(57)【要約】      （修正有）【課題】（メタ）ゲノム解析に用いるためのコンパクトで、安定的且つ確実に、水中から微生物が収集できる微生物収集装置の提供。【解決手段】水中から微生物を収集する微生物収集装置は、先端が開放状態の中空状の筒体を、水の深さ方向に沿って水に浸漬させ、当該筒体に水を収容し、当該筒体に収容された水を取水する取水手段１と、複数のフィルタ２ａ〜２ｃを並列して形成され、取水手段１により取水された水を、複数のフィルタ２ａ〜２ｃに順次供給して各々濾過する複数併設される濾過手段２と、取水手段１による水中の取水動作、及び、当該取水された水を各濾過手段２に分配する動作を、制御する制御手段３とを備え、各濾過手段２で濾過された水中の微生物を収集する、微生物収集装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中から微生物を収集する微生物収集装置において、
先端が開放状態の中空状の筒体を、水中の深さ方向に沿って水中に浸漬させ、当該筒体に水を収容し、当該筒体に収容された水を取水する取水手段と、
複数のフィルタを並列して形成され、前記取水手段により取水された水を、前記複数のフィルタに順次供給して各々濾過する複数併設される濾過手段と、
前記取水手段による水の取水動作、及び、当該取水された水を前記各濾過手段に分配する動作を、制御する制御手段とを備え、
前記各濾過手段で濾過された水中の微生物を収集することを特徴とする
微生物収集装置。
【請求項２】
請求項1に記載の微生物収集装置において、
前記制御手段が、前記濾過手段の各フィルタに分配した水の減水の度合いに基づいて、濾過が進行しないフィルタの水を、併設された他のフィルタに移送させる制御を行うことを特徴とする
微生物収集装置。
【請求項３】
請求項1又は請求項２に記載の微生物収集装置において、
前記取水手段を構成する筒体が、可撓性の長尺中空体で構成されるホース部と、
前記ホース部を繰り出し巻き取るリール部と、
前記ホース部の末端側に接続され、前記ホース部内の水を吸引する吸引部とを備えることを特徴とする
微生物収集装置。
【請求項４】
請求項1から請求項３のいずれかに記載の微生物収集装置において、
前記制御手段が、取水量、及び／又は、前記筒体の長手方向の位置に応じて、水を区分して取水して、前記濾過手段に供給することを特徴とする
微生物収集装置。
【請求項５】
請求項1から請求項４のいずれかに記載の微生物収集装置において、
前記濾過手段が、目開きの長い前段側のフィルタから、目開きの短い後段側のフィルタの順に、目開きの長さが異なる複数のフィルタを有することを特徴とする
微生物収集装置。
【請求項６】
請求項1から請求項５のいずれかに記載の微生物収集装置において、
前記濾過手段のフィルタが、薬剤処理、加熱処理、脱酸素処理の少なくともいずれかの処理が施されて成ることを特徴とする
微生物収集装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中から微生物を収集する微生物収集装置に関し、特に、コンパクトで且つ安定的に微生物が収集できる微生物収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、DNA解析技術が進み、新たな技術として、メタゲノム解析が注目されている。メタゲノム解析を用いることによって、水（例えば海洋）中に存在する微生物を単離することなく、DNAとして採取し、その配列を解析することによって、水中の環境変化をモニタリングすることができ、水中の環境変動をダイナミックに予測できる可能性がある。このようなことから、メタゲノム解析を用いたモニタリング技術は、地球の環境変化を調査する上で、極めて有用な技術として期待されている。  
【０００３】
その実現に向けては、水中で調査を行いたい地点で、一定量の水を採取し、採取したその場で濾過することができ、大きさの異なる微生物を集めて単離することなく、DNAを抽出するために適した採水・濾過が自動で行えるような微生物収集装置が必要とされている。
【０００４】
このような微生物収集装置は、定点において経時的に水（例えば海水）を取水できる必要があり、さらには、作業の効率化の観点から、調べたい地点への持ち運びが容易な高い運搬性（トランスポータブル）を有する簡素な構成であることも望まれている。  
【０００５】
