(57)【要約】  本発明は、特にバラスト水、河川や湖沼や海洋の水、汚水、又は水泳又は入浴設備内の水などである水中の或いは水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための方法及び装置に関し、測定室内の最大蛍光（Ｆｍ）から最小蛍光（Ｆｏ）を引いた差を形成することにより又は測定室内の蛍光誘導曲線の部分的な又は全体の動的経過を検知することにより変動蛍光（Ｆｖ）を算出するステップ、特に変動蛍光（Ｆｖ）に依存し、測定室内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を測定及び算出するステップにより特徴付けられている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特にバラスト水、河川や湖沼や海洋の水、汚水、又は水泳又は入浴設備内の水などである水中の或いは水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための方法において、
・  測定室（１１）内の最大蛍光（Ｆｍ）から最小蛍光（Ｆｏ）を引いた差を形成することにより又は測定室（１１）内の蛍光誘導曲線（１）の動的経過を検知することにより変動蛍光（Ｆｖ）を算出するステップ、特に蛍光誘導曲線（１）の時間経過を測定し、特に補間により又は積分により変動蛍光（Ｆｖ）を算出するステップ、及び、
・  変動蛍光（Ｆｖ）に依存し、測定室（１１）内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
特にバラスト水、河川や湖沼や海洋の水、汚水、又は水泳又は入浴設備内の水などである水中の或いは水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための方法において、
・  光投入の結果による測定室（１１）内の熱発生を測定するステップ、及び、
・  この熱発生に依存し、測定室（１１）内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
変動蛍光（Ｆｖ）と、測定室（１１）内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数との間の関係を検出するために線形の校正が行われ、特に最小長で０.８μｍよりも大きな細胞サイズの基準種であり、特に線形の校正が蛍光（Ｆｏ、Ｆｍ）或いは熱発生の検出前に一回又は複数回行われることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
基準種とは別の細胞サイズの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の等価数の算出が、特に容積比較を用いて行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
散乱光の検出が行われる、特に散乱光の検出が、最小蛍光（Ｆｏ）及び／又は最大蛍光（Ｆｍ）の検出前、５０μｓから１００μｓまで、特に８０μｓで行われることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
最小蛍光（Ｆｏ）の検出が、最小蛍光（Ｆｏ）の複数の個別測定から平均値形成により行われる、特に複数の個別測定が２０ｍｓから１００ｍｓまでの間隔で行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
最大蛍光（Ｆｍ）の検出が、最大蛍光（Ｆｍ）の複数の個別測定から平均値形成により行われる、特に複数の個別測定が２０ｍｓから１００ｍｓまでの間隔で行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
変動蛍光（Ｆｖ）の算出が最小蛍光（Ｆｏ）の平均値及び／又は最大蛍光（Ｆｍ）の平均値の使用のもと行われることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
蛍光（Ｆｏ、Ｆｍ）の検出が、蛍光測定器を用い、少なくとも１つのパルシング光源（ＰＬ）及び／又は少なくとも１つの連続光源（ＫＬ）の使用のもと行われ、光源（ＰＬ、 ＫＬ）として特にＬＥＤが用いられることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
蛍光の検出又は熱発生の測定が、パルシング光、特に４２０ｎｍの波長を有するパルシング光の使用のもと行われることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
最小蛍光（Ｆｏ）の検出又は熱発生の測定が、少なくとも１つのパルシング光源（ＰＬ）及び／又は７００ｎｍよりも大きい波長を有する少なくとも１つの光源、特に２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間間隔を有するパルシング光源（ＰＬ）の光パルスの使用のもと行われることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
