JPWO2015152219A1 - 電極、複合電極、液体分析計 - Google Patents

Abstract

細胞培養液のｐＨ測定に極めて好適に用いることができる電極を提供すべく、測定対象となる試料液が入れられる容器に設けられた挿入孔に挿入される電極において、内部極と、前記内部極を収容する収容体と、前記内部極に接触するように前記収容体に充填されるゲル状又は液状の内部液と、前記内部液を介して前記内部極と電気的に接続され、前記試料液の電位を検知するように前記収容体の先端面に設けられたセンサ部と、を具備し、前記収容体が、前記容器の内壁面と前記先端面とが同一面状となる取付位置に前記収容体を位置決めするための位置決め面を有しているようにした。

Description

本発明は、ｐＨ測定、ＯＲＰ測定、ナトリウムやカリウムなどのイオン濃度測定などで用いられる電極、複合電極、液体分析計に関するものである。

従来、例えば実験等で用いられる試料液のｐＨを測定するために、ｐＨ電極が使用されている。このｐＨ電極は、試料液が入れられた容器に差し込まれ、該試料液に浸けられてｐＨ等を測定するものであるが、試料液の内容物がｐＨ電極に付着したりして、実験に悪影響を及ぼすことがある。また、容器内の洗浄を行う場合、ｐＨ電極の先端部が容器内に突出していれば、ｐＨ電極を破損しないように気をつけて洗浄する必要がある。さらに、ｐＨ電極の先端部が容器内に突出していると、ｐＨ電極に付着物等がつきやすく、洗浄作業をより煩雑にしてしまう。
また、近年行われている人や動物の細胞や臓器の一部を培養して再生し、病気の治療を行う再生医療においても、細胞を培養する際には、培養状態の管理のため、細胞培養液のｐＨ測定が行われる。この細胞培養におけるｐＨ測定において、細胞培養液を攪拌する際に、細胞が電極に当たるとストレスが生じて細胞培養に悪影響を及ぼすことから、ｐＨ電極としては、細胞にストレスを与えない構造が望まれている。

例えば、特許文献１には、培養液の容器に備えられるｐＨ電極が記載されている。このｐＨ電極は、容器側面から挿入して培養液のｐＨを測定するものであるが、ｐＨ電極の先端部が容器内部に突出して設けられているので、容器内を洗浄する際に、ｐＨ電極を破損しないように気をつけて洗浄する必要があり、また、ｐＨ電極に付着物がつきやすく、ｐＨ電極の洗浄が煩雑になるという問題がある。また培養液が攪拌されると、細胞がこの先端部に当たってしまい、細胞にストレスを与えてしまうという問題が生じる。

実用新案出願公開昭６０−７９１５４号公報

そこで本発明は、容器内の試料液に電極を浸けてｐＨ等を測定するときに試料液の内容物が電極に付着せず、容器内を容易に洗浄することを妨げない電極を提供することをその主たる課題とするものである。また、例えば、細胞培養液等のｐＨ等の測定に極めて好適に用いることができる電極を提供するものである。

すなわち本発明に係る電極は、測定対象となる試料液が入れられる容器に設けられた挿入孔に挿入される電極であって、内部極と、前記内部極を収容する収容体と、前記内部極に接触するように前記収容体に充填されるゲル状又は液状の内部液と、前記内部液を介して前記内部極と電気的に接続され、前記試料液の電位を検知するように前記収容体の先端面に設けられたセンサ部と、を具備し、前記収容体が、前記容器の内壁面と前記先端面とが同一面状となる取付位置に前記収容体を位置決めするための位置決め面を有していることを特徴とする。

このような構成であれば、位置決め面によって、収容体の先端面と容器の内壁面とが同一面状となるように収容体を位置決めすることができるので、容器内の洗浄を行えば、簡単に電極の洗浄も行うことができ、容器内の洗浄を容易にすることができる。また、細胞培養液のｐＨ測定に極めて好適にこの電極を用いることができる。即ち、収容体の先端面と容器の内壁面とが同一面状となるので、容器内に電極が突出したり、また挿入孔を設けるために容器に形成された段部が露出したりすることがない。したがって、容器に入れられた細胞培養液が攪拌された場合に、細胞が突出した電極の一部や前記段部に当たることがなく、細胞がストレスを受けることがない。細胞がストレスを受けると培養に悪影響を及ぼすが、そのようなことがないので、細胞培養を行いながらｐＨ測定が可能となる。また、突出した電極あるいは露出した段部に細胞が引っ掛かって溜まることがないので、培養液をスムーズに攪拌して細胞培養を行いつつ、ｐＨ測定を行うことができる。

