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WO2025070168A1 - プローブ - Google Patents

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Publication number
WO2025070168A1
WO2025070168A1 PCT/JP2024/033103 JP2024033103W WO2025070168A1 WO 2025070168 A1 WO2025070168 A1 WO 2025070168A1 JP 2024033103 W JP2024033103 W JP 2024033103W WO 2025070168 A1 WO2025070168 A1 WO 2025070168A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow
probe
flow path
fluid
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/033103
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敬之 西
昌孝 長谷川
尚志 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of WO2025070168A1 publication Critical patent/WO2025070168A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a probe.
  • the spectroscopic analyzer has a probe.
  • the tip of the probe has an optical system built in for irradiating a measurement light onto a substance to be measured for physical property data and capturing return light from the substance to be measured.
  • the probe (referred to as an optical analysis device connector in JP2020-511635A) is attached to a flow cell.
  • JP2020-511635A discloses an embodiment in which a part of a ball lens as an optical system arranged at the tip of the probe protrudes into the flow path of the flow cell through which a fluid containing the substance to be measured flows.
  • the protruding portion becomes a flow constriction portion where the area of the flow path as viewed from the direction of fluid flow is narrower than other portions. There is a concern that this flow constriction portion may generate vortexes, which may damage the substance being measured in the fluid.
  • JP2020-511635A does not take any measures to keep damage to the substance being measured caused by the protruding portion within an acceptable range.
  • One embodiment of the technology disclosed herein provides a probe that can keep damage to the substance being measured within an acceptable range.
  • the probe disclosed herein is a probe that is attached to a flow cell having a first flow path through which a fluid containing a substance to be measured for physical property data of a spectroscopic analysis device flows, and is disposed with its tip protruding into the first flow path, and the tip is configured such that the area of the flow path through which the fluid flows at the point where the tip protrudes, as viewed in the direction of fluid flow, is equal to or greater than the area of the flow path at the narrowest point downstream of the tip, which is the narrowest in area as viewed in the direction of fluid flow.
  • the flow cell is connected to an inlet passage that allows fluid to flow from the outside into the first flow path, and an outlet passage that allows fluid to flow from the first flow path to the outside, and it is preferable that the narrowest point is located in the outlet passage.
  • a second flow path through which the fluid flows is formed at the tip.
  • the flow direction of the fluid in the second flow path coincides with the flow direction of the fluid in the first flow path.
  • the second flow path preferably has a fluid inlet and outlet that are surrounded by a wall.
  • the physical property data is preferably Raman spectral data.
  • the fluid is preferably one of a cell culture medium, a culture supernatant, a purified liquid, and a culture medium.
  • the technology disclosed herein can provide a probe that can keep damage to the substance being measured within an acceptable range.
  • FIG. 13 is a diagram showing how Raman spectrum data of antibodies and the like in a culture supernatant obtained in a cell culture section is measured by a measurement system.
  • FIG. 2 is a diagram showing excitation light and Raman scattered light.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a flow cell, a spectroscopic probe unit, and a measurement head.
  • FIG. 2 is an exploded cross-sectional view of a flow cell, a spectroscopic probe unit, and a measurement head.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a flow cell, a spectroscopic probe unit, and a measurement head.
  • FIG. 2 is a diagram showing an optical system built into the measurement head.
  • 11 is an explanatory diagram of the relationship in size between the flow channel areas at various points of the flow cell and the narrowest point of the second delivery path.
  • the measurement system 2 includes a flow cell 10 and a Raman spectrometer 11.
  • the measurement system 2 is incorporated into a cell culture section 12 in, for example, a manufacturing system for active pharmaceutical ingredients for biopharmaceuticals.
  • the cell culture section 12 has a culture tank 13 and a cell removal filter 14.
  • a cell culture solution 15 is stored in the culture tank 13.
  • the Raman spectrometer 11 is an example of a "spectroscopic analysis device" according to the technology disclosed herein.
  • Antibody-producing cells 16 are seeded in the culture tank 13, and the antibody-producing cells 16 are cultured in the cell culture solution 15.
  • the antibody-producing cells 16 are cells established by incorporating an antibody gene into a host cell, such as a Chinese Hamster Ovary cell (CHO cell).
  • the antibody-producing cells 16 produce immunoglobulin, i.e., antibody 17, during the culture process. Therefore, not only the antibody-producing cells 16 but also the antibody 17 are present in the cell culture solution 15.
  • the antibody 17 is, for example, a monoclonal antibody, and is an active ingredient in a biopharmaceutical.
  • the antibody 17 is an example of a "substance to be measured" according to the technology of the present disclosure.
  • a first discharge path 18 is connected to the culture tank 13.
  • a cell removal filter 14 is disposed in the first discharge path 18.
  • the cell removal filter 14 captures antibody-producing cells 16 in the cell culture fluid 15 with a filter membrane (not shown) by, for example, tangential flow filtration (TFF) method, and removes the antibody-producing cells 16 from the cell culture fluid 15.
  • the cell removal filter 14 also allows antibodies 17 to pass through. Therefore, downstream of the cell removal filter 14 in the first discharge path 18, the cell culture fluid 15 containing mainly antibodies 17 flows.
  • the cell culture fluid 15 from which the antibody-producing cells 16 have been removed by the cell removal filter 14 in this manner is called culture supernatant.
  • the cell culture fluid 15 from which the antibody-producing cells 16 have been removed by the cell removal filter 14 is referred to as culture supernatant 15A.
  • the culture supernatant 15A is an example of a "fluid” related to the technology disclosed herein.
  • the culture supernatant 15A also contains cell-derived proteins, cell-derived DNA (deoxyribonucleic acid), aggregates of the antibody 17, viruses, etc. These cell-derived proteins, cell-derived DNA, aggregates of the antibody 17, and viruses are also examples of the "substance to be measured” according to the technology of this disclosure.
  • the cell removal filter 14 may be an alternating tangential flow filtration (ATF) filter.
  • ATF alternating tangential flow filtration
  • the flow cell 10 is connected to the first delivery path 18 downstream of the cell removal filter 14. Culture supernatant 15A flows into the flow cell 10 from the first delivery path 18 at a preset flow rate.
  • the first delivery path 18 is an example of a "flow path” and an "inflow path” according to the technology disclosed herein.
  • a delivery pump (not shown) is provided downstream of the cell removal filter 14 on the first delivery path 18 (between the cell removal filter 14 and the flow cell 10). The delivery pump delivers the culture supernatant 15A toward the flow cell 10 at a flow rate of 200 cc/min or more, for example 300 cc/min.
  • a second outlet path 19 is also connected to the flow cell 10. Culture supernatant 15A that flows into the flow cell 10 from the first outlet path 18 flows out to the second outlet path 19.
  • the second outlet path 19 is an example of a "flow path” and an "outflow path” according to the technology disclosed herein.
  • the second outlet path 19 is connected to a purification section that purifies antibody 17 from the culture supernatant 15A using, for example, a chromatography device, and sends the culture supernatant 15A from the flow cell 10 to the purification section.
  • the Raman spectrometer 11 is an instrument that evaluates a substance M by utilizing the characteristics of the Raman scattered light RSL.
  • the excitation light EL When excitation light EL is irradiated onto substance M, the excitation light EL interacts with substance M to generate Raman scattered light RSL having a different wavelength from the excitation light EL.
  • the wavelength difference between the excitation light EL and the Raman scattered light RSL corresponds to the energy of the molecular vibration of substance M. For this reason, Raman scattered light RSL with different wavenumbers can be obtained between substances M with different molecular structures.
  • the Stokes line and anti-Stokes line it is preferable to use the Stokes line for the Raman scattered light RSL.
  • the Raman spectrometer 11 is composed of a measurement head 25 and an analyzer 26.
  • the measurement head 25 is connected to the analyzer 26 via a cable 27.
  • the measurement head 25 is attached to the flow cell 10.
  • the measurement head 25 side is referred to as the "top” or “base end”, and the flow cell 10 side is referred to as the "bottom”, “bottom”, or "tip”.
  • the analyzer 26 incorporates a light source that emits excitation light EL.
  • the excitation light EL emitted from the light source is guided to the measurement head 25 via the cable 27.
  • the measurement head 25 emits the excitation light EL from its tip.
  • the excitation light EL is irradiated onto the culture supernatant 15A flowing inside the flow cell 10.
  • Raman scattered light RSL is generated by the interaction between this excitation light EL and the antibodies 17 and the like in the culture supernatant 15A.
  • the measurement head 25 receives the Raman scattered light RSL.
  • the Raman scattered light RSL received by the measurement head 25 is output to the analyzer 26 via the cable 27.
  • the analyzer 26 resolves the Raman scattered light RSL by wavenumber and derives the intensity value of the Raman scattered light RSL for each wavenumber, thereby generating Raman spectrum data 28.
  • the Raman spectrum data 28 is data in which the intensity value of the Raman scattered light RSL for each wavenumber is registered.
  • the Raman spectrum data 28 is data derived from the intensity values of the Raman scattered light RSL in the wavenumber range of 700 cm -1 to 1800 cm -1 in increments of 1 cm -1 .
  • the graph shown below the Raman spectrum data 28 is obtained by plotting the intensity values of the Raman spectrum data 28 for each wavenumber and connecting them with a line.
  • the Raman spectrum data 28 is an example of "physical property data" according to the technology of the present disclosure.
  • the measurement system 2 flows the culture supernatant 15A obtained from the culture tank 13 in which the antibody-producing cells 16 are being cultured, into the flow cell 10.
  • the culture supernatant 15A flowing through the flow cell 10 is then irradiated with excitation light EL via the measurement head 25, thereby measuring Raman spectrum data 28 of the antibodies 17, etc., in the culture supernatant 15A.
  • the Raman spectrum data 28 is used to predict the state of the substance to be measured, such as the concentration of antibody 17 in culture supernatant 15A.
  • a machine learning model is used that outputs the concentration of antibody 17 in response to the input of Raman spectrum data 28.
  • the concentration of aggregates in culture supernatant 15A may be predicted as the state of the substance to be measured.
  • the concentration, density, etc. may be predicted.
  • the flow cell 10 is a rectangular parallelepiped member having a linear flow path 30 with a circular cross section at its center.
  • the flow path 30 is an example of a "flow path" and a "first flow path” according to the technology of the present disclosure.
  • the flow cell 10 is made of a metal, for example, Hastelloy.
  • the flow cell 10 may be made of a resin, for example, a polyolefin resin. If made of a resin, the flow cell 10 may be for single use.
  • the flow cell 10 has cylindrical boss-shaped first and second connection parts 31 and 32 on both opposing end faces.
