JP2018153168A - Microorganism collection device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a microorganism collection apparatus that collects microorganisms from water, and more particularly to a microorganism collection apparatus that can collect microorganisms in a compact and stable manner.
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。 In recent years, DNA analysis technology has advanced, and metagenome analysis has attracted attention as a new technology. By using metagenomic analysis, it is possible to monitor environmental changes in the water by collecting it as DNA and analyzing its sequence without isolating microorganisms present in water (eg, the ocean). It is possible to predict environmental changes dynamically. For this reason, monitoring technology using metagenomic analysis is expected as a very useful technology for investigating changes in the global environment.
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。 To that end, it is possible to collect a certain amount of water at the point where you want to investigate in water, filter it on the spot where it was collected, and collect DNA without collecting and isolating microorganisms of different sizes. There is a need for a microorganism collection device that can automatically perform water collection and filtration suitable for the extraction of water.
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。 Such a microorganism collecting apparatus needs to be able to take water (for example, seawater) over time at a fixed point. Further, from the viewpoint of improving work efficiency, the microorganism collecting apparatus has high transportability (transformer) that can be easily carried to a point to be examined. It is also desirable to have a simple configuration with a portable).
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）。 As a conventional microorganism collecting apparatus, for example, it comprises at least a pump for pumping water and a column into which a carrier into which water pumped by the pump is inserted, and the microorganisms in the pumped water are placed on the carrier in the column. There is an underwater microbial concentration collection device that concentrates and collects by using (see Patent Document 1).
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。 However, while a wide variety of microorganisms exist in water (for example, in the ocean), conventional microorganism collection devices do not have a technique for separating small microorganisms and are essentially difficult to separate. There is a problem of being. Also, depending on the adsorption performance of the carrier, clogging occurs in the carrier while the concentration of microorganisms is repeated, and clogging accumulates, resulting in a pressure deficit in the column, and the concentration function stops. There are also challenges. For this reason, there is a problem that constant manual monitoring is required, which takes time and increases the maintenance cost. In addition, pumps that pump water cannot pump water (for example, seawater) that reflects the conditions that you want to investigate (for example, conditions that limit the depth or point in the water) in order to suck water in bulk. As a result, water (for example, the ocean) cannot be accurately surveyed under detailed conditions, so that the accuracy of the survey remains insufficient.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a microorganism collection apparatus that is capable of collecting microorganisms from water in a compact, stable and reliable manner.
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。 As a result of diligent research, the present inventor has improved water pumping technology and filtration technology (for example, the ocean), and has found a structure that can perform water intake under desired conditions and perform smooth filtration. A new type of excellent microorganism collection device that can collect microorganisms was derived.
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。 Thus, the microorganism collection apparatus disclosed in the present application is a microorganism collection apparatus that collects microorganisms from the water, and immerses the hollow cylindrical body with the tip open in the water along the depth direction of the water. A water intake means for taking water contained in the cylinder and a plurality of filters formed in parallel, and water taken by the water intake means is sequentially supplied to the plurality of filters. A plurality of filtering means each for filtering, and a control means for controlling a water intake operation by the water intake means and an operation for distributing the taken water to each of the filtration means. It collects microorganisms in water filtered by.
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。 Thus, in the microorganism collection device disclosed in the present application, water (for example, seawater) is received in the cylindrical body at a desired point and amount of water taken by the water intake means, and the water intake operation is performed by the control means. In addition, since the operation of distributing the taken water to each of the filtering means is controlled, the filtering means performs filtration with a plurality of filters arranged in parallel. In addition to the intake of water, a configuration in which a plurality of filters are arranged in parallel disperses the pressure deficiency (pressure loss) in each filter, suppresses the pressure deficiency (pressure loss) throughout the filter, and prevents clogging of the filter. In other words, the desired microorganisms in the water can be collected with high accuracy. Here, the pressure deficit (pressure loss) refers to energy lost when the fluid passes (flows) against the resistance in the filter when the fluid passes through the filter. It means the energy loss that occurs when flowing inside.