さらに、このような先端面は、先端面自体が平面状に形成されているので、試料液が少量の場合であっても、センサ部を試料液に接触させると試料液がセンサ部全体に広がるようになり、これによって試料液のｐＨ測定等を行うことができる。

前記収容体を取付位置に位置決めするための具体的な実施態様としては、前記容器が、前記収容体を前記挿入孔に挿入する方向と反対を向く外向き面を有し、前記位置決め面が、前記外向き面に当接することにより、前記収容体が前記取付位置に位置決めされる構成が挙げられる。

また、本発明に係る電極は、前記収容体が、前記挿入方向と直交する方向に突出する突出部を具備したものであり、前記突出部に前記位置決め面が形成されていることを特徴とする。

このようなものであれば、収容体が、挿入方向と直交する方向に突出する突出部に位置決め面が形成されているので、電極が容器の挿入孔に挿入される場合に、位置決め面が容器の外向き面に当接して電極の挿入がそこで止まるようになる。これによって、収容体を取付位置に位置決めするとともに、収容体の先端面と容器の内壁面とを同一面状にすることができる。

また、本発明に係る電極は、前記突出部に外嵌する環状部材が、前記突出部を前記容器に押圧することによって、前記収容体が前記挿入孔に固定されるように構成してあることを特徴とする。

このような構成であれば、環状部材を収容体とは別体に設けることができるので、環状部材を収容体が備える場合と比べて、収容体を小さく形成することができる。したがって、電極自体を小さく形成することができ、例えば、容器の挿入孔が小さい場合であってもこの電極を好適に取り付けることができる。

また、本発明に係る電極は、前記収容体が、前記挿入孔に密接して挿入されていることを特徴とする。

このようなものであれば、収容体が隙間なく挿入孔に挿入されているので清潔な状態を保つことができる。また、例えば、細胞培養液等の試料液が収容体と挿入孔の間に入り込んだりせず、あるいはその部分に細胞がひっかかって溜まることがないので、細胞培養への悪影響を未然に防ぐことができる。

また、本発明に係る電極は、前記内部極及び前記内部液が、前記試料液の基準電位を測定する比較電極用の内部極及び内部液であり、前記センサ部が液絡部であることを特徴とする。

また、本発明に係る電極は、前記内部極及び前記内部液が、前記試料液の電位を測定するイオン選択性電極用の内部極及び内部液であり、前記センサ部が応答膜であることを特徴とする。

また、本発明に係る複合電極は、応答膜を有する支持体と、前記支持体内に充填された第２の内部液と、前記第２の内部液に浸漬される第２の内部極と、から構成されるイオン選択性電極と、上述した内部極及び内部液が比較電極用のものである電極と、を備えた複合電極であって、前記応答膜が前記支持体の先端面に設けられ、前記応答膜と前記液絡部とが同一平面状に設けられていることを特徴とする。

電極の具体的な一態様としては、上述のように電極が比較電極であるもの、イオン選択性電極であるもの、又は比較電極とイオン選択性電極を備えた複合電極であるものを挙げることができる。このような比較電極、イオン選択性電極、または複合電極は上述した電極の構成を有しているので、これらを用いて細胞培養液のｐＨ測定に好適に用いることができる。

さらに、具体的な一態様としては、上述した複合電極と、前記複合電極からの測定情報を所望の情報に変換する変換装置と、前記変換装置によって変換された情報を表示する表示装置とを備えた液体分析計が挙げられる。このような液体分析計を用いれば、その複合電極の先端面が容器の内壁面と同一面状になるので、上述した作用効果を得ることができる。

このように構成した本発明によれば、電極が、容器に対して、電極の先端面と容器の内壁面とが略面一になるように取付位置に取り付けられるので清潔な状態を保つことができる。また、例えば、細胞培養液が攪拌された場合に、細胞が突出した電極の一部や挿入孔を設けるために容器に形成された段部に当たってストレスを受けることがないので、細胞培養に悪影響を及ぼすことなく、細胞培養を行いながらｐＨ測定が可能となる。

また、容器の内壁面が略面一なので、容器内の洗浄を容易に行うことができる。さらに、細胞が、突出した電極あるいは露出した段部に引っ掛かって溜まることがないので、培養液をスムーズに攪拌して細胞培養を行いつつ、ｐＨ測定を行うことができる。