  • the first connection part 31 has an inlet 33 of the flow path 30, and the second connection part 32 has an outlet 34 of the flow path 30.
  • the direction parallel to the flow path 30 from the inlet 33 to the outlet 34 is the flow direction FD1 of the culture supernatant 15A in the flow path 30.
  • the flow direction FD1 is an example of the "flow direction of the fluid in the first flow path" according to the technology disclosed herein.
  • the first delivery path 18 and the first connection part 31 are liquid-tightly connected by a ferrule joint.
  • the ferrule joint is composed of a ferrule (not shown) formed at one end of the first delivery path 18 and one end of the first connection part 31, a gasket (not shown) sandwiched in a groove of the ferrule, and a first clamp 35 that fixes one end of the first delivery path 18 and one end of the first connection part 31.
  • the second delivery path 19 and the second connection part 32 are similarly liquid-tightly connected by a ferrule joint including a second clamp 36. Note that a parallel thread or a tapered thread may be used to connect the first delivery path 18 and the first connection part 31 to the second delivery path 19 and the second connection part 32.
  • the first delivery path 18 has the same diameter from the cell removal filter 14 to the end connected to the first connection part 31.
  • the end of the first delivery path 18 connected to the first connection part 31 has a reverse tapered shape with a gradually wider diameter from the upstream side (cell culture part 12 side) to the downstream side (flow cell 10 side) in the flow direction FD1.
  • the end of the second delivery path 19 connected to the second connection part 32 has a tapered shape with a gradually narrower diameter from the upstream side (flow cell 10 side) to the downstream side (purification part side) in the flow direction FD1.
  • the second delivery path 19 maintains this narrowed diameter up to the purification part.
  • the point where the diameter is narrowed in the second delivery path 19 is the narrowest point 41, which is the narrowest area as viewed from the flow direction FD1, of the flow path through which the culture supernatant liquid 15A flows downstream of the tip 49 of the probe 45 described later.
  • a mounting hole 37 is provided in the center of the top surface of the flow cell 10.
  • the mounting hole 37 is a circular hole for removably mounting a spectroscopic probe unit (hereinafter simply referred to as unit) 38 to the flow cell 10, and has a thread 39 on its inner wall surface.
  • the mounting hole 37 is connected to a fitting hole 40 (see Figures 4 and 5).
  • the fitting hole 40 is also a circular hole, and its center coincides with that of the mounting hole 37.
  • the fitting hole 40 has a smaller diameter than the mounting hole 37.
  • the fitting hole 40 penetrates into the flow path 30.
  • the unit 38 is composed of a probe 45, a rotation restriction member 46, and a connection member 47.
  • the unit 38 is made of a metal, for example, Hastelloy.
  • the unit 38 may be made of a resin, for example, a polyolefin resin. If made of resin, the unit 38 may be for single use.
  • the probe 45 is a cylindrical member having a diameter that matches the diameter of the fitting hole 40.
  • the operator of the measurement system 2 inserts the probe 45 into the mounting hole 37 and fits it into the fitting hole 40. This places the probe 45 in the flow cell 10.
  • the rotation restriction member 46 is not attached to the mounting hole 37, but is simply inserted into the mounting hole 37 and fitted into the fitting hole 40, the probe 45 can rotate 360° in the circumferential direction.
  • “match” refers to a match that includes an error that is generally acceptable in the technical field to which the technology of the present disclosure belongs, as well as a perfect match, and does not go against the spirit of the technology of the present disclosure.
  • the error here is preferably ⁇ 10%, and more preferably ⁇ 5%.
  • the probe 45 has a main body 48 and a tip 49.
  • the main body 48 has a linear, circular optical path 50 at its internal center.
  • the excitation light EL and Raman scattered light RSL pass through the optical path 50.
  • the excitation light EL passes through the optical path 50 from the measurement head 25 and the main body 48 toward the tip 49.
  • the Raman scattered light RSL passes through the optical path 50 from the tip 49 toward the main body 48 and ultimately the measurement head 25.
  • a radially recessed groove 51 is formed around the entire circumference of the outer periphery of the upper part of the main body 48.
  • the tip of a bolt 53 is pressed against the bottom surface 52 of the groove 51 (see Figure 5).
  • a flange 54 that protrudes radially is formed around the entire outer periphery of the central portion of the main body 48.
  • the flange 54 functions as a stopper that prevents the main body 48 of the probe 45 above the flange 54 from slipping below the bottom surface 55.
  • a circular groove 56 (see Figures 4 and 5) is formed on the underside of the flange 54.
  • An O-ring 57 is fitted into the groove 56.
  • the O-ring 57 is made of elastic rubber.
  • the O-ring 57 is compressed between the bottom surface 55 of the mounting hole 37 and the groove 56, thereby preventing the culture supernatant fluid 15A flowing through the flow path 30 from leaking out to the outside.
  • O-rings for preventing leakage of the culture supernatant fluid 15A are also arranged between the main body 48 and the tip 49, etc.
  • the optical system 60 is built into the lower part of the main body 48.
  • the optical system 60 is positioned so that its optical axis OA1 (see Figures 4 and 5) coincides with the center of the optical path 50.
  • the optical system 60 is composed of a hemispherical lens 61 and a transparent plate 62.
  • the hemispherical lens 61 is literally a hemispherical lens, and is made of, for example, sapphire glass or quartz glass.
  • the hemispherical lens 61 has a hemispherical entrance surface for the excitation light EL and a planar exit surface for the excitation light EL.
  • the transparent plate 62 is a circular plate having an entrance surface and an exit surface 63 for the excitation light EL that are parallel to each other (see Figures 4 and 5), and is made of, for example, sapphire glass or quartz glass.
  • parallel refers to parallelism in the sense that it includes, in addition to perfect parallelism, an error that is generally acceptable in the technical field to which the technology of the present disclosure belongs and that does not go against the spirit of the technology of the present disclosure.
  • the error here is preferably ⁇ 10%, and more preferably ⁇ 5%.
  • the curvature of the exit surface of the hemispherical lens 61 and the entrance surface of the transparent plate 62 are the same (0 in this case).
  • the exit surface of the hemispherical lens 61 and the entrance surface of the transparent plate 62 may be fixedly joined with an adhesive or the like, or may be held at the tip 49 in a state where the surfaces are simply joined together without the use of an adhesive or the like.
  • “same” refers to sameness in the sense of including an error that is generally acceptable in the technical field to which the technology of the present disclosure belongs, as well as an error that does not go against the spirit of the technology of the present disclosure.
  • the error referred to here is preferably ⁇ 10%, and more preferably ⁇ 5%.
  • the tip 49 protrudes from the fitting hole 40 into the flow path 30. Therefore, when viewed from the flow path 30 upstream of the fitting hole 40, the fitting hole 40 is a contraction section.
  • the fitting hole 40 is an example of a "point where the tip protrudes" according to the technology of this disclosure.
  • the tip 49 has a cylindrical container shape with an open upper side connected to the main body 48, a flat bottom plate 64 (see Figs. 4 and 5) at the lower side, and a peripheral plate standing upright from the bottom plate 64.
  • An inlet 65 and an outlet 66 for the culture supernatant 15A are formed at 180° symmetrical positions in the center of the peripheral plate.
  • the inlet 65 and the outlet 66 are rectangular, more precisely square, and surrounded by a wall.
  • the direction parallel to the flow path 67 from the inlet 65 toward the outlet 66 is the flow direction FD2 of the culture supernatant 15A in the flow path 67.
  • the flow path 67 is an example of a "flow path” and a “second flow path” according to the technology disclosed herein.
  • flow direction FD2 is an example of the "flow direction of the fluid in the second flow path” according to the technology disclosed herein.
  • the mounting hole 37 is formed at a depth such that the center of the flow path 30 and the center of the flow path 67 coincide when the flange 54 abuts against its bottom surface 55.
  • the probe 45 is rotated around the optical axis OA1 by the operator when the rotation restriction member 46 is not attached to the mounting hole 37, and the flow direction FD2 coincides with the flow direction FD1.
  • the centers of the flow paths 30 and 67 coincide, and the flow directions FD1 and FD2 coincide, so that the line L1 connecting the center of the inlet 33 and the center of the outlet 34 of the flow path 30 coincides with the line L2 connecting the center of the inlet 65 and the center of the outlet 66 of the flow path 67 (see FIG. 5).
  • the "coincidence” here refers to a perfect coincidence as well as a coincidence that includes an error that is generally acceptable in the technical field to which the technology of the present disclosure belongs and does not go against the spirit of the technology of the present disclosure.
  • the error here is preferably ⁇ 10%, more preferably ⁇ 5%.
  • the line L1 and the line L2 being aligned means that an angular deviation of, for example, ⁇ 3° is permitted. Note that the centers of the flow channels 30 and 67 do not necessarily have to be aligned.
  • the rotation restriction member 46 has a large diameter section 70 on the base end side and a small diameter section 71 on the tip end side.
  • a circular insertion hole 72 is formed in the center of the interior of the rotation restriction member 46.
  • the insertion hole 72 is one size larger in diameter than the probe 45.
  • the diameter of the insertion hole 72 is one step smaller at the boundary between the large diameter section 70 and the small diameter section 71.
  • the probe 45 is inserted into the insertion hole 72. Therefore, the probe 45 becomes the inner cylinder, and the rotation restriction member 46 becomes the outer cylinder.
  • the small diameter portion 71 has a thread 73.
  • the thread 73 screws into the thread 39 of the mounting hole 37.
  • the thread 39 and the thread 73 allow the rotation restriction member 46 to be attached and detached to the flow cell 10.
  • a through hole 75 is formed in the large diameter portion 70 at a position corresponding to the groove 51 of the probe 45.
  • the diameter of the through hole 75 is larger than the diameter of the bolt 53.
  • the bolt 53 is inserted into the through hole 75.
  • the connection member 47 has, in order from the base end side, a large diameter portion 80, a medium diameter portion 81, and a small diameter portion 82.
  • the diameter of the large diameter portion 80 is larger than the diameter of the insertion hole 72 in the large diameter portion 70 of the rotation restriction member 46.
  • the diameter of the medium diameter portion 81 is slightly smaller than the diameter of the insertion hole 72 in the large diameter portion 70 of the rotation restriction member 46.
  • the diameter of the small diameter portion 71 is slightly smaller than the diameter of the insertion hole 72, which is one step smaller at the boundary portion between the large diameter portion 70 and the small diameter portion 71. Therefore, the connection member 47 is inserted into the space between the probe 45 and the rotation restriction member 46 with some backlash from the rotation restriction member 46.
  • the medium diameter portion 81 faces the large diameter portion 70 of the rotation restriction member 46
  • the small diameter portion 82 faces the small diameter portion 71 of the rotation restriction member 46 in the radial direction.
