(57)【要約】【課題】培養条件の調整や制御を簡便且つ容易行うことができ、環境中の微生物の分離培養に汎用的に用いることができる微生物培養装置、微生物培養システム、微生物培養方法を提供すること。【解決手段】微生物培養装置４では、培養液の液面を、多孔体表面の近傍で且つ多孔体表面より若干下方に形成した状態で、培養液を持続的に多孔体１に供給できる。故に、多孔体１の表面にて微生物を培養しつつ、培養液の供給量、組成を任意に変更することができる。よって、培養できる微生物種を増大させ得る。その上、個々のコロニーが分離された状態で連続的な培養を行うことができるので、有用な微生物を個別に分離することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物を培養する装置であって、
液体が透過可能に構成され且つ表面に連通する細孔を具有すると共に上面部の細孔は微生物よりも小さい孔径で形成された多孔体が配置される培養室と、
その培養室に対し液体の供給と排出とを行う流路と、
前記培養室内において前記多孔体を保持する保持部と、
前記流路から前記培養室に液体が供給されて形成される液面が、前記保持部に保持される前記多孔体の上面と同じ高さ又は多孔体上面近傍で且つ多孔体上面より下方となるように、前記多孔体と液面との位置関係を調整する調整手段とを備えており、
前記培養室に連続的または断続的に液体を供給しつつ前記多孔体上面と同じ高さ又は若干低い位置に液面を形成した状態において、前記多孔体の細孔を通じて多孔体上面まで液体を供給し、該多孔体上面で微生物を培養することを特徴とする微生物培養装置。
【請求項２】
前記保持部は、前記多孔体を載置する台座と、その台座に前記多孔体を着脱可能に係止する係止具とを有しており、
前記調整手段は、前記保持部に設けられ、前記台座が着脱可能に取り付けられる支柱と、その支柱を前記台座に固定する固定具とを備えており、異なる長さの支柱を用いて前記台座の高さを変更することで前記多孔体上面と液面との位置関係を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の微生物培養装置。
【請求項３】
前記保持部は、前記多孔体を載置する台座と、その台座に前記多孔体を着脱可能に係止する係止具とを有しており、
前記調整手段は、前記保持部に設けられ、前記台座が取り付けられる支柱と、その支柱に対し前記台座を上下方向に移動可能に固定する固定具とを備えており、前記台座を上下方向に移動させることで前記多孔体上面と液面との位置関係を調整するものであることを特徴とする請求項１記載の微生物培養装置。
【請求項４】
前記台座は、前記培養室に供給された液体を前記台座の厚み方向に通過させる貫通孔を備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の微生物培養装置。
【請求項５】
前記多孔体を収容する容器であって、容器内外を連通する貫通孔が形成された収容容器を有しており、
前記保持部は、前記収容容器を前記培養室内に保持するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の微生物培養装置。
【請求項６】
前記多孔体は、上面部がゲルで形成されたものとされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の微生物培養装置。
【請求項７】
前記多孔体は、全体がゲルで形成されたものとされていることを特徴とする請求項６記載の微生物培養装置。
【請求項８】
上方を開口する有底の筐体と、前記開口を閉鎖する蓋体とを有し、前記筐体内壁との間に間隙を有して前記培養室を内包する外槽を備えており、
前記流路は前記外槽の壁を貫通して前記培養室に直接接続されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の微生物培養装置。
【請求項９】
前記外槽は、前記蓋体を閉鎖状態に固定する治具と、前記筐体の開口部位に設けられ前記治具により蓋体が固定された場合に外気の侵入を抑止するシーリング材とを備え、密封可能に構成されていることを特徴とする請求項８記載の微生物培養装置。
【請求項１０】
前記外槽の内部空間に脱酸素剤を備えており、
その脱酸素剤によって前記外槽内部を嫌気性雰囲気とすることを特徴とする請求項９記載の微生物培養装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載された微生物培養装置の複数と、
前記複数の微生物培養装置へ供給する液体が貯留される貯留槽と、
その貯留槽に貯留される液体を前記複数の微生物培養装置のそれぞれに接続される流路に供給する供給ポンプと、
前記各微生物培養装置のそれぞれから液体を排出させる排出ポンプとを有し、
前記各微生物培養装置において並列して培養を行う微生物培養システム。
【請求項１２】
液体が透過可能に構成され且つ表面に連通する細孔を具有すると共に上面部の細孔は微生物よりも小さい孔径で形成された多孔体の上面に微生物が含まれる試料を載置し、前記多孔体に持続的に培地を供給し前記多孔体内部において高さ方向と交差する方向へ培地を通過させると共に、前記多孔体の上面へは前記多孔体内部の細孔を経由して培地を供給し、前記多孔体上面で微生物を培養することを特徴とする微生物培養方法。
【請求項１３】
前記多孔体を複数設け、異なる濃度または異なる植種源が希釈された複数の溶液から選択された１の溶液を１の前記多孔体の上面に塗抹し、溶液が塗抹された各多孔体のそれぞれに培地を供給して、複数の培養を並行して行うことを特徴とする請求項１２に記載の微生物培養方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微生物を培養する装置、システムおよび方法に関し、特に、環境中の微生物の分離及び培養に汎用的に用いることができる微生物培養装置、微生物培養システム、微生物培養方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微生物工学の発展により、有用微生物を用いた物質生産や、環境浄化が行われている。一方、環境中から取得されたｒＲＮＡ遺伝子の情報を基に分子系統解析を行うと、地球上には膨大な種の微生物が存在することが明らかとなっている。例えば、土壌１〜１０ｇ程度の試料に１万〜１００万種を超える微生物が存在していると推定されている。
【０００３】
言い換えれば、河川、湖沼、海水、土壌や温泉等の自然生態系や、廃水処理、廃棄物処理、コンポスト等の人工生態系のいずれにも、医薬品、食品、化粧品等に利用できる化合物を産生する未知の有用微生物が数多く存在していると推定される。言い換えれば、利用されている微生物は、存在種のごく一部であり、このため、有用微生物の獲得に関心が寄せられている。
【０００４】
しかし、かかる生態系では多種類の微生物が混在して生息しているため、複合微生物群の中から目的の有用微生物を採取（分離）することが必要になる。工業的な利用の場合、自然環境の微生物群集をそのまま用いてプロセスを構築すると、医薬品・食品・化粧品などに利用できる有用化合物の安定的な生産の制御が難しいため、環境中から分離して特性が確認された特定の微生物を用いることが望ましいからである。
【０００５】
従来、目的微生物の採取は、微生物の純粋培養によって行われるが、この純粋培養には、一般に、コッホの時代以来の微生物の分離培養法が利用されている。具体的には、固形培地を用いて微生物を培養する方法であり、まず、微生物が利用できる有機または無機基質を含む培地に適度な濃度のアガロースを溶かし、シャーレに流し込んで固形培地を作製する。次に、固形培地の表面に環境中より採取した微生物群を適度に希釈して塗抹し培養する。植種源の希釈段階を調整すれば、固形培地上に１０〜１００個くらいの微生物コロニーを形成させることができる（寒天平板表面塗抹法）。尚、アガロースに代えて、適宜、ゲランガムやシリカゲルなども用いられている。
【０００６】
これらのコロニーは、一個の微生物細胞が固形培地で増殖して形成されたものと考えられている。微生物の純粋性は、１つのコロニーを滅菌水などで分散させた後、固形培地上に塗抹して再度コロニーを形成させる手順を繰り返すことによって向上させることができる。
【０００７】
しかし、従来の固形培地を用いた純粋培養では生育しないものが多く、現在、培養できる微生物は環境中に存在するものの内、約１％程度であることが知られている。その要因として、培養環境が閉鎖的な環境であるため、過剰になった微生物の生成物質を系外に排出できないことが挙げられている。これにより、微生物が出す代謝産物やシグナル因子が蓄積してしまい、それらによって阻害を受ける微生物は増殖できないためと推定されている。また、別の要因として、目的微生物の生育に要求される基質濃度の維持が困難になることが挙げられている。このため、従来の寒天平板を用いた純粋培養とは異なる新たな分離培養技術が求められている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、栄養源などを含む液相は透過させ微生物は透過させない細孔を有する膜を開口部に貼付した容器に、接種物と混合した固形培地を封入した後、当該容器を環境中に設置することで微生物本来の生育環境に固形培地を暴露し、微生物を培養する技術が開示されている。これにより、自然環境下でしか生息できない微生物の培養が試みられている。
【０００９】
更には、特許文献２には、微生物細胞が１個包埋されたゲル粒子を多数生成し、そのゲル粒子をマトリックスとなる別のゲル化剤と共に、微生物を通過させず種々の化学物質の通過を許容する膜体で形成されたチューブに注入してゲル化させ、そのチューブを環境中に置くことでゲル粒子内の微生物を培養する技術が開示されている。
【００１０】
また、特許文献３には、共生微生物の存在下でのみ生息可能な難培養性微生物を分離培養するため、共生微生物を培養するための固形培地を設けると共に、当該固形培地上にフィルターを介して難培養性微生物を培養するための固形培地を積層した培養システムが開示されている。固形培地間のフィルターは、微生物の移動を禁止する一方、微生物の産生物は通過させるため、難培養微生物を独立した区画で、すなわち共生微生物と混在させずに分離培養できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００５−５０３１７１号公報