さらに、このような先端面は、先端面自体が平面状に形成されているので、試料液が少量の場合であっても、センサ部を試料液に接触させると試料液がセンサ部全体に広がるようになり、これによって試料液のｐＨ測定等を行うことができる。

本発明の一実施形態における電極の全体模式図。 同実施形態における測定システムの全体模式図。 同実施形態の測定システムにおける電極の挿入孔部分の拡大模式図。 同実施形態における液体分析計の全体模式図。 本発明の他の実施形態における測定システムの全体模式図。

１００・・・電極
２・・・比較電極
４・・・イオン選択性電極
６・・・複合電極
１０・・・容器
１２・・・挿入孔
１４・・・収容体
１５・・・収容体本体
１８・・・先端面
３６・・・蓋部
３８・・・突出部
４２・・・環状部材
７２・・・変換装置
７４・・・表示装置
２００、３００・・・測定システム
４００・・・液体分析計

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１に、本実施形態に係る電極１００を示す。本実施形態では、電極１００は、比較電極２及びイオン選択性電極４を備えた複合電極６として説明するが、複合電極に限らず、電極１００は、それぞれ比較電極２又はイオン選択性電極４としての電極であってもよい。また、図２及び図３は、電極１００が、例えば細胞培養液等の測定対象である試料液８が入れられる容器１０に設けられた挿入孔１２に挿入された状態を示したものである。

まず、比較電極２について説明する。
比較電極２は、図３に示すように、比較電極２用の内部極Ｒと、内部極Ｒを収容する収容体１４と、内部極Ｒに接触するように収容体１４に充填される比較電極２用のゲル状又は液状の内部液１６と、収容体１４の先端面１８に設けられるとともに内部液１６を介して内部極Ｒと電気的に接続され、試料液８の基準電位を検知するセンサ部としての液絡部２２とを備えている。

次に、イオン選択性電極４について説明する。
イオン選択性電極４は、図３に示すように、応答膜２４を有する支持体２６と、支持体２６内に充填されたイオン選択性電極４用の第２の内部液２８と、第２の内部液２８に浸漬されるイオン選択性電極４用の第２の内部極Ｍとから構成されており、応答膜２４が支持体２６の先端面３０に設けられ、この応答膜２４によって試料液８のイオン濃度に応じた電位が測定される。

複合電極６は、このような比較電極２及びイオン選択性電極４を備えたものであって、比較電極２の液絡部２２とイオン選択性電極４の応答膜２４とが同一平面状に設けられている。
具体的には、複合電極６は、前記支持体２６を取り囲むように前記収容体１４を設けてなり、イオン選択性電極４と比較電極２とを一体的に有するものであり、本実施形態では、回転体形状をなす。

イオン選択性電極４は、筒状であって、樹脂製の支持体２６の先端面３０に、応答膜２４として平面状の応答ガラスが備えられている。支持体２６内にはイオン選択性電極用の所定の第２の内部液２８が充填されており、銀／塩化銀電極から構成される内部極Ｍが、第２の内部液２８に浸漬されている。

比較電極２は、支持体２６の外周を取り囲むように、支持体２６と同様に筒状に形成された樹脂製の収容体１４を有しており、この支持体２６と収容体１４との間に設けられた空間は、密閉空間を形成するように設けられている。

筒状の収容体１４は、その先端面１８、３０に対向する後端面に開口部が形成された収容体本体１５と、その開口部を密閉する蓋部３６とから構成されている。蓋部３６は、外径が収容体本体１５の開口部の外径より大きいものであり、蓋部３６を収容体本体１５に取り付けたときに、蓋部３６の外周縁部が、収容体本体１５の外側周面から径方向に突出する突出部３８となる。なお、径方向とは、収容体１４の回転軸と直交する方向であり、本実施形態では、収容体１４が挿入孔１２に挿入される方向（以下、挿入方向ともいう）と直交する方向である。

ここで、挿入孔１２について説明する。
前記挿入孔１２は、容器１０の一部として形成されるとともに複合電極６００が取り付けられる被取付部Ｘの内部空間である。本実施形態の被取付部Ｘは、容器１０の側壁から外側に向かって突出した円筒状をなすものであり、該被取付部Ｘの内周面Ｘ１に囲まれた空間が、前記挿入孔１２として形成されている。ここでは、前記取付部Ｘの内周面Ｘ１は、容器１０の外側から内側に向かって徐々に縮径するテーパ状をなす。
なお、上述した構成により、容器１０の内壁面３２には、前記被取付部Ｘの内周面Ｘ１によって段部が形成されている。