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。 In addition, the microorganism collection device disclosed in the present application is provided with water of a filter that does not proceed with filtration based on the degree of water reduction that the control unit distributes to each filter of the filtration unit, if necessary. In addition, it is controlled to be transferred to another filter. Thus, the control means prevents the filter from stopping the filtration process due to the retention of water in the filter without noticing the filter in which the progress of the filtration is stopped. Regardless of the amount and type of microorganisms contained in water, microorganisms can be stably collected from water.
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。 Moreover, the microorganism collection apparatus disclosed in the present application includes, as necessary, a hose portion in which the cylindrical body constituting the water intake means is formed of a flexible long hollow body, and a reel that draws and winds up the hose portion. And a suction part that is connected to a terminal side of the hose part and sucks water in the hose part. In this way, the hose part is composed of a flexible long hollow body, the reel part draws out and winds up the hose part, and the suction part sucks the water contained in the hose part. In the state that the contents of the water once stored in the long hollow body are maintained to the end, the water is sucked in and the water (for example, seawater) can be specified in more detail by collecting water, and the microorganisms are collected from the water with high accuracy. can do.
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。 Further, in the microorganism collection device disclosed in the present application, if necessary, the control means divides water according to the amount of water intake and / or the position in the longitudinal direction of the cylindrical body, It supplies to the filtration means. As described above, since the water is taken in while maintaining the state in which the contents of the water are divided according to the amount of water intake and / or the position in the longitudinal direction of the cylindrical body, it is desired in more detail. Water can be identified and collected under conditions, and microorganisms can be collected with high accuracy from the collected water.
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。 Further, in the microorganism collection device disclosed in the present application, if necessary, the filtering means includes a plurality of openings having different opening lengths in the order of a filter on the front side having a long opening and a filter on the rear stage having a short opening. These filters are provided. As described above, since the opening is gradually narrowed from the filter on the front stage to the filter on the rear stage, the microorganisms captured by the filter are increased from a larger size to a smaller one as it moves to the rear stage of the filter. By gradually changing to the size, the filter is less likely to be clogged, and the pressure deficiency of the filter itself is suppressed, so that the desired microorganisms in the water can be collected with high accuracy.
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。 Moreover, the microorganism collection apparatus disclosed in the present application is such that the filter of the filtering means is subjected to at least one of chemical treatment, heat treatment, and deoxygenation treatment. As described above, since the filter is subjected to at least one of a chemical treatment, a heat treatment, and a deoxygenation treatment, the treatment suppresses the deterioration of the filter due to adhesion or contact of microorganisms in the water. As a result, microorganisms can be stably recovered from water with the filter maintained in high quality for a longer period of time.
（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。
(First embodiment)
A microorganism collection apparatus according to the first embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
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。 As shown in FIG. 1, the microorganism collection apparatus according to the first embodiment is a microorganism collection apparatus that collects microorganisms from the water 100, and has a hollow cylindrical body whose tip is in an open state. It is immersed in water along the direction, water 100 is stored in the cylinder, and water intake means 1 for taking water 100 stored in the cylinder and a plurality of filters 2a, 2b, and 2c are formed in parallel. A plurality of filtering means 2 that sequentially supplies the water 100 taken by the water intake means 1 to the plurality of filters 2a, 2b, and 2c and filters the water 100, an operation of taking water 100 by the water intake means 1, and And a control means 3 for controlling the operation of distributing the taken water 100 to each filtering means 2, and collecting the microorganisms in the water 100 of the water 100 filtered by each filtering means 2. Of water 100 filtered by means 2 It collects microorganisms in the water.
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。 The target water 100 for collecting the microorganisms is not particularly limited as long as the microorganisms are inhabited, and examples thereof include seawater, rivers, and lakes. The microorganism here is not particularly limited as long as it contains DNA, and includes microorganisms in a broad sense such as bacteria and viruses.