【特許文献２】特開２０１０−４１９６７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１７５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、固形培地内に生じる液相の流動によって形成された微生物のコロニーが消失しかねず、コロニー形成が不安定になり易いという問題点があった。加えて、液相の流動に伴って複数微生物が混在したコロニーが形成されてしまいかねない。つまり、形成されたコロニーが１の微生物の集合体であるシングルコロニーである確率が低くなってしまい、上記の純粋培養のように特定の微生物を単独で培養（分離）することは困難である。また、固形培地内部のコロニーについては、他の微生物細胞が混在しないように単一のコロニーだけを分離して獲得することが難しいという問題点があった。
【００１３】
更に、特許文献２に記載された技術では、ゲル粒子の作製に高度な熟練操作が必要となり、更には、微小なゲル粒子にコロニーが発生しているか否かを確認しながらその回収を行うという精緻で煩雑な作業が要求される。このため、作業者の作業負荷が高いという問題点があった。
【００１４】
また、上記特許文献３に記載された技術では、栄養源をストックする固形培地からの物質交換や濃度勾配によって微生物が培養される寒天培地へ栄養供給が行われるようになっている。このため、栄養源等の移動速度が緩慢になりがちであり、栄養源供給が不十分となって微生物の培養不良が生じかねないという問題点があった。更には、本技術では、微生物の産生物が共生微生物によって十分に消費されない場合には、固形培地に産生物が貯留されることとなる。かかる場合には、その産生物によって微生物の生育が阻害されかねないという問題を解決できない。更には、複数層の固形培地を積層した状態で培養が行われるため、その工程が複雑で煩雑になるという問題点があった。また、多種多様な微生物を分離培養するためには、各微生物に適した個別の培養条件設定が必要になるが、予め定めた培地組成で培養が行われる本技術では、培養条件の調整の自由度が小さく、多様な微生物の培養に広く適用することが難しいという問題点があった。
【００１５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、培養条件の調整や制御を簡便且つ容易行うことができ、環境中の微生物の分離培養に汎用的に用いることができる微生物培養装置、微生物培養システム、微生物培養方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的を達成するために請求項１記載の微生物培養装置は、微生物を培養する装置であって、液体が透過可能に構成され且つ表面に連通する細孔を具有すると共に上面部の細孔は微生物よりも小さい孔径で形成された多孔体が配置される培養室と、その培養室に対し液体の供給と排出とを行う流路と、前記培養室内において前記多孔体を保持する保持部と、前記流路から前記培養室に液体が供給されて形成される液面が、前記保持部に保持される前記多孔体の上面と同じ高さ又は多孔体上面近傍で且つ多孔体上面より下方となるように、前記多孔体と液面との位置関係を調整する調整手段とを備えており、前記培養室に連続的または断続的に液体を供給しつつ前記多孔体上面と同じ高さ又は若干低い位置に液面を形成した状態において、前記多孔体の細孔を通じて多孔体上面まで液体を供給し、該多孔体上面上で微生物を培養するものである。
【００１７】
尚、ここで、調整手段は、液面と多孔体上面との相対的な位置関係が上記した関係となるようにするものであって、多孔体の高さを調整することで液面との位置関係を調整するものであっても良く、液面の高さを調整することによって多孔体上面との位置関係を調整するものであってもよい。また、両者の位置をそれぞれ調整するものであってもよい。
【００１８】
請求項２に記載の微生物培養装置は、請求項１記載の微生物培養装置において、前記保持部は、前記多孔体を載置する台座と、その台座に前記多孔体を着脱可能に係止する係止具とを有しており、前記調整手段は、前記保持部に設けられ、前記台座が着脱可能に取り付けられる支柱と、その支柱を前記台座に固定する固定具とを備えており、異なる長さの支柱を用いて前記台座の高さを変更することで前記多孔体上面と液面との位置関係を調整するものである。
【００１９】
請求項３に記載の微生物培養装置は、請求項１記載の微生物培養装置において、前記保持部は、前記多孔体を載置する台座と、その台座に前記多孔体を着脱可能に係止する係止具とを有しており、前記調整手段は、前記保持部に設けられ、前記台座が取り付けられる支柱と、その支柱に対し前記台座を上下方向に移動可能に固定する固定具とを備えており、前記台座を上下方向に移動させることで前記多孔体上面と液面との位置関係を調整するものである。
【００２０】
請求項４に記載の微生物培養装置は、請求項２又は３に記載の微生物培養装置において、前記台座は、前記培養室に供給された液体を前記台座の厚み方向に通過させる貫通孔を備えている。
【００２１】
請求項５に記載の微生物培養装置は、請求項１から４のいずれかに記載の微生物培養装置において、前記多孔体を収容する容器であって、容器内外を連通する貫通孔が形成された収容容器を有しており、前記保持部は、前記収容容器を前記培養室内に保持するものである。
【００２２】
請求項６に記載の微生物培養装置は、請求項１から５のいずれかに記載の微生物培養装置において、前記多孔体は、上面部がゲルで形成されたものとされている。
【００２３】
請求項７に記載の微生物培養装置は、請求項６記載の微生物培養装置において、前記多孔体は、全体がゲルで形成されたものとされている。
【００２４】
請求項８に記載の微生物培養装置は、請求項１から７のいずれかに記載の微生物培養装置において、上方を開口する有底の筐体と、前記開口を閉鎖する蓋体とを有し、前記筐体内壁との間に間隙を有して前記培養室を内包する外槽を備えており、前記流路は前記外槽の壁を貫通して前記培養室に直接接続されている。
【００２５】
請求項９に記載の微生物培養装置は、請求項８記載の微生物培養装置において、前記外槽は、前記蓋体を閉鎖状態に固定する治具と、前記筐体の開口部位に設けられ前記治具により蓋体が固定された場合に外気の侵入を抑止するシーリング材とを備え、密封可能に構成されている。
【００２６】
請求項１０に記載の微生物培養装置は、請求項９記載の微生物培養装置において、前記外槽の内部空間に脱酸素剤を備えており、その脱酸素剤によって外槽内部を嫌気性雰囲気とする。
【００２７】
請求項１１に記載の微生物培養システムは、請求項１から１０のいずれかに記載された微生物培養装置の複数と、前記複数の微生物培養装置へ供給する液体が貯留される貯留槽と、その貯留槽に貯留される液体を前記複数の微生物培養装置のそれぞれに接続される流路に供給する供給ポンプと、前記各微生物培養装置のそれぞれから液体を排出させる排出ポンプとを有し、前記各微生物培養装置において並列して培養を行うものである。
【００２８】
請求項１２に記載の微生物培養方法は、液体が透過可能に構成され且つ表面に連通する細孔を具有すると共に上面部の細孔は微生物よりも小さい孔径で形成された多孔体の上面に微生物が含まれる試料を載置し、前記多孔体に持続的に培地を供給し前記多孔体内部において高さ方向と交差する方向へ培地を通過させると共に、前記多孔体の上面へは前記多孔体内部の細孔を経由して培地を供給し、前記多孔体上面で微生物を培養するものである。
【００２９】
請求項１３に記載の微生物培養方法は、請求項１２に記載の微生物培養方法において、前記多孔体を複数設け、異なる濃度または異なる植種源が希釈された複数の溶液から選択された１の溶液を１の前記多孔体の上面に塗抹し、溶液が塗抹された各多孔体のそれぞれに培地を供給して、複数の培養を並行して行うものである。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１記載の微生物培養装置によれば、培養室に流路を介して液体の供給と排出とが行われる。この培養室内に保持部によって保持される多孔体に対し、その液面が、多孔体上面と同じ高さ又は多孔体上面近傍で且つ多孔体上面より下方となるように調整手段にて調整され、多孔体上面への外方からの直接的な液体流入は規制される。一方で、多孔体は液体が透過可能に構成されているので、その内部を液体が流れることができ、且つ表面に連通する細孔によって、供給された液体は多孔体内部の細孔を経由して多孔体上面まで供給される。
【００３１】
このため、多孔体上面に播種された微生物は、その位置に留まって生育することができ、他の微生物細胞との混在を回避することができる。また、用いられる多孔体は、その上面の細孔径が微生物よりも小さいものとされているので、多孔体上面で生育する微生物が多孔体内を流動する液体によって消失するといったことがない。更には、液体を連続的又は断続的に多孔体に供給することができるので、微生物の生育に必要な栄養源が枯渇することがない上、微生物が産生する代謝産物は持続的に多孔体外へ排出できるので、従来の固形培地では困難であった良好な微生物の生育環境の維持を実現できる。
【００３２】
故に、本装置にて微生物培養を行えば、代謝産物による生育阻害や栄養源の枯渇を解消した環境下で、生えてくる微生物のコロニーを単一の微生物細胞として分離する分離培養を行うことができる。更には、培養中においても培地の選択、変更を行うことができるため、従来の固形培地での培養に比べて、培養条件の選択の自由度を大きく向上させ、各種の微生物に対する培養条件を拡充させることができるという効果がある。
【００３３】
加えて、多孔体の上面位置と供給される液体の液面との位置関係は、調整手段にて調整できるので、使用する多孔体の厚みが異なっても、確実に液面を多孔体の上面と同じ高さ又は多孔体上面近傍で且つ多孔体上面より若干下方に配置することができるという効果がある。
【００３４】