しかして、本実施形態では、前記収容体１４が、先端面１８、３０と容器１０の内壁面３２とが同一面状になる取付位置に前記収容体１４を位置決めするための位置決め面Ｙを有している。
前記位置決め面Ｙは、容器１０に形成された前記挿入方向と反対を向く外向き面に当接する面であり、収容体１４が前記挿入孔１２に挿入されることにより、前記外向き面から前記挿入方向と反対向きの力を受ける面である。
本実施形態では、上述した被取付部Ｘの内周面Ｘ１及び前記被取付部Ｘの外端面Ｘ２が前記外向き面として形成されており、これらの外向き面それぞれに当接する収容体本体１５の外周面Ｙ１及び突出部３８の内向き面Ｙ２が前記位置決め面Ｙである。
より詳細には、前記外周面Ｙ１の全体が前記内周面Ｘ１の全体に密接するとともに、前記内向き面Ｙ２が前記外端面Ｘ２に当接することにより、収容体１４が取付位置に位置決めされる。
なお、前記収容体本体１５の外周面Ｙ１は、前記被取付部Ｘの内周面Ｘ１に対応した形状をなし、本実施形態では、後端から先端に向かって徐々に縮径するテーパ状をなす。

このように、前記収容体１４が取付位置に取り付けられることにより、収容体１４の先端面１８、３０が、容器１０の内壁面３２と同一面状、すなわち略面一になる。
ここでいう略面一とは、必ずしも前記先端面１８、３０と前記内壁面３２とが厳密に面一となっている状態に限られず、試料液８の内容物（例えば細胞培養液たる試料液８に含まれる細胞等）が上述した段部や収容体１４に引っ掛からない程度に、前記先端面１８、３０と前記内壁面３２とが挿入方向に僅かにずれている状態も含まれる。
より具体的には、前記収容体１４が取付位置に取り付けられることにより、収容体１４の先端面１８、３０と、容器１０の内壁面３２とのずれが５ｍｍ以内であることが好ましい。これならば、上述した段部に試料液８の内容物が引っ掛かかりにくくなり、前記先端面１８、３０を汚れにくくすることができる。また、本実施形態のように、試料液が例えば細胞や微生物等の生体組織を培養する場合、前記ずれが２ｍｍ以内であることがより好ましい。何故ならば、前記ずれが２ｍｍより大きいと、細胞や微生物等の培養を開始してから数週間で上述した段部に細胞や微生物等が溜まってしまうという問題が生じるからである。そして、段部に細胞が溜まってしまうと、その溜まった細胞が核となって成長し、目的物質でないものに分化する可能性やコンタミネーションが発生する可能性があるうえ、収率が非常に低下するという問題も生じる。

本実施形態では、収容体１４を上述した取付位置に取り付けるべく、複合電極６は、突出部３８に外嵌する環状部材４２をさらに具備し、前記環状部材４２が、突出部３８を容器１０に押圧することによって、前記各位置決め面Ｙが前記各外向き面に当接して、前記収容体１４が取付位置に位置決めされるように構成されている。この環状部材４２は、前記被取付部Ｘの外周面先端部に設けられたネジ部４４と螺合するネジ部４６を有しており、これらのネジ部４４、４６が螺合することによって、前記収容体本体１５の外周面Ｙ１が前記被取付部Ｘの内周面Ｘ１に密接するとともに、前記突出部３８の内向き面Ｙ２が前記被取付部Ｘの外端面Ｘ２に当接して、収容体１４が挿入孔１２に固定される。

また、収容体本体１５には、内部液１６を最初に注入するための開口部（図示せず）がその側壁等に設けられており、その開口部から収容体１４内に内部液１６を注入した後、その開口部を密栓等して密閉状態が維持されている。内部液１６は、ゲル状又は液状の所定濃度のＫＣｌ溶液であり、測定条件等によって、ゲル状のもの、又は液状のものが選択される。収容体１４の先端面１８には、平面状の液絡部２２が設けられており、液絡部２２は、例えば、ポリエチレン、セラミック、テフロン（登録商標）等の多孔質体から形成されたものである。このような液絡部２２から、内部液１６が流出するようにされている。

収容体１４内には、内部液１６に浸漬されるように、銀／塩化銀電極から構成される内部極Ｒが設けられている。この内部極Ｒとイオン選択性電極４の内部極Ｍは、それぞれ配線を介して外部に設けられた電位差計（図示せず）に接続されており、この電位差計によって試料液のｐＨが測定される。なお、各配線と電位差計との接続は、密閉空間の密閉性が担保されるように、その接続部分は、例えば、接着剤等で隙間なく埋められている。

