专利名称：用于测量溶液的pH值的方法和设备的制作方法
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ニ氧化碳被释放，并且pH值升高,使得pH值常常偏离繁殖适用范围。因此，pH值通过如下方法測量，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測量。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(參见JP-B-6-34754)。JP-B-6-34754 描述如下。提供ー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值降得越低吋，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，曲线示出ー个弯曲，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參考示例，其中监测两个參数，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(參见JP-T-2009-533053)。图9所示的參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。每个培养皿附帯有与培养基的试管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值和温度的測量。以下，这些单元称为“读出器 単元”。在该实施例中，读出器単元利用发光二极管(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測量。在包装是由能清洁和消毒的合适塑料所制成的情况下，读出器単元的实施例包括完全密封単元，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，能够将所述単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扱。读出器単元可再充电，或者是具有維持足够长的时间或可替换的电池。读出器単元210具有相对于从属接收器/发射器単元212的无线通信能力。从属接收器/发射器単元212无线地连接至记录来自读出器単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。整个系统是模块化的并且可扩展。中央数据记录器是数据的储存库，并且能容纳来自多个读出器的数据流。数据可下载至PC，并且用于下载和呈现数据的一片适当的软件形成了系统的一部分。读出器単元可用于监测培育箱的状况和控制反馈，但每培养容器的读出器的使用使得単独的培养容器的历史的跟踪成为可能。当容器在用于检查培养基改变等的培育箱外部的时候，其对于温度和PH值的变化最敏感，因此这实际上是监测现状的关键时刻。在这种情况下，读出器単元210a能直接向数据记录器214无线地传输。由于在金属铠装的培育箱内将消耗大量的培养周期，所以设想能将从属接收器/发射器安置在培育箱内或外，以在这些时期期间从单元接收无线信号。该单元能连接至位于培育箱外的主记录器単元，并可被无线地或硬线地连接。替代性地，读出器単元可硬线连接至数据记录器，或者数据记录器具有插入培育箱的天线(从而去除对从属接收器/发射器単元的需求)。然而，由于该实施例是存在从多个培育箱(以及在其中的多个器皿)接收数据的中央数据记录器的实施例，所以通过使每个培育箱具有从属接收器/发射器单元将提供较高的灵活性。如果培育箱被包覆在传输无线电信号的材料中，则接收器/发射器还能直接向记录器单元传输。因此，当培养皿206a在培育箱202外吋，读出器単元210a能直接向数据记录器214传输。在读出器単元用于监测单个容器的历史的情况下，读出器単元需要保持与该容器相关，并且可使用保持所述容器与读出器単元二者以使得它们能一起被到处运输的保持器。