  • the connecting member 47 has a circular mounting hole 83 formed in the center.
  • a thread 84 is cut into the inner wall surface of the mounting hole 83.
  • the mounting hole 83 is connected to a fitting hole 85 (see Figures 4 and 5).
  • the fitting hole 85 is also a circular hole, and its center coincides with that of the mounting hole 83.
  • the fitting hole 85 has a diameter slightly smaller than that of the mounting hole 83.
  • the diameter of the fitting hole 85 matches the diameter of the probe 45, and the probe 45 is fitted into the fitting hole 85. More specifically, the diameter of the probe 45 and the fitting hole 85 is, for example, 12.1 mm ( ⁇ 12.1).
  • the fit tolerance of the probe 45 is, for example, H7 (0 to +18 ⁇ m), and the fit tolerance of the fitting hole 85 is, for example, G6 (+6 ⁇ m to +17 ⁇ m).
  • a screw hole 86 is formed at a position of the medium diameter portion 81 corresponding to the groove 51 of the probe 45 and the through hole 75 of the rotation restriction member 46.
  • the screw hole 86 is a through hole, and when the probe 45 is fitted to the connection member 47, the bottom surface 52 of the groove 51 of the probe 45 is seen.
  • a screw 87 cut into the tip of the bolt 53 is screwed into the screw hole 86.
  • a hexagonal hole is formed in the head of the bolt 53 for inserting a hexagonal wrench. After the probe 45 is fitted to the connection member 47, the operator inserts the bolt 53 into the through hole 75 and screws the screw 87 into the screw hole 86. At this time, the tip of the bolt 53 is pressed against the bottom surface 52 of the groove 51 of the probe 45, thereby fixing the probe 45 and the connection member 47.
  • the bolt 53 may be made of metal or resin.
  • the fitting hole 85 has a length approximately equal to the length of the main body 48 of the probe 45 above the flange 54.
  • the measurement head 25 has a linear and circular optical path 90 at its internal center. Like the optical path 50 of the probe 45, the excitation light EL and the Raman scattered light RSL pass through the optical path 90. The center of the optical path 90 coincides with the optical axis OA2 of the optical system 100 built into the measurement head 25.
  • the measuring head 25 has a main body 91 and a tip 92.
  • the tip 92 has a smaller diameter than the main body 91.
  • the diameter of the tip 92 matches the diameter of the mounting hole 83 of the connecting member 47.
  • the tip 92 is threaded with a thread 93.
  • the thread 93 screws into the thread 84 of the mounting hole 83 of the connecting member 47.
  • the measurement head 25 has an optical system 100 built in.
  • the optical system 100 has a collimating lens 101, a mirror 102, a dichroic filter 103, and a focusing lens 104.
  • the collimating lens 101 is provided at a position facing the optical fiber 105 for excitation light that is laid in the cable 27.
  • the excitation light EL guided from the analyzer 26 by the optical fiber 105 for excitation light is incident on the collimating lens 101.
  • the collimating lens 101 collimates the excitation light EL and outputs it to the mirror 102.
  • the mirror 102 reflects the excitation light EL, which has been made parallel, towards the dichroic filter 103.
  • the dichroic filter 103 reflects the excitation light EL from the mirror 102 toward the optical system 60 of the probe 45.
  • the excitation light EL passes through the optical system 60 and is focused at the focusing position FP.
  • the focal length is determined by the diameter and refractive index of the hemispherical lens 61, and the focusing position FP is determined by the focal length.
  • the focusing position FP is point-like.
  • the focusing position FP is between the exit surface 63 of the transparent plate 62 and the inner wall surface of the bottom plate 64 of the tip 49.
  • the focusing position FP coincides with the point where the exit surface 63 of the transparent plate 62 intersects with the optical axis OA1. In other words, the focusing position FP is located at the exit surface 63 of the transparent plate 62.
  • the dichroic filter 103 transmits the Raman scattered light RSL captured by the optical system 60 and outputs it to the focusing lens 104.
  • the focusing lens 104 is provided in a position facing the optical fiber 106 for Raman scattered light that is laid in the cable 27.
  • the focusing lens 104 focuses the Raman scattered light RSL from the dichroic filter 103 onto the optical fiber 106 for Raman scattered light.
  • the optical axis OA2 of the optical system 100 is a line that passes through the centers of the dichroic filter 103 and the focusing lens 104.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional view of the lower part of the flow cell 10, as well as a cross-sectional view of the fitting hole 40 where the tip 49 protrudes, the downstream part of the tip 49 (hereinafter referred to as the other part), and the narrowest part 41 of the second delivery path 19, cut along a plane perpendicular to the flow direction FD1.
  • the flow path through which the culture supernatant liquid 15A flows exists inside and outside the tip 49.
  • the flow path inside the tip 49 is the second flow path 67.
  • the flow path outside the tip 49 is defined by the inner wall surface of the flow path 30 of the flow cell 10 and the outer wall surface of the tip 49.
  • the area of the flow path of the culture supernatant liquid 15A at the fitting hole 40 as viewed in the flow direction FD1 is A (in FIG. 7, it is written as "flow path area A at the part where the tip protrudes").
  • the flow path through which the culture supernatant 15A flows is the first flow path 30 itself.
  • the area of this first flow path 30 as viewed from the flow direction FD1 is B (indicated as "flow path area B at other points” in Figure 7).
  • the flow path through which the culture supernatant 15A flows is the second delivery path 19 itself.
  • the area of the second delivery path 19 as viewed from the flow direction FD1 at this narrowest point 41 is C (indicated as "flow path area C at narrowest point” in Figure 7).
  • the narrowest point 41 is a flow contraction section when viewed from the flow path 30 downstream of the fitting hole 40.
  • the difference B-C between the area B of the flow path 30 of the flow cell 10 and the area C of the narrowest point 41 is preset to a value that ensures that damage to the antibodies 17, etc. caused by vortex currents generated at the narrowest point 41 falls within an acceptable range. For this reason, the condition at the location of the fitting hole 40, similar to the narrowest point 41, that ensures that damage to the antibodies 17, etc. caused by vortex currents falls within an acceptable range is expressed by the following formula (1).
  • the condition under which damage to the antibody 17 and the like due to eddy currents at the fitting hole 40 falls within an allowable range is ultimately expressed by the following formula (2).
  • a ⁇ C ... (2) In other words, in order to keep damage to antibodies 17, etc. due to vortex currents at the fitting hole 40 within an acceptable range, the tip portion 49 only needs to be configured so that the area A of the flow path at the fitting hole 40 as viewed from the flow direction FD1 is greater than or equal to the area C of the narrowest point 41.
  • the operator inserts the probe 45 into the mounting hole 37 of the flow cell 10 and fits the probe 45 into the fitting hole 40, thereby placing the probe 45 inside the flow cell 10.
  • the lower surface of the flange 54 of the probe 45 abuts against the bottom surface 55 of the mounting hole 37. This causes the centers of the flow channels 30 and 67 to coincide.
  • the operator rotates the probe 45 around the optical axis OA1, and orients the probe 45 so that the flow direction FD2 of the culture supernatant 15A in the flow path 67 of the probe 45 coincides with the flow direction FD1 of the culture supernatant 15A in the flow path 30 of the flow cell 10.
  • the line L1 connecting the center of the inlet 33 and the center of the outlet 34 of the flow path 30 coincides with the line L2 connecting the center of the inlet 65 and the center of the outlet 66 of the flow path 67.
  • the operator screws the screw 73 of the small diameter portion 71 of the rotation restriction member 46 into the screw 39 of the mounting hole 37 of the flow cell 10, and attaches the rotation restriction member 46 to the mounting hole 37.
  • the tip 74 of the small diameter portion 71 of the rotation restriction member 46 is pressed against the flange 54 of the probe 45, thereby restricting rotation of the probe 45 around the optical axis OA1.
  • the operator inserts the bolt 53 into the insertion hole 75 of the rotation restriction member 46. Also, the operator screws the screw 87 of the bolt 53 into the screw hole 86 of the connection member 47. At this time, the tip of the bolt 53 is pressed against the bottom surface 52 of the groove 51 of the probe 45, thereby fixing the probe 45 and the connection member 47.
  • the operator attaches the measurement head 25 to the connection member 47 by screwing the screw 93 at the tip 92 of the measurement head 25 into the screw 84 in the mounting hole 83 of the connection member 47.
  • the operator also connects the first delivery path 18 to the first connection part 31, and the second delivery path 19 to the second connection part 32.
  • This allows the measurement system 2 consisting of the flow cell 10 and the Raman spectrometer 11 to be incorporated into the cell culture section 12.
  • the measurement head 25 may be attached to the connection member 47 before inserting the connection member 47 into the space between the probe 45 and the rotation restriction member 46.
  • the operator may connect the first delivery path 18 to the first connection part 31, and the second delivery path 19 to the second connection part 32 before placing the probe 45 in the flow cell 10.
  • the culture supernatant 15A obtained from the culture tank 13 in which antibody-producing cells 16 are being cultured is passed through the flow path 30 of the flow cell 10.
  • the culture supernatant 15A flows into the flow path 67 from the inlet 65 and flows out of the flow path 67 from the outlet 66.
  • the tip 49 has a configuration in which the area A of the flow path through which the culture supernatant 15A flows at the fitting hole 40 as viewed from the flow direction FD1 is equal to or larger than the area C of the flow path at the narrowest point 41, which is the narrowest area as viewed from the flow direction FD1 among the flow paths through which the culture supernatant 15A flows downstream of the tip 49. This makes it possible to keep damage to the antibodies 17, etc., caused by vortexes at the fitting hole 40 within an acceptable range.
  • the culture supernatant 15A is irradiated with excitation light EL that has passed through the excitation light optical fiber 105, the optical system 100, the optical path 90, the optical path 50, and the optical system 60.
  • the excitation light EL is focused at the focusing position FP by the optical system 60.
  • the Raman scattered light RSL is generated by the interaction between the excitation light EL and the antibodies 17, etc. in the culture supernatant 15A.
  • the Raman scattered light RSL is taken in by the optical system 60, passes through the optical path 50, the optical path 90, the optical system 100, and the optical fiber 106 for Raman scattered light, and is output to the analyzer 26.
  • the Raman scattered light RSL is converted by the analyzer 26 into Raman spectrum data 28.
  • the narrowest point 41 exists in the second delivery path 19. Conversely, the narrowest point 41 does not exist in the flow path 30 of the flow cell 10. This reduces the risk of vortexes occurring in the flow path 30 of the flow cell 10 at locations other than the fitting hole 40.