収容体１４は、挿入孔１２に密接するようにして挿入されており、例えば、挿入孔１２の形状が柱状のものであれば、収容体１４の形状がその柱状の空間に隙間なく嵌るような柱状を有するように形成されている。なお、挿入孔１２の形状は、柱状に限らず、長方体状でもよく、このような形状に密接するように収容体１４の形状が形成されていればよい。

次に、図２及び図３を用いて、複合電極６を備えた測定システム２００について説明する。この測定システム２００は、測定対象である試料液８が入れられる容器１０と、液絡部２２及び応答膜２４が試料液８に浸漬するように、容器１０に設けられた挿入孔１２に挿入して取り付けられた比較電極２及びイオン選択性電極４を備えた複合電極６から構成されている。なお、図示していないが、この複合電極６は、外部に設けられた電位差計、記録装置等に接続されており、この電位差計によって試料液８のｐＨ測定が行われ、そのｐＨ値が記録装置に記録される。

具体的には、測定システム２００は、上部に開口部４８を有する容器１０を備え、容器１０は、細胞培養に特に好適に使用されるものであり、樹脂性のものでもよく、滅菌によって材質が劣化して機能を損なうものでなければよい。また、ガラス製のものであれば、ガンマ線などの放射線滅菌による材質劣化を抑えることができる。もちろん、容器１０は、細胞培養液以外の試料液にも用いることができるものである。また、容器１０内には、試料液８を攪拌するための攪拌羽根（図示せず）が、その底部から上方に延伸して設けられている。この攪拌羽根の下部には、さらに図示しないモータなどの回転軸が挿入され、その回転軸の回転によって、攪拌羽根が回転して試料液８を攪拌する。

さらに、容器１０の開口部４８には、容器１０内を密閉状態に保持できるように蓋部材５２が設けられている。この蓋部材５２には、チューブ５４、５６がその先端部が貫通して設けられており、例えば、チューブ５４から細胞培養液等の試料液８が容器１０内に流入され、チューブ５６から細胞培養に必要な緩衝液等が流入される。チューブ５４、５６と蓋部材５２との間は、例えば、接着剤等によってその隙間が生じないようにされている。

このような測定システム２００を用いて、細胞培養液等の試料液８のｐＨを測定する場合、細胞培養液は培養に適した温度に加熱され、例えば、３０℃から５０℃程度に加熱される。そして、容器１０内の攪拌羽根が細胞培養液を攪拌しながら細胞培養が行われ、容器１０の側面に取り付けられた複合電極６によって、細胞培養液のｐＨ測定が行われる。

次に、図４を参照しながら、複合電極６を備えた液体分析計４００について説明する。この液体分析計４００は、複合電極６と、複合電極６からの測定情報を所望の情報に変換する変換装置７２と、変換装置７２によって変換された情報を表示する表示装置７４とから構成される。具体的には、複合電極６と変換装置７２とは、所定の長さの信号ケーブル７６によって接続されている。信号ケーブル７６は、複合電極６で検知した細胞培養液等の試料液８の電位を演算処理装置等から構成される変換装置７２に伝送し、変換装置７２によって、ｐＨ値等の所望のデータに変換される。ｐＨ値等のデータは、液晶ディスプレイ等の表示装置７４によって表示され、それによって、作業者が試料液８のｐＨ値を確認することができる。

この液体分析計４００を使用するときは、変換装置７２に設けられた複数のボタン７８によって操作する。ボタン７８のそれぞれには、各機能が割り当てられており、例えば、校正、測定開始、測定終了等の機能があり、測定開始ボタンを押すことによって、試料液８のｐＨ測定が開始され、測定終了ボタンを押すことによって、ｐＨ測定が終了する。
このような液体分析計４００の複合電極６を容器１０の挿入孔１２にセットすることによって、細胞培養を行いながら、細胞にストレスを与えずに細胞培養液のｐＨ測定を行うことができる。

なお、本実施形態では、変換装置７２及び表示装置７４は複合電極６とは別体に設けたが、これに限らず、変換装置７２を小型化して複合電極６の内部に設けるようにして、表示装置７４のみを複合電極６の外部に設けるようにしても良い。さらに、表示装置７４をも複合電極６と一体的に設けるようにしても良い。このような構成であれば、液体分析計４００自体の大きさを小さくすることができ、測定システムの構成を簡素化することができる。