最大蛍光（Ｆｍ）の検出又は熱発生の測定が、連続光、特に６６０ｎｍの波長を有する連続光の使用のもと行われることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
最大蛍光（Ｆｍ）の検出又は熱発生の測定が、少なくとも１つのパルシング光源（ＰＬ）、特に２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間間隔を有するパルシング光源（ＰＬ）の光パルスと、少なくとも１つの連続光源（ＫＬ）の使用のもと行われることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
本方法ステップが予め設定可能な回数で反復されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
連続監視プロセスにおいて水備蓄及び／又は水流から反復して試験容積が取り出され、本方法ステップが、その都度、一回又は複数回、各試験容積に適用され、生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物のその都度の算出数が監視及び／又は制御ユニットに伝達されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数及び／又は生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出等価数に依存した、水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を除去及び／又は消毒する処理方法の制御が行われることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数の揮発性の又は永続的な記憶、及び／又は検出された蛍光（Ｆｏ、Ｆｍ、Ｆｖ）又は測定された熱発生の揮発性の又は永続的な記憶が行われることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数が、予め設定可能な限界値の超過に関して監視され、特にその限界値の超過時にはアラーム通知が生成されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
水中の或いは水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための装置であって、検査室（１１）内の最小蛍光（Ｆｏ）と最大蛍光（Ｆｍ）を検出するための少なくとも１つの蛍光測定器（１０）が設けられていて、この蛍光測定器（１０）が少なくとも１つの光源（１４）と少なくとも１つの検知器（１５）とを有する、前記装置において、
評価ユニットが設けられていて、この評価ユニットを用い、変動蛍光（Ｆｖ）を検出すること、並びに検出された変動蛍光（Ｆｖ）に依存し、検査室（１１）内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出することが行われ得ることを特徴とする装置。
【請求項２０】
検査室（１１）が特にガラス又はプラスチックから成るキュベットにより形成されていることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
検査室（１１）が入口（１６）及び／又は出口（１７）を有することを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の装置。
【請求項２２】
本装置が少なくとも１つのパルシング光源及び／又は少なくとも１つの連続光源を有し、光源としては特にＬＥＤが用いられることを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
複数の光源が配置されていて、特にパルシング光の少なくとも１つの光源、特にほぼ４２０ｎｍの波長を有する青色光の光源、及び／又は連続光の少なくとも１つの光源、特にほぼ６６０ｎｍの波長を有する赤色光の光源、及び／又は特に７００ｎｍより大きな波長を有する光源であることを特徴とする、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２４】
本装置に対し、除去及び／又は消毒装置が前置及び／又は後置されていることを特徴とする、請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２５】
少なくとも１つの制御可能な弁が検査室（１１）の入口（１６）及び／又は出口（１７）に配置されていることを特徴とする、請求項１９〜２４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２６】
水を搬送する搬送ポンプが設けられていることを特徴とする、請求項１９〜２５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２７】