  • the tip 49 is formed with a flow path 67 through which the culture supernatant 15A flows. Therefore, the Raman spectrum data 28 of the culture supernatant 15A can be measured within the tip 49. Furthermore, the tip 49 does not impede the flow of the culture supernatant 15A in the flow cell 10.
  • the flow direction FD2 of the culture supernatant 15A in the flow path 67 of the probe 45 coincides with the flow direction FD1 of the culture supernatant 15A in the flow path 30 of the flow cell 10. This allows the culture supernatant 15A to flow smoothly through the flow paths 30 and 67 without causing pressure loss, reducing damage to the antibodies 17 and other substances in the culture supernatant 15A.
  • the flow path 67 has an inlet 65 and an outlet 66 for the culture supernatant 15A surrounded by a wall. This makes it possible to stabilize the flow of the culture supernatant 15A near the focusing position FP of the excitation light EL. This reduces bias in the components of the culture supernatant 15A near the focusing position FP, thereby improving the measurement stability of the Raman spectrum data 28.
  • Raman scattered light RSL is likely to reflect information derived from the functional groups of amino acids in proteins. Therefore, by using Raman spectrum data 28 as the physical property data as in this example, it is possible to obtain physical property data that better reflects the physical properties, such as the concentration of antibody 17, which is a protein.
  • Biopharmaceuticals containing the cell product antibody 17 are called antibody drugs, and are widely used to treat chronic diseases such as cancer, diabetes, and rheumatoid arthritis, as well as rare diseases such as hemophilia and Crohn's disease. Therefore, this example, in which the culture supernatant 15A, which is the source of the antibody drug obtained from the culture tank 13 in which the antibody-producing cells 16 are cultured, is used as the fluid, can promote the development of antibody drugs that are widely used to treat various diseases.
  • the narrowest point 41 may be present in the flow path 30 of the flow cell 10.
  • connection member 47 may be attached to the measurement head 25 in a non-detachable manner.
  • the measurement head 25 and the connection member 47 may be integrated.
  • the measurement head 25 and the probe 45 may be integrated.
  • the method of restricting the rotation of the probe 45 around the optical axis OA1 is not limited to the exemplary method of pressing the tip 74 of the rotation restriction member 46 against the flange 54 of the probe 45.
  • a method of fitting a protrusion formed on the tip 74 of the rotation restriction member 46 into two or more fitting holes formed in the flange 54 may be used.
  • the method of fixing the probe 45 and the connecting member 47 is not limited to the method of pressing the tip of the bolt 53 against the bottom surface 52 of the groove 51 of the probe 45.
  • a method of using a stopper having a tip that can be protruded and retracted by spring force may also be used.
  • connections may also be made using leaf spring-like claws that engage with the lower edge of the hole.
  • the flow path 67 of the probe 45 is not limited to the example having an inlet 65 and an outlet 66 surrounded by a wall. It may be a probe having a tip with an L-shaped cross section as shown in Figures 13 and 19 of JP2021-048872A.
  • the probe 45 may not have a flow path 67.
  • a part of the optical system 60 may protrude into the flow path 30. In short, it is sufficient that the probe is disposed with its tip 49 protruding into the flow path 30.
  • the inlet 65 and the outlet 66 are not limited to a rectangular shape, but may be circular, elliptical, or the like.
  • the tip 49 is not limited to the cylindrical container shape shown in the example. It may be a square or hexagonal container shape, or the like. Therefore, the bottom plate 64 is not limited to the circular shape shown in the example, but may be rectangular, hexagonal, or the like.
  • the peripheral plate is not limited to the curved surface shown in the example, but may be flat.
  • the bottom plate 64 and in turn the inner wall surface of the bottom plate 64, may be a downwardly convex curved surface that follows the shape of the flow channel 30 of the flow cell 10. If the inner wall surface is a downwardly convex curved surface, the inner wall surface acts as a reflecting surface that directs the Raman scattered light RSL toward the optical system 60. This makes it possible to further increase the S/N ratio of the Raman spectrum data 28.
  • the downwardly convex curved surface may be in the shape of a parabolic antenna.
  • the lenses that make up the optical system 60 are not limited to the exemplary hemispherical lens 61. They may be spherical ball lenses, plano-convex lenses, biconvex lenses, cylindrical lenses, etc. Furthermore, they are not limited to the exemplary circular transparent plate 62 having parallel entrance and exit surfaces 63. They may be transparent plates having an entrance surface that follows the shape of the exit surface of a ball lens, plano-convex lens, biconvex lens, etc., and a flat exit surface.
  • the lens and the transparent plate may be integrally formed as one lens.
  • the transparent plate may not be necessary, and the optical system 60 may be formed only from a lens.
  • the first connection part 31 and the second connection part 32 may be disposed on the underside of the flow cell 10, and the flow path 30 may be U-shaped.
  • the shape of the flow cell 10 is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be a cylindrical or square tube.
  • the cross-sectional shape of the flow path 30 is not limited to a circular shape, and may be an elliptical or rectangular shape.
  • the shape of the flow path 30 as viewed from the flow direction FD1 may be a shape in which the tip 49 fits almost without a gap, and the sizes of the inlet 65 and the outlet 66 may be as large as possible, so that the area of the flow path 30 as viewed from the flow direction FD1 and the area of the flow path 67 are almost the same (B ⁇ A).
  • the flow cell 10 and the unit 38 may be formed from a composite material such as carbon fiber reinforced resin.
  • the substance to be measured is not limited to antibodies 17, etc. It may also be proteins other than antibodies 17, peptides, nucleic acids (DNA, RNA (ribonucleic acid)), lipids, viruses, virus subunits, virus-like particles, etc.
  • proteins other than antibodies 17, peptides, nucleic acids (DNA, RNA (ribonucleic acid)), lipids, viruses, virus subunits, virus-like particles, etc.
  • the cell products are not limited to antibodies 17, etc. They may also be cytokines (interferons, interleukins, etc.), hormones (insulin, glucagon, follicle-stimulating hormone, erythropoietin, etc.), growth factors (IGF (insulin-like growth factor)-1, bFGF (basic fibroblast growth factor), etc.), blood coagulation factors (factors 7, 8, 9, etc.), enzymes (lysosomal enzymes, DNA (deoxyribonucleic acid) degrading enzymes, etc.), Fc (fragment crystalline) fusion proteins, receptors, albumin, and protein vaccines.
  • Antibodies 17 also include bispecific antibodies, antibody-drug conjugates, low molecular weight antibodies, and glycosylated antibodies.
  • the physical property data is not limited to Raman spectrum data 28. It may be infrared absorption spectrum data, near-infrared absorption spectrum data, nuclear magnetic resonance spectrum data, ultraviolet-visible absorption spectroscopy (UV-Vis) spectrum data, or fluorescence spectrum data.
  • UV-Vis ultraviolet-visible absorption spectroscopy
  • the fluid is not limited to the culture supernatant 15A. It may be the cell culture fluid 15 before the cells are removed by the cell removal filter 14. It may be a cell culture fluid (so-called culture medium) that does not contain cell products before being supplied to the culture tank 13. It may be a purified liquid obtained by purifying the culture supernatant 15A using a chromatography device in the purification section.
  • the fluid is not limited to the liquid related to cell culture, and may be, for example, river water collected to check for water pollution.
  • It may be a raw material (e.g., polystyryl lithium and an aqueous methanol solution) and/or a product when continuously producing a product such as a monomer or polymer (e.g., polystyrene) by flow synthesis.
  • the fluid is not limited to a liquid and may be a gas.
  • a probe is attached to a flow cell having a first flow path through which a fluid containing a substance to be measured for physical property data of a spectroscopic analyzer flows, the probe being disposed with a tip portion protruding into the first flow path, the tip portion has a configuration in which an area of a flow passage through which the fluid flows at a point where the tip portion protrudes, as viewed from a flow direction of the fluid, is equal to or larger than an area of a flow passage at a narrowest point, which is the narrowest area as viewed from the flow direction of the fluid, among the flow passages through which the fluid flows downstream of the tip portion, probe.
  • a and/or B is synonymous with “at least one of A and B.”
  • a and/or B means that it may be just A, or just B, or a combination of A and B.
  • the same concept as “A and/or B” is also applied when three or more things are linked together with “and/or.”

