条件管理

pHメーター(pH計・pH電極)

pHメーターは、培地・フィード、培養液、精製工程のバッファーや中間体、製剤液などのpHを測定・記録する機器です。pHは細胞の増殖・生存率・代謝・産生性や、クロマトの結合・溶出、ウイルス不活化、製剤の安定性に直接影響するため、培養から精製・製剤まで一貫して管理されます。一般的にはガラス電極と参照電極を組み合わせた電位差測定で、温度の影響を温度補償で補正します。

pH測定校正・温度補償インライン/ラボデータ記録
分類
条件管理
主な用途
pH測定 / 校正・温度補償 / インライン/ラボ / データ記録
関連モダリティ
抗体医薬 / Fc融合・組換えタンパク質 / 細胞治療 / 遺伝子治療 / 微生物発酵 / mRNA-LNP / 低分子
代表メーカー
Mettler-Toledo・Thermo Fisher Scientific・Hach・Hamilton ほか計6社
関連キーワード
培地・フィード / 本培養 / 灌流培養 / クロマトグラフィー精製 / ウイルス不活化 / UF/DF

用途・特徴

pHメーターは、測定部であるpH電極(センサー)と、電位を読み取って表示・記録する本体(トランスミッターまたはメーター)で構成されます。最も広く使われるのはガラス電極で、測定電極のガラス膜に生じる電位を参照電極との差として読み取ります。pHは温度依存性があるため、温度センサーを内蔵し温度補償をかけて測定するのが基本です。

用途によって機器の形態が分かれます。ラボでサンプルを採取して測るベンチトップ/ポータブル機、バイオリアクターや配管に挿し込んで連続測定するインライン(プロセス)電極、ディスポーザブル容器に組み込むシングルユースpH、そして電解液や参照液を持たない光学式pH(蛍光式)やISFET(半導体式)などがあります。形態が違っても、正しい校正・温度補償・メンテナンスがあって初めて測定値が信頼できる点は共通します。

Point
  • ガラス電極+参照電極による電位差測定が基本(温度補償が前提)
  • ラボ用ベンチトップ/ポータブルと、工程用インライン電極で形態が分かれる
  • バイオリアクターはSIP/CIP・オートクレーブに耐える電極が必要
  • シングルユースpH、光学式pH(蛍光式)、ISFETなどガラスレス選択肢もある
  • Memosens/Arcなどデジタル接続で、校正情報や履歴をセンサー側に保持できる
  • 2点/3点校正と定期メンテナンスが測定精度を左右する
  • GMP工程ではデータ完全性・監査証跡・21 CFR Part 11対応が問われる
  • オフラインpH(ラボ測定)でインラインの値を定期的に照合・補正する運用が一般的

使用方法

ラボ測定の基本的な流れです。インライン電極は、装着・滅菌後にコントローラーへ接続し、オフライン測定値と照合しながら運用します。

1校正用標準液(pH 4/7/10など)を準備する
2電極の保管状態・参照液・ガラス膜を点検する
3標準液で2点または3点校正を行う
4スロープ(感度)とオフセットを確認する
5測定サンプルを採取する
6サンプル温度を確認し温度補償を効かせる
7電極を浸して値が安定するまで待つ
8pH値と温度を読み取り記録する
9電極を洗浄し保管液に戻す
10結果を工程条件・規格と照合する
実際の運用は、サンプル種、測定形態(ラボ/インライン/シングルユース/光学式)、校正頻度、温度範囲、滅菌方法、データ連携、GMP対応によって変わります。インラインpHはドリフトが生じるため、オフラインpHでの定期照合と必要に応じた再校正・オフセット調整が重要です。

掲載情報の確認日:2026年7月(メーカー公開情報をもとに編集部が確認。最新・正確な仕様は各社公式をご確認ください)