制御ユニット（２０）が設けられていて、この制御ユニットを用い、評価ユニット、及び／又は１つの又は複数の弁、及び／又は搬送ポンプ、及び／又は除去及び／又は消毒装置が制御可能であることを特徴とする、請求項１９〜２６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２８】
記憶ユニットが設けられていて、この記憶ユニットを用い、測定された蛍光（Ｆｏ、Ｆｍ）、及び／又は検出された変動蛍光Ｆｖ、及び／又は生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数が揮発的に又は永続的に記憶可能であることを特徴とする、請求項１９〜２７のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に小川や河や沼や湖や谷の堰止めのような表面水、淡水や海水やそれらの混合水、船舶のバラスト水、深海水、地下水やわき水、プロセス水や産業水や冷却水や循環水、汚水、入浴水や水泳水、培養水や培養媒体、生産水などである水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天然水の利用時に水浄化で植物プランクトン及び／又は微生物を除去することは、水を様々な目的のために利用可能とし浄化限界値及び流入限界値を維持するために重要な目的である。例えば表面水域の植物プランクトンの大量発生、それらによるフィルタ設備の突破、そして飲料水配分ネットワーク内でのそれらの発生は、周知の問題である。浄化が十分でない場合、例えば、水の着色や、臭い物質及び毒素の放出や、再び植物プランクトンを栄養基盤として利用する水中の望まれない別のバクテリアの増殖のような、植物プランクトン自身による問題が発生する。同時に植物プランクトン種が異種のビオトープへと放たれること及び／又は広がることは、それにより生態系のバランスの移動がもたらされるため望まれることではない。
【０００３】
従って、特に水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を除去及び／又は消毒する処理方法を制御するために、水中の生存植物プランクトン細胞を検知すること、特に監視及び制御方法の枠内でオンライン検知することが必要である。
【０００４】
しかし今日周知の方式は、細胞の大きさが０.１ｍｍよりも小さいか０.１ｍｍの大きさであるという限界範囲において且つ細胞数の決定が必要な場合において、特に様々な種と任意の構成が存在する場合、信頼性があり且つ有意義な時間制限の中で結果を提供することのできる状況にはない。つまり周知の方法はバイオマスの増殖にとって確かに極めて感度のよいものであるが、バイオマスを決定するためには数日又は数週間を必要としてしまうので極めて時間のかかるものである。更にこの方法では元来の細胞数が未知のままであるということが不利である。従ってこの方式はオンライン監視には適していない。
【０００５】
更に受動的で蛍光定量的な方式が周知であり、この方式では植物プランクトン細胞のバイオマスを水試料内で決定することができる。この方式において、生存する又は死滅した植物プランクトン細胞に関する情報が、その区別が不可能であるため提供できないということは不利である。
【０００６】
所謂能動的で蛍光定量的な方式は、特に生存細胞のためだけに決定され得る光合成系の定量有効性を決定するために用いられる。この方式において、植物プランクトン細胞の定量化が成されないことは不利である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、水試料内の生存植物プランクトン及び／又は生存微生物の数を少ない手間で且つ最短の時間で決定し、特に水のオンライン監視を可能にする、水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための方法及び装置を創作することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１に従う方法により又は請求項２に従う方法により並びに請求項１９に従う装置により解決される。
【０００９】
水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための本発明に従う方法は以下のステップを有する：
・  検査すべき水及び／又は生物体を含んでいる測定室の形状に依存せずこの測定室内の最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差を形成することにより変動蛍光Ｆｖを算出するステップ、又は、検査すべき水及び／又は生物体を含んでいる測定室の形状に依存せずこの測定室内の蛍光誘導曲線の動的経過を検知することにより変動蛍光Ｆｖを算出するステップ、特に蛍光誘導曲線の時間経過を測定し、蛍光誘導曲線の時間積分の算出又は蛍光誘導曲線の補間により最大蛍光Ｆｍを算出すること、及び、
・  変動蛍光Ｆｖに依存し、測定室内の基準種（照合種）の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出するステップ。
【００１０】
請求項２に従う本発明による方法は選択的に以下のステップを有する：
・  光投入の結果による測定室（１１）内の熱発生を測定するステップ、及び、