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Abstract

分光分析装置の物性データの測定対象物質を含む流体が流れる第１流路を有するフローセルに装着されるプローブであり、第１流路に先端部が突出した状態で配置されるプローブであって、先端部は、流体の流れ方向からみた、先端部が突出した箇所の流体が流れる流路の面積が、先端部の下流側において流体が流れる流路のうちで、流体の流れ方向からみた面積が最も狭くなる最狭箇所の流路の面積以上となる構成を有する、プローブ。

Description

プローブ
　本開示の技術は、プローブに関する。
　分光分析装置はプローブを有する。プローブの先端部には、物性データの測定対象物質に測定光を照射し、測定対象物質からの戻り光を取り込むための光学系が内蔵されている。特表２０２０－５１１６３５号公報に記載されているように、プローブ（特表２０２０－５１１６３５号公報では光学分析装置コネクタと表記）はフローセルに装着される。特表２０２０－５１１６３５号公報には、プローブの先端部に配された光学系としてのボールレンズの一部が、測定対象物質を含む流体が流れるフローセルの流路内に突出している態様が開示されている。
　特表２０２０－５１１６３５号公報に記載の態様のように、プローブの先端部がフローセルの流路内に突出していた場合、当該突出箇所は、流体の流れ方向からみた流路の面積が他の箇所よりも狭まった縮流部となる。この縮流部により渦流が発生し、流体内の測定対象物質にダメージが与えられる懸念がある。しかしながら、特表２０２０－５１１６３５号公報では、突出部分に起因する測定対象物質へのダメージを許容範囲内とする対策は講じられていない。
　本開示の技術に係る１つの実施形態は、測定対象物質へのダメージを許容範囲内とすることが可能なプローブを提供する。
　本開示のプローブは、分光分析装置の物性データの測定対象物質を含む流体が流れる第１流路を有するフローセルに装着されるプローブであり、第１流路に先端部が突出した状態で配置されるプローブであって、先端部は、流体の流れ方向からみた、先端部が突出した箇所の流体が流れる流路の面積が、先端部の下流側において流体が流れる流路のうちで、流体の流れ方向からみた面積が最も狭くなる最狭箇所の流路の面積以上となる構成を有する。
　フローセルには、外部から第１流路に流体を流入させる流入路と、第１流路からの流体を外部に流出させる流出路とが接続され、最狭箇所は流出路に存在することが好ましい。
　先端部には、流体が流れる第２流路が形成されていることが好ましい。
　第２流路の流体の流れ方向と第１流路の流体の流れ方向とが一致することが好ましい。
　第２流路は、周囲を壁面で囲まれた流体の流入口および流出口を有することが好ましい。
　物性データはラマンスペクトルデータであることが好ましい。
　流体は、細胞培養液、培養上清液、精製液、および培地のうちのいずれかであることが好ましい。
　本開示の技術によれば、測定対象物質へのダメージを許容範囲内とすることが可能なプローブを提供することができる。
細胞培養部で得られた培養上清液中の抗体等のラマンスペクトルデータを、測定システムにより測定している様子を示す図である。 励起光およびラマン散乱光を示す図である。 フローセル、分光分析用プローブユニット、および測定ヘッドの分解斜視図である。 フローセル、分光分析用プローブユニット、および測定ヘッドの分解断面図である。 フローセル、分光分析用プローブユニット、および測定ヘッドの断面図である。 測定ヘッドに内蔵された光学系を示す図である。 フローセルの各箇所、および第２送出路の最狭箇所のそれぞれの流路面積の大小関係の説明図である。
　一例として図１に示すように、測定システム２は、フローセル１０とラマン分光計１１とを備える。測定システム２は、例えば、バイオ医薬品の原薬の製造システムにおける細胞培養部１２に組み込まれている。細胞培養部１２は、培養槽１３および除細胞フィルタ１４を有する。培養槽１３には細胞培養液１５が貯留されている。ラマン分光計１１は、本開示の技術に係る「分光分析装置」の一例である。
　培養槽１３には抗体生産細胞１６が播種され、抗体生産細胞１６は細胞培養液１５内において培養される。抗体生産細胞１６は、例えば、チャイニーズハムスター卵巣細胞（ＣＨＯ細胞（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｈａｍｓｔｅｒ　Ｏｖａｒｙ　ｃｅｌｌｓ））といった宿主細胞に抗体遺伝子を組み込むことで樹立された細胞である。抗体生産細胞１６は、免疫グロブリン、すなわち抗体１７を培養の過程で生産する。このため、細胞培養液１５中には抗体生産細胞１６だけでなく抗体１７も存在している。抗体１７は例えばモノクローナル抗体であり、バイオ医薬品の有効成分となる。抗体１７は、本開示の技術に係る「測定対象物質」の一例である。
　培養槽１３には第１送出路１８が接続されている。第１送出路１８には除細胞フィルタ１４が配されている。除細胞フィルタ１４は、例えばタンジェンシャルフロー濾過（ＴＦＦ：Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ　Ｆｌｏｗ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）方式により、図示省略したフィルタ膜で細胞培養液１５中の抗体生産細胞１６を捕捉し、細胞培養液１５から抗体生産細胞１６を除く。また、除細胞フィルタ１４は抗体１７を透過する。このため、第１送出路１８の除細胞フィルタ１４の下流には、主として抗体１７を含む細胞培養液１５が流れる。こうして除細胞フィルタ１４により抗体生産細胞１６が除かれた細胞培養液１５は、培養上清液と呼ばれる。以下、除細胞フィルタ１４により抗体生産細胞１６が除かれた細胞培養液１５を、培養上清液１５Ａと表記する。培養上清液１５Ａは、本開示の技術に係る「流体」の一例である。培養上清液１５Ａには、抗体１７の他に、細胞由来タンパク質・細胞由来ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ）、抗体１７の凝集体、あるいはウイルス等も含まれる。これら細胞由来タンパク質・細胞由来ＤＮＡ、抗体１７の凝集体、およびウイルス等も、本開示の技術に係る「測定対象物質」の一例である。なお、除細胞フィルタ１４は、交互タンジェンシャルフロー濾過（ＡＴＦ：Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ　Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ　Ｆｌｏｗ　Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）フィルタでもよい。
　フローセル１０は、除細胞フィルタ１４の下流側において第１送出路１８に接続されている。フローセル１０には、第１送出路１８からの培養上清液１５Ａが予め設定された流速で流入する。第１送出路１８は、本開示の技術に係る「流路」および「流入路」の一例である。第１送出路１８の除細胞フィルタ１４の下流（除細胞フィルタ１４とフローセル１０の間）には、図示省略した送出ポンプが設けられている。送出ポンプは、２００ｃｃ／ｍｉｎ以上、例えば３００ｃｃ/ｍｉｎの流量で培養上清液１５Ａをフローセル１０に向けて送り出す。
　フローセル１０には第２送出路１９も接続されている。第１送出路１８からフローセル１０に流入した培養上清液１５Ａは、第２送出路１９に流出する。第２送出路１９は、本開示の技術に係る「流路」および「流出路」の一例である。第２送出路１９は、例えば、クロマトグラフィー装置を用いて培養上清液１５Ａから抗体１７を精製する精製部に接続されており、フローセル１０からの培養上清液１５Ａを精製部に送り出す。
　一例として図２に示すように、ラマン分光計１１は、ラマン散乱光ＲＳＬの特性を利用して物質Ｍの評価を行う機器である。励起光ＥＬを物質Ｍに照射すると、励起光ＥＬが物質Ｍと相互作用することで励起光ＥＬと異なる波長を持つラマン散乱光ＲＳＬが発生する。励起光ＥＬとラマン散乱光ＲＳＬの波長差は、物質Ｍが持つ分子振動のエネルギー分に相当する。このため、分子構造の異なる物質Ｍ間で、異なる波数をもったラマン散乱光ＲＳＬを得ることができる。なお、ラマン散乱光ＲＳＬは、ストークス線および反ストークス線のうち、ストークス線を用いることが好ましい。
　図１に戻って、ラマン分光計１１は、測定ヘッド２５とアナライザ２６とで構成される。測定ヘッド２５は、ケーブル２７を介してアナライザ２６に接続される。また、測定ヘッド２５はフローセル１０に取り付けられる。なお、以下の説明では、測定ヘッド２５側を「上」または「基端」、フローセル１０側を「下」、「底」、または「先端」と表現する。
　アナライザ２６は、励起光ＥＬを発する光源を内蔵する。光源から発せられた励起光ＥＬは、ケーブル２７を通じて測定ヘッド２５に導光される。測定ヘッド２５は先端から励起光ＥＬを出射する。励起光ＥＬは、フローセル１０内を流れる培養上清液１５Ａに照射される。この励起光ＥＬと培養上清液１５Ａ内の抗体１７等との相互作用によりラマン散乱光ＲＳＬが生じる。測定ヘッド２５はラマン散乱光ＲＳＬを受光する。測定ヘッド２５で受光されたラマン散乱光ＲＳＬは、ケーブル２７を通じてアナライザ２６に出力される。
　アナライザ２６は、ラマン散乱光ＲＳＬを波数毎に分解し、波数毎のラマン散乱光ＲＳＬの強度値を導出することで、ラマンスペクトルデータ２８を生成する。ラマンスペクトルデータ２８は、各波数に対するラマン散乱光ＲＳＬの強度値が登録されたデータである。図１においては、ラマンスペクトルデータ２８は、波数７００ｃｍ－１～１８００ｃｍ－１までの範囲のラマン散乱光ＲＳＬの強度値を、１ｃｍ－１刻みで導出したデータである。なお、ラマンスペクトルデータ２８の下部に示すグラフは、ラマンスペクトルデータ２８の強度値を波数毎にプロットして線で繋いだものである。ラマンスペクトルデータ２８は、本開示の技術に係る「物性データ」の一例である。
　このように、測定システム２は、抗体生産細胞１６を培養中の培養槽１３から得られた培養上清液１５Ａをフローセル１０に流す。そして、このフローセル１０に流れる培養上清液１５Ａに測定ヘッド２５を通じて励起光ＥＬを照射することで、培養上清液１５Ａ内の抗体１７等のラマンスペクトルデータ２８を測定する。
　ラマンスペクトルデータ２８は、培養上清液１５Ａ中の抗体１７の濃度といった、測定対象物質の状態の予測に用いられる。この際、例えば、ラマンスペクトルデータ２８の入力に応じて、抗体１７の濃度を出力する機械学習モデルが活用される。なお、測定対象物質の状態として、培養上清液１５Ａ中の凝集体の濃度を予測してもよい。また、濃度に代えて、あるいは加えて、密度等を予測してもよい。
　一例として図３、図４、および図５に示すように、フローセル１０は、内部中心に直線状かつ断面円形状の流路３０を有する直方体状の部材である。流路３０は、本開示の技術に係る「流路」および「第１流路」の一例である。フローセル１０は例えばハステロイ等の金属製である。あるいは、フローセル１０は例えばポリオレフィン系樹脂等の樹脂製であってもよい。樹脂製の場合、フローセル１０はシングルユースであってもよい。
　フローセル１０の対向する両端面には、円筒ボス状の第１接続部３１および第２接続部３２が設けられている。第１接続部３１には流路３０の流入口３３があり、第２接続部３２には流路３０の流出口３４がある。この流入口３３から流出口３４に向かう流路３０に平行な方向が、流路３０の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ１である。流れ方向ＦＤ１は、本開示の技術に係る「第１流路の流体の流れ方向」の一例である。