請求項２に記載の微生物培養装置によれば、請求項１記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、固定具によって支柱に固定される台座は支柱に対し着脱可能に取り付けられており、その台座上に、係止具によって多孔体が着脱可能に係止される。よって、液体の流れ込む培養室内において多孔体を確実に固定することができるという効果がある。また、台座は支柱に着脱可能に取り付けられるので、支柱を交換することができ、異なる長さの支柱を用いることで台座の高さを変更、即ち、多孔体上面と液面との位置関係を調整することができる。このため、多孔体上面と液面との位置関係を一定間隔に保持でき、培養室に流入した液体が多孔体上面を超えて流れることを的確に回避できる。
【００３５】
更には、台座の構造を変更することで多孔体上面と液面との位置関係を調節できるため、モーターなどの電気的な機構を不要としてメンテナンスを容易化し、更に装置コストの低廉化を図ることができる。
【００３６】
請求項３に記載の微生物培養装置によれば、請求項１記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、支柱に取り付けられた台座は、固定具によって支柱に対し上下方向に移動可能に固定され、その台座上に、係止具によって多孔体が着脱可能に係止される。そして、多孔体上面と液面との位置関係は、台座を上下方向に移動させることで調整される。よって、液体の流れ込む培養室内において多孔体が不安定に浮遊するといったことがなく、多孔体を確実に固定することができる。つまり、多孔体上面と液面との位置関係を一定間隔に保持でき、培養室に流入した液体が多孔体上面を超えて流れることを確実に抑止できるという効果がある。
【００３７】
更には、固定具の調整によって、台座を高さ方向に移動させて、多孔体上面と液面との位置関係を調節できるため、モーターなどの電気的な機構を不要としてメンテナンスを容易化し、更に装置コストの低廉化を図ることができる。また、本装置では、例えば、支柱に対して台座を連続的にスライドさせることができ、高さの微調整を行う場合に、その作業を簡便化することができるという効果がある。
【００３８】
請求項４に記載の微生物培養装置によれば、請求項２又は３に記載の微生物培養装置において、台座には、培養室に供給された液体を台座の厚み方向に通過させる貫通孔が設けられているので、下面側からの多孔体方向への液体の供給が、台座によって遮断されることを回避できるという効果がある。このため、多孔体側面方向からの液体の流入に加え、下面側からも液体供給を行うことができるので、多孔体に対し、効率的に液体供給を行うことができる。
【００３９】
請求項５に記載の微生物培養装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、保持部によって、多孔体を収容容器に収容した状態で間接的に保持することができる上、多孔体への液体供給は収容容器内外を連通する連通部を介して良好に行うことができるという効果がある。
【００４０】
ここで、多孔体は、内部に孔が形成された構造体であるため、緻密な構造体に比べて脆弱である。また、流れる液体に暴露されるため、直接的に保持部で把持された場合、かかる把持部分に応力集中が生じやすく、場合によっては破損してしまいかねない。本装置では、多孔体は、収容容器に収容したうえで培養室内に保持するので、比較的強度の弱い素材や直接的な把持が困難な素材で多孔体が形成されていても、培養室内に安定に保持することができるという効果がある。よって、多様な多孔体を選択することができる上、直接的に多孔体を保持する場合に比べて長期的な培養を実現できるという効果がある。
【００４１】
請求項６に記載の微生物培養装置によれば、請求項１から５のいずれかに記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、本装置の培養室内に配置される多孔体は、上面部がゲルで形成されたものとされているので、微生物が含まれる試料を培養場である多孔体上面へ塗抹する際には、平滑性の良好なゲルに対して塗抹することができるので、塗抹作業を円滑に行うことができる上、液溜りが生じにくく、ぬりむらを抑制することができるという効果がある。
【００４２】
請求項７に記載の微生物培養装置によれば、請求項６記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、多孔体は、全体がゲルで形成されたものとされているので、例えば、ゲルとゲル以外の他の素材とを組み合わせて多孔体を形成する場合よりも、多孔体の製造を簡便かつ容易にすることができるという効果がある。
【００４３】
請求項８に記載の微生物培養装置によれば、請求項１から７のいずれかに記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、上方を開口する有底の筐体と該開口を閉鎖する蓋体とを備えた外槽内に、培養室が内包されており、その内包される培養槽に対し、流路が、外槽の壁を貫通して直接接続されている。つまり、外部と隔絶された外槽内の培養室に流路を介して液体の供給と排出とを行うことができる。よって、外槽内において培養室に限定的に液体を供給することができるという効果がある。
【００４４】
故に、本装置では、外槽の内部空間に（筐体内壁と培養室との間の空隙）に、液体と接しない場所を確保することができる。このため、例えば、水に反応する物質など水濡れを回避すべき物を外槽内のかかる場所に設置できるという効果がある。
【００４５】
また、外槽は、蓋体によって開口を解放状態と閉鎖状態とに切り替えることができるので、好気性と嫌気性との両方の環境を実現でき、使用者が所望する雰囲気に応じて装置を運転することができるという効果がある。
【００４６】
請求項９に記載の微生物培養装置によれば、請求項８記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、外槽の筐体の開口部位には、外気の侵入を抑止するシーリング材が設けられており、治具により蓋体が固定された場合に密封可能に外槽は構成されているので、雑菌の混入などの外部からの汚染を抑制することができる。更に、良好な嫌気性雰囲気を実現でき、高い嫌気度でなければ生育できない微生物の分離培養を良好に行うことができるという効果がある。
【００４７】
請求項１０に記載の微生物培養装置によれば、請求項９記載の微生物培養装置の奏する効果に加え、前記外槽の内部空間に備えられた脱酸素剤によって外槽内部を嫌気性雰囲気とすることができる。故に、窒素ガスなどにより置換を行う場合に比べて、簡便且つ安価に、外槽内を嫌気性雰囲気にすることができるという効果がある。
【００４８】
請求項１１に記載の微生物培養システムによれば、請求項１から１０のいずれかに記載された微生物培養装置の複数が設けられており、各微生物培養装置のそれぞれに接続される流路に、供給ポンプによって貯留槽から液体が供給され、また、排出ポンプによって各微生物培養装置のそれぞれから液体が排出される。これにより、各微生物培養装置において並列して培養を行うことができるという効果がある。また、各微生物培養装置に対する液体の供給と排出とをそれぞれポンプによって行うので、自然勾配などの重力の作用にて液体の供給と排出を行う場合に比べて、流量調整を容易とし、所望の流量での安定した液体（培地）の供給と排出とを実現できるという効果がある。更には、液体の供給量と排出量とを別々に制御できるため、培養室内の液面高さの制御と管理とを精度良く行うことができるという効果がある。
【００４９】
請求項１２に記載の微生物培養方法によれば、液体が透過可能に構成され且つ表面に連通する細孔を具有すると共に上面部の細孔は微生物よりも小さい孔径で形成された多孔体の上面に微生物が含まれる試料を載置し、多孔体に持続的に培地を供給して多孔体内部において高さ方向と交差する方向へ培地を通過させると共に、多孔体の上面へは前記多孔体内部の細孔を経由して培地を供給し、多孔体上面で微生物を培養する。よって、微生物の培養場となる多孔体には、外部から培地（液体培地）を持続的に供給できるので、微生物の生育に必要な栄養源が枯渇することがないという効果がある。また、従来のような固形培地で培養を行う場合に比べて、培地の選択、変更に対する自由度が大きく、微生物が実際に生息する環境に近づけた条件下で培養を行うことができる。
【００５０】
加えて、培地は、多孔体内部の細孔を経由して多孔体の上面へ供給されるので、微生物を培養する多孔体上面上を流れることがない。故に、形成される微生物のコロニーの消失を回避できる。また、多孔体上面において微生物を培養し、かつ、培地等の液体供給は多孔体内部から多孔体上面に供給されるため、培地の供給に伴って生育する微生物が混合されるといった事態を回避でき、微生物の分離を良好に行うことができるという効果がある。
【００５１】
請求項１３に記載の微生物培養方法によれば、請求項１２に記載の微生物培養方法の奏する効果に加え、多孔体を複数設け、異なる濃度または異なる植種源が希釈された複数の溶液から選択された１の溶液を１の多孔体の上面に塗抹し、溶液が塗抹された各多孔体のそれぞれに培地を供給して、複数の培養を並行して行うものであるので、異なる希釈段階、または異なる植種源を用いた培養を効率的に実行できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の微生物培養方法の基本原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施形態における微生物培養装置の概要を示した図である。
【図３】本発明の第２実施形態の微生物培養装置を含む培養システムの概要を示した図である。
【図４】第２実施形態における微生物培養装置の培養槽を説明する図である。
【図５】第２実施形態で用いられる収容容器を示した図である。
【図６】第２実施形態における培養室内での高さ調節機構を説明する図である。
【図７】第２実施形態の載置台の変形例を示した図である。
【図８】第３実施形態における微生物培養装置を示した図である。
【図９】本発明の１実施形態である微生物培養システムの概要を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本発明の微生物培養方法の基本原理を説明する。
【００５４】