・  この熱発生に依存し、測定室（１１）内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出するステップ。
【００１１】
この際、最小蛍光Ｆｏは生存細胞と死滅細胞からの蛍光を示し、最大蛍光Ｆｍは、少なくともほぼ全ての一次電子受容体が還元されている蛍光に対応し、変動蛍光Ｆｖは最大蛍光Ｆｍと最小蛍光Ｆｏとの差に対応し、各々、測定室内にある検査すべき水及び／又は生物体に関連している。
【００１２】
水中の生物材料を検出するためには蛍光測定器を用いて蛍光が検知され得る。この際、２つの状態が区別され得て、一方では最小蛍光Ｆｏ（暗い状態）であり他方では特に予め設定された波長の光の投入による最大蛍光Ｆｍである。驚くべきことに、最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差、即ち変動蛍光Ｆｖが、変動蛍光Ｆｖと生存細胞の数が相関しているため、測定室内或いは水及び／又は生物体の検査量内の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数のための尺度であることが示された。
【００１３】
最小蛍光Ｆｏ（照明なし）の測定、最大蛍光Ｆｍ（照明あり）の測定、並びに最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差を形成することで変動蛍光Ｆｖを算出することにより、測定室内或いは水及び／又は生物体の検査量内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数が算出され得る。
【００１４】
水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知するための本発明に従う装置では、検査室内の水量及び／又は生物体量の最小蛍光Ｆｏと最大蛍光Ｆｍを検出するための少なくとも１つの蛍光測定器が設けられていて、この際、この蛍光測定器は少なくとも１つの光源と少なくとも１つの検知器とを有する。更に評価ユニットが設けられていて、この評価ユニットを用い、変動蛍光Ｆｖを検出すること、並びに検出された変動蛍光Ｆｖに依存し、試験容積内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出することが行われ得る。
【００１５】
最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差を形成することのより変動蛍光Ｆｖを算出することに対して選択的に又は累積的に、本発明に従う方法及び本発明に従う装置では、測定室内における蛍光誘導曲線の動的経過を検知することも可能であり、特に蛍光誘導曲線の時間経過の部分的な又は完全な検知、及び数学モデルを用いた補間による欠如情報の獲得によるものである。
【００１６】
蛍光を放つ光の強度は、測定室内或いは水中の又は水からの検査量内の基準種の細胞数に直接的に比例する、即ちその関係は直線に従い、この際、この比例直線の勾配が個々の細胞の大きさのための尺度である。
【００１７】
「検査室」とは、調査すべき水で満たされている試験容積のことであり、即ち水試料のことであるが、調査すべき水の所定量をろ過した膜フィルタのことでもあり、この際には最低蛍光Ｆｏと最大蛍光Ｆｍの測定は、水を用いないで膜フィルタの面上の細胞層をもって直接的に行われる。
【００１８】
驚くべきことに、生存細胞の数の検出が、変動蛍光Ｆｖを算出することを基礎にしても、光投入の結果、即ち測定室内の細胞を光で短時間照射した結果による生存細胞の熱発生を測定することを基礎にしても可能であることが示された。
【００１９】
従って変動蛍光Ｆｖと熱発生は、同様に測定容積内の生存細胞の数のための尺度であり、即ち光を用いた短時間の照射の結果として生存細胞が熱も発生し蛍光も放ち、それにより測定室内の基準種の生存細胞の数の算出が変動蛍光に依存しても選択的に又は累積的に熱発生に依存しても可能であるため、これらの両方の値は特に互いに等価である。
【００２０】
本発明の更なる有利な構成は下位請求項に記載されている。
【００２１】
変動蛍光Ｆｖと、測定室内の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数との間の関係を検出するために線形の校正（キャリブレーション）が行われると有利であり、特に最小長で０.８μｍよりも大きな細胞サイズの基準種であり、特に線形の校正が最低蛍光Ｆｏと最大蛍光Ｆｍの検出前の測定前に一回又は複数回行われる。
【００２２】
基準種並びに最小長で０.８μｍよりも大きな細胞サイズは、周知の顕微鏡的な方法を用いて決定或いは検出され得る、即ち基準種を予め設定することができる。
【００２３】
この線形の校正に基づき、変動蛍光Ｆｖの検出値から細胞数が算出され得る。
【００２４】
好ましくは、基準種とは別の細胞サイズの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の等価数の算出が特に容積比較により行われる。植物プランクトン細胞の細胞含有量は、通常、細胞の容積に比例する。この関係に基づき、基準種の細胞サイズとは異なる細胞サイズの場合の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の等価数の算出が行われ得る。