　第１送出路１８と第１接続部３１は、フェルール継手により液密に接続される。フェルール継手は、第１送出路１８の一端および第１接続部３１の一端に形成されたフェルール（図示省略）と、フェルールの溝に挟み合わせられるガスケット（図示省略）と、第１送出路１８の一端および第１接続部３１の一端を固定する第１クランプ３５とで構成される。第２送出路１９と第２接続部３２も同様に、第２クランプ３６を含むフェルール継手により液密に接続される。なお、第１送出路１８および第１接続部３１と第２送出路１９および第２接続部３２との接続に、平行ネジ、またはテーパネジを用いてもよい。
　第１送出路１８は、除細胞フィルタ１４から第１接続部３１に接続される一端までは同じ径を有する。そして、第１接続部３１に接続される第１送出路１８の一端は、流れ方向ＦＤ１の上流側（細胞培養部１２側）から下流側（フローセル１０側）に向けて、徐々に径が広がった逆テーパー状をしている。反対に、第２接続部３２に接続される第２送出路１９の一端は、流れ方向ＦＤ１の上流側（フローセル１０側）から下流側（精製部側）に向けて、徐々に径が狭まったテーパー状をしている。そして、第２送出路１９は、この狭まった径を精製部まで維持する。この第２送出路１９において径が狭まった箇所は、後述するプローブ４５の先端部４９の下流側において培養上清液１５Ａが流れる流路のうちで、流れ方向ＦＤ１からみた面積が最も狭くなる最狭箇所４１である。
　フローセル１０の上面の中心には、取付穴３７が設けられている。取付穴３７は、フローセル１０に分光分析用プローブユニット（以下、単にユニットと表記する）３８を着脱可能に取り付けるための円形状の穴であり、内壁面にネジ３９が切られている。取付穴３７は嵌合穴４０（図４および図５参照）に繋がっている。嵌合穴４０も円形状の穴であり、取付穴３７と中心が一致する。嵌合穴４０は取付穴３７よりも一回り径が小さい。嵌合穴４０は流路３０に貫通している。
　ユニット３８は、プローブ４５、回転規制部材４６、および接続部材４７により構成される。ユニット３８は例えばハステロイ等の金属製である。あるいは、ユニット３８は例えばポリオレフィン系樹脂等の樹脂製であってもよい。樹脂製の場合、ユニット３８はシングルユースであってもよい。
　プローブ４５は、嵌合穴４０の径と一致する径を有する円筒状の部材である。プローブ４５は、測定システム２のオペレーターにより、取付穴３７に挿通され、かつ嵌合穴４０に嵌合される。これによりプローブ４５がフローセル１０内に配置される。プローブ４５は、回転規制部材４６が取付穴３７に取り付けられておらず、単に取付穴３７に挿通され、かつ嵌合穴４０に嵌合された状態においては、周方向に３６０°回転可能である。ここで「一致」とは、完全な一致の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの一致を指す。ここでいう誤差は、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％である。
　プローブ４５は本体部４８および先端部４９を有する。本体部４８は、内部中心に直線状かつ円形状の光路５０を有する。光路５０には、励起光ＥＬおよびラマン散乱光ＲＳＬが通過する。励起光ＥＬは、測定ヘッド２５および本体部４８から先端部４９に向けて光路５０を通過する。反対に、ラマン散乱光ＲＳＬは、先端部４９から本体部４８、ひいては測定ヘッド２５に向けて光路５０を通過する。
　本体部４８の上部の外周面には、径方向に凹んだ溝５１が全周に形成されている。溝５１の底面５２には、ボルト５３の先端が押し当てられる（図５参照）。
　また、本体部４８の中央部の外周面には、径方向に張り出した鍔部５４が全周に形成されている。プローブ４５を取付穴３７に挿通し、かつ嵌合穴４０に嵌合した場合、鍔部５４は、その下面が取付穴３７の底面５５（図４および図５参照）に当接する。つまり、鍔部５４は、鍔部５４よりも上側のプローブ４５の本体部４８が、底面５５よりも下側に抜けることを阻止するストッパーとして機能する。
　鍔部５４の下面には円形状の溝５６（図４および図５参照）が形成されている。溝５６にはＯリング５７が嵌め込まれる。Ｏリング５７は弾性を有するゴムである。Ｏリング５７は、取付穴３７の底面５５と溝５６との間で押し潰されることで、流路３０を流れる培養上清液１５Ａの外部への漏出を防止する。なお、図示は省略したが、本体部４８と先端部４９との間等にも、培養上清液１５Ａの漏出防止用のＯリングが配されている。
　本体部４８の下部には光学系６０が内蔵されている。光学系６０は、その光軸ＯＡ１（図４および図５参照）が光路５０の中心と一致する位置に配置されている。
　光学系６０は半球レンズ６１と透明板６２とで構成される。半球レンズ６１は、文字通り半球状のレンズであり、例えばサファイアガラス製または石英ガラス製である。半球レンズ６１は半球状の励起光ＥＬの入射面と、平面状の励起光ＥＬの出射面とを有する。
　透明板６２は、互いに平行な励起光ＥＬの入射面および出射面６３（図４および図５参照）を有する円板であり、例えばサファイアガラス製または石英ガラス製である。ここで「平行」とは、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの平行を指す。ここでいう誤差は、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％である。
　半球レンズ６１の出射面と透明板６２の入射面の曲率は同一（この場合は０）である。半球レンズ６１の出射面と透明板６２の入射面は、接着剤等により固着接合されていてもよく、接着剤等によらず単に面同士が合わさった状態で先端部４９に保持されていてもよい。ここで「同一」とは、完全な同一の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの同一を指す。ここでいう誤差は、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％である。
　先端部４９は、嵌合穴４０から流路３０に突出している。このため、嵌合穴４０の上流側の流路３０からみた場合、嵌合穴４０の箇所は縮流部となる。嵌合穴４０の箇所は、本開示の技術に係る「先端部が突出した箇所」の一例である。
　先端部４９は、本体部４８に接続される上側が開放され、下側が平面状の底板６４（図４および図５参照）により閉塞され、かつ周囲が底板６４から上側に立設された周板により閉塞された円筒容器状をしている。周板の中心部の１８０°対称な位置には、培養上清液１５Ａの流入口６５および流出口６６が形成されている。流入口６５および流出口６６は、矩形状、より正確には正方形状をしており、周囲を壁面で囲まれている。これら流入口６５および流出口６６と、底板６４および周板等により形成される空間とで、培養上清液１５Ａが流れる流路６７（図４および図５参照）が構成される。流入口６５から流出口６６に向かう流路６７に平行な方向が、流路６７の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ２である。流路６７は、本開示の技術に係る「流路」および「第２流路」の一例である。また、流れ方向ＦＤ２は、本開示の技術に係る「第２流路の流体の流れ方向」の一例である。
　取付穴３７は、鍔部５４がその底面５５に当接した場合に、流路３０の中心と流路６７の中心とが一致する深さに形成されている。そして、プローブ４５は、回転規制部材４６が取付穴３７に取り付けられていない状態において、オペレーターにより光軸ＯＡ１回りに回転され、流れ方向ＦＤ２が流れ方向ＦＤ１と一致する向きにその向きを合わせられる。こうして流路３０と流路６７の中心が一致し、かつ流れ方向ＦＤ１と流れ方向ＦＤ２とが一致するので、流路３０の流入口３３の中心と流出口３４の中心とを結ぶ線Ｌ１と、流路６７の流入口６５の中心と流出口６６の中心とを結ぶ線Ｌ２とが一致する（図５参照）。ここでいう「一致」も、完全な一致の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差であって、本開示の技術の趣旨に反しない程度の誤差を含めた意味合いでの一致を指す。ここでいう誤差は、好ましくは±１０％、より好ましくは±５％である。より詳しくは、線Ｌ１と線Ｌ２とが一致するとは、例えば±３°の角度のずれを許容する概念である。なお、流路３０と流路６７の中心は、必ずしも一致していなくてもよい。
　回転規制部材４６は、基端側の大径部７０および先端側の小径部７１を有する。回転規制部材４６には、内部中心に円形状の挿通穴７２が形成されている。挿通穴７２はプローブ４５の径よりも一回り大きい。そして、挿通穴７２は、大径部７０と小径部７１との境界部分において径が一段小さくなっている。挿通穴７２にはプローブ４５が挿通される。このため、プローブ４５は内筒、回転規制部材４６は外筒となる。
　小径部７１にはネジ７３が切られている。ネジ７３は取付穴３７のネジ３９と螺合する。これらのネジ３９およびネジ７３により、回転規制部材４６はフローセル１０に対して着脱可能である。
　取付穴３７を介してフローセル１０に回転規制部材４６が取り付けられた場合、鍔部５４には、回転規制部材４６の小径部７１の先端部７４（図４および図５参照）が押し当てられる（図５参照）。鍔部５４は、取付穴３７の底面５５と、回転規制部材４６の小径部７１の先端部７４とに挟まれる。これにより、回転規制部材４６は、プローブ４５の光軸ＯＡ１回りの回転を規制する。
　プローブ４５の溝５１に対応する大径部７０の位置には、挿通穴７５が形成されている。挿通穴７５の径は、ボルト５３の径よりも大きい。挿通穴７５にはボルト５３が挿通される。
　接続部材４７は、基端側から順に、大径部８０、中径部８１、および小径部８２を有する。大径部８０の径は、回転規制部材４６の大径部７０における挿通穴７２の径よりも大きい。中径部８１の径は、回転規制部材４６の大径部７０における挿通穴７２の径よりも僅かに小さい。また、小径部７１の径は、大径部７０と小径部７１との境界部分において一段小さくなった挿通穴７２の径よりも僅かに小さい。このため、接続部材４７は、プローブ４５と回転規制部材４６との間の空間に、回転規制部材４６とは多少のバックラッシュがある状態で挿入される。プローブ４５と回転規制部材４６との間の空間に接続部材４７が挿入された場合、径方向において、中径部８１は回転規制部材４６の大径部７０と対面し、小径部８２は回転規制部材４６の小径部７１と対面する。
　接続部材４７には、内部中心に円形状の取付穴８３が形成されている。取付穴８３の内壁面にはネジ８４が切られている。取付穴８３は嵌合穴８５（図４および図５参照）に繋がっている。嵌合穴８５も円形状の穴であり、取付穴８３と中心が一致する。嵌合穴８５は取付穴８３よりも一回り径が小さい。
　嵌合穴８５の径はプローブ４５の径と一致し、嵌合穴８５にはプローブ４５が嵌合される。より詳しくは、プローブ４５と嵌合穴８５の径は、例えば１２．１ｍｍ（φ１２．１）である。そして、プローブ４５のはめあい公差は例えばＨ７（０～＋１８μｍ）であり、嵌合穴８５のはめあい公差は例えばＧ６（＋６μｍ～＋１７μｍ）である。プローブ４５が嵌合穴８５に嵌合されることで、言い換えれば、プローブ４５が接続部材４７に嵌合されることで、光学系６０の光軸ＯＡ１と、測定ヘッド２５に内蔵された光学系１００の光軸ＯＡ２（ともに図６参照）との光軸合わせがなされる。