従来の微生物収集装置としては、例えば、水を汲み上げるポンプと、該ポンプで汲み上げた水が流れ込むようにされた担体を挿入したカラムとを少なくとも備え、汲み上げた水中の微生物を前記カラム内の担体上で濃縮して採取する水中微生物濃縮採取装置がある（特許文献１参照）。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４４１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、水中（例えば海洋中）には多種多様な微生物が存在する一方で、従来の微生物収集装置では、微生物のサイズが小さいものに対しては、分離する術が無く、本質的に分離が困難であるという課題がある。また、担体の吸着性能によっては、微生物の濃縮を繰り返すうちに、担体に目詰まりが生じ、目詰まりが蓄積することで、カラム内に圧力欠損が生じてしまい、濃縮機能が停止してしまうという課題もある。そのため、人手による恒常的な監視が必要であり、手間が掛かり維持管理コストも嵩張るという課題もある。さらに、水を汲み上げるポンプに関しても、バルクで水を吸引するために、調べたい条件（例えば、水中における深さや地点などを限定した条件）を反映した水（例えば海水）を汲み上げることまではできず、結果として、水（例えば海洋）を詳細な条件で、正確に調査することができないことから、調査の精度が不十分なものにとどまっている。  
【０００８】
本発明は、前記課題を解消するためになされたものであり、コンパクトで、安定的且つ確実に、水中から微生物を収集できる微生物収集装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意研究の結果、水（例えば海洋）の汲み上げ技術と濾過技術の向上を図り、所望とする条件で取水が行えると共に、円滑に濾過が行われる構成を見出し、正確且つ詳細に微生物を収集できる新しいタイプの優れた微生物収集装置を導き出した。  
【００１０】
かくして、本願に開示する微生物収集装置は、水中から微生物を収集する微生物収集装置において、先端が開放状態の中空状の筒体を、水中の深さ方向に沿って水中に浸漬させ、当該筒体に水を収容し、当該筒体に収容された水を取水する取水手段と、複数のフィルタを並列して形成され、前記取水手段により取水された水を、前記複数のフィルタに順次供給して各々濾過する複数併設される濾過手段と、前記取水手段による水の取水動作、及び、当該取水された水を前記各濾過手段に分配する動作を、制御する制御手段とを備え、前記各濾過手段で濾過された水中の微生物を収集するものである。  
【００１１】
このように、本願に開示する微生物収集装置は、取水手段によって、所望とする地点および取水量で水（例えば海水）が、前記筒体に収容されて取水され、制御手段によって、当該取水動作、及び、当該取水された水を前記各濾過手段に分配する動作が制御された上で、濾過手段によって、並列された複数のフィルタで濾過が行われることから、所望とする条件の水が確実に取水されると共に、複数のフィルタが並列される構成によって、個々のフィルタにおける圧力欠損（圧力損失）が分散されて、フィルタ全体で圧力欠損（圧力損失）が抑制され、フィルタの目詰まりも抑制されることとなり、所望とする水中の微生物を高精度で収集することができる。なお、ここでいう圧力欠損（圧力損失）とは、流体がフィルタを通過する際に、流体がフィルタ内の抵抗に対抗して進む（流れる）ことによって失われるエネルギーを指し、すなわち、流体がフィルタ内を流れる際に生じるエネルギー損失を意味する。
【００１２】
また、本願に開示する微生物収集装置は、必要に応じて、前記制御手段が、前記濾過手段の各フィルタに分配した水の減水の度合いに基づいて、濾過が進行しないフィルタの水を、併設された他のフィルタに移送させる制御を行うものである。このように、前記制御手段によって、濾過の進行が停止したフィルタに対して、気付かないうちにフィルタ内に水の滞留が生じて濾過処理が停止することが回避されることとなり、フィルタの性能や、水に含まれる微生物の量や種類に拠らず、安定的に水中から微生物を収集することができる。
【００１３】
また、本願に開示する微生物収集装置は、必要に応じて、前記取水手段を構成する筒体が、可撓性の長尺中空体で構成されるホース部と、前記ホース部を繰り出し巻き取るリール部と、前記ホース部の末端側に接続され、前記ホース部内の水を吸引する吸引部とを備えるものである。このように、ホース部が、可撓性の長尺中空体で構成されて、リール部が、前記ホース部を繰り出し巻き取り、吸引部が、前記ホース部内に収容された水を吸引することから、長尺中空体に一度収容された水の中身を最後まで維持した状態で、水が吸引され、取水によって、より詳細に水（例えば海水）を特定できることとなり、水から微生物を高精度で収集することができる。
【００１４】
また、本願に開示する微生物収集装置は、必要に応じて、前記制御手段が、取水量、及び／又は、前記筒体の長手方向の位置に応じて、水を区分して取水して、前記濾過手段に供給するものである。このように、取水量、及び／又は、前記筒体の長手方向の位置に応じて、水の中身が区分された状態を維持して、水が取水されることから、より詳細に所望とする条件で水を特定して取水できることとなり、取水された水から微生物を高精度で収集することができる。
【００１５】