在该实施例中，读出器単元无线地传输数据。同时，在培育箱内，数据由从属单元接收。主记录器単元还搜索数据流，并且当単元在培育箱外时不接收该数据流，从属单元不通过培育箱的金属包覆接收信号。替代性地，从属接收器/发射器単元可安置于在培育箱内外具有天线的该培育箱外，使得该从属接收器/发射器单元始终接收信号。在读出器单元处于培育期中的同时为了节约功率，读出器単元可能不是连续地、而是以预定的时间间隔传输数据。当读出器単元一旦在培育箱外吋，由于这是变化很可能更迅速地出现的时间，所以读出器可更频繁地执行传输。使读出器获知其在培育箱外的ー种方式是使用光电ニ极管并搜索环境光的变化。在培育箱内，通常是暗的。读出器单元还具有报警指示器，在PH值或者温度开始超出可接受的范围时，该报警指示器警告应将容器放回到培育箱中。如果周期完成和/或把器皿长时间放在外边，则单元可恢复到较慢的取样周期。在该实施例中，读出器在光学測量中使用三个波长(也可使用超过三个的波长)。这些波长中的两个波长用于由指示剂的酸和碱基浓度的比率确定PH值。这是通过利用指示剂的酸和碱基的吸收系数以及求解对于在两个波长时的吸收的联立方程所确定的。利用比率使測量相对地独立于向试管添加的指示剂的实际的量。由于设备成本应尽可能低，所以參考示例的另一方面是结合自动归零的方法。在光学測量中，通常在测量样本之前用样本空白来执行零级测量。然后，从样本读出值减去空白的吸收级，以提供样本的净吸光度。在该设备中，选择第三个波长，使得其由指示剂表示非常少的吸收，并用作跟踪零级的变化的手段。于是，该波长信道的吸收级的变化指示零级的变化，并且可基于在该第三波长时所测得的变化来零校正用于测量的另外两个波长。这将校正例如由不同壁厚的试管或者从溶液沉淀到试管壁上的涂层而引起的由于偏移而出现的变化。影响零级的另一因素是LED的温度。试验已表明三个波长的强度随温度变化，但不以相同的绝对量变化。设备的简单エ厂校准为不同波长的LED之间的关系提供系数。第三波长吸收级的任何漂移是由于偏移(如上所述)和温度漂移的效应所引起的。测量的温度可用于计算热漂移分量，并且第三波长的零级的任何变化的剰余部分是由于偏移效应引起的。于是，可确定偏移和温度漂移校正，并且该偏移和温度漂移校正可应用于在确定pH值中所使用的另外两个波长。图10示出根据參考示例的读出器单元的一个实施例。读出器单元220具有读出器本体221以及用于接纳并保持培养容器224的夹持器222。夹持器可具有任何便利的尺寸，以夹持并承载培养容器。例如，夹持器由硅弹性体制成，并具有夹持并保持35_培养皿的尺寸。这使得能够与读出器単元一起运输培养皿，以使得在培育箱外能继续监測。读出器本体221包括用于试管228的凹陷226，以承载与如上所述的培养皿中的相同的流体的样本。如图11所示，在读出器本体内，存在由如上所述被引导至光导232的不同频率的三个或更多个LED组成的LED光源布置230，使得光束横过狭缝226传到LED接收器组件236。LED接收器组件236包括用于所述LED光源布置的每个频率的接收器。电子线路238处理各种读出值，并且电池239(在电子线路的下面并由虚线示出)使读出器単元是内藏型的。邻近光源230的是测量并补偿送光中的LED组件230的漂移的第二 LED接收器240。与电子线路相关的天线242向在培育箱内的数据记录器或者向在培育箱外的监测装置传输读出值。读出器单元还包括用于测量温度的热电偶244，而电子线路238可传输温度数据以及pH值数据。也可提供如图10和11所示的读出器単元的版本，而无需无夹持器。这样的设备可用于监测整个培育箱室并用作报警装置，以在PH值或者温度移到预置极限外时发出警报。
如上所述，在相关技术的光学pH值测量中，在测量样本之前用样本空白执行零级測量，然后从样本读出值减去所述空白的吸收级，以提供样本的净吸光度。将显示出几乎没有指示剂的吸收的波长(700nm)附近选择作为第三波长，并用作用于跟踪零级的变化的手段。该波长信道的吸收级的变化指示零级的变化。因此，必须基于在该第三波长所测量的变化来零校正用于测量的另外两个波长。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种测量溶液的pH值的方法，其中，由于显示出几乎没有指示剂的吸收的700nm附近的波长，所以不需要校正零级，并且还涉及一种用于測量细胞培养液的PH值的设备。