　プローブ４５の溝５１および回転規制部材４６の挿通穴７５に対応する中径部８１の位置には、ネジ穴８６が形成されている。ネジ穴８６は貫通穴であり、プローブ４５が接続部材４７に嵌合された場合に、プローブ４５の溝５１の底面５２を覗く。ネジ穴８６にはボルト５３の先端部分に切られたネジ８７が螺合される。ボルト５３の頭には、六角レンチを差し込むための六角穴が形成されている。プローブ４５が接続部材４７に嵌合された後、ボルト５３はオペレーターにより挿通穴７５に挿通され、かつネジ８７がネジ穴８６に螺合される。この際、ボルト５３の先端がプローブ４５の溝５１の底面５２に押し当てられることで、プローブ４５と接続部材４７が固定される。なお、ボルト５３は、金属製でもよいし樹脂製でもよい。
　嵌合穴８５は、鍔部５４より上側のプローブ４５の本体部４８の長さとほぼ同じ長さを有する。そして、プローブ４５と回転規制部材４６との間の空間に接続部材４７を挿入し、プローブ４５を接続部材４７に嵌合した場合、中径部８１の先端部が回転規制部材４６の大径部７０における挿通穴７２の底面に当接する。また、小径部７１の先端部が鍔部５４の上面に当接する。
　測定ヘッド２５は、内部中心に直線状かつ円形状の光路９０を有する。プローブ４５の光路５０と同じく、光路９０には、励起光ＥＬおよびラマン散乱光ＲＳＬが通過する。光路９０の中心は、測定ヘッド２５に内蔵された光学系１００の光軸ＯＡ２と一致する。
　測定ヘッド２５は、本体部９１と先端部９２を有する。先端部９２は本体部９１よりも径が小さい。先端部９２の径は、接続部材４７の取付穴８３の径と一致する。先端部９２にはネジ９３が切られている。ネジ９３は、接続部材４７の取付穴８３のネジ８４と螺合する。これらのネジ８４およびネジ９３により、接続部材４７、ひいてはユニット３８は、測定ヘッド２５に対して着脱可能である。
　一例として図６に示すように、測定ヘッド２５には光学系１００が内蔵されている。光学系１００は、コリメートレンズ１０１、ミラー１０２、ダイクロイックフィルタ１０３、および集光レンズ１０４を有する。
　コリメートレンズ１０１は、ケーブル２７に敷設された励起光用光ファイバ１０５と対面する位置に設けられている。コリメートレンズ１０１には、励起光用光ファイバ１０５によりアナライザ２６から導光された励起光ＥＬが入射する。コリメートレンズ１０１は励起光ＥＬを平行光とし、ミラー１０２に出射する。ミラー１０２は、平行光とされた励起光ＥＬをダイクロイックフィルタ１０３に向けて反射する。
　ダイクロイックフィルタ１０３は、ミラー１０２からの励起光ＥＬをプローブ４５の光学系６０に向けて反射する。励起光ＥＬは光学系６０を透過し、集光位置ＦＰに集光される。半球レンズ６１の径および屈折率により焦点距離が定まり、集光位置ＦＰは焦点距離によって定まる。この場合の集光位置ＦＰは点状である。集光位置ＦＰは、透明板６２の出射面６３と、先端部４９の底板６４の内壁面との間にある。理想的には、集光位置ＦＰは、透明板６２の出射面６３において光軸ＯＡ１と交わる点と一致する。つまり、集光位置ＦＰは、透明板６２の出射面６３に位置する。
　ダイクロイックフィルタ１０３は、光学系６０によって取り込まれたラマン散乱光ＲＳＬを透過し、集光レンズ１０４に出射する。集光レンズ１０４は、ケーブル２７に敷設されたラマン散乱光用光ファイバ１０６と対面する位置に設けられている。集光レンズ１０４は、ダイクロイックフィルタ１０３からのラマン散乱光ＲＳＬをラマン散乱光用光ファイバ１０６に集光する。なお、光学系１００の光軸ＯＡ２は、ダイクロイックフィルタ１０３および集光レンズ１０４の中心を通る線である。
　図７に、フローセル１０の下部の断面図、並びに、先端部４９が突出した箇所である嵌合穴４０の箇所、先端部４９の下流側の箇所（以下、他の箇所と表記する）、および第２送出路１９の最狭箇所４１の、流れ方向ＦＤ１と直交する面で切った断面図を示す。嵌合穴４０の箇所においては、培養上清液１５Ａが流れる流路は、先端部４９の内側および外側に存在する。言い換えれば、培養上清液１５Ａは先端部４９の内側と外側を流れる。先端部４９の内側の流路は第２流路６７である。先端部４９の外側の流路は、フローセル１０の流路３０の内壁面と、先端部４９の外壁面により画定される。この嵌合穴４０の箇所における培養上清液１５Ａの流路の流れ方向ＦＤ１からみた面積をＡ（図７では「先端部が突出した箇所の流路面積Ａ」と表記）とする。
　他の箇所においては、培養上清液１５Ａが流れる流路は第１流路３０自体である。この第１流路３０の流れ方向ＦＤ１からみた面積をＢ（図７では「他の箇所の流路面積Ｂ」と表記）とする。また、最狭箇所４１においては、培養上清液１５Ａが流れる流路は第２送出路１９自体である。この最狭箇所４１の流れ方向ＦＤ１からみた第２送出路１９の面積をＣ（図７では「最狭箇所の流路面積Ｃ」と表記）とする。
　先端部４９の上流側の流路３０からみた場合の嵌合穴４０の箇所と同様に、嵌合穴４０の下流側の流路３０からみた場合、最狭箇所４１は縮流部となる。フローセル１０の流路３０の面積Ｂと最狭箇所４１の面積Ｃとは、その差Ｂ－Ｃが、最狭箇所４１に発生する渦流による抗体１７等へのダメージが許容範囲内となる値に予め設定されている。このため、嵌合穴４０の箇所において、最狭箇所４１と同じく渦流による抗体１７等へのダメージが許容範囲内となる条件は、下記式（１）で表される。
　Ｂ－Ａ≦Ｂ－Ｃ・・・（１）
　式（１）を整理すると、嵌合穴４０の箇所において渦流による抗体１７等へのダメージが許容範囲内となる条件は、結局下記式（２）で表される。
　Ａ≧Ｃ・・・（２）
　すなわち、嵌合穴４０の箇所において渦流による抗体１７等へのダメージが許容範囲内となるためには、先端部４９は、流れ方向ＦＤ１からみた嵌合穴４０の箇所の流路の面積Ａが、最狭箇所４１の面積Ｃ以上となる構成を有していればよい。
　次に、上記構成による作用について説明する。まず、オペレーターは、フローセル１０の取付穴３７にプローブ４５を挿通し、かつ嵌合穴４０にプローブ４５を嵌合して、フローセル１０内にプローブ４５を配置する。プローブ４５の鍔部５４の下面が取付穴３７の底面５５に当接する。これにより流路３０と流路６７の中心が一致する。
　続いて、オペレーターは、プローブ４５を光軸ＯＡ１回りに回転させ、プローブ４５の流路６７の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ２が、フローセル１０の流路３０の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ１と一致する向きに、プローブ４５の向きを合わせる。これらの手順を行うことにより、流路３０の流入口３３の中心と流出口３４の中心とを結ぶ線Ｌ１と、流路６７の流入口６５の中心と流出口６６の中心とを結ぶ線Ｌ２とが一致する。
　次に、オペレーターは、フローセル１０の取付穴３７のネジ３９に、回転規制部材４６の小径部７１のネジ７３を螺合させ、取付穴３７に回転規制部材４６を取り付ける。この際、プローブ４５の鍔部５４に回転規制部材４６の小径部７１の先端部７４が押し当てられることで、プローブ４５の光軸ＯＡ１回りの回転が規制される。
　フローセル１０に回転規制部材４６が装着された場合、プローブ４５と回転規制部材４６との間には空間が形成される。オペレーターは、この空間に接続部材４７を挿入する。これにより、接続部材４７の嵌合穴８５に、鍔部５４よりも上側のプローブ４５の本体部４８が嵌合される。こうしてプローブ４５が接続部材４７に嵌合されることで、光学系６０の光軸ＯＡ１と、光学系１００の光軸ＯＡ２との光軸合わせがなされる。
　オペレーターは、回転規制部材４６の挿通穴７５にボルト５３を挿通する。また、接続部材４７のネジ穴８６にボルト５３のネジ８７を螺合する。この際、ボルト５３の先端がプローブ４５の溝５１の底面５２に押し当てられることで、プローブ４５と接続部材４７が固定される。
　最後に、オペレーターは、測定ヘッド２５の先端部９２のネジ９３を、接続部材４７の取付穴８３のネジ８４に螺合することで、測定ヘッド２５を接続部材４７に装着する。また、第１送出路１８と第１接続部３１、並びに第２送出路１９と第２接続部３２を接続する。これにより、フローセル１０およびラマン分光計１１からなる測定システム２は、細胞培養部１２に組み込まれる。なお、プローブ４５と回転規制部材４６との間の空間に接続部材４７を挿入する前に、測定ヘッド２５を接続部材４７に装着してもよい。また、フローセル１０内にプローブ４５を配置する前に、第１送出路１８と第１接続部３１、並びに第２送出路１９と第２接続部３２を接続してもよい。
　フローセル１０の流路３０には、抗体生産細胞１６を培養中の培養槽１３から得られた培養上清液１５Ａが流される。培養上清液１５Ａは、流入口６５から流路６７に流入し、流出口６６から流路６７外に流出する。
　先端部４９は、流れ方向ＦＤ１からみた嵌合穴４０の箇所の培養上清液１５Ａが流れる流路の面積Ａが、先端部４９の下流側において培養上清液１５Ａが流れる流路のうちで、流れ方向ＦＤ１からみた面積が最も狭くなる最狭箇所４１の流路の面積Ｃ以上となる構成を有する。このため、嵌合穴４０の箇所における渦流による抗体１７等へのダメージを許容範囲内とすることが可能となる。
　先端部４９内において、培養上清液１５Ａには、励起光用光ファイバ１０５、光学系１００、光路９０、光路５０、および光学系６０を通過した励起光ＥＬが照射される。励起光ＥＬは光学系６０によって集光位置ＦＰに集光される。
　励起光ＥＬと培養上清液１５Ａ内の抗体１７等との相互作用によりラマン散乱光ＲＳＬが生じる。ラマン散乱光ＲＳＬは光学系６０によって取り込まれ、光路５０、光路９０、光学系１００、およびラマン散乱光用光ファイバ１０６を通過してアナライザ２６に出力される。ラマン散乱光ＲＳＬはアナライザ２６によりラマンスペクトルデータ２８に変換される。
　図３等で示したように、最狭箇所４１は第２送出路１９に存在する。逆を言えば、最狭箇所４１はフローセル１０の流路３０には存在しない。このため、嵌合穴４０の箇所以外で、フローセル１０の流路３０において渦流が発生するおそれを低減することができる。
　図３等で示したように、先端部４９には、培養上清液１５Ａが流れる流路６７が形成されている。このため、先端部４９内において培養上清液１５Ａのラマンスペクトルデータ２８を測定することができる。また、先端部４９によって、フローセル１０における培養上清液１５Ａの流れが妨げられることがない。
　図５で示したように、プローブ４５の流路６７の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ２と、フローセル１０の流路３０の培養上清液１５Ａの流れ方向ＦＤ１とが一致する。このため、圧力損失が生じることなく流路３０および流路６７に培養上清液１５Ａがスムーズに流れ、培養上清液１５Ａ中の抗体１７等へのダメージが軽減される。
　図３等で示したように、流路６７は、周囲を壁面で囲まれた培養上清液１５Ａの流入口６５および流出口６６を有する。このため、励起光ＥＬの集光位置ＦＰ付近における培養上清液１５Ａの流れを安定させることができる。集光位置ＦＰ付近の培養上清液１５Ａに成分の偏りが少なくなり、ラマンスペクトルデータ２８の測定安定性を高めることができる。
　ラマン散乱光ＲＳＬは、タンパク質のアミノ酸の官能基由来の情報を反映しやすい。このため、本例のように物性データをラマンスペクトルデータ２８とすることで、タンパク質である抗体１７の濃度といった物性をより反映した物性データを取得することができる。
