状態にする（ステップＳ３）。 Subsequently, the user blows sterilized air as a calibration gas into the culture solution to bring it into a saturated state (step S3).
そして、空気の飽和状態における位相角Ｐａを測定する（ステップＳ４）。 And the phase angle Pa in the saturation state of air is measured (step S4).
その後、培養液に滅菌済の窒素よりなる校正用ガスを吹き込み、酸素を除去する（ステップＳ５）。 Thereafter, a calibration gas made of sterilized nitrogen is blown into the culture solution to remove oxygen (step S5).
酸素ゼロ状態における位相角Ｐｎを測定する（ステップＳ６）。 The phase angle Pn in the oxygen zero state is measured (step S6).
これらの流れに沿ってそれぞれのパラメータを測定することにより、前述のような近似式を得ることができる。 By measuring the respective parameters along these flows, the approximate expression as described above can be obtained.
図１１は、γ線照射によるセンサチップの位相角変動特性例図である。図１１から明らかなように、γ線照射量の増加に伴って、ゼロ酸素水中の位相角Ｐｎは６０度強から６０度弱に低下し、大気飽和水中の位相角Ｐａは１５度前後から５度前後に低下している。 FIG. 11 is an example of phase angle variation characteristics of the sensor chip due to γ-ray irradiation. As is clear from FIG. 11, the phase angle Pn in the zero oxygen water decreases from a little over 60 degrees to a little less than 60 degrees as the γ-ray irradiation amount increases, and the phase angle Pa in the atmospheric saturated water is about 5 degrees from around 15 degrees. It has fallen back and forth.
このように、光学式のセンサチップはγ線照射による滅菌処理の前後で測定値が変動することが、滅菌後に校正を行う理由である。 As described above, the measurement value of the optical sensor chip fluctuates before and after sterilization by γ-ray irradiation is the reason why calibration is performed after sterilization.
特許文献１には、自動的に洗浄・校正を行うことができる溶存酸素センサについて記載されている。 Patent Document 1 describes a dissolved oxygen sensor that can automatically perform cleaning and calibration.
図５に示すプローブ型溶存酸素センサの場合は、センサプローブ１を滅菌後にシングルユースバック２へ挿入することが可能であった。このため挿入前にセンサプローブ１単体で校正を行なうことが可能であった。しかし図６に示すセンサチップ型の場合はシングルユースバック２の内壁にセンサチップが貼り付けられてしまうため、センサチップとシングルユースバック２を個別に滅菌することは困難である。従って従来の技術では、γ線滅菌の前後でセンサチップの校正値が変動するため、滅菌後の使用前に校正を行うことにより、滅菌が校正値に及ぼす影響を取り除いている。 In the case of the probe-type dissolved oxygen sensor shown in FIG. 5, the sensor probe 1 can be inserted into the single use bag 2 after sterilization. Therefore, it was possible to perform calibration with the sensor probe 1 alone before insertion. However, in the case of the sensor chip type shown in FIG. 6, since the sensor chip is attached to the inner wall of the single use bag 2, it is difficult to sterilize the sensor chip and the single use bag 2 individually. Therefore, in the conventional technique, the calibration value of the sensor chip fluctuates before and after γ-ray sterilization, so that the influence of sterilization on the calibration value is removed by performing calibration before use after sterilization.
しかしながら図９や図１０に示すような手順を実行する場合には、培養液を空気で飽和するために必要な時間と、窒素で飽和するために必要な時間としては、どちらもそれぞれ数時間が必要である。 However, when the procedures shown in FIGS. 9 and 10 are performed, both the time required for saturating the culture with air and the time required for saturating with nitrogen are both several hours. is necessary.
これらの手順を実行することで確実な校正値を得られるというメリットはあるが、校正のために培養液をシングルユースバッグに充填した状態で数時間保つ必要があるため、その間は製造装置がこれら培養液の飽和処理のためにのみ限定的に使用されることになり、製造装置の有効利用という観点では問題がある。 Although there is a merit that a reliable calibration value can be obtained by executing these procedures, it is necessary to keep the culture solution in a single use bag for several hours for calibration. It is used only for the saturation treatment of the culture solution, and there is a problem in terms of effective use of the manufacturing apparatus.