また、本願に開示する微生物収集装置は、必要に応じて、前記濾過手段が、目開きの長い前段側のフィルタから、目開きの短い後段側のフィルタの順に、目開きの長さが異なる複数のフィルタを有するものである。このように、前段側のフィルタから、後段側のフィルタに進むにつれて、目開きの幅が徐々に狭まっていくことから、フィルタで捕獲される微生物が、フィルタの後段に進むにつれて、大きいサイズから小さいサイズのものへと段階的に変わることにより、フィルタの目詰まりが起こし難くなると共に、フィルタ自体の圧力欠損が抑制されることとなり、所望とする水中の微生物を高精度で収集することができる。
【００１６】
また、本願に開示する微生物収集装置は、前記濾過手段のフィルタが、薬剤処理、加熱処理、脱酸素処理の少なくともいずれかの処理が施されて成るものである。このように、フィルタが、薬剤処理、加熱処理、脱酸素処理の少なくともいずれかの処理が施されて成ることから、当該処理によって、水中の微生物の付着や接触を起因とするフィルタの劣化が抑制されることとなり、より長期間に渡って、フィルタが高品質に維持された状態で、水から微生物を安定的に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る微生物収集装置の構成図を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る微生物収集装置の制御手段のフローチャートを示す。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る微生物収集装置の構成図を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る微生物収集装置の取水動作のフローチャートを示す。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る微生物収集装置の構成図を示す。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る微生物収集装置の取水動作の説明図を示す。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る微生物収集装置の濾過手段のフィルタについての説明図を示す。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る微生物収集装置の構成図を示す。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る微生物収集装置のフローチャートを示す。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る微生物収集装置の概略的なフローチャートを示す。
【図１１】本発明の第１〜６の実施形態に係る微生物収集装置の設置例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本願の第１の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図１に従い説明する。
【００１９】
第１の実施形態に係る微生物収集装置は、図１に示すように、水１００の水中から微生物を収集する微生物収集装置であり、先端が開放状態の中空状の筒体を、水中の深さ方向に沿って水中に浸漬させ、当該筒体に水１００を収容し、この筒体に収容された水１００を取水する取水手段１と、複数のフィルタ２ａ、２b、および２cを並列して形成され、取水手段１により取水された水１００を、複数のフィルタ２ａ、２b、および２cに順次供給して各々濾過する複数併設される濾過手段２と、取水手段１による水１００の取水動作、及び、この取水された水１００を各濾過手段２に分配する動作を、制御する制御手段３とを備え、各濾過手段２で濾過された水１００の水中の微生物を収集する構成であり、各濾過手段２で濾過された水１００の水中の微生物を収集するものである。  
【００２０】
微生物を収集する対象の水１００は、微生物が生息する水であれば特に限定されず、例えば、海水、河川、湖などが挙げられる。なお、ここでいう微生物とは、ＤＮＡを含むものであれば特に限定されず、例えば、細菌、ウィルスなど、広義の微生物が含まれる。  
【００２１】
この取水手段１において、先端が開放状態の中空状の筒体とは、水１００を収容できる中空状を有する形状であれば、特に限定されないが、円柱形状のもの（例えばボトル）でもよく、この場合には、サンプル採集に小分けがし易くなる。また、可撓性を有するもの（例えばホース）でもよく、この場合には、筒体に収容された水を吸引により容易に取水しやすくなる。  
【００２２】
この濾過手段２は、図１に示すように、複数のフィルタの一例として、複数のフィルタ２ａ、２b、および２cを並列して形成されるものが複数併設される。この複数のフィルタ２ａ、２b、および２cの内部には、各々、水１００を濾過可能な多孔質性のメッシュ体２１ａ、２１b、および２１cが収納される。  
【００２３】