図１は、本発明の微生物培養方法の基本原理を説明する図である。本方法は、図１（ａ）に示すように、微生物担体として多孔体１を用い、その表面（上面）に環境中より採取した微生物群を適度に希釈して塗抹し、多孔体１の表面上で微生物を培養するものである。多孔体１は液体を透過させることができるので、微生物の栄養源となる基質を外部から連続的に供給することができる。
【００５５】
この液体透過性を有する多孔体１を液体の流路中に配置する。多孔体１には上流側から液体が導入され、多孔体１の内部を通過した液体は、下流側へ排出される。尚、多孔体１に対し、液体の供給と排出とが適切に行われればよいため、液体の供給は多孔体１の側方からに限定されるものではなく、例えば、多孔体１の下面から行われてもよい。
【００５６】
図１（ｂ）は多孔体１の表面近傍の部分拡大図Ｉである。本発明では、この図１（ｂ）に示すように、液面が、多孔体表面近傍（多孔体１の表面と同じ高さｈ１以下で且つｈ２よりも上方）に形成するように調整されている。
【００５７】
液面が、多孔体１の表面を上回ると、多孔体表面に播種された微生物が流れたり、他のコロニーとの混在が生じてしまいシングルコロニーの獲得に支障を来すこととなる。このため、本発明では、液面の上限が多孔体表面となるように規制しているのである。
【００５８】
一方、多孔体１は、液体が透過可能な孔を備えると共に、その内部から表面に連通する微細孔を備えるものである。このため、液面の位置が多孔体表面よりも下方にあっても、毛細管現象によって液体は多孔体１の内部を輸送され表面まで到達し得る。しかし、液面が、多孔体１の表面位置に対して下方すぎると、供給された液体が表面まで到達しなくなり、多孔体表面へ液体、即ち栄養源を供給することが困難となる。また、多孔体表面と多孔体内部との間において、液体を介しての物質交換の効率が低下しかねず、微生物によって生産された産生物質を多孔体表面から十分に除くことが困難となる。このため、流入する液体によって多孔体表面との物質交換が良好に行われる限界点ｈ２（即ち、毛細管現象によって液体を上方へ輸送できる限界高さ）が、液面の下限位置となる。尚、この限界点ｈ２は、多孔体１の微細孔の径、供給液体の量、流速、粘度等によって適宜設定され、例えば、多孔体１の表面より１ｍｍ〜数ｍｍ下方に設定される。
【００５９】
また、多孔体１の微細孔は、微生物の大きさよりも小さいことが好ましく、また、通水の効率を考慮すると、好適にはその孔径が０．０５μｍから１０μｍであることが望ましく、更に好適には、０．１μｍから１μｍとされる。多くの微生物は１μｍより大きいため、特に、１μｍ以下の微細孔を有する多孔体を用いれば、殆どの微生物について、多孔体表面上から多孔体内部へ落下することを防止でき、また、多孔体内部に微生物が繁殖した場合に、その微生物が多孔体表面へ進出することも防止できる。
【００６０】
かかる多孔体１に分布する微細孔は、必ずしも多孔体全体に均一な細孔分布を備えている必要はない。多孔体１の表層（最表面から所定厚みを有する部位）は１μｍ以下の微細孔を有する層とし、その下方の層は、表層の微細孔よりも大きな細孔を有するものとしてもよい。これにより、多孔体１の表層（最表面から所定厚みを有する部位）から多孔体内部へ微生物が移動することを防止し、多孔体１の表面上に限定して微生物を培養できる上、通水効率を良好にすることができる。
【００６１】
多孔体１としては、微細孔を有し透水性を有するものであれば特に限定されるものではなく、各種有機高分子の多孔体や無機化合物の多孔体を用いることができる。有機高分子の多孔体１としては、例えば、海綿等の天然スポンジ、ウレタン、メラミン、ゴム等を原料とする人工スポンジ、有機高分子を用いて形成される発泡体、不織布、高分子膜、高分子を架橋して網目構造となった高分子ゲル等が例示される。発泡体としては、例えば、主な原料合成樹脂に、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ユリア樹脂、シリコーン、ポリイミド、メラミン樹脂などを用いた成型体が例示できるが、これに限られるものではない。
【００６２】
不織布としては、アラミド繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維 、レーヨン繊維などの繊維を用いて形成されたものが例示でき、高分子膜としては、例えば、酢酸セルロース、三酢酸セルロース、硝酸セルロース、セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール等から製造されるものが例示できるが、これに限られるものではない。
【００６３】
高分子膜としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、セルロース系樹脂およびセルローストリアセテート系樹脂などを用いて形成されるものが例示されるが、これに限られるものではない。
【００６４】
更には、高分子ゲルとしては好適にはヒドロゲルが用いられ、例えば、アガロース、セルロース、カラギーナン、ローカストビーンガム、グァーガム、ゲランガムなどの多糖類から形成されるゲルや、コラーゲンゲル、更には、ポリビニルアルコール系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルピロリドン系、ポリヒドロキシメチルアクリレート系、ポリエチレンオキシド系、アクリル酸系、メタクリル酸系などの合成高分子やこれらの共重合体を架橋して得られるゲル等が例示されるが、これに限られるものではない。また、これらは、１種類のものを用いても良く、２種類以上のものを混合して用いてもよい。
【００６５】
加えて、セラミックス多孔体や金属多孔体などの無機化合物で形成されたものであってもよく、セラミックス多孔体としては、例えば、メソ多孔体（多孔質ガラス）、シリカゲル、シリカアルミナ多孔体、活性炭、アルミナ隔膜、セラミックフィルター、軽量骨材等が例示でき、金属多孔体としては、ニッケル、チタン、コバルト、銀、ステンレス等で形成されたものが例示されるが、これに限られるものではない。
【００６６】
この多孔体１は、単一層で形成されていても、複数層で形成されていても良く、各層は同じ材料で形成されていても、異なる材料で形成されていてもよい。
【００６７】
好適には、多孔体１の表層部はゲルで形成されていることが望ましい。ゲルは表面平滑性が良好であるので、培養する微生物が含まれる液体の塗抹作業を円滑に行うことができ、液溜りを生じにくくし、ぬりむらを抑制できるからである。その結果、微生物が含まれる液体を薄く塗り拡げることができ、微生物のシングルコロニーが形成されることを容易化することができる。
【００６８】
また、多孔体１をゲルとすれば、１μｍ以下の微細孔の形成が容易である上、従来の寒天平板表面塗抹法で培養を行ってきた使用者にとっては類似の培養操作であるため、使い勝手がよい。尚、多孔体１は、その表層部分のみがゲルで形成されていても良く、多孔体全体がゲルで形成されていてもよい。
【００６９】
本発明においては、多孔体１は、培養する条件に応じて適宜選択することができる。例えば、これまで汎用されている寒天培地では、高温環境や酸性度の高い環境においての培養は不能である。しかしながら、本発明においては、例えば、耐熱性や、耐酸性の高い多孔体として、セルロースゲルや合成高分子系のゲル、シリカゲルに加え、メソ多孔体（多孔質ガラス）やシリカアルミナ多孔体、海綿、ウレタンフォーム、メラミンフォーム等の人工スポンジ、アラミド繊維やセルロース繊維、ナイロン繊維の不織布等を用いることができる。特に、シリカゲルは、略ｐＨ５〜９．５程度の範囲で作製可能な多孔体のゲルプレートであり、酸性やアルカリ性の極限環境下での培養を可能とし得る。
【００７０】
これによって、極限環境を模した培養環境を人工的に再現して、微生物の分離培養を行うことができ、これまで困難であった極限環境中の微生物や不可分離微生物の分離培養を実現し得る。
【００７１】
以上説明したように、本発明の微生物培養方法を用いれば、連続的に基質（培養液）を供給しつつ固形培地と同様に微生物を培養できるので、従来の寒天平板表面塗抹法のように栄養の枯渇によって微生物が生育不能になることや、微生物の産生物質の蓄積によって生育阻害が生じることを回避できる。その上、かん流培養のような多孔体内部で微生物を培養する場合と異なり、微生物を培養する多孔体表面上を液体が流れることがないので、寒天平板表面塗抹法と同様に、シングルコロニーを獲得することができる。更には、液体（培養液組成）を変更、調整することが可能であり、より自然環境に近似した培地組成や培養条件を再現して微生物の培養、馴養を行うことができる。また、培養環境を多様化することができ、従来の手法に比べて、幅広い条件下で分離培養を行うことができる。
【００７２】
次に、図２を参照して、本発明の第１実施形態における微生物培養装置について説明する。尚、以下の実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。
【００７３】
微生物培養装置３は、内部に上述の多孔体１を保持し、該多孔体表面において微生物の分離培養を行うためのものである。微生物培養装置３は、多孔体１が収容される培養室３ａを備えており、多孔体１は、少なくとも側面に複数の貫通孔を有する収容容器Ｘに収容（保持）されると共に所定の高さに保持された状態で培養室３ａに収納される。尚、図２においては、収容容器Ｘを所定高さの台に載置して所定高さに保持しているが、これに限られるものではなく、吊り金具を用いて培養室３ａに収容容器Ｘを懸吊しても良く、収容容器Ｘ側面に複数のコイルばねを固定し、その付勢力によって培養室３ａ内壁に収容容器Ｘを固定する各種の手法が適用可能である。
【００７４】
尚、収容容器Ｘには、第２実施形態にて後述するシャーレを用いても良く、収容容器を保持する保持手段としては、第２実施形態にて後述する載置台２０を用いてもよい。
【００７５】
培養室３ａは、上面が開放された有底円筒形の本体と、本体周壁に形成された２つの貫通孔とを備えたガラス製の容器である。培養室３ａは、液体が流れる流路の一部を形成すると共に、上記したように多孔体１の収容容器Ｘが設置され、多孔体１によって微生物を培養するための室となっている。
【００７６】