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、シングルユースバッグに溶存酸素のセンサチップを貼付して一体とした状態で滅菌する方式において、従来行われていた滅菌後または培養前の校正手順を不要とすることで製造装置の有効利用を実現することにある。 The present invention is to solve such a problem, the purpose of which is to sterilize in an integrated state by attaching a sensor chip of dissolved oxygen to a single use bag, or after sterilization conventionally performed or It is to realize the effective use of the manufacturing apparatus by eliminating the calibration procedure before culturing.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
シングルユースバッグの内壁に溶存酸素センサチップを貼り付けて一体とした状態で滅菌処理される溶存酸素センサにおいて、
前記溶存酸素センサチップの滅菌処理前後における校正値の変化から前記溶存酸素センサチップの劣化係数を求め、
前記溶存酸素センサの測定値が前記劣化係数を用いて補正されることを特徴とする。
In order to achieve such an object, the invention described in claim 1 of the present invention is
In the dissolved oxygen sensor that is sterilized in an integrated state by pasting the dissolved oxygen sensor chip on the inner wall of the single use bag,
From the change in the calibration value before and after the sterilization treatment of the dissolved oxygen sensor chip, determine the degradation coefficient of the dissolved oxygen sensor chip,
The measured value of the dissolved oxygen sensor is corrected using the deterioration coefficient.
請求項２記載の発明は、請求項１記載の溶存酸素センサにおいて、
前記劣化係数は同一の製造ロット毎に求めることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the dissolved oxygen sensor according to claim 1,
The deterioration coefficient is obtained for each same production lot.
請求項３記載の発明は、請求項１記載の溶存酸素センサにおいて、
前記滅菌処理は、電磁波の照射により行われることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the dissolved oxygen sensor according to claim 1,
The sterilization treatment is performed by irradiation with electromagnetic waves.
請求項４記載の発明は、請求項３に記載の溶存酸素センサにおいて、
前記電磁波はγ線であることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the dissolved oxygen sensor according to claim 3,
The electromagnetic wave is γ-ray.
これらにより、従来の溶存酸素センサで必要とされていた滅菌後または培養前の校正手順を不要にでき、同一の製造装置による生産効率を高めることができる。 As a result, the calibration procedure after sterilization or before culturing, which is required for the conventional dissolved oxygen sensor, can be eliminated, and the production efficiency of the same manufacturing apparatus can be increased.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す構成説明図であり、図８と共通する部分には同一の符号を付けている。図１と図８の異なる点は、光学系信号処理部８には劣化係数格納部８１が設けられていることである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating the construction of an embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the parts common to FIG. The difference between FIG. 1 and FIG. 8 is that a deterioration coefficient storage unit 81 is provided in the optical system signal processing unit 8.
図２は、図１に示したセンサチップ７の滅菌と校正の手順の流れを説明するフローチャートである。なお、以下の手順におけるγ線の照射は、γ線の照射設備を備えているシングルユースバッグのメーカーで行うものとして説明するが、シングルユースバッグのユーザーがメーカーと同様なγ線の照射設備を備えている場合にはγ線の照射もユーザーが行うようにしてもよい。 FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of procedures for sterilization and calibration of the sensor chip 7 shown in FIG. In the following procedure, γ-ray irradiation is described as being performed by a single-use bag maker equipped with γ-ray irradiation equipment. However, a single-use bag user uses the same γ-ray irradiation equipment as the manufacturer. If equipped, the user may also perform γ-ray irradiation.
メーカーは、シングルユースバッグにセンサチップを貼り付ける（ステップＳ１）。 The manufacturer attaches the sensor chip to the single use bag (step S1).
続いて、センサチップが貼り付けられたシングルユースバッグを校正用ガスとしての空気で満たす（ステップＳ２）。 Subsequently, the single use bag to which the sensor chip is attached is filled with air as a calibration gas (step S2).
この状態で、空気中における位相角ＰａＯを測定する（ステップＳ３）。 In this state, the phase angle PaO in the air is measured (step S3).
次に、シングルユースバッグを校正用ガスとしての窒素で満たす（ステップＳ４）。 Next, the single use bag is filled with nitrogen as a calibration gas (step S4).
ゼロ酸素状態における位相角ＰｎＯを測定する（ステップＳ５）。 The phase angle PnO in the zero oxygen state is measured (step S5).