このメッシュ体２１ａ、２１b、および２１cは、多孔質性の材質であれば特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート（PC）やセルロース混合エステルを用いることができる。このメッシュ体２１ａ、２１b、および２１cの目開き（ポアサイズ）は、特に限定されないが、０．１μm〜１００μmのものを用いることができ、例えば、０．２μm、０．８μm、５μm、２０μmの目開きのものを用いることができる。  
【００２４】
この制御手段３は、調査に必要な水１００の量や、調査に必要な水１００の条件（位置や深さ）に従って、取水手段１の取水動作を制御し、また、取水された水１００のうち、不要となった量の水１００については、図１に示すように、排出バルブの開閉動作を制御し、排出も行うように制御する。さらに、この取水された水１００を、各濾過手段２の複数のフィルタ２ａ、２b、および２cの空き状況を考慮して、空き容量の大きい（または未使用状態の）フィルタ２ａ、２b、および２cから優先して、順次分配する制御を行うことができる。  
【００２５】
この構成によって、各濾過手段２で濾過された水１００の水中の微生物を収集することができる。微生物は、各濾過手段２のメッシュ体２１ａ、２１b、および２１cの目開きに応じて、各種サイズのものが篩い分けられて、サイズごとに収集されることから、例えば、メッシュ体２１ａには所定の細菌が検出され、メッシュ体２１ｂには所定のウィルスが検出される等の微生物の種類が特定されやすくなる。  
【００２６】
このように、本願に開示する微生物収集装置は、取水手段１によって、調査を行いたい地点および取水量に従って、水１００（例えば海水）が、前記筒体に収容されて取水され、制御手段３によって、この取水動作、及び、この取水された水１００を前記各濾過手段に分配する動作が制御された上で、濾過手段２によって、並列された複数のフィルタ２ａ、２b、および２cで濾過が行われることから、所望とする条件の水１００が確実に取水されると共に、複数のフィルタ２ａ、２b、および２cが並列される構成によって、個々のフィルタ２ａ、２b、および２cにおける圧力欠損が分散されて、フィルタ全体で圧力欠損が抑制され、フィルタの目詰まりも抑制されることとなり、所望とする水中の微生物を高精度で収集することができる。  
【００２７】
（第２の実施形態）
本願の第２の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図２に従い説明する。
【００２８】
第２の実施形態に係る微生物収集装置は、図２に示すように、第１の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、前記制御手段３が、前記濾過手段２の各フィルタ２ａ、２b、および２cに分配した水１００の減水の度合いに基づいて、濾過が進行しないフィルタの水１００を、併設された他のフィルタに移送させる制御を行う構成である。  
【００２９】
ここで、減水の度合いとは、取水された水１００がフィルタ内で減水する進度（進行度合い）を示す概念であり、より具体的には、減水する速度（減水速度）や時間（減水時間）を含むものである。例えば、この減水時間については、取水された水１００がフィルタに流入した時点を初期時刻（ｔ０）として、取水された水１００がフィルタから全て排出（通過）された時点を終端時刻（ｔ１）とすることができる。また、この減水の度合い（例えば、減水時間や減水速度）を検出する手段としては、特に限定されないが、例えば、フィルタ中の液面高さ（水位）の変動値、フィルタ内の内部圧力の変動値、またはこれらの変動値が閾値の経過時間を超えた時間などを基準として、検出することができる。  
【００３０】
前記制御手段３の制御動作については、複数のフィルタ２ａ、２b、および２cの液面の高さを基準として制御を行うことや、また、基準となる液面の高さを超えてからの経過時間に基づいて制御を行うこともでき、また、基準となるフィルタ内の圧力値に基づいて、フィルタ内の圧力値の変動を用いて制御を行うこともできる。  
【００３１】
例えば、図２（ａ）に示すように、液面の基準高さをLとした場合に、図２（ｂ）に示すように、あるフィルタ（図中ではフィルタ２b）の水量が、液面の基準高さLを超過した場合に、図２（ｃ）に示すように、併設された他のフィルタ（図中ではフィルタ２ａおよび２ｃ）に移送させて、図２（ｄ）に示すように、当該フィルタ２bの水量を減水させて、処理を継続することができる。この他にも、さらに液面の基準高さLを超過した経過時間も、基準値として制御することが可能である。  
【００３２】
このように、前記制御手段３によって、濾過の進行が停止したフィルタ２ａ、２b、および２cに対して、気付かないうちにフィルタ内に水１００の滞留が生じて濾過処理が停止することが回避されることとなり、フィルタ２ａ、２b、および２cの性能や、水１００に含まれる微生物の量や種類に拠らず、自動的に且つ安定的に水１００の水中から微生物を収集することができる。  