【００２５】
好ましくは、特に最小蛍光Ｆｏ及び／又は最大蛍光Ｆｍの検出前に散乱光の検出が行われる。散乱光の検出は、測定の実行の直前、最小蛍光Ｆｏ及び／又は全蛍光Ｆｍの検出前、特に５０μｓから１００μｓまで、特に８０μｓで行われ得る。この測定は、場合により存在する散乱光、又は生存細胞からは放出されない別の各形式の光を検知する。
【００２６】
好ましくは、最小蛍光Ｆｏの検出は、試験容積内の最小蛍光の複数の個別測定から平均値形成により行われる。複数の個別測定は、有利には２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間順で行われる。
【００２７】
選択的に又は累積的に、最大蛍光Ｆｍの検出は、最大蛍光の複数の個別測定から平均値形成により行われ得て、複数の個別測定は特に２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間間隔で行われ得る。
【００２８】
最小蛍光Ｆｏ及び／又は最大蛍光Ｆｍの平均値形成により測定の精度が向上され得る。複数の個別測定が極めて短い時間順で実行され得るため、特に水の品質を監視する装置のオンライン監視の枠内で本方法を適用する場合、顕著な時間遅延が結果として発生することはない。
【００２９】
変動蛍光Ｆｖの算出が最小蛍光Ｆｏの平均値及び／又は最大蛍光Ｆｍの平均値の使用のもと行われると有利である。それにより同様に品質及び精度が向上され得る。
【００３０】
有利には、最小蛍光Ｆｏと最大蛍光Ｆｍの検出は、蛍光測定器を用い、少なくとも１つのパルシング光源ＰＬ及び／又は少なくとも１つの連続光源ＫＬの使用のもと行われ、この際、光源ＰＬ及びＫＬとしては特にＬＥＤが用いられる。
【００３１】
有利には、最小蛍光Ｆｏの検出は、特に４２０ｎｍの波長を有するパルシング光の使用のもと行われる。
【００３２】
有利には、最小蛍光Ｆｏを検出するための状態に達することが、７００ｎｍよりも大きい波長の光源の適用により加速され得て、この際、その光源としては特にＬＥＤが用いられる。
【００３３】
有利には、最小蛍光Ｆｏの検出は、少なくとも１つのパルシング光源ＰＬの使用、特に２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間間隔を有するパルシング光源ＰＬの光パルスの使用のもと行われる。
【００３４】
好ましくは、最大蛍光Ｆｍの検出は、特に６６０ｎｍの波長を有する連続光の使用のもと行われる。
【００３５】
蛍光の検出が、少なくとも１つのパルシング光源ＰＬの使用、特に２０ｍｓから１００ｍｓまでの時間間隔を有するパルシング光源ＰＬの光パルスの使用と、少なくとも１つの連続光源ＫＬの使用のもと行われると有利である。
【００３６】
連続監視の枠内では本方法即ち個々の方法ステップが予め設定可能な回数で反復され得る。それにより、検査すべき水の連続監視と品質保証を実行し、オンライン監視の枠内で実現することが可能である。特に予め設定された限界値の監視により自動的にアラームが作動され得る。
【００３７】
連続監視プロセスにおいて水備蓄及び／又は水流から反復して試験容積又は試験量が取り出され、本方法ステップが、その都度、一回又は複数回、各試験容積に適用され、生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物のその都度の算出数が監視及び／又は制御ユニットに伝達されると有利である。特に、検出されたデータ、即ち測定室内の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数は、水からの細胞の除去及び／又は水の消毒を制御及び／又は監視する装置に提供され得る。
【００３８】
従って、生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数及び／又は生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出等価数に依存した、水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を除去及び／又は消毒する処理方法の制御が行われ得る。
【００３９】
好ましくは、特に記録目的であるが、少なくとも生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数を揮発性で（短期的に）又は永続的に記憶することが行われる。
【００４０】
水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数が、予め設定可能な限界値の超過に関して監視されると有利であり、特にその限界値の超過時にはアラーム作動が行われる。
【００４１】
水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知する本発明に従う装置は、好ましくは、特にキュベットにより形成されている測定室を有し、特にキュベットはガラス又はプラスチックから成っている。