その後、シングルユースバッグ全体にγ線を照射する（ステップＳ６）。 Thereafter, the entire single use bag is irradiated with γ rays (step S6).
所定の演算式に基づき、校正の演算を行う（ステップＳ７）。 A calibration calculation is performed based on a predetermined calculation formula (step S7).
溶存酸素濃度ＤＯは、位相角の測定値Ｐから前述の式１で求める。実際には直線的な関係ではないことから多項式などで近似する必要があるが、ここでは直線近似とする。気体中で測定した位相角と液中で測定した位相角をここでは等価として扱い、区別しない。 The dissolved oxygen concentration DO is obtained from the above-described equation 1 from the measured value P of the phase angle. Since it is not actually a linear relationship, it needs to be approximated by a polynomial or the like, but here it is a linear approximation. The phase angle measured in the gas and the phase angle measured in the liquid are treated as equivalent here and are not distinguished.
前述と同様に、Ａを温度が２５℃のときの飽和溶存酸素濃度を表す定数（Ａ＝８．１１ｍｇ／Ｌ）とする。 Similarly to the above, A is a constant (A = 8.11 mg / L) representing the saturated dissolved oxygen concentration when the temperature is 25 ° C.
そして、γ線照射前の窒素中(ゼロ酸素水)での位相角をＰｎ０、空気中(大気飽和水中)での位相角をＰａ０、５０ｋＧｙ照射後の窒素中(ゼロ酸素水)での位相角をＰｎ５０、空気中(大気飽和水中)での位相角をＰａ５０、空気中(大気飽和水中)での劣化係数をＢａ、窒素中(ゼロ酸素水)での劣化係数をＢｎとする。 The phase angle in nitrogen (zero oxygen water) before γ-ray irradiation is Pn0, the phase angle in air (atmosphere saturated water) is Pa0, and the phase angle in nitrogen (zero oxygen water) after 50 kGy irradiation. Is Pn50, the phase angle in air (atmosphere saturated water) is Pa50, the degradation coefficient in air (atmosphere saturated water) is Ba, and the degradation coefficient in nitrogen (zero oxygen water) is Bn.
劣化係数を求める。
別途用意した劣化係数測定用のセンサでγ線照射前の位相角Ｐｎ０とＰａ０を測定した後、γ線照射後の位相角Ｐｎ５０とＰａ５０を測定し、劣化係数ＢｎとＢａをあらかじめ計算しておく。ここでは、この劣化係数測定用のセンサは、シングルユースバッグをγ線滅菌する際に、同時にγ線滅菌するものとする。
Determine the degradation factor.
After measuring the phase angles Pn0 and Pa0 before γ-ray irradiation using a separately prepared sensor for degradation coefficient measurement, the phase angles Pn50 and Pa50 after γ-ray irradiation are measured, and the deterioration coefficients Bn and Ba are calculated in advance. . Here, the sensor for measuring the degradation coefficient is assumed to be sterilized at the same time when the single use bag is sterilized by γ-ray.
γ線照射後の近似式用の位相角を求める。
先に求めた劣化係数ＢａとＢｎを使用して、
Ｐｎ５０＝Ｐｎ０＊Ｂｎ
Ｐａ５０＝Ｐａ０＊Ｂａ
を得る。
The phase angle for the approximate expression after γ-ray irradiation is obtained.
Using the previously determined deterioration coefficients Ba and Bn,
Pn50 = Pn0 * Bn
Pa50 = Pa0 * Ba
Get.
式２は、γ線で滅菌したセンサプローブまたはセンサチップを用いて液体中で測定した位相角Ｐから、溶存酸素濃度ＤＯを求める近似式の一例である。前述の式１と同様に実際には位相角と酸素濃度は直線的な関係ではないので多項式などで近似する必要があるが、ここでは直線近似を仮定する。 Expression 2 is an example of an approximate expression for obtaining the dissolved oxygen concentration DO from the phase angle P measured in the liquid using a sensor probe or sensor chip sterilized with γ rays. As with the above-described equation 1, the phase angle and the oxygen concentration are not actually in a linear relationship and need to be approximated by a polynomial or the like, but here a linear approximation is assumed.