【００３３】
（第３の実施形態）
本願の第３の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図３および図４に従い説明する。
【００３４】
第３の実施形態に係る微生物収集装置は、図３（ａ）に示すように、第１の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、前記取水手段１を構成する筒体が、可撓性の長尺中空体で構成されるホース部１１と、このホース部１１を繰り出し巻き取るリール部１２と、このホース部１１の末端側に接続され、このホース部１１内の水１００を吸引する吸引部１３とを備える構成である。  
【００３５】
また、図３（ｂ）に示すように、このホース部１１と、このホース部１１を繰り出し巻き取るリール部１２との間に、繰り出され巻き取られたホース部１１の進行方向および／または繰り出し量（巻き取り量）を制御し、ホース部１１の垂下に関する円滑な位置決めを行う案内車（滑車）として機能するプーリー部１４を備える構成としてもよい。このプーリー部１４を備える構成によって、より滑らかに、且つ正確に、ホース部１１を繰り出すことおよび巻上げることが可能となる。  
【００３６】
このホース部１１は、一般のホースであれば特に限定されないが、チューブ径のより小さなナイロンホースを用いることが好ましく、簡素化且つ省スペース化を図ることができる。  
【００３７】
この吸引部１３は、ポンプから構成され、例えば、真空ポンプを用いることができるが、より好ましくは、軟質チューブ（例えばシリコンチューブ）をローラーでしごいて送液するポンプ（例えば市販のペリスタポンプ（登録商標））を用いることであり、海水による錆等のトラブルを回避することが可能となる。なお、この場合には、ポンプ内を負圧（陰圧）にするために、バッファ容器をポンプに併設することが好ましい。  
【００３８】
また、この吸引部１３は、間欠吸引を行うことが好ましく、より好ましくは、全ての吸引動作を間欠で行うことである。この間欠吸引によって、吸引部１３の吸引に必要となる電力が省電力化されることとなり、電源確保が難しい状況下（例えば、海上など）においても、継続的に取水動作を行うことが可能となる。  
【００３９】
この取水手段１による取水動作については、図４に示すように、先ず、ホース部１１を繰り出して、水１００（例えば海洋）の水中に垂下させる（S１）。この垂下した深さ方向の距離が、所望とする距離に到達したか否かを確認する（S２）。この確認によって、所望とする距離に到達しない場合には、再度、ホース部１１を垂下させる（S1）。また、所望とする距離に到達した場合には、吸引部１３で（例えばポンプを用いて）吸引し、取水を行う（S３）。この取水手段１は、取水された水１００を、濾過手段に供給する（S４）。取水された水１００のうち、不要となった水１００については、吸引部１３で（例えばポンプを用いて）排出を行う（S５）。  
【００４０】
このように、このホース部１１が、可撓性の長尺中空体で構成され、このリール部１２が、このホース部１１を繰り出し巻き取り、この吸引部１３が、このホース部１１内に収容された水１００を吸引することから、長尺中空体に一度収容された水１００の中身（例えば、深さ方向の取水位置）を、吸引後も保持し続けた状態で、水１００が吸引され、取水によって、より詳細に水１００（例えば海水）を特定できることとなり、正確な条件で取水された水１００によって、微生物を高精度で収集することができる。  
【００４１】
（第４の実施形態）
本願の第４の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図５および図６に従い、説明する。  
【００４２】
第４の実施形態に係る微生物収集装置は、第３の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、図５に示すように、前記制御手段３が、取水量、及び／又は、前記筒体の長手方向の位置に応じて、水１００を区分（図中では、水面位置D０から深さ方向に、順に、位置D１、位置D２として、開口位置D３を区分）して取水して、前記濾過手段２に供給する構成である。  
【００４３】
第４の実施形態に係る微生物収集装置は、図６（ａ）に示すように、先ず、この取水手段１が、前記筒体であるホース部１１において、水面位置D０から深さ方向に、順に、位置D１、位置D２として、最深位置（開口位置）D３までの各位置を区分して、水中の深さ方向に沿って水中に浸漬させ、図６（ｂ）に示すように、この浸漬されたホース部１１をリール部１２により引き上げる。このホース部１１に収容された水１００を吸引部１３により吸引する際に、前記制御手段３が、水１００を、上記の位置D０〜D３に基づいて、取水する深さ方向の位置や取水量を自在に区分して取水するように、取水手段１を制御する。  
【００４４】