【００４２】
有利には、検査室は入口及び／又は出口を有する。特に検査室は検査すべき水の連続的な又は間欠的な搬送流内に埋め込まれている、即ち入口及び出口を用いて搬送ライン内に組み込まれ得る。
【００４３】
好ましくは、本装置は少なくとも１つのパルシング光源及び／又は少なくとも１つの連続光源を有し、この際、光源としては特にＬＥＤが用いられる。
【００４４】
好ましくは複数の光源が配置されていて、特に、パルシング光の少なくとも１つの光源、特にほぼ４２０ｎｍの波長を有する青色光の光源、そして連続光の少なくとも１つの光源、特にほぼ６６０ｎｍの波長を有する赤色光の光源、そして特に７００ｎｍより大きな波長を有する光源である。
【００４５】
好ましくは、本装置には、水から細胞を除去する及び／又は水を消毒する装置が前置及び／又は後置されている。
【００４６】
好ましくは、少なくとも１つの制御可能な弁が検査室の入口及び／又は出口に配置されている。それにより本装置を連続的な搬送プロセス内に組み込むことが可能であり、この際、検査すべき水の搬送は、制御可能な弁を用い、蛍光測定器を用いた測定の時間の間、中断され得る。
【００４７】
有利には、水を搬送する搬送ポンプが配置されている。
【００４８】
有利には制御ユニットが設けられていて、この制御ユニットを用い、評価ユニット、及び／又は１つの又は複数の弁、及び／又は搬送ポンプ、及び／又は除去及び／又は消毒装置が制御可能である。
【００４９】
記憶ユニットが設けられていて、この記憶ユニットを用い、少なくとも検出された変動蛍光Ｆｖ及び／又は生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数が揮発的に又は永続的に記憶可能であると有利である。
【００５０】
それにより再検査可能な記録が可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】蛍光誘導曲線の一例を示す図である。
【図２】水中の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知する装置の一実施例の概要図を示す図である。
【図３】変動蛍光Ｆｖと測定容積内のミリリットルあたりの生存細胞の数との間の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
次に図面を用いて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００５３】
図１は、測定された蛍光誘導曲線１を時間経過で示している。最低蛍光Ｆｏのレベルは、実際に全ての一次電子受容体がまだ酸化されている状態が引き起こされる場合に達成され、暗闇の状態、又は７００ｎｍ以上の波長を有する光の光源の適用による状態に対応する。時点Ｔ１に断続的な又は連続的な光源をオンすることにより光化学反応が活動化され、これらの反応は、一次電子受容体が還元されるという結果をもたらす。少なくともほぼ全ての一次電子受容体が還元されていると蛍光レベルは最高蛍光Ｆｍに到達する。時点Ｔ１に光源をオンした後の時間に対する蛍光誘導曲線１の経過から、最低蛍光Ｆｏから最大蛍光Ｆｍへの蛍光の上昇が跳躍的には行われず、動的プロセス内で連続的に上昇していることが見てとれ、このことは生存植物プランクトンの挙動に由来している。
【００５４】
時点Ｔ２に光源をオフした後の蛍光誘導曲線１の低下が同様に図１から見てとれる。
【００５５】
最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差に対応する変動蛍光Ｆｖは測定空間１１内の生存細胞の数に比例する。従って、校正の枠内で前もって確定された、変動蛍光Ｆｖと、予め設定された所定の基準種（照合種）の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物との間の関係に基づき、変動蛍光Ｆｖに依存し、基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を算出することが可能である。
【００５６】
最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差としての変動蛍光Ｆｖに基づき生存植物プランクトンの数を算出することに対して選択的に、数学モデルを使い蛍光誘導曲線１の動的経過から生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数を検出することが可能である。
【００５７】
図２には水中の又は水からの生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物を検知する装置の一実施例の概要図が示されている。
【００５８】
本装置は蛍光測定器１０並びに評価・監視・制御ユニット２０を有する。
【００５９】
蛍光測定器１０の検査室１１は、平行平面の２つのガラス面１２及び１３を備えたキュベットにより形成されている。
【００６０】