ＤＯ＝Ａ＊（Ｐ−Ｐａ５０）／（Ｐｎ５０−Ｐａ５０）｝ （２） DO = A * (P−Pa50) / (Pn50−Pa50)} (2)
図３は、図１１の位相角変動特性例図における位相角の校正値を数表化したものである。図３の校正値を上記の式２に代入して、γ線照射後に測定した位相角Ｐが２６度のときの溶存酸素濃度ＤＯを計算すると以下のようになる。 FIG. 3 is a numerical table of calibration values of the phase angle in the phase angle variation characteristic diagram of FIG. Substituting the calibration value of FIG. 3 into the above equation 2 and calculating the dissolved oxygen concentration DO when the phase angle P measured after γ-ray irradiation is 26 degrees is as follows.
ＤＯ＝８．１１×（２６−４）／（５８−４）＝３．３０ｍｇ／Ｌ DO = 8.11 × (26-4) / (58-4) = 3.30 mg / L
本発明によれば、図９に示したセンサプローブの滅菌と校正の手順の内、近似式のパラメータを測定する必要がないことから、測定に時間のかかるステップＳ３〜Ｓ６が不要になって作業時間を大幅短縮でき、従来に比べて製造装置の有効利用を図ることができる。 According to the present invention, since it is not necessary to measure the parameters of the approximate expression in the sterilization and calibration procedures of the sensor probe shown in FIG. 9, steps S3 to S6, which take time for measurement, are unnecessary. The time can be greatly reduced, and the manufacturing apparatus can be used more effectively than in the past.
なお、劣化係数を求めるための劣化係数測定用センサとして、培養槽で実際に使用するセンサチップと同一の製造ロットから作成したものを使用することにより、センサのロットの違いが劣化係数に及ぼす影響を低減できる。 As the degradation factor measurement sensor for determining the degradation factor, by using a sensor chip created from the same production lot as the sensor chip actually used in the culture tank, the effect of sensor lot differences on the degradation factor is affected. Can be reduced.
また、別のセンサチップを用いて気中で測定した校正値と劣化係数および液中で測定した校正値と劣化係数を用いて校正式で補正することにより、培養液中での測定値の不確かさを低減できる。 In addition, the calibration value and deterioration factor measured in the air using another sensor chip and the calibration value and deterioration factor measured in the liquid are used to correct the calibration value using the calibration formula, thereby making the measurement value in the culture medium uncertain. Can be reduced.
また、図１１に示すγ線照射量による位相角の変動を、複数のセンサチップで複数回のγ線照射を行って測定して代表値を求めた場合の標準偏差が小さいときは、シングルユースバッグのγ線滅菌と同時に劣化係数測定用センサチップもγ線滅菌して前後の測定を行うことを省略し、代表値を使用して劣化係数を求めてもよい。 In addition, when the standard deviation is small when the representative value is obtained by measuring the fluctuation of the phase angle depending on the amount of γ-ray irradiation shown in FIG. The deterioration coefficient measurement sensor chip may be omitted at the same time as γ-ray sterilization at the same time as the bag sterilization, and the deterioration coefficient may be obtained using a representative value.
また、他の要因による劣化が位相角の変化として現れる場合は、劣化要因の前後における測定値を使用して劣化係数を求め、補正を行ってもよい。 Further, when deterioration due to other factors appears as a change in phase angle, the deterioration coefficient may be obtained by using measured values before and after the deterioration factor, and correction may be performed.
また、強力なγ線照射または多数回の照射で飽和状態になりそれ以上特性が変化しなくなったセンサを用いることで、安定した補正係数が得られる。 In addition, a stable correction coefficient can be obtained by using a sensor that is saturated by intense γ-ray irradiation or multiple irradiations and whose characteristics do not change any more.
さらに、滅菌方法は実施例として説明したγ線の照射に限るものではなく、電磁波を用いた類似の方法であるβ線でも構わない。劣化係数を求めることができるならば、オートクレーブ滅菌のような加熱による滅菌方法や、エチレンオキサイドガスを用いた化学作用による滅菌方法でもよい。 Furthermore, the sterilization method is not limited to the γ-ray irradiation described in the embodiment, and may be β-ray, which is a similar method using electromagnetic waves. If the deterioration coefficient can be obtained, a sterilization method by heating such as autoclave sterilization or a sterilization method by chemical action using ethylene oxide gas may be used.