例えば、図６（ｂ）に示すように、制御手段３の制御によって、この取水手段１は、上記の位置D０（水面位置）からD３（最深位置）までの水１００を取水することができる。また、図６（ｃ）に示すように、制御手段３の制御によって、上記位置D０からD１までの水１００を排出した後に、上記位置D１からD２までの水１００を取水し、残りの上記位置D２からD３までの水１００を排出することが可能であり、すなわち、上記位置D１からD２までのみの水１００を特定して取水することが可能となる。また、この場合には、図６（ｄ）に示すように、上記位置D１からD２までの体積も、ホース部１１の筒体の断面積から容易に算出されることから、所望とする取水量の水１００についても、容易に特定して水１００を取り出すことができる。  
【００４５】
この他にも、上記と同様に、上記位置D０（水面位置）から位置D２（深さD２）までの水１００や、上記位置D０（水面位置）から位置D１（深さD１）までの取水量の水１００や、上記位置D１（深さD１）から深さD３（最深位置）までの水１００や、上記位置D２（深さD２）から深さD３（最深位置）までの水１００など、制御手段３は、水１００の深さ方向の位置を自在に特定して、取水手段１の吸引部１３による吸引を用いて、所望とする条件で水１００を取水することができる。  
【００４６】
このように、制御手段３の制御によって、取水量、及び／又は、前記筒体の長手方向の位置に応じて、水の中身が区分された状態を維持して、水１００が取水されることから、より詳細に所望とする条件で水１００を特定して取水できることとなり、取水された水１００から微生物を高精度で収集することができる。  
【００４７】
なお、上記では、第３の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、筒体として可撓性を有する前記ホース部１１を用いたが、この形態に限定されることは無く、例えば、図６（ｅ）に示すように、ボトル状の筒体に対しても、上記と同様に、適用することができる。  
【００４８】
（第５の実施形態）
本願の第５の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図７に従い、説明する。  
【００４９】
第５の実施形態に係る微生物収集装置は、第１の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、図７（ａ）に示すように、前記濾過手段２が、目開きの長い前段側のフィルタから、目開きの短い後段側のフィルタの順に（フィルタ２ａから、フィルタ２bを経て、フィルタ２cまで）、目開きの長さが異なる複数のフィルタを有する構成である。  
【００５０】
このように、前段側のフィルタから、後段側のフィルタに進むにつれて、目開きの幅が徐々に狭まっていくことから、フィルタで捕獲される微生物が、フィルタの後段に進むにつれて、大きいサイズから小さいサイズのものへと段階的に変わることにより、フィルタの目詰まりが起こし難くなると共に、フィルタ自体の圧力欠損が抑制されることとなり、所望とする水中の微生物を高精度で自動的に収集することができる。  
【００５１】
また、図７（ｂ）に示すように、第３の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１が、前記ホース部１１、前記リール部１２、前記吸引部１３を備えた構成の場合には、前記濾過手段２は、同図に示すように、各フィルタごとに濾過処理と吸引部１３（ポンプ）による吸引動作を、直列的に一度で（バッチで）行わず、間欠的に吸引させる構成とすることによって、フィルタ２ａでの濾過が終了した後に、フィルタ２bでの濾過を行い、最後にフィルタ２cでの濾過を完了させる構成とする。このように、吸引部１３（ポンプ）が間欠吸引することによって、吸引部１３の吸引に必要となる電力が省電力化されることとなり、電源確保が難しい状況下（例えば、海上など）においても、電源が維持されて、長期滞在が可能となり、継続的な取水動作および濾過処理を行うことが可能となる。  
【００５２】
（第６の実施形態）
本願の第６の実施形態に係る微生物収集装置を、以下説明する。  
【００５３】
第６の実施形態に係る微生物収集装置は、第１の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、前記濾過手段２のフィルタが、薬剤処理、加熱処理、脱酸素処理の少なくともいずれかの処理が施されて成る構成である。  
【００５４】
このように、フィルタが、薬剤処理、加熱処理、脱酸素処理の少なくともいずれかの処理が施されて成ることから、当該処理によって、水中の微生物の付着や接触を起因とするフィルタの劣化が抑制されることとなり、より長期間に渡って、フィルタが高品質に維持された状態で、水から微生物を安定的に回収することができる。  
【００５５】
（第７の実施形態）