２の貫通孔は円筒形の本体の直径方向に向かい合って形成されている。一方の貫通孔は、流路の上流側に配設されると共に供給部３ｂが接続されている。他方の貫通孔は、流路の下流側に配設され排出部３ｃが接続されている。供給部３ｂおよび排出部３ｃは、培養室３ａの本体周壁から外方に向かって凸設された中空の導管であり、培養室本体と一体で形成されている。供給部３ｂは、その内部の中空部にて貫通孔に連通し、貫通孔を介して外部から培養室３ａへ培養液を導入する。排出部３ｃは、その内部の中空部にて貫通孔に連通し、当該貫通孔を介して培養液を培養室３ａから外部へ排出する。
【００７７】
ここで、本実施形態においては、供給部３ｂは排出部３ｃよりも低い位置に設けられている。これにより、供給部３ｂから供給された培養液の水位は、排出部３ｃの位置まで上昇し、排出部３ｃの位置から培養室外へ排出される。これによって培養液を、多孔体１の表面近傍で且つ若干低い任意の位置まで供給し得ると共に、培養室３ａ内で、多孔体１の表面に対し、一定の高さの液面を形成することができ、培養液の液面に極端な高さ勾配が生じることを回避することができる。尚、多孔体１の表面に対し、一定の高さの液面を形成することができる場合には、必ずしも、供給部３ｂを排出部３ｃよりも低い位置に設ける必要はなく、例えば、供給部３ｂと排出部３ｃとを同じ高さで設けてもよい。
【００７８】
かかる微生物培養装置３を、培養液の流れの中に設置し、培養室内の液面高さが多孔体１の上面よりも若干低い位置で保持されるよう固定すれば、連続的に基質を多孔体１に供給することができる。つまり、基質を連続的に供給しながら多孔体表面にて微生物培養が可能となる。また、供給部３ｂおよび排出部３ｃの先端にチューブを取り付け、ポンプ駆動にてチューブを通じて培養液（基質）を培養室３ａへ輸送してもよい。
【００７９】
尚、供給する培養液は、必ずしも人工的に栄養源が配合、調整されたものに限られず、海水や河川、他のプラントの処理水など、実際の環境中の水系液体であってもよい。かかる実際の環境中の水系液体を用いる場合には、コンタミネーションを回避するためにオートクレーブ処理などの滅菌処理を施したものであることが望ましい。
【００８０】
次に、図３から図６を参照して、本発明の第２実施形態における微生物培養装置について説明する。
【００８１】
図３は、第２実施形態における微生物培養装置４を備えた培養システム１０の概要を示す概略図である。培養システム１０は、持続的に培養液（液体）を微生物培養装置４に供給しつつ微生物を分離培養できるように構成されており、上流側から順に、貯留槽１１、供給ポンプ１２、微生物培養装置４、排出ポンプ１４、排液槽１５を備えている。また、貯留槽１１から排液槽１５まで培養液を送出するための送出管１６が設けられており、この送出管１６は、貯留槽１１から微生物培養装置４に培養液を供給する供給チューブ１６ａと、微生物培養装置４から排液槽１５へ培養液を排出する排出チューブ１６ｂとを備えている。
【００８２】
貯留槽１１は、培養槽１３に供給する培養液を貯留するものであり、ねじ口形状の広口ガラス瓶本体１１ａと、ねじ口に螺着される上蓋１１ｂとを備えたねじ口瓶で形成されている。上蓋１１ｂには中空の吸引管１１ｃが嵌装される貫通孔が形成されており、広口ガラス瓶本体１１ａ内には、貫通孔を介して吸引管１１ｃが貫入されている。吸引管１１ｃは、その下側端部が広口ガラス瓶本体１１ａ内の底面近傍に配置されると共に上側端部が上蓋１１ｂから外方へ突出するように所定の長さで形成されて上蓋１１ｂに嵌設された円筒管であり、広口ガラス瓶本体１１ａに貯留される培養液は、この吸引管１１ｃを経由して外部へ導出される。このため、吸引管の１１ｃ上部には供給チューブ１６ａの一端が接続されている。尚、海水や河川、他のプラントの処理水などを培養液として培養槽１３へ供給する場合には、かかる液体が、オートクレーブ処理などの滅菌処理を施した後に、この貯留槽１１に貯留される。
【００８３】
広口ガラス瓶本体１１ａ、上蓋１１ｂ、吸引管１１ｃは、それぞれ、滅菌可能な素材で形成されており、広口ガラス瓶本体１１ａおよび吸引管１１ｃは、硼珪酸ガラス製である。上蓋１１ｂは、オートクレーブによる滅菌可能なポリプロピレン樹脂製である。尚、滅菌状態で使用できるものであれば特に制限はなく、広口ガラス瓶本体１１ａおよび吸引管１１ｃは樹脂製であってもよい。オートクレーブ滅菌可能な樹脂としては、上記したポリプロピレン樹脂に加え、例えば、フェノール樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂などが例示できる。また、オートクレーブ滅菌のみならず、電子線照射にて滅菌処理されたものを用いてもよい。かかる場合にはポリエチレン樹脂など比較的耐熱性の低い汎用樹脂を用いることができる。
【００８４】
本培養システム１０では、広口ガラス瓶本体１１ａ、上蓋１１ｂ、吸引管１１ｃに対して、オートクレーブによる滅菌処理が行われた後、滅菌された培養液が広口ガラス瓶本体１１ａに導入され、上蓋１１ｂにて密嵌された後に吸引管１１ｃが取り付けられる。一連の操作を無菌的に行うことで無菌状態は維持される。
【００８５】
供給チューブ１６ａは、上記の貯留槽１１に貯留する培養液を培養槽１３へ供給する流路であり、一端を貯留槽１１の吸引管１１ｃに接続すると共に、供給ポンプ１２を経由して延設され、他端を微生物培養装置４に接続する樹脂製のチューブである。この供給チューブ１６ａは滅菌可能な一般的なものであり、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂、シリコンゴム、フッ素系ゴム、スチレン‐エチレン‐ブチレン系エラストマー、ポリプロピレン系エラストマー等の材質の樹脂製チューブの中から、培養液に適したものが適宜選択されて用いられる。この供給チューブ１６ａは、オートクレーブ処理等によって滅菌された後、無菌的な操作によって、その一端は吸引管の１１ｃに接続され、他端は微生物培養装置４に接続される。
【００８６】
供給ポンプ１２は、流量制御可能なチュービングポンプで構成されている。図示を省略しているが、供給ポンプ１２には、電源をオンとオフとに切り替える電源スイッチと、回転数（即ち流量）を可変するダイヤルと、流れの方向を反転させる反転スイッチとが設けられている。そして、供給チューブ１６ａがセットされるポンプヘッドを備えた一般的な装置である。
【００８７】
ポンプヘッドは、複数のローラを外縁部に有する略円板状のロータを備えており、ロータの中心が駆動部の回転軸に軸着されている。ポンプヘッドには、このローラに接触するように供給チューブ１６ａを設置する溝が形成されており、電源がオンされると、ロータが回転し、ローラが供給チューブ１６ａを押し潰しながら移動し、その移動方向にチューブ内の培養液が押し出される。これにより、培養液が下流側へ送出される。尚、供給ポンプ１２は、複数のポンプヘッドが連装されるように構成されており、複数の送給先へ培養液を供給できるようになっている。
【００８８】
微生物培養装置４は、略円筒形の外形を有し、固定具４０によって封止される開閉可能に形成されたガラス製のチャンバーである培養槽１３と、その培養槽１３に内設される培養室３０とを備えている。
【００８９】
培養室３０は、上面が開放された有底円筒形の本体と、本体周壁から外方へ向かって突設された供給部３１と排出部３２とを備え、培養槽１３内部において他の部分と区画されたガラス製の室である。培養室３０は、液体が流れる流路の一部を形成すると共に、多孔体１の収容容器であるシャーレ２が設置され、多孔体１によって微生物を培養するための室となっている。
【００９０】
供給部３１は培養液を培養槽１３の外部から培養室３０へ導入するための中空の導管であり、排出部３２は、培養液を培養室３０から培養槽１３の外部へ導出するための中空の導管である。供給部３１および排出部３２は、円筒形の本体の直径方向に向かい合って配設されている。供給部３１および排出部３２それぞれの基部は、培養室３０本体周壁に融着されている。本体周壁の供給部３１および排出部３２の融着箇所は、それぞれ供給部３１および排出部３２の内径と略同寸の径を有する穿設孔が穿設されている。このため、供給部３１および排出部３２の内部にそれぞれ形成される流路３１ａ，３２ａ（図４参照）はそれぞれ培養室３０に連通する。かかる供給部３１および排出部３２は、第1実施形態と同様に、供給部３１が排出部３２よりも低い位置に設けられており、これにより、培養室３０内で一定の高さで培養液の液面が形成されるようになっている。
【００９１】
また、供給部３１および排出部３２の先端は、それぞれ、培養槽１３の側壁を貫通して外部まで延出されており、供給部３１の先端には供給チューブ１６ａの他端が接続されている。これにより、供給ポンプ１２が駆動すると、供給チューブ１６ａを経由して、供給部３１から培養槽１３内の培養室３０へと、培養液が導入される。
【００９２】
更には、排出部３２の先端には、排出チューブ１６ｂの一端が取り付けられている。排出チューブ１６ｂは、培養槽１３から排出される培養液を排液槽１５へ送出する流路であり、上記の供給チューブ１６ａと同様に構成されている。この排出チューブ１６ｂは、排出ポンプ１４を経由して排液槽１５に接続されている。
【００９３】
排出ポンプ１４は、培養液を培養槽１３（即ち培養室３０）から排出するためのポンプであり、供給ポンプ１２と同様に構成されている。排出ポンプ１４を設ける事により、供給ポンプ１２のみ設ける場合に比べて、培養液の定量供給を安定に行う事ができる。つまり、本培養システム１０では、供給ポンプ１２と排出ポンプ１４とを設ける事で、培養室３０に供給する培養液を厳密に制御する事ができ、このため、培養室３０内の培養液の液面高さを精密に制御する事ができる。尚、培養システム１０において、培養槽１３よりも高い位置に貯留槽１１を設け、培養槽１３よりも低い位置に排液槽１５を配置して、その高低差により培養槽１３への培養液供給と排出とを行うと共に、かかる構成によって培養室３０内の培養液面高さを規定の範囲に調整することができる場合には、この排出ポンプ１４または上述の供給ポンプ１２の少なくとも一方を非設としてもよい。尚、本培養システム１０では、排出ポンプ１４による培養液の排出速度は、供給ポンプ１２による培養液の供給速度より、若干高速に設定されている。これにより、培養室３０内に形成される培養液の液面が、多孔体１の表面を超えてしまうことを厳格に規制することができる。
【００９４】