以上説明したように、本発明によれば、従来の溶存酸素センサで必要とされていた滅菌後または培養前の校正手順が不要になるので、製造装置の有効利用時間を従来よりも大幅に拡大できる溶存酸素センサが実現でき、同一の製造装置による生産効率を高めることができる。 As described above, according to the present invention, the calibration procedure before sterilization or before culture required for the conventional dissolved oxygen sensor is not required, so that the effective use time of the manufacturing apparatus is greatly expanded compared to the conventional one. It is possible to realize a dissolved oxygen sensor that can be produced, and to increase the production efficiency by the same manufacturing apparatus.
２ シングルユースバッグ
４ 軸
５ 撹拌器
６ 培養液
７ センサチップ
８ 光学系信号処理部
８１ 劣化係数格納部
９ 校正用ガス（窒素）
１０、１３ バルブ
１１ パイプ
１２ 校正用ガス（空気）
2 Single Use Bag 4 Axis 5 Stirrer 6 Culture Solution 7 Sensor Chip 8 Optical System Signal Processing Unit 81 Degradation Coefficient Storage Unit 9 Calibration Gas (Nitrogen)
10, 13 Valve 11 Pipe 12 Calibration gas (air)
Claims (4)
前記溶存酸素センサチップの滅菌処理前後における校正値の変化から前記溶存酸素センサチップの劣化係数を求め、
前記溶存酸素センサの測定値が前記劣化係数を用いて補正されることを特徴とする溶存酸素センサ。 In the dissolved oxygen sensor that is sterilized in an integrated state by pasting the dissolved oxygen sensor chip on the inner wall of the single use bag,
From the change in the calibration value before and after the sterilization treatment of the dissolved oxygen sensor chip, determine the degradation coefficient of the dissolved oxygen sensor chip,
A dissolved oxygen sensor, wherein a measured value of the dissolved oxygen sensor is corrected using the deterioration coefficient.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108680551A (en) * | 2018-07-09 | 2018-10-19 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | Optical dissolved oxygen sensor original position self-calibrating device and method |
| CN113219023A (en) * | 2021-04-27 | 2021-08-06 | 大唐秦岭发电有限公司 | Method and system for monitoring failure of online dissolved oxygen meter sensor |
| CN113916849A (en) * | 2021-09-10 | 2022-01-11 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | Calibration method and calibration device for optical dissolved oxygen sensor |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004219409A (en) * | 2002-12-20 | 2004-08-05 | Lifescan Inc | Method for manufacturing sterilized, and calibrated biosensor-based medical device |
| JP2005087005A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | Culture container with sensor, culture apparatus and culture method using the same |
| US20080170224A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Finesse Solutions, Llc. | Optical collection geometries for phase fluorimetry |
| JP2012522519A (en) * | 2009-04-03 | 2012-09-27 | エクセレレックス インク． | Bioreactor and operating method for tissue and organ grafts |
| JP2014161265A (en) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Culture bag |
-
2015
- 2015-05-12 JP JP2015097505A patent/JP6731172B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004219409A (en) * | 2002-12-20 | 2004-08-05 | Lifescan Inc | Method for manufacturing sterilized, and calibrated biosensor-based medical device |
| JP2005087005A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Hitachi Ltd | Culture container with sensor, culture apparatus and culture method using the same |
| US20080170224A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-07-17 | Finesse Solutions, Llc. | Optical collection geometries for phase fluorimetry |
| JP2012522519A (en) * | 2009-04-03 | 2012-09-27 | エクセレレックス インク． | Bioreactor and operating method for tissue and organ grafts |
| JP2014161265A (en) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Culture bag |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108680551A (en) * | 2018-07-09 | 2018-10-19 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | Optical dissolved oxygen sensor original position self-calibrating device and method |
| CN108680551B (en) * | 2018-07-09 | 2023-08-11 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | In-situ self-calibration device and method for optical dissolved oxygen sensor |
| CN113219023A (en) * | 2021-04-27 | 2021-08-06 | 大唐秦岭发电有限公司 | Method and system for monitoring failure of online dissolved oxygen meter sensor |
| CN113916849A (en) * | 2021-09-10 | 2022-01-11 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | Calibration method and calibration device for optical dissolved oxygen sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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