本願の第７の実施形態に係る微生物収集装置を、上記図８〜図１０を用いて、説明する。  
【００５６】
第７の実施形態に係る微生物収集装置は、第３の実施形態に係る微生物収集装置と同様に、前記取水手段１と、前記濾過手段２と、前記制御手段３とを備える構成であり、さらに、図８に示すように、前記制御手段３がCPUとして備えられ、取水した溶液を貯蔵するサンプルタンク２００と、吸引された濾過溶液を都度貯蔵する吸引容器３００と、サンプルタンク２００と吸引容器３００との間の水の流れを制御する吸引ポンプ１５と、全ての濾過処理を経て得られた濾液を貯蔵する濾液ボトル４００とを備え、濾過溶液を還流させる構成である。  
【００５７】
前記濾過手段２は、図８に示すように、フィルタ２ａ、２b、２c、および２ｄを備え、各々、メッシュ体２１ａ、２１b、２１c、および２１ｄの目開き（ポアサイズ）が、２０μm、５μm、０．８μm、０．２μmと、徐々に狭くなる構成である。  
【００５８】
第７の実施形態に係る微生物収集装置は、処理の流れとしては、図９に示すように、先ず、取水手段１から、取水された水１００を、ポンプの吸引力で汲み上げ、最初の濾過手段２（１連目フィルターユニット）のフィルタ２ａ（ポアサイズ２０μｍ）を通過して、吸引容器３００に入る。設定時間を過ぎると、２番目の濾過手段２（２連目フィルターユニット）のフィルタ２ａ（ポアサイズ２０μｍ）を通過するように切り替わり、この際に液面感知を行って、水が無い場合には、３番目の濾過手段２（３連目フィルターユニット）へと切り替える。この手順で、４番目の濾過手段２（４連目フィルターユニット）まで繰り返す。  
【００５９】
４番目の濾過手段２（４連目フィルターユニット）まで濾過を行った水１００は、吸引部１１のポンプを使って、吸引容器３００から、サンプルタンク２００（１L容器）に移送する。  
【００６０】
各フィルターユニットのフィルタ２ｂ（ポアサイズ５μｍ）、フィルタ２ｃ（ポアサイズ０．８μｍ）、フィルタ２ｄ（ポアサイズ０．２μｍ）についても、同様に、最初の濾過手段２（１連目フィルターユニット）から、２番目の濾過手段２（２連目フィルターユニット）、３番目の濾過手段２（３連目フィルターユニット）、４番目の濾過手段２（４連目フィルターユニット）まで、順次濾過を行う。  
【００６１】
全ての濾過が終了後、吸引部１１のポンプを使って、濾液ボトル４００へ濾液（ポアサイズ０．２μｍ濾過液）を移送する。この際に、濾過に要した時間から、フィルタ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄの使用枚数を確認することができる。  
【００６２】
すなわち、概略的なフローチャートとしては、図１０に示すように、先ず、取水された水１００を、フィルタ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄのうち最初に通過するフィルタ（初段フィルタ：各孔径サイズにおける１枚目のフィルタ）を通過させて濾過する（S11）。次に、吸引部１３によりポンプを作動させて濾過処理を進める（S１２）。制御手段３が、フィルタの目詰まりを検知した場合（S１３）には、次に通過するフィルタ（次段作動フィルタ：目詰まりが検知されたフィルタと同じ孔径を有する２枚目以降のフィルタ）に水１００を通過させるように、濾過処理を切り替える（S１４）。最後に通過するフィルタ（最終フィルタ）まで水１００が通過して濾過された場合（S１５）には、最初に取水された水１００のうち未濾過分（未濾過のサンプル水）を排出して廃棄する（S１６）。その後、孔径のより小さなフィルタへの準備を行い（S１７）、前記初段フィルタでの処理（S１１）に戻る。この一連の処理を繰り返すことによって、取水された水１００を、フィルタ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄの各フィルタに順次通過させ、これらフィルタ２ａ、２ｂ、２ｃ、および２ｄの全フィルタを通過後には、濾過が完了したものとして、全ての処理が終了する。  
【００６３】
また、上述したS１３において、制御手段３が、フィルタの目詰まりを検知しない場合には、上記S17の処理に進み、孔径の小さなフィルタへの準備を行い、前記初段フィルタでの処理（S１１）に戻る。また、上述したS１５において、最後に通過するフィルタ（最終フィルタ）まで使用されていない場合には、上記S1３の処理に戻り、制御手段３が、フィルタの目詰まりを検知するまで濾過処理を進める。  
【００６４】
このように、吸引部１３のポンプ作動において、間欠吸引を行うことによって、吸引部１３の吸引に必要となる電力が省電力化されることとなり、電源確保が難しい状況下（例えば、海上など）においても、継続的に取水動作を行うことが可能となる。  
【００６５】