培養液の供給速度は、培養を目的とする微生物の種類や、培養液の濃度や粘度に応じて適宜選択することができる。
【００９５】
排液槽１５は、培養槽１３から排出された培養液を回収するものであり、ねじ口形状の広口ガラス瓶本体１５ａと、ねじ口に螺着される上蓋１５ｂとを備えたねじ口瓶で形成されている。上蓋１５ｂには中空の排出管１５ｃが嵌装される貫通孔が形成されており、広口ガラス瓶本体１５ａ内には、貫通孔を介して排出管１５ｃが貫入されている。排出管１５ｃは、その下側端部が広口ガラス瓶本体１５ａ内に配置されると共に上側端部が上蓋１５ｂから外方へ突出するように所定の長さで形成されて上蓋１５ｂに嵌設された円筒管であり、上側端部には排出チューブ１６ｂの他端が接続されている。これにより、培養槽１３から排出チューブ１６ｂを経由して送出された培養液は、この排出管１５ｃ内を流れて広口ガラス瓶本体１５ａ内に貯留される。
【００９６】
排液槽１５の各部は、貯留槽２と同様の滅菌可能な素材で形成されており、本培養システム１０では、広口ガラス瓶本体１５ａ、上蓋１５ｂ、排出管１５ｃに対して、オートクレーブによる滅菌処理が行われた後、上蓋１５ｂにて密嵌されてから排出管１５ｃが取り付けられる。一連の操作を無菌的に行うことで無菌状態は維持される。
【００９７】
ここで、培養システム１０では、微生物によって産生される物質が培養槽１３から培養液と共に排出されてこの排出槽１５に貯留されるので、排出槽１５に貯留された培養液から所望の産生物質を回収することができる。尚、排液をそのまま系外へ放出する場合には、この排液槽１５を非設としてよい。更には、排液槽１５を非設とし、排出チューブ１６ｂを貯留槽１１へ接続することで、培養液が循環されるようにしてもよい。
【００９８】
次に、図４を参照して、培養槽１３の詳細な構成について説明する。
【００９９】
図４は、培養槽１３の構成を説明する図であり、図４（ａ）は、培養槽１３の断面図である。図４（ａ）に示すように、培養槽１３は、上記の培養室３０を収容するための収容槽１３ａと、収容槽１３ａ上面を覆う蓋体１３ｂとを備えて構成され、収容槽１３ａを蓋体１３ｂで覆うことで、その内部は外方と隔設される。
【０１００】
具体的には、収容槽１３ａは、略有底円筒状に形成され、培養室３０が収容されている。上記したように供給部３１と排出部３２とは、それぞれ収容槽１３ａ側壁（培養槽１３側壁）を貫通して設けられているが、培養槽１３内の気密が保持されるように、その貫通部分では、供給部３１及び排出部３２と収容槽１３ａの側壁とは隙間なく融着されている。また、このように供給部３１及び排出部３２が収容槽１３ａに融着されることにより、培養室３０は、収容槽１３ａに接合され、収容槽１３ａ内に吊設される。
【０１０１】
収容槽１３ａ上側の開口部には、開口面と面一に配置される平滑な上面を有し開口の縁から外方に向かって延出する周縁部が、収容槽１３ａの開口に周設されている。この周縁部は、収容槽１３ａと一体で形成されており、周縁部を周回する円環状に溝１３ｃ１が凹設されている。
【０１０２】
蓋体１３ｂは、天板を有する円筒状の筐体を有し、筐体下方を収容槽１３ａの上面に載置して用いられる。筐体の内径、及び外径は収容槽１３ａの内径及び外径とそれぞれ同寸で形成されている。また、蓋体１３ｂ下側の開口部には、開口面と面一に配置される平滑面を有し開口の縁から外方に向かって延出する周縁部が、蓋体１３ｂの開口に周設されている。この周縁部は、蓋体１３ｂと一体で形成されており、収容槽１３ａに載置した際に収容槽１３ａの周縁部に当接し、すり合わせとなる。また、蓋体１３ｂの周縁部にも、周回する円環状に溝１３ｃ２が凹設されている。この溝１３ｃ２は、蓋体１３ｂが収容槽１３ａに載置された場合に、収容槽１３ａ側の溝１３ｃ１に対向する位置に設けられており、溝１３ｃ１と溝１３ｃ２とによって形成される空間１３ｃには、培養槽１３の気密性を向上させるための円環状の封止ゴム１３ｄがセットされる。封止ゴム１３ｄには、気体透過性の少ない材質のものが用いられ、例えば、ブチルゴムやフッ素ゴムなどが好適に用いられる。蓋体１３ｂは、固定具４０によって着脱可能に収容槽１３ａに固定され、培養槽１３を密閉する。
【０１０３】
図４（ｂ）は、培養槽１３内に設けられる培養室３０の構成を説明する図である。培養室３０は、その内部に多孔体１を収容したシャーレ２を保持し、多孔体１によって微生物を培養するための室である。このため、シャーレ２の上面を覆うシャーレカバー１７と、シャーレ２を載置する載置台２０とがシャーレ２と共に配置される。
【０１０４】
つまり、シャーレ２は、培養室３０内において着脱可能に保持される。このため、多孔体１を予めシャーレ２にセットした状態で、培養室３０内へ設置し、また交換することができる。多孔体１がゲルで形成されている場合や、多孔体表面に微生物試料が塗抹されている場合などは、多孔体の取り扱いに繊細な操作が要求される。本実施形態においては、シャーレ２に多孔体１が収容された状態で培養室３０内への出し入れを行うことができるため、多孔体１を直接、培養室３０内へセット（回収）する場合に比べて作業性が良く、多孔体１がゲルである場合や表面に微生物試料が塗抹されている場合であっても、高度な注意や熟練性を不要とし、簡易に作業を進めることができる。
【０１０５】
ここで、本実施形態に用いられる収容容器であるシャーレ２について図５を用いて説明する。図５は、シャーレ２の概要を示す図である。シャーレ２は、上面が開放された有底円筒形の薄肉成形された樹脂製容器である。シャーレ２の底面端部から立設された側面には複数の開口２ａが穿設されている。本培養システム１０は、このシャーレ２を液体の流路中に配設し、シャーレ２に収容される多孔体１に、連続的、又は断続的に液体を供給することを実現するものである。ここで、上流側、即ち、供給部３１（流路３１ａ）から供給された液体が、多孔体１の表面を超えない状態で多孔体１に流入し、多孔体内部１を透過した後、多孔体１から排出されるように、上流側、下流側のそれぞれに各１以上の開口２ａが設けられているのである。
【０１０６】
更に、シャーレ２は、その底面にも大きな貫通孔２ｂを備えている。これにより、下面側からも多孔体１に液体を供給することができ、シャーレ２に収容された多孔体１へ効率よく液体を供給することができるようになっている。
【０１０７】
図４に戻って説明する。
【０１０８】
シャーレカバー１７は、シャーレ２上面の口径よりも長い直径を有する円板形状の天板と、天板端部から下方に向かって所定の高さで形成された周壁とを備えた樹脂製のカバーである。このシャーレカバー１７の天板には、シャーレカバー１７をシャーレ２に重ねた状態でシャーレ２よりも外側となる位置に固定ネジ１８が挿入される貫通孔１７ａが形成されている。
【０１０９】
載置台２０は、シャーレ２を載置するものであり、滅菌可能な素材で形成されると共に、供給される液体中で浮遊しない比重の材料にて形成されている。かかる材料としては、例えば、樹脂、金属、セラミックス、ガラスを用いることができる。樹脂材料としては、好適には、比重１．２以上のもの、例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリサルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、フッ素系樹脂等が例示される。また、樹脂材料に無機物などの充填剤を添加して比重を向上させたものを用いてもよい。加えて、オートクレーブ滅菌（１２１℃、２気圧）に耐性を有する材料が好適に選択される。本実施形態においては、載置台２０は、フッ素系樹脂であるポリテトラフルオロエチレンで形成されている。このため、載置台２０は自重で着座し培養室３０内に培養液が供給されても静置状態が保たれる。
【０１１０】
この載置台２０は、上部構造体２１と脚部２２と皿ネジ２３とを備えている。上部構造体２１は、円板状の底面２１ａと底面２１ａ周部から立設された側面２１ｂとを有し、浅い盆状に形成されている。また、底面２１ａの中央部には、シャーレ２の載置に支障を来さない程度において比較的大きな貫通孔２１ｃが形成されており、更に、側面２１ｂには図示を省略しているが切り欠きが設けられている。
【０１１１】
供給部３１（流路３１ａ）から培養室３０内に供給された培養液は、載置台２０の上部構造体２１内側へ流入することが必要である。側面２１ｂの高さは、シャーレ２の高さに比して低く形成されているが、より、効率的に上部構造体２１の内側に液体が流入するように、側面２１ｂには切り欠きが設けられ、更に、下面側からの液体流入経路を創生するべく貫通孔２１ｃが形成されているのである。
【０１１２】
これにより、上部構造体２１内側に流入した液体は、シャーレ２の開口２ａ、貫通孔２ｂを通過して多孔体１内部へと供給され、更に、多孔体１から、開口２ａ、貫通孔２ｂを経由して円滑に排出される。
【０１１３】
また、上部構造体２１の底面２１ａには、脚部２２が配設される位置に、厚み方向に穿設された穿設孔２１ｄが設けられている。この穿設孔２１ｄは、脚部２２を固定するために挿入される皿ネジ２３が係止されるように、下方へ進むほど内径が狭くなるすり鉢状に形成されている。また、穿設孔２１ｄは、貫通孔２１ｃよりも外周側に配置され、３つの脚部２２によって上部構造体２１が均等に支持されるように３か所に設けられている。
【０１１４】
更に、底面２１ａには、シャーレ２を載置した場合に、そのシャーレ２よりも外側となる位置であって、シャーレ２をシャーレカバー１７で覆った際に貫通孔１７ａと対向する位置に、ネジ穴２１ｅが形成されている。ネジ穴２１ｅの内部には、オネジである固定ネジ１８が螺合するメネジが螺刻されている。固定ネジ１８は、貫通孔１７ａよりも大径の頭部を有し、その軸は、シャーレカバー１７の上面から貫通孔１７ａに挿入した場合にネジ穴２１ｅに到達（螺入）する長さを有している。ネジ穴２１ｅ、貫通孔１７ａは、それぞれ２ずつ設けられており、２本の固定ネジ１８が貫通孔１７ａを通ってネジ穴２１ｅに螺入されることにより、シャーレカバー１７はシャーレ２を覆った状態に取り付けられ、固定される。また、これにより、シャーレ２は、上部構造体２１の底面２１ａとシャーレカバー１７によって挟持され、培養室３０内において定位置に固定（安定して保持）される。
【０１１５】