为了达到该目的，根据本发明，提供一种测量溶液的pH值的方法，包括在使測量区域中的溶液脉动的同时，从混入了指示剂的溶液的该测量区域的一侧发射两个波长的光束；在使所述测量区域中的溶液脉动的同时，在所述测量区域的另ー侧接收所发射的光束的透射光束和反射光束的至少其中一者；基于所接收的透射光束和反射光束的所述至少其中一者获得两个波长的吸光度；从获得的吸光度获得吸光度比率；以及基于获得的吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库计算溶液的pH值。所述光束中的ー个可具有400至460nm的波长，而所述光束中的另ー个可具有530至580nm的波长。根据本发明，提供一种用于測量溶液的pH值的设备，包括光束发射单元，其构造成从混入了指示剂的溶液的測量区域的ー侧发射两个波长的光束；光束接收单元，其构造成在所述测量区域的另ー侧接收所发射的光束的透射光束和反射光束的至少其中一者；溶液脉动单元，其构造成在所述测量区域中执行溶液的脉动；吸光度计算单元，其构造成基于在溶液被溶液脉动单元脉动期间由光束接收单元所接收到的透射光束和反射光束的所述至少其中一者来获得两个波长的吸光度；吸光度比率计算单元，其构造成从所获得的所述吸光度来获得吸光度比率；以及PH值计算単元，其构造成基于所获得的吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库来计算溶液的pH值。溶液脉动单元可执行存在于光束发射单元与光束接收单元之间的溶液的脉动。溶液脉动单元可以是安置在所述溶液的所述测量区域的前面或后面的蠕动泵、注射泵和离心泵中的ー个。溶液脉动单元可以能够检测到脉动的频率来执行脉动。溶液脉动单元可只有当要測量pH值时才执行脉动。溶液脉动单元可改变光束发射单元与光束接收单元之间的距离。
图I是示出根据本发明的用于测量溶液的pH值的设备的基本原理的方框图。图2是示出由根据本发明的用于测量溶液的pH值的设备测量溶液的pH值的程序的流程图。图3是示出酚红在300至700nm的波长并在6. 45的pH值至8. 25的pH值时的吸光度的视图。图4是示出吸光度比率(A558/A430)与pH值之间的关系的视图。图5是示出吸光度比率对数(A558/A430)与pH值之间的关系的视图。图6是图示作为溶液脉动单元的特定示例的螺动泵的示意图。图7是示出图6的蠕动泵的排出量的变化的视图。图8是示出将根据本发明的用于测量溶液的pH值的设备应用于特定的培养皿的 示例的视图，该特定的培养皿具有要承载在培育箱上的PH測量设备。图9是图示具有托盘的培育箱的视图，在该托盘上承载有相关技术的培养皿。图10是图示相关技术的读出器单元的视图。图11是图示相关技术的读出器单元的构造的视图。
具体实施例方式首先，将说明归因于两个波长的pH值测量的原理，该原理是根据本发明的用于测量溶液的PH值的设备(以下，设备通常称为溶液pH值测量设备)的前提，并且其中将酚红用作PH值指示剂。图3是示出酚红在300至700nm的波长并在6. 45的pH值至8. 25的pH值时的吸光度的视图。如图3所示，峰值存在于430和558nm附近，并且吸光度在700nm的波长附近大致为零。当假定没有散射吋，从朗伯-比尔定律获得下列各项。A558 — a 558LCA430 = a 430LC其中α :吸收系数L :光学路径长度C :浓度因此，吸光度比率表示如下。A558/A430 — a 558LC/ a 430LC — α 558/ α 430吸光度比率(A558V(A430)与pH值具有图4所示的关系。吸光度比率对数(A558) / (A430)与pH值具有图5所示的关系。在吸光度比率对数(A558V(A430)的情况下，与pH值的关系大致可以近似为直线的关系。在以用作基准(吸光度为零)的700nm的波长执行零级校正的情况下，即使在改变酚红的浓度和光学路径长度吋，558nm的波长至430nm的波长的吸光度比率也不改变。接下来，将參考图I和2描述根据本发明的測量溶液的pH值的设备和方法。图I是示出根据本发明的溶液pH值测量的基本原理的方框图。发射不同波长的光束的发光元件(LED) 1、2由驱动电路3驱动，以便利用从电池4供应的电功率交替地发射光束。作为发光兀件1、2的光束，分别米用指不吸光度峰值的430 [nm]和558 [nm]波长的光束。然而，波长不局限于以上波长。