複合電極６が上述したように構成されているので、細胞培養液のｐＨ測定に極めて好適にこの複合電極６を用いることができる。即ち、複合電極６が、容器１０に対し、その内壁面３２と複合電極６の先端面１８、３０とが略面一となるので、容器１０内に複合電極６が突出したり、また容器１０に挿入孔１２を設けるために形成された段部が露出したりすることがない。したがって、容器１０に入れられた細胞培養液が攪拌された場合に、細胞が複合電極６に当たることがなく、細胞がストレスを受けることがない。細胞がストレスを受けると培養に悪影響を及ぼすが、そのようなことがないので、細胞培養を行いながらｐＨ測定が可能となる。

なお、本実施形態では、比較電極２及びイオン選択性電極４は樹脂性のものであるが、細胞培養に悪影響を及ぼさないように滅菌することができ、その滅菌によって材質劣化して機能を損なわないものであれば他の材質のものでもよい。例えば、ガラス製である場合は、ガンマ線などの放射線により滅菌によっても材質劣化を抑えることができ、複合電極としての機能を維持することができる。

また、細胞が、突出した複合電極６あるいは露出した段部に引っ掛かって溜まることがないので、培養液をスムーズに攪拌して細胞培養を行いつつ、ｐＨ測定を行うことができる。また、先端面１８、３０と容器１０の内壁面３２とが略面一になるので、容器１０内の洗浄を容易に行うことができる。なお、この複合電極６は、細胞培養液以外の試料液のｐＨ測定にも用いることができる。

さらに、この複合電極６の先端面１８、３０は、先端面自体が平面状に形成されているので、試料液８が少量の場合であっても、センサ部である液絡部２２及び応答膜２４を試料液に接触させると試料液８がセンサ部全体に広がるようになり、これによって少量の試料液のｐＨ測定等を行うことができる。

また、複合電極６が挿入孔１２に挿入される場合に、収容体本体１５の外周面Ｙ１が被取付部Ｘの内周面Ｘ１に密接するとともに、突出部３８の内向き面Ｙ２が被取付部Ｘの外端面Ｘ２に当接するので、複合電極６の挿入がそこで止まり、これによって、収容体１４の先端面１８、３０と容器１０の内壁面３２とが略面一になる。

なお、突出部３８は、被取付部Ｘの外端面Ｘ２に当接するように突出していればよく、例えば、前記外端面Ｘ２に部分的に当接するように、突出部３８の少なくとも一部が径方向に突出するようなものでもよく、また、突出部３８が歯車の歯のような形状をしていてもよい。さらに、突出部３８は、テーパー形状に設けられていてもよく、このテーパー形状部が被取付部Ｘの外端面Ｘ２に当接するようにして複合電極６が取付位置に取り付けられるようにされればよい。

さらに、前記実施形態の収容体１４は、位置決め面Ｙとして、収容体本体１５の外周面Ｙ１と突出部３８の内向き面Ｙ２とを有していたが、何れか一方のみを有するものであっても良い。
具体的には、例えば蓋部３６が突出部３８を有していない場合、収容体１４は、位置決め面Ｙとして、前記収容体本体１５の外周面Ｙ１のみを有したものである。
一方、前記被取付部Ｘの内周面Ｘ１及び前記収容体本体１５の外周面Ｙ１にテーパが形成されておらず、前記外周面Ｙ１に挿入方向と反対向きの力が作用しない場合、収容体１４は、位置決め面Ｙとして、突出部３８の内向き面Ｙ２のみを有したものである。
もちろん、収容体１４は、前記実施形態における２つの位置決め面Ｙとは別に、１又は複数の位置決め面をさらに有するものでも構わない。

そのうえ、前記実施形態では、被取付部Ｘのネジ部４４と環状部材４２のネジ部４６とが螺合することによって、収容体１４が挿入孔１２に固定されていたが、位置決め面Ｙの一部又は全部が、被取付部Ｘに例えば熱溶着によって固定されていても良い。
上述した場合、位置決め面Ｙの一部又は全部と被取付部Ｘとは、同じ材料から形成されていることが好ましく、具体的には例えばポリエチレン等の樹脂から形成されたものが良い。
より具体的な実施態様としては、収容体本体１５の外周面Ｙ１及び被取付部Ｘの内周面Ｘ１と、突出部３８の内向き面Ｙ２及び被取付部Ｘの外端面Ｘ２との一方又は両方が、熱溶着によって固定されている構成が挙げられる。