開口２ａや貫通孔２ｂの形成が容易であり、更に安価であることから、シャーレ２を樹脂製品とした場合、軽量であるため液体中では容易に浮揚してしまう。シャーレ２が遊動状態にあると、多孔体１に対する液面位置が安定せず、多孔体１表面近傍へ液体を供給する制御が困難になる。そこで、本培養システム１０においては、シャーレ２を固定できる構造を採用し、多孔体１の表面位置を位置決めして、その表面と液面との位置関係を一定にしているのである。これにより、供給される液体が、多孔体１の表面を超えない高さで、且つ、多孔体１表面近傍に液面を形成するように、正確に多孔体１へ液体供給を行うことができる。
【０１１６】
脚部２２は、円柱体で形成され、円柱体内部には、皿ネジ２３に対応するメネジが螺刻されたネジ穴２２ａが高さ方向に沿って形成されている。上部構造体２１の各穿設孔２１ｄのそれぞれに対向させて脚部２２を配置し、穿設孔２１ｄから皿ネジ２３をネジ穴２２ａに螺入して締結することにより、脚部２２が上部構造体２１に取り付けられ固定される。上記したように、載置台２０は、比重の比較的大きなポリテトラフルオロエチレンで構成されているため、液体が流れる培養室３０内に配設されても浮遊することなく安定して定置される。
【０１１７】
本実施形態では、上記したように、上部構造体２１は、３つの脚部２２によって支持される。これにより、培養室３０内に流入する液体の逃げ場が広く確保され、脚部２２（即ち載置台２０）が液体から受ける力（抵抗）を軽減して、培養室３０内での載置台２０の安定性を向上させることができる。
【０１１８】
図６は、培養室３０内の高さ調節機構を説明する図である。本実施形態においては脚部２２を用いてシャーレ２、即ち多孔体１の表面位置（高さ）を調整するようになっている。具体的には、図６に示すように、脚部２２は、長さの異なる複数種類のものが具備されている。また、皿ネジ２３は、各脚部２２のそれぞれに対応して、対となるものが、複数種類備えられている。尚、各脚部２２の対となる各皿ネジ２３は、上部構造体２１に脚部２２を締結した場合に、ネジ先が脚部２２の先端（下側端部）より突出しない長さで、それぞれ形成されている。
【０１１９】
脚部２２は、同じ種類（長さ）のものを３本１組とし、それぞれが対となる皿ネジ２３にて上部構造体２１に取り付けられる。つまり、脚部２２は、皿ネジ２３によって上部構造体２１に着脱可能となっているので、使用時には適宜所望の長さの脚部２２を使用することで、段階的に高さ調節を行うことができる。図６には、３種類の長さの脚部２２を示しているが、更に多くの種類（長さ）の脚部２２を備えて構成してもよい。また、上部構造体２１に取り付ける脚部２２の数も、３つに限定されるものではなく、２つであっても良く、４以上であってもよい。かかる場合には、上部構造体２１の穿設孔２１ｄも、脚部２２の数に応じて設けられる。
【０１２０】
このように、本実施形態の高さ調節機構は、載置台２０の高さを調節することで、多孔体１の表面と液面との位置関係調整を実現している。つまり、載置台２０の高さ変更は、電気的な駆動源を不要として、機械的な調整のみで行われるよう構成されているので、液体に暴露される環境下であっても、高さ調節機構を容易に配設することができ、そのメンテナンスについても簡素化できる。
【０１２１】
本実施形態において多孔体１には各種のものを用いることができ、また、同じ種類のものでも、製造時のロット差や作製条件の差などに影響されるといった理由から、常に同じ厚みの多孔体１を用いることはできない。また、供給液体についても流量や粘度などによって、多孔体１の内部から表面への到達力（浸透力）が異なることも想定される。本発明では、多孔体１の表面を超えない高さで且つ表面近傍に液面を形成することが重要である。このため、多孔体１の厚みや培養液の条件が変化しても、多孔体１の表面と液面との位置関係を適正範囲とするために高さ調節機構を設けているのである。そして、本実施形態では、長さの異なる脚部２２を上部構造体２１に着脱可能に設けることで、簡便にこの高さ調節を行うことができるようになっている。
【０１２２】
以上、説明したように、本実施形態の微生物培養装置４によれば、培養微生物の培養液を持続的に多孔体１に供給できる構成とし得、培養期間中において外部からの（培養システム１０による）培養液の供給量、組成を任意に変更することができる。つまり、通常の分離培養に用いられる寒天平板表面塗抹法では、予め定めた規定の培地で培養を行わざるを得ないため、培養可能な微生物種が限定されてしまうが、本微生物培養装置４を用いれば、培養できる微生物種を増大させ得る。その上、微生物培養装置４によれば、培養微生物を群集微生物ではなく、個々のコロニーが分離された状態で（シングルコロニーを形成させて）連続的な培養を行うことができるので、有用な微生物を個別に分離することができる。
【０１２３】
尚、上記第２実施形態では、高さ調節機構は培養室３０内に設けられ、機械的調整によって高さ（多孔体１と液面との位置関係）を変更するものとしたが、例えば多孔体１の位置は定位置とし、培養室３０内へ導入する液体流量を制御することで液面位置を変化させることで行ってもよい。また、電動の昇降機構によって高さを調整するものであってもよい。尚、昇降機構は、例えば支柱に内蔵されたものであっても、外部に露出する構造であっても良く、必要に応じて滅菌処理が施された後に培養槽１３内に導入される。
【０１２４】
更に、上記第２実施形態では、システム全体が閉鎖系となるように構成したが、微生物培養装置４に代えて微生物培養装置３を用い、好気的雰囲気が持続する状態で培養を行うようにしてもよい。かかる場合においては、雑菌の侵入を防止するために、培養室３ａの開口に滅菌フィルターを覆設してもよい。また、装置全体をクリーンベンチ内に配置して培養を行ってもよい。
【０１２５】
加えて、微生物培養装置４内は、好気性、微好気性、嫌気性のいずれであっても良く、更には、特定のガス環境下であってもよい。かかる装置内環境は、ガス置換によって実現でき、置換するガスは、例えば、炭酸ガス、窒素ガス、硫黄ガス、メタンガスなどが例示でき、培養を所望する微生物に応じて各種のガスやこれらの混合ガスを適宜選択できる。
【０１２６】
また、上記第２実施形態の微生物培養装置４において、培養槽１３の上方に光源とセンサとを設置し、多孔体１の表面に出現した微生物のコロニー計数を行う構成を追加してもよい。これにより、例えば、多孔体１へ供給する液体に薬剤を混合し、生育する微生物のコロニー計数を行えば、培養微生物の薬剤耐性を検出することができる。尚、光源およびセンサは、培養槽１３が透明である場合には、その外側に設けられてもよく、また、滅菌処理を施した後に培養槽１３内に設置してもよい。
【０１２７】
更には、上記第２実施形態では、培養室３０内に設けられた高さ調節機構は、載置台２０の脚部２２を長さの異なるものに付け替えることで、多孔体１の表面位置と供給される液体の液面との位置関係を調整するものとした。これに代えて、図７に示すような載置台２００によって高さ調節を行うものとしてもよい。
【０１２８】
図７は、載置台２００を示した図である。載置台２００は、ポリテトラフルオロエチレンを材質とし、円板状の上部構造体２１０と、ナット２２０と、ボルト２３０とを備えて構成されている。この上部構造体２１０には、載置台２０に設けられたネジ穴２１ｅと同様のネジ穴２１０ｅが設けられておりシャーレカバー１７を固定ネジ１８で固定できるようになっている。また、載置台２０の貫通孔２１ｃと同様の貫通孔２１０ｃが形成されている。そして、更に、ボルト２３０が挿通される孔２１０ｄが、上部構造体２１０の厚み方向に貫通形成されている。
【０１２９】
上部構造体２１０は、３本のボルト２３０を支柱にして支持される。このため、孔２１０ｄは、上部構造体２１０に３か所設けられている。各孔２１０ｄは、上部構造体２１０において、シャーレ２を載置した場合にシャーレ２の外側となる位置であって、同心円上に略等間隔となるように配置されている。
【０１３０】
各ボルト２３０は、すべりの送りネジが形成されており、一対のナット２２０を用いて、それぞれ上部構造体２１０に締結される。ボルト２３０に取り付けられたナット２２０は、回転させることで位置を移動させることができるので、各ボルト２３０に取り付けられた一対のナット２２０の一方を回して位置を移動させた後、他方のナットを追従させて動かすことで、上部構造体２１０の保持位置の変更と固定（即ち、上部構造体２１０の昇降）を行うことができる。これによって載置されるシャーレ２の高さ、即ち多孔体１の表面位置と液面との位置関係を調整することができる。
【０１３１】
尚、本変形例では、高さ調節機構をボルト２３０とナット２２０とで構成したが、上部構造体２１０を上下方向に移動させることのできる機構であれば、ボルト２３０とナット２２０との組み合わせに限られるものではない。例えば、上部構造体２２０を支える支柱を、ボルト２３０に代えて高さ方向（側面）に複数の穴が穿設された円柱体とし、ナット２２０に代えて円柱体の穴に挿入されるピンを用いて上部構造体２２０を支持する構造としてもよい。ここで、ピンの頭頂部が穴より外方に延出する長さとすれば、該ピンによって上部構造体２２０を支持することができ、また、ピンの位置を移動させることで上部構造体２１０の高さを可変することができる。更には、上下方向にスライド可能なクリップと支柱とを組み合わせ、当該クリップによって上部構造体２１０を支持すると共に、クリップをスライドさせることで上部構造体２１０の高さを変更する構成としてもよい。
【０１３２】
次に、図８を参照して、第３実施形態の微生物培養装置１００について説明する。尚、上記した第２実施形態の微生物培養装置４と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１３３】
図８は、第３実施形態の微生物培養装置１００の培養槽１３を説明する図である。図８（ａ）は、微生物培養装置１００の培養槽１３の外観を示した図であり、図８（ｂ）は、微生物培養装置１００の培養槽１３の上面図である。第２実施形態の微生物培養装置１００は、培養槽１３内に脱酸素剤５０がセットされている。これにより、槽内環境を簡便に嫌気性とすることができるようになっている。
【０１３４】
更に、供給チューブ１６ａには、嫌気性の保持を容易とするため、ガス透過性の低い材質のものが選択され、好適には、ブチルゴムやフッ素ゴムが用いられる。この供給チューブ１６ａは、第２実施形態と同様、オートクレーブ処理等によって滅菌された後、無菌的な操作によって、その一端は吸引管の１１ｃに接続され、他端は培養槽１３に接続される。