具体地，优选的是，其中ー个波长表不400nm与460nm之间(优选地420nm与440nm之间)的吸光度峰值，而其中另一波长表示530nm与580nm之间(优选地540nm与580nm之间)的吸光度峰值。从发光兀件1、2发射的光束透光要测量pH值的溶液5,然后由作为受光兀件的光电ニ极管6接收，以被转变成电信号。在图I中，受光元件由ー个元件构成。替代性地，也可与两个发光元件相对地设置两个受光元件。替代性地，也可接收反射光束。转变的信号由放大器7放大，然后由多路器8分配至分别对应于光的波长的滤波器9-1、9-2。分配至滤波器9-1、9_2的信号由减少噪声分量的滤波器滤波，由未示出的A/D转换器数字化，然后被供应至处理部(CPU) 10。溶液脉动单元11是这样一种单元该单元物理地使用于发射两个波长的光束的単元与用于接收所述光束的単元之间的距离(在附图中，PH值测量容器中的待测量的溶液)脉动。接下来，将參考图2的流程图描述用本发明的溶液pH值测量设备的溶液的pH值的測量。在混入了指示剂(酚红)的溶液5中，由溶液脉动单元11使測量区域中的溶液脉动(步骤SI)。交替地驱动安置在溶液5的測量区域一侧的发光二极管(LED)，以发射两个波长(430nm,558nm)的光束(步骤 S2)。安置在測量区域另ー侧上的受光元件(PD)接收已透过溶液5的透射光束(步骤S3)。由于由溶液脉动单元11所引起的溶液5的脉动，所以从透射光束的变化获得吸光度(步骤4)。从在吸光度计算步骤所计算出的两个波长的光束的吸光度获得吸光度比率(步骤 S5)。基于吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库来计算溶液的pH值的值(步骤S6)。接下来，将參考图6描述作为溶液脉动单元11的特定示例的相关技术的螺动泵(參见 JP-A-2004-92537)。蠕动泵排出量控制设备101具有外壳111。在外壳111中设置有转子120、多个滚子121、管道130、控制器140和传感器141。外壳111、转子120、多个滚子121和管道130构成螺动泵。未不出的电机壳体连接至外壳111，并且电机150设置在未不出的电机壳体
中。 设置在蠕动泵的用户能操作该泵的位置处并且未示出的输入部连接至控制器140，使得用户能通过该输入部输入要由蠕动泵110排出的期望排出量。
转子120具有大致的盘形形状，并由外壳111支撑，以便可绕外壳的轴线旋转。四个滚子121设置在转子120的周边附近的位置处，并由转子120支撑，以便可绕轴向中心旋转。四个滚子121的旋转轴线位于与转子120的旋转轴线同轴的同一圆周上，并具有该四个滚子121的旋转轴线与转子120的旋转轴线平行的位置关系。四个滚子121的旋转轴线沿周向方向以规则的间隔安置在同一圆周上。滚子121的周向表面从转子120的圆周朝该转子120的径向向外的方向突出。拱形壁部112设置在外壳111的一部分中，并设置在与转子120的圆周的一部分相対的位置。拱形壁部112沿转子120的圆周近似半圆形地设置，并且弧的中心的位置与转子120的旋转轴线重合。拱形壁部112设置成覆盖图6中的转子120的上半部。当四个转子121分别位于如图6所示 的上侧、下侧、右侧和左侧时，三个或者上侧、左侧和右侧的滚子121与拱形壁部112相对，并且拱形壁部112的两个尾部112AU12A分别处于它们与左侧和右侧的滚子121相対的位置关系。从转子120的圆周朝转子120的径向向外的方向突出的滚子121的周向表面与拱形壁部112分开预定的距离，并且管道130设置在该滚子121的周向表面与该拱形壁部112之间的间隙中。管道130可在径向方向上弾性地变形，并且在其缠绕转子120的状态下相对于外壳111不可动。滚子121的周向表面与拱形壁部112之间的距离比管道130在其不弹性变形的状态下的外径短。因此，管道130被夹紧在拱形壁部112与滚子121的从转子120的圆周朝转子120的径向向外的方向突出的所述周向表面之间，以处于管道受挤压的状态。相反，管道130的没有被夹紧在拱形壁部112与滚子121的周向表面之间的部分并未弹性变形。当转子120旋转时，滚子121的周向表面与拱形壁部112相対的位置改变，并且从管道130推出管道130中的流体，由此向连接至管道130并且未示出的分送设备排出试剂或者相似的流体。转子120从动地耦联至电机150，并直接耦联至电机150，以便获得相同的旋转量。