加えて、前記実施形態では、位置決め面Ｙが容器１０に当接することにより、該位置決め面Ｙに挿入方向と反対向きの力が加わるように構成されていたが、例えば、収容体本体１５の外周面Ｙ１と被取付部Ｘの内周面Ｘ１との間に摩擦力が生じるようにして、この摩擦力が収容体本体１５の外周面Ｙ１に挿入方向と反対向きの力として作用するように構成しても良い。
具体的には、収容体１４の先端面１８、３０と容器１０の内壁面３２とが同一面状となる取付位置において、上述した摩擦力が生じるように、収容体本体１５の外周面Ｙ１及び被取付部Ｘの内周面Ｘ１に摩擦面が形成されていれば良い。
このようにして、収容体１４が取付位置に取り付けられた状態で、該収容体１４のさらに外側から例えばゴム製のキャップ部材を嵌め込むことにより、収容体１４を前記取付位置に確実に固定することができる。

さらに加えて、例えば上述したキャップ部材の裏面に接着剤等を塗布した状態で該キャップ部材を固定して、例えば信号ケーブル７６とともに収容体１４をキャップ部材に向かって引き寄せることで、収容体１４をキャップ部材に固定するようにしても良い。
これならば、上述した摩擦面を形成する必要がなく、収容体１４を容易に取付位置に固定することができる。

また、複合電極６が上述したような環状部材４２を有しているので、このような環状部材４２を収容体１４とは別体に設けることができ、収容体１４自体が環状部材４２を備える場合と比べて、収容体１４を小さく形成することができる。したがって、複合電極６自体を小さく形成することができ、例えば、容器１０の挿入孔１２が小さい場合であってもこの複合電極６を好適に取り付けることができる。

なお、環状部材４２は、その周縁部に径方向に突出して鍔部が設けられ、その鍔部をネジ部材等で容器１０に固定するようにして、複合電極６が取付位置に取り付けられるようにされるものであってもよい。

また、収容体１４が挿入孔１２に密接するようにして挿入されているので、このようなものであれば、収容体１４が隙間なく挿入孔１２に挿入されているので、例えば、細胞培養液等の試料液が収容体１４と挿入孔１２の間に入り込んだりせず、あるいはその部分に細胞がひっかかって溜まることがないので、細胞培養への悪影響を未然に防ぐことができる。なお、収容体１４の外形は、円錐台状に形成されていてもよく、柱状、長方体状等種々の形状、挿入孔１２に密接して差し込めるような形状であればよい。

なお、収容体１４が密閉空間を形成しているので、この比較電極２を一旦滅菌すれば滅菌状態が維持され、例えば、細胞培養が数週間から数カ月程度行われる場合、細胞培養液のｐＨ測定中に、比較電極２内に外部から雑菌等の侵入の恐れがなく、細胞培養に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことができる。

なお、収容体１４は、蓋部３６によって密閉閉空間が形成されているので、この複合電極６を一旦滅菌すれば滅菌状態が維持され、細胞培養液のｐＨ測定中に、複合電極６内に外部から雑菌等の侵入の恐れがなく、細胞培養に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことができる。

なお、これまで複合電極６について説明したが、電極１００は比較電極２又はイオン選択性電極４であってもよい。電極１００が比較電極２の場合は、内部極及び内部液が比較電極用のものが用いられ、センサ部にはポリエチレン等の多孔質体から形成される液絡部が設けられる。また、電極１００がイオン選択性電極４の場合は、内部極及び内部液がイオン選択性電極用のものが用いられ、センサ部には応答膜として平面のガラス応答膜が設けられる。なお、本発明において、ガラス応答膜が、ガンマ線を照射してもＩＳＦＥＴなどのイオンセンサと比較してドリフト量が少なく、特に滅菌を必要とする用途において、精度の高い測定が可能であることが分かった。

次に、図５を参照しながら、複合電極６を用いた他の実施形態における測定システム３００について説明する。この測定システム３００は、測定対象となる試料液８が入れられる容器６２が樹脂性の袋状のものから形成されている。この袋状の容器６２は、例えば、細胞培養液を入れて細胞培養を数週間から数カ月程度行っても培養液が漏出しないような耐久性を有するように形成されている。容器６２は、もちろん、細胞培養液以外の試料液にも用いることができるものである。この袋状の容器６２の側面には、複合電極６を挿入する挿入孔６４が設けられており、この挿入孔６４に複合電極６が挿入され、環状部材４２によって挿入孔６４に固定されたときに、容器６２の内壁面と複合電極６の先端面１８、３０とが略面一になるようにされている。なお、図示していないが、この複合電極６も、外部に設けられた電位差計、記録装置等に接続されており、この電位差計によって細胞培養液のｐＨ測定が行われ、そのｐＨ値が記録装置に記録される