【０１３５】
脱酸素剤５０は、気体透過性を有するシート体で形成された袋体に酸素を吸収する薬剤が内包されたものであり、シート体を介して空気中の酸素を薬剤にて吸収するものである。本実施形態においては、酸素を吸収する薬剤としてアスコルビン酸を主成分とするものを用いている。尚、脱酸素剤５０は、酸素を吸収する作用を有するものであれば特に限定されず、汎用的に用いられている炭酸ガス発生剤や酸素吸収剤を用いることができる。培養槽１３は、密閉性が良好であり、気密性に優れた構造を備えている。このため、その内部に脱酸素剤５０をセットすることで、槽内環境を嫌気性とすることができる。
【０１３６】
例えば、窒素ガスなどを培養槽１３内に導入することで槽内を嫌気性環境にできるが、ガス置換を行うには煩雑な操作が必要となり、その作業に熟練が求められる。更には、一般にガス置換に使用される窒素ガスは高価であることからコストの増大を招いてしまう。そこで、本実施形態においては、脱酸素剤を用いることで簡便に嫌気環境を実現できるようにしているのである。
【０１３７】
ここで、培養槽１３内は、液体が流れる構造であることが必要である。このため、培養槽１３内において、液体が流れる培養室３０は区画して設けられており、培養室３０の外部には液体が流れないように（液体の流路外になるように）構成されている。また、培養室３０の外壁と培養槽３０の内壁との間には間隙が形成されるように、それぞれの大きさが設計されており、かかる間隙に脱酸素剤５０がセットされるようになっている。
【０１３８】
これにより、培養室３０内に流れる液体に脱酸素剤５０が浸漬されることを回避し、液体と接触することで生じる脱酸素剤５０の作用の低下や、酸素吸収以外の副反応の発生などを抑制できる。また、脱酸素剤５０以外にも、水濡れを嫌うセンサなどの電子部品や装置などを必要に応じて設置することができ、無線を介して、センサからの計測データの取得や、装置の駆動を実行できる。尚、かかるセンサや装置は、必要に応じて滅菌処理が施された後、培養槽１３内に導入される。
【０１３９】
次に、図９を参照して本発明の微生物培養システム３００について説明する。尚、以下の実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、上記した第２実施形態の微生物培養装置４および培養システム１０と同じ部分には同じ符号を付して、その説明を省略する。
【０１４０】
図９は、本発明の１実施形態である微生物培養システム３００の概要を示した図である。図９に示すように、微生物培養システム３００は、第２実施形態の微生物培養装置４を複数備え、複数の微生物培養装置４にて並行して培養を行うことができるように構成されている。このため、送出管１６には分岐管３０１が設けられている。分岐管３０１は、流路を分岐させる管であり、各培養槽１３の数の分岐が形成されている。各分岐の夫々には、それぞれの微生物培養装置４の各供給部３１に接続する供給チューブ１６ａが取着されている。これにより、貯留槽１１に貯留される液体は、各微生物培養装置４の培養槽１３のそれぞれに供給される。各微生物培養装置４に設置される多孔体１には同じ濃度、同じ種類の植種源が塗抹されていても良く、異なる濃度の植種源や、環境試料の種類が異なる植種源が塗抹されていてもよい。
【０１４１】
尚、分岐管３０１の下流側で、微生物培養装置４までの間に、１の微生物培養装置４のみに供給する抗生物質や特定の基質、更には滅菌水などを混合するための混合管を接続してもよい。かかる構成とすることにより、各培養槽１３において、濃度や組成が異なる培養液を用いながら、並行して培養を行うことができる。
【実施例】
【０１４２】
以下、実施例に基づいて本発明を詳述する。本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に制約されるものではない。
【０１４３】
（実施例１）
７％水酸化カリウム溶液に対して、１０％Ｓｉｌｉｃａ ｇｅｌ ６０(０．０６３−０．２ｍｍ)（メルク社製）添加して緩やかに撹拌した後、調整した溶液を電子レンジで６０℃程度に温めた。その後、０.２２μｍ孔のセルロースアセテート+ニトロセルロース製メンブレンフィルター（メルクミリポア社製）を用いて吸引ろ過滅菌を行った。滅菌した溶液は、クリーンベンチ内にて、オートクレーブにて滅菌済みの蒸留水と１：１（ｖ/ｖ）の比率で混合させた。その後、混合溶液に対してオートクレーブにて滅菌済みのｏｒｔｈｏ−リン酸（メルク社製）溶液を２％添加した。最終的に得た混合液は、滅菌済みの直径９０ｍｍのシャーレに高さ５ｍｍまで注入して２０分間固化させた。固化させたシャーレは逆さまにして静置し、クリーンベンチ内において紫外線を照射させながら１２時間室温にて放置した。その後、シリカゲルより染み出た水分は、滅菌したガラス製コマピペットにより取り出した。これにより、多孔質体としてシリカゲルのプレートを得た。
【０１４４】
次に、クリーンベンチ内において、シャーレの側面、底面を切り出して、ゲルの露出する部分を形成した。その後、上記実施形態にて説明した微生物培養装置４と同様に構成された培養装置を用い、滅菌済みの培養槽内において、適切な脚部をビス止めによって取り付けて高さ調整を行った載置台にシャーレを載置し、滅菌済みのチューブを培養槽の供給部と排出部とにそれぞれ接続した。両チューブのそれぞれの他端は、培養液を貯留する貯留瓶と、排液を貯留する排液瓶に接続されると共に、送液ができるように供給ポンプ（商品名 ＭＩＮＩＰＵＬＳ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ギルソン社製）と排出ポンプ（商品名  ＭＩＮＩＰＵＬＳ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ、ギルソン社製）に両チューブの取り付けを行った。
【０１４５】
貯留瓶の中には、０．００１％レサズリン (7-Hydroxy-3H-phenoxazin-3-one 10-oxide) Sodium Salt溶液（和光純薬社製）を蒸留水に混合して青色に着色した着色水を導入し、供給ポンプ、排出ポンプの両ポンプを駆動させて、培養槽内に着色水を供給した。その結果、作製したシリカゲルプレートが着色されることを観察し、シリカゲルプレートに通水（液体の供給と排出）された事を確認した。また、ゲルの表面よりも僅かに低い位置に液面を形成することができた。
【０１４６】
（実施例２）
次に、実施例１で作製したものと同様にシリカゲルプレートを有する穴あきシャーレを作製し、上記実施例１と同様の培養装置を用い、該シャーレを培養槽内の載置台に載置した。貯留瓶の貯留物を蒸留水とし、ポンプを駆動して蒸留水を流し、ゲルの表面よりも僅かに低い位置に液面を形成させつつ、通水した。かかる通水状態で、シリカゲルプレートの表面に、０．００１％レサズリン (7-Hydroxy-3H-phenoxazin-3-one 10-oxide) Sodium Salt（和光純薬社製）で青色に着色した溶液を塗布して観察を行ったところ、プレート表面の着色が３０分後に排水が青色に着色することを観察した。これにより、通水する液体によってシリカゲルプレート表面から物質を移送できる（物質交換可能である）ことが示された。
【０１４７】
（実施例３）
微生物源として環境試料（豊橋技術科学大学  曝気槽内の活性汚泥）を用い、その０．５ｍｌを採取し、４．５ｍｌの１０ｍＭ リン酸二水素ナトリウム（和光純薬社製）溶液で１０-1〜１０-5倍に段階希釈した。その内、１０-5倍の懸濁液を植種源として使用した。実施例１と同様にシリカゲルプレートが収容された穴あきシャーレを準備し、調整した懸濁液をそのシリカゲルプレート上に５０μＬ塗抹した後、実施例１と同様、培養装置内にセットした。また、シャーレを載置する載置台は、適切な高さ（２２ ｍｍ）の脚部をビス止めによって取り付けることで、高さ調整を行った。
【０１４８】
次に、０．０１％トリプトン、０．００５％酵母エキスおよび０．００５％塩化ナトリウムを混合して、ｐＨ７.０に調整した液体培地を貯留した貯留瓶を用意した。その後、液体培地を入れた貯留瓶はオートクレーブで滅菌した。そして、供給ポンプを駆動して液体培地を１．２５ｍｌ／分の流量で供給し、排出ポンプで１．３０ｍｌ／分の流量で培地を排出することにより、シリカゲルプレートの表面から２〜３ｍｍ下方に液面が形成される状態において、２８℃、３日間、シリカゲルプレート上での連続培養を行った。その結果、培養２日後においてコロニーがゲルプレート表面上にだけ発生し、培養３日後においても消失することがなく形成されていることを確認した。これにより、シリカゲル（即ち多孔体）へ培養液を供給しつつ培養を行っても微生物コロニーが消失することなく、多孔体表面の定位置に固定された状態で分離培養できることが示された。プレート上に形成された３３０個のコロニーは、直径０．５ｍｍ程度の小さく、丸形であった。
【符号の説明】
【０１４９】
１  多孔体
２，Ｘ  シャーレ（収容容器）
３，４，１００  微生物培養装置
３ａ，３０  培養室
３ｂ，３１  供給部（流路の一部）
３ｃ，３２  排出部（流路の一部）
１１  貯留槽
１２  供給ポンプ
１３  培養槽（外槽）
１３ａ  収容槽（筐体）
１３ｂ  蓋体
１３ｄ  封止ゴム（シーリング材）
１４  排出ポンプ
１６  送出管（流路の一部）
１７  シャーレカバー（係止具の一部，保持部の一部）
１８  固定ねじ（係止具の一部，保持部の一部）
２０,２００  載置台（保持部の一部）
２１  上部構造体（台座）
２１ｃ,２１０ｃ  貫通孔
２２  脚部（支柱、調整手段の一部）
２３  皿ネジ（固定具、調整手段の一部）
２２０  ナット（固定具、調整手段の一部）
２３０  ボルト（支柱、調整手段の一部）
４０  固定具（治具）
５０  脱酸素剤
３００  微生物培養システム
３０１  分岐管（流路の一部）
【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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