根据转子120的旋转，四个滚子121在旋转的同时摆动(绕转子120的轴线转动)。更具体地，电机150是步进电机，并连接至控制器140。控制器140具有中央处理单元(CPU) 142、由RAM和ROM构成的存储器143以及驱动器144。CPU142经由驱动器144控制电机150的旋转速度和角度。CPU142连接至由编码器构成的传感器141，使得CPU142经由传感器141始終知晓滚子121的旋转位置。在存储器143的ROM中，存储诸如如图7所示的并且为转子120上的滚子121的旋转位置所固有的排出量的数据。当蠕动泵110要排出期望的量吋，CPU142基于由传感器141检测到的滚子121的旋转位置以及存储在存储器143的ROM中的排出量的数据来计算排出期望的量所需的转子120的旋转角度，并控制与转子120的该旋转角度对应的电机的旋转角度。传感器141、存储器143和CPU142与转子旋转角度控制单元对应。以下，将描述在图7的图表中示出并且由蠕动泵110产生的脉动流动。在图7的图表中，0°的转子旋转角度表示四个滚子121分别位于图6的上侧、下侧、右侧和左侧的状态。在该状态下的转子位置被设定成原点位置。电机150从该状态被驱动，以使转子120连续地旋转微小的角度，并测量在每ー微小的角度时的排出量。图7的图表示出在转子120旋转ー圈之前，即四个滚子121回到它们的初始位置之前所顺序获得的排出量的曲线。图7所示的四个拐点与滚子121的数量相关。当转子120在图6中向右旋转90度时，在图6中的上侧位置的滚子121摆动至右侧位置，并产生在图7中的0°至90°的转子旋转角度之间所示出的ー个拐点。当转子120进ー步向右旋转90度时，类似地，在图6中的右侧位置的滚子121摆动至下侧位置，并产生在图7中的90°至180°的转子旋转角度之间所示出的ー个拐点。同样地，相对于图7中180°至270°和270°至360°的转子旋转角度，类似地产生了拐点，结果在转子120的ー圈期间产生四个拐点。即，拐点的数量对应于滚子的数量。通过能如图7所示使排出量脉动的蠕动泵，物理地使图I所示的并用于发射两个波长的光束的単元与用于接收所述光束的単元之间的距离(在附图中，PH值测量容器中的待測量溶液)脉动。在该实施例中，将蠕动泵用作溶液脉动单元11。溶液脉动单元不局限于此，并且只要能使溶液脉动，可采用诸如注射泵或者离心泵的任何模式。替代性地，pH值测量部(发光元件和受光元件)在该实施例中可附接至管道。在该替代中，优选地，管道可具有允许该管道通过由蠕动泵等所引起的脉动流动而移位的刚 性，并且可以是透明的或半透明的，使得光束能透过管道。通过溶液脉动单元11的脉动不需要总是执行，并且可只有当要測量pH值时才执行。此外，可优选地以能检测到脉动的预定频率(例如人的脉搏率)执行脉动。在图I中，在通过用作能使如图7所示的排出量脉动的単元的蠕动泵，物理地使图I所示的并用于发射两个波长的光束的単元与用于接收所述光束的単元之间的距离(在附图中，PH值测量容器中的待測量溶液)脉动的情况下，获得下列各项。当假定没有散射吋，从朗伯-比尔定律获得下列各项。A558 — α 558 Δ LCA430 = α 430 Δ LC其中α :吸收系数AL :光学路径长度的变化量C :浓度因此，吸光度比率表示如下。Α558/Α430 — α 558 Δ LC/ α 430 Δ LC — α 558/ α 430如上所述，根据本发明的pH值测量设备(方法)，由于在显示出几乎没有指示剂的吸收的700nm附近的波长，能由先前获得的pH值与吸收系数之间的关系计算pH值，而无需无零级校正。接下来，将參考图8描述图示本发明的溶液pH值测量设备的图I的方框图所示的构造。发射不同波长的光束的发光元件(LED) 1、2由驱动电路3驱动，以便通过利用从电池4供应的电功率交替地发射光束。具有图8所示的pH值测量设备的培养皿由培养皿B和pH值测量设备A构成。PH值测量设备A由単独的构件构成，使得该设备能以培养皿中的pH值测量溶液区介于发光元件(LED)与受光元件(PD)之间的方式插入。形成培养皿B，使得至少测量溶液的在培养皿中并且混入了指示剂的那部分能流入pH值测量溶液区。作为发光兀件1、2的光束，分别米用指不吸光度峰值的430 [nm]和558 [nm]波长的光束。