容器６２の上面には、チューブ６０がその先端部が貫通して容器６２内に連通するように設けられており、このチューブ６０から細胞培養液等の試料液８や、細胞培養に必要な緩衝液等が容器６２内に流入される。チューブ６０は、接着剤等によって容器６２との隙間が生じないようにされている。細胞培養液の攪拌は、例えば、この容器６２自体を振とうさせて行われる。
このような測定システム３００においても、複合電極６の先端面１８、３０が容器６２の内壁面と略面一になるようにされているので、洗浄の際には、容器６２内を洗浄しやすく、清潔に保つことができる。また、細胞培養液の攪拌の際に、細胞が複合電極６に当たってストレスを受け、細胞培養に悪影響を及ぼすことを未然に防ぐことができる。

また、複合電極６の挿入孔は、上述したような構成を有しているので、このような袋状の容器６２であっても、どの部分にも設けることができるので、複合電極６の設置場所が制限されず、ｐＨ測定を行いたい所望の場所に複合電極６を設置することができる。
なお、測定システム３００においても、電極１００が上述した比較電極２又はイオン選択性電極４であってもよい。

なお、本発明にかかる電極は、種々の分野で用いることが可能である。
例えば、種々のプロセスに用いられる配管に挿入孔を設けて、該挿入孔に本発明にかかる電極を挿入すれば、前記配管を流れる排水や上水等のｐＨ等を測定することができる。
また、シャーレに収容された培地で微生物等の生物組織を培養する場合、前記シャーレの側壁に挿入孔を設け、該挿入孔に本発明にかかる電極を挿入することで、顕微鏡による微生物等の観察を邪魔することなく、培地のｐＨ等を測定することができる。

その他本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明によれば、細胞培養液のｐＨ測定に極めて好適に用いることができる電極を提供することができる。

Claims (10)

1. 測定対象となる試料液が入れられる容器に設けられた挿入孔に挿入される電極であって、
   内部極と、
   前記内部極を収容する収容体と、
   前記内部極に接触するように前記収容体に充填されるゲル状又は液状の内部液と、
   前記内部液を介して前記内部極と電気的に接続され、前記試料液の電位を検知するように前記収容体の先端面に設けられたセンサ部と、を具備し、
   前記収容体が、前記容器の内壁面と前記先端面とが同一面状となる取付位置に前記収容体を位置決めするための位置決め面を有していることを特徴とする電極。
2. 前記位置決め面が、前記収容体を前記挿入孔に挿入する挿入方向と反対を向きの力を受けることにより、前記収容体が前記取付位置に位置決めされることを特徴とする請求項１の電極。
3. 前記容器が、前記挿入方向と反対を向く外向き面を有し、
   前記位置決め面が、前記外向き面に当接することにより、前記収容体が前記取付位置に位置決めされることを特徴とする請求項２記載の電極。
4. 前記収容体が、前記挿入方向と直交する方向に突出する突出部を具備したものであり、
   前記突出部に前記位置決め面が形成されていることを特徴とする請求項２記載の電極。
5. 前記突出部に外嵌する環状部材が、前記突出部を前記容器に押圧することによって、前記収容体が前記挿入孔に固定されるように構成してあることを特徴とする請求項４記載の電極。
6. 前記収容体が、前記挿入孔に密接して挿入されていることを特徴とする請求項１記載の電極。
7. 前記内部極及び前記内部液が、前記試料液の基準電位を測定する比較電極用の内部極及び内部液であり、前記センサ部が液絡部であることを特徴とする請求項１記載の電極。
8. 前記内部極及び前記内部液が、前記試料液の電位を測定するイオン選択性電極用の内部極及び内部液であり、前記センサ部が応答膜であることを特徴とする請求項１記載の電極。
9. 応答膜を有する支持体と、
   前記支持体内に充填された第２の内部液と、
   前記第２の内部液に浸漬される第２の内部極と、から構成されるイオン選択性電極と、
   請求項７記載の電極と、を備えた複合電極であって、
   前記応答膜が前記支持体の先端面に設けられ、
   前記応答膜と前記液絡部とが同一平面状に設けられていることを特徴とする複合電極。
10. 請求項９記載の複合電極と、
    前記複合電極からの測定情報を所望の情報に変換する変換装置と、
    前記変換装置によって変換された情報を表示する表示装置と、を備えた液体分析計。

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