　細胞生産物である抗体１７を含むバイオ医薬品は、抗体医薬品と呼ばれ、癌、糖尿病、関節リウマチといった慢性疾患の治療をはじめとして、血友病、クローン病といった希少疾患の治療にも幅広く用いられている。このため、抗体生産細胞１６を培養中の培養槽１３から得られた抗体医薬品の元となる培養上清液１５Ａを流体とした本例によれば、色々な疾患の治療に幅広く用いられている抗体医薬品の開発を促進することができる。
　最狭箇所４１はフローセル１０の流路３０に存在していてもよい。
　接続部材４７は、測定ヘッド２５に着脱不能に取り付けられていてもよい。つまり、測定ヘッド２５と接続部材４７とは一体化されていてもよい。また、測定ヘッド２５とプローブ４５とが一体化されていてもよい。
　プローブ４５の光軸ＯＡ１回りの回転を規制する方法は、プローブ４５の鍔部５４に回転規制部材４６の先端部７４を押し当てる例示の方法に限らない。例えば、鍔部５４に形成された２つ以上の嵌合穴に、回転規制部材４６の先端部７４に形成された突起を嵌合する方法でもよい。また、プローブ４５と接続部材４７とを固定する方法も、ボルト５３の先端をプローブ４５の溝５１の底面５２に押し当てる方法に限らない。バネ付勢により突没可能な先端部を有するストッパーを用いる方法でもよい。
　フローセル１０と回転規制部材４６との接続、測定ヘッド２５と接続部材４７との接続等にネジ締結を用いているが、これに限らない。穴の下縁に掛かる板バネ状の爪による接続でもよい。
　プローブ４５の流路６７は、例示の周囲を壁面で囲まれた流入口６５および流出口６６を有するものに限らない。特開２０２１－０４８８７２号公報の図１３および図１９に示された、横断面Ｌ字状の先端部をもつプローブでもよい。また、プローブ４５には流路６７はなくてもよい。例えば特表２０２０－５１１６３５号公報に記載の態様のように、光学系６０の一部が流路３０内に突出してもよい。要するに、流路３０に先端部４９が突出した状態で配置されるプローブであればよい。
　流入口６５および流出口６６は、矩形状に限らず、円形状、楕円形状等でもよい。また、先端部４９は、例示の円筒容器状に限らない。四角筒容器状、六角筒容器状等でもよい。このため、底板６４も例示の円形状に限らず、矩形状、六角形状等でもよい。また、周板も例示の曲面に限らず、平面でもよい。
　底板６４、ひいては底板６４の内壁面は、フローセル１０の流路３０の形状に倣う下側に凸の曲面であってもよい。内壁面を下側に凸の曲面とすれば、内壁面が、ラマン散乱光ＲＳＬを光学系６０に指向する反射面の役割を果たす。したがって、ラマンスペクトルデータ２８のＳ／Ｎ比をより高めることができる。なお、下側に凸の曲面は、パラボラアンテナ状であってもよい。
　光学系６０を構成するレンズとしては、例示の半球レンズ６１に限らない。球体であるボールレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、あるいはシリンドリカルレンズ等でもよい。また、例示の互いに平行な入射面および出射面６３を有する円板状の透明板６２に限らない。ボールレンズ、平凸レンズ、および両凸レンズ等の出射面の形状に倣う形状の入射面と、平面状の出射面とを有する透明板でもよい。
　レンズと透明板とを接合することで光学系６０を構成するのではなく、レンズと透明板とを、１つのレンズとして一体的に形成してもよい。また、透明板はなくてもよく、レンズのみで光学系６０を構成してもよい。
　第１接続部３１および第２接続部３２をフローセル１０の下面に配置し、流路３０をＵ字状としてもよい。フローセル１０の形状は直方体状に限らず、円筒状、角筒状でもよい。流路３０の断面形状も円形状に限らず、楕円形状でもよいし、矩形状でもよい。流路３０を矩形状とした場合は、流れ方向ＦＤ１からみた流路３０の形状を、先端部４９がほぼ隙間なくはまる形状とし、また、流入口６５および流出口６６のサイズをできる限り大きくして、流れ方向ＦＤ１からみた流路３０の面積と流路６７の面積とをほぼ同じ（Ｂ≒Ａ）としてもよい。また、炭素繊維強化樹脂等の複合材料により、フローセル１０およびユニット３８等を形成してもよい。
　測定対象物質は抗体１７等に限らない。抗体１７以外のタンパク質、ペプチド、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ（Ｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ））、脂質、ウイルス、ウイルスサブユニット、およびウイルス様粒子等でもよい。
　細胞生産物は抗体１７等に限らない。サイトカイン（インターフェロン、インターロイキン等）、あるいはホルモン（インスリン、グルカゴン、卵胞刺激ホルモン、エリスロポエチン等）、成長因子（ＩＧＦ（Ｉｎｓｕｌｉｎ－Ｌｉｋｅ　Ｇｒｏｗｔｈ　Ｆａｃｔｏｒ）－１、ｂＦＧＦ（Ｂａｓｉｃ　Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ　Ｇｒｏｗｔｈ　Ｆａｃｔｏｒ）等）、血液凝固因子（第７因子、第８因子、第９因子等）、酵素（リソソーム酵素、ＤＮＡ（Ｄｅｏｘｙｒｉｂｏｎｕｃｌｅｉｃ　Ａｃｉｄ）分解酵素等）、Ｆｃ（Ｆｒａｇｍｅｎｔ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｂｌｅ）融合タンパク質、受容体、アルブミン、タンパク質ワクチンでもよい。また、抗体１７としては、バイスペシフィック抗体、抗体薬物複合体（Ａｎｔｉｂｏｄｙ－ｄｒｕｇ　ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）、低分子抗体、糖鎖改変抗体等も含まれる。
　物性データはラマンスペクトルデータ２８に限らない。赤外吸収スペクトルデータ、近赤外吸収スペクトルデータ、核磁気共鳴スペクトルデータ、紫外可視分光（ＵＶ－Ｖｉｓ：Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　Ｖｉｓｉｂｌｅ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）スペクトルデータ、あるいは蛍光スペクトルデータでもよい。
　流体は培養上清液１５Ａに限らない。除細胞フィルタ１４により除細胞する前の細胞培養液１５でもよい。培養槽１３に供給する前の、細胞生産物を含まない細胞培養液（いわゆる培地）でもよい。精製部にてクロマトグラフィー装置で培養上清液１５Ａを精製した精製液でもよい。流体は細胞培養に係る液体に限らず、例えば水質汚染を調べるために採取した河川の水等でもよい。フロー合成によりモノマーあるいは重合体（例えばポリスチレン等）といった生成物を連続生成する際の原料（例えばポリスチリルリチウムおよびメタノール水溶液等）および／または生成物であってもよい。また、流体は液体に限らず気体でもよい。
　以上の記載から、下記の付記項に記載の技術を把握することができる。
　［付記項１］
　分光分析装置の物性データの測定対象物質を含む流体が流れる第１流路を有するフローセルに装着されるプローブであり、前記第１流路に先端部が突出した状態で配置されるプローブであって、
　前記先端部は、前記流体の流れ方向からみた、前記先端部が突出した箇所の前記流体が流れる流路の面積が、前記先端部の下流側において前記流体が流れる流路のうちで、前記流体の流れ方向からみた面積が最も狭くなる最狭箇所の流路の面積以上となる構成を有する、
プローブ。
　［付記項２］
　前記フローセルには、外部から前記第１流路に前記流体を流入させる流入路と、前記第１流路からの前記流体を外部に流出させる流出路とが接続され、
　前記最狭箇所は前記流出路に存在する付記項１に記載のプローブ。
　［付記項３］
　前記先端部には、前記流体が流れる第２流路が形成されている付記項１または付記項２に記載のプローブ。
　［付記項４］
　前記第２流路の前記流体の流れ方向と前記第１流路の前記流体の流れ方向とが一致する付記項３に記載のプローブ。
　［付記項５］
　前記第２流路は、周囲を壁面で囲まれた前記流体の流入口および流出口を有する付記項３または付記項４に記載のプローブ。
　［付記項６］
　前記物性データはラマンスペクトルデータである付記項１から付記項５のいずれか１項に記載のプローブ。
　［付記項７］
　前記流体は、細胞培養液、培養上清液、精製液、および培地のうちのいずれかである付記項１から付記項６のいずれか１項に記載のプローブ。
　本開示の技術は、上述の種々の実施形態および／または種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。
　以上に示した記載内容および図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、および効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、および効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容および図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容および図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
　本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」は、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａおよび／またはＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、ＡおよびＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「および／または」で結び付けて表現する場合も、「Ａおよび／またはＢ」と同様の考え方が適用される。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願および技術規格は、個々の文献、特許出願および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (7)

  1. 　分光分析装置の物性データの測定対象物質を含む流体が流れる第１流路を有するフローセルに装着されるプローブであり、前記第１流路に先端部が突出した状態で配置されるプローブであって、
    　前記先端部は、前記流体の流れ方向からみた、前記先端部が突出した箇所の前記流体が流れる流路の面積が、前記先端部の下流側において前記流体が流れる流路のうちで、前記流体の流れ方向からみた面積が最も狭くなる最狭箇所の流路の面積以上となる構成を有する、
    プローブ。
  2. 　前記フローセルには、外部から前記第１流路に前記流体を流入させる流入路と、前記第１流路からの前記流体を外部に流出させる流出路とが接続され、
    　前記最狭箇所は前記流出路に存在する請求項１に記載のプローブ。
  3. 　前記先端部には、前記流体が流れる第２流路が形成されている請求項１に記載のプローブ。
  4. 　前記第２流路の前記流体の流れ方向と前記第１流路の前記流体の流れ方向とが一致する請求項３に記載のプローブ。
  5. 　前記第２流路は、周囲を壁面で囲まれた前記流体の流入口および流出口を有する請求項３に記載のプローブ。
  6. 　前記物性データはラマンスペクトルデータである請求項１に記載のプローブ。
  7. 　前記流体は、細胞培養液、培養上清液、精製液、および培地のうちのいずれかである請求項１に記載のプローブ。
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