从发光元件1、2发射的光束透过安置pH值测量溶液5的部分，然后由作为受光元件的光电ニ极管(PD)6接收，以转变成电信号。然后，转变的信号由放大器7放大，噪声分量由多路器和对应于光的波长的滤波器减小，并且信号然后由未示出的Α/D转换器数字化，其后被供应至处理部(CPU) 10。 附图标记11表示溶液脉动单元，用来物理地使用于发射两个波长的光束的単元与用于接收所述光束的単元之间的距离(在附图中，PH值测量容器中的待測量溶液)脉动。作为溶液脉动单元，与受光元件(PD)或发光元件(LED)并置并周期地执行物理地使光束发射单元与光束接收单元之间的距离(在附图中，PH值测量容器中的待測量溶液)脉动的挤压操作的単元比上述蠕动泵更合适。根据本发明的方面，能够实现用于测量溶液的pH值的方法和设备，其中，由于在显示出几乎没有指示剂的吸收的700nm附近的波长，不需要校正零级。
权利要求
1.一种测量溶液的PH值的方法，包括 在使測量区域中的所述溶液脉动的同时，从混入了指示剂的所述溶液的所述测量区域的ー侧发射两个波长的光束； 在使所述测量区域中的所述溶液脉动的同时，在所述测量区域的另ー侧接收所发射的所述光束的透射光束和反射光束的至少其中一者； 基于所接收到的所述透射光束和所述反射光束的所述至少其中一者获得所述两个波长的吸光度； 从所获得的所述吸光度获得吸光度比率；以及 基于所获得的吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库计算所述溶液的pH值。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述光束中的ー个具有400至460nm的波长，而所述光束中的另ー个具有530至580nm的波长。
3.一种用于測量溶液的pH值的设备，包括 光束发射单元，其构造成从混入了指示剂的所述溶液的測量区域的ー侧发射两个波长的光束； 光束接收单元，其构造成在所述测量区域的另ー侧接收所发射的所述光束的透射光束和反射光束中的至少其中一者； 溶液脉动单元，其构造成在所述测量区域中执行所述溶液的脉动； 吸光度计算单元，其构造成基于在所述溶液通过所述溶液脉动单元的脉动期间由所述光束接收单元所接收到的所述透射光束和所述反射光束的所述至少其中一者来获得所述两个波长的吸光度； 吸光度比率计算单元，其构造成从所获得的所述吸光度来获得吸光度比率；以及 PH值计算単元，其构造成基于所获得的吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库来计算所述溶液的PH值。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述溶液脉动单元执行存在于所述光束发射单元与所述光束接收单元之间的所述溶液的脉动。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述溶液脉动单元是安置在所述溶液的所述测量区域的前面或后面的蠕动泵、注射泵和离心泵中的ー个。
6.根据权利要求3所述的设备，其中，所述溶液脉动单元以能检测到脉动的频率执行所述脉动。
7.根据权利要求3所述的设备，其中，所述溶液脉动单元只有在要測量pH值时才执行所述脉动。
8.根据权利要求3所述的设备，其中，所述溶液脉动单元改变所述光束发射单元与所述光束接收单元之间的距离。
全文摘要
测量溶液的pH值的方法包括在使测量区域中的溶液脉动的同时，从混入了指示剂的溶液的所述测量区域的一侧发射两个波长的光束；在使测量区域中的溶液脉动的同时，在测量区域的另一侧接收发射光束的透射光束和反射光束中的至少一者；基于接收到的透射光束和反射光束中的至少一者获得两个波长的吸光度；从所获得的吸光度获得吸光度比率；以及基于所获得的吸光度比率和先前存储的吸光度比率/pH值对应数据库计算溶液的pH值。
文档编号G01N21/31GK102645412SQ201210039189
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月20日 优先权日2011年2月18日
发明者久保宽嗣, 冈野光夫, 大浦光宏, 山森伸二, 武田朴, 清水达也 申请人:学校法人东京女子医科大学, 日本光电工业株式会社