蛍光測定器１０は、７００ｎｍ以上の波長の光を放出する光源と、パルシング光源と、連続光源という３種のＬＥＤの形式の光源１４を有する。更にこの蛍光測定器１０は検知器１５を有する。光源１４は制御ユニット２０により制御される、即ちオンオフされる。検知器１５を用い、キュベット内にある検査すべき水量の蛍光の蛍光誘導曲線を検知することが可能である、即ち特に光源１４がオフされている場合に最低蛍光Ｆｏを検知すること、光源１４がオンされている場合に最高蛍光Ｆｍを検知すること、そしてこれらを更なる評価のために制御ユニット２０へと伝達することが可能である。
【００６１】
蛍光測定器１０は非連続的な又は連続的な搬送プロセス内に組み込まれていて、入口１６及び出口１７を有する。
【００６２】
制御ユニット２０を用い、データライン１８を介して蛍光測定器１０から伝達された蛍光の測定値の評価が行われ、このことは、最大蛍光Ｆｍから最小蛍光Ｆｏを引いた差を形成することにより変動蛍光Ｆｖが算出され、この算出された変動蛍光から、前もって測定され且つ保存されている校正直線を用い、キュベット内にある検査すべき水中の基準種の生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の数が算出されることによって行われる。
【００６３】
更に制御ユニット２０により、予め設定されていて記憶されている限界値の超過に関する監視が行われ、この際、その限界値を超過した場合にはデータライン２１を介して警告通知が放出される。
【００６４】
データライン２２を介して制御ユニット２０は記憶ユニットと接続されていて、この記憶ユニットを用い、生存植物プランクトン細胞及び／又は生存微生物の算出数が記憶可能である。
【００６５】
本装置には連続的な搬送流が組み込まれていて、それにより検査すべき水の連続的なオンライン監視が可能となっている。
【００６６】
この監視装置には非図示の除去及び／又は消毒ユニットが前置及び／又は後置されていて、このユニットは制御命令を制御ユニット２０から取得する。
【００６７】
図３は、変動蛍光Ｆｖと測定容積内のミリリットルあたりの生存細胞の数との間の関係を示している。
【００６８】
国際海事機関（International Maritime Organization）は、船舶内のバラスト水処理装置の排出基準として特定のサイズクラスの生物体に対する限界値を提示している。１０μｍ以上で５０μｍ未満のサイズ範囲は植物プランクトンにより優勢とされる。そのために１０未満の生存生物体の排出限界値がミリリットルあたりに最小長で書き記されている。
【００６９】
今までは顕微鏡を使った長時間の集計による陸上の監視だけが可能であった。バラスト水が直接的に環境へと導かれるため、リアルタイムでのオンライン監視が必要不可欠である。
【００７０】
図３に従うこの例では１０μｍの大きさの海産緑藻類の Tetraselmis suecica が本方法のための基準生物体として使用された。
【００７１】
図３は、バラスト水処理装置の流入及び流出部で顕微鏡を使って集計された生存Tetraselmis細胞数に対するＦｖ信号の依存性を示していて、そのバラスト水処理装置は、消毒処理に続く機械的な前分離処理から成っている。
【００７２】
図３が示しているように、通常どおり使用された定性収量（Ｆｖ／Ｆｍ＝（Ｆｍ−Ｆｏ）／Ｆｍに対応）は生存細胞数に対する相関関係を許していない。
【００７３】
それに対し、本発明に従う方法をもって決定されて更に使用されたＦｖ信号は、極めて広い細胞数範囲に渡っても生存細胞数に対して明らかに線形の依存性（Ｒ２＝０.９８）を提供している。
【００７４】
生存バイオマスのためのこの信号を生存細胞数に変換することは容量関係を基礎にしている。
【００７５】
３乗根(third power root)を介し、基準種とは別の細胞サイズのための等価細胞数が算出され得る。この際、比例直線の勾配が個々の細胞のサイズのための尺度である。この関係が以下の表で示されている：
【００７６】
【表１】
2010501867.tif 000003
【００７７】
３乗根の依存性の長所は、１０μｍよりも小さいサイズの生存植物プランクロン細胞が、数がより多くの場合でも信号に影響を及ぼすことなく、それに対し、１０μｍよりも大きな生存植物プランクトン細胞はミリリットルあたりで１０未満の少ない細胞数で既に著しい信号を引き起こすということである。それによりこの限界値のより確実な監視が保証され得る。
【符号の説明】
【００７８】
１０          蛍光測定器
１１          検査室
１２          ガラス面
１３          ガラス面
１４          光源
１５          検知器
１６          入口
１７          出口
１８          データライン
２０          評価・監視・制御ユニット
２１          データライン
２２          データライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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