なお、上記の各実施形態に係る微生物収集装置は、高い運搬性（トランスポータブル）を有することから、設置場所に拠らない。例えば、図１１（ａ）に示すように、取水した溶液を濾過して得られた濾液を貯蔵するサンプルタンク２００を備えることによって、海洋上のブイ上に設置することができる。また、図１１（ｂ）に示すように、筏に設置することもできる。  
【００６６】
以上のことから、各実施形態に係る微生物収集装置は、フィルタの目詰まりも自動で検知することから、濾過処理全体が自動化されて人手による監視が不要になると共に、取水された水を間欠吸引することによって省電力化が実現され、海上での長期滞在が可能となり、水中に存在する微生物を単離することなく、経時的にDNAとして採取できるものである。さらに、その配列を解析することによって、水中の経時的な環境変化をモニタリングする技術を実現できるものである。  
【００６７】
以下、本発明を実施例に沿って説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限されるものではない。  
【００６８】
（実施例）
上記の第７の実施形態に係る微生物収集装置を用いて、海水からの取水を行った。先ず、1日に1回、表層から水深10ｍまでの海水を柱状サンプルとして採水した。この取水作業を少なくとも4日（4回）、微生物収集装置を用いて自動で行った。１回のサンプリングで少なくとも２リットルの採水をした。  
【００６９】
ポアサイズの異なる4種類（20 μｍ、5μｍ、0.8μｍ、0.2μｍ）の濾過フィルターを1段ずつ濾過する作業を行った。この際、20秒間吸引し20秒間吸引を停止する間欠式濾過法を採用し、サンプル水がある間はこの作業を繰り返した。水位センサーによりサンプル水が濾過し終えているのを感知したのち、次段の濾過に移り同じ作業を繰り返した。多段階におけるすべての濾過が終了した後、濾液を保存タンクへ移送した。吸引時間（20秒）、吸引休止時間（20秒）はプログラムにより設定した。なお、上記の吸引時間及び吸引休止時間（停止時間）は、上記に限定されるものではなく、プログラムの制御によって、可変的に変更することができ、採取地や取水量などの諸条件に応じて、最適に設定することができる。  
【００７０】
プログラムを組み込んだ制御コンピューターにより、省電力コンピューターの電源を制御し、採水時間、濾過システム（流路・回路・電磁弁の切り替え）の制御プログラムを組み込んだスティックPCの処理によってシステム制御を行った。電源部は、電源部と太陽電池部とから構成し、動作用電源は、鉛蓄電池を用いた。  
【００７１】
以下、有明海、八代海海上、東北水研で行った取水結果を示す。フィルター材質は、ポリカーボネートとセルロース混合エステル（Ｍｉｘセルロースともいう：ミリポア社製またはアドバンテック社製のものを使用）の２通りのケースを自動処理にて行い、各孔径（０．２μm、０．８μm、５μm、２０μm）ごとに、濾過時間、濾過量、フィルター使用枚数、濾過濃度について、得られた結果を、手動で濾過を行った場合と比較して示す。  
【００７２】
（１）有明海採水1回目の結果  （2016.11.3）
【表１】
2018153168.tif 000003
【００７３】
（２）有明海採水2回目の結果  （2016.11.5）
【表２】
2018153168.tif 000004
【００７４】
（３）有明海採水3回目の結果  （2016.11.14）
【表３】
2018153168.tif 000005
【００７５】
（４）有明海採水3回目の結果  （2016.11.14）
【表４】
2018153168.tif 000006
【００７６】
（５）海上試験の結果  （2016.11.18）
【表５】
2018153168.tif 000007
【００７７】
（６）東北水研採水の結果  （2016.11.21）
【表６】
2018153168.tif 000008
【００７８】
以上の結果から、本実施例に係る微生物収集装置は、フィルタの目詰まりも自動で検知することにより、濾過処理が自動化されると共に、海水を間欠吸引することによって、省電力化により海上での長期滞在が可能となり、水中に存在する微生物を単離することなく、DNAとして経時的に採取できた。さらに、その配列を解析することによって、水中の経時的な環境変化をモニタリングできることが確認された。
【符号の説明】
【００７９】
１  取水手段
１１  ホース部
１２  リール部
１３  吸引部
１４  プーリー部１５  吸引ポンプ
２  濾過手段
２ａ  フィルタ
２b  フィルタ
２c  フィルタ
２ｄ  フィルタ
２１ａ  メッシュ体
２１b  メッシュ体
２１c  メッシュ体
２１ｄ  メッシュ体
３  制御手段
１００  サンプルタンク
２００  サンプルタンク
３００  吸引容器
４００  濾液ボトル 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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