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。 In this water intake means 1, the hollow cylindrical body with the open end is not particularly limited as long as it has a hollow shape that can accommodate the water 100, but may be a cylindrical shape (for example, a bottle). In some cases, it is easy to subdivide the sample collection. Moreover, what has flexibility (for example, hose) may be sufficient, and it becomes easy to take in water accommodated in the cylinder easily by suction.
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。 As shown in FIG. 1, a plurality of filters 2a, 2b, and 2c formed in parallel are provided as an example of the plurality of filters. Porous mesh bodies 21a, 21b, and 21c capable of filtering water 100 are accommodated in the plurality of filters 2a, 2b, and 2c, respectively.
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。 The mesh bodies 21a, 21b, and 21c are not particularly limited as long as they are porous materials. For example, polycarbonate (PC) or cellulose mixed ester can be used. The mesh openings (pore size) of the mesh bodies 21a, 21b, and 21c are not particularly limited, but those having a size of 0.1 μm to 100 μm can be used, for example, 0.2 μm, 0.8 μm, 5 μm, and 20 μm. An opening thing can be used.
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。 This control means 3 controls the water intake operation of the water intake means 1 in accordance with the amount of water 100 necessary for the investigation and the conditions (position and depth) of the water 100 necessary for the investigation. Among them, the unnecessary amount of water 100 is controlled so as to control the opening / closing operation of the discharge valve and also to discharge as shown in FIG. Further, the water 100 thus taken is taken into consideration that the empty conditions of the plurality of filters 2a, 2b, and 2c of each filtering means 2 are taken into account, and the filters 2a, 2b, and 2c having a large available capacity (or unused). It is possible to perform control of sequential distribution in preference to
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。 With this configuration, microorganisms in the water 100 of the water 100 filtered by each filtering means 2 can be collected. Since microorganisms are sieved in various sizes according to the mesh openings of the mesh bodies 21a, 21b, and 21c of each filtering means 2 and collected for each size, for example, the mesh body 21a has a predetermined size. This makes it easier to identify the type of microorganism, such as the detection of a predetermined virus in the mesh body 21b.
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。 Thus, in the microorganism collection device disclosed in the present application, water 100 (for example, seawater) is accommodated in the cylindrical body and taken in by the water intake means 1 in accordance with the point to be investigated and the amount of water intake. The water intake operation and the operation of distributing the water 100 taken into the respective filtration means are controlled, and the filtration means 2 performs filtration with a plurality of filters 2a, 2b, and 2c arranged in parallel. Therefore, water 100 having a desired condition is reliably taken in, and pressure deficiencies in the individual filters 2a, 2b, and 2c are dispersed by the configuration in which the plurality of filters 2a, 2b, and 2c are arranged in parallel. Thus, pressure deficiency is suppressed in the entire filter and clogging of the filter is also suppressed, and desired microorganisms in water can be collected with high accuracy.
（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。
(Second Embodiment)
A microorganism collection apparatus according to the second embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
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。 As shown in FIG. 2, the microorganism collection apparatus according to the second embodiment is similar to the microorganism collection apparatus according to the first embodiment, the water intake means 1, the filtration means 2, and the control means 3. Further, based on the degree of water reduction of the water 100 distributed by the control means 3 to the filters 2a, 2b, and 2c of the filtration means 2, the water 100 of the filter in which filtration does not proceed, It is the structure which performs the control made to transfer to the other filter installed side by side.
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。 Here, the degree of water reduction is a concept indicating the degree of progress (degree of progress) in which the taken-in water 100 is reduced in the filter, and more specifically, the rate of water reduction (water reduction rate) and time (water reduction time). Is included. For example, regarding the water reduction time, the time when the taken water 100 flows into the filter is set as the initial time (t 0 ), and the time when all the taken water 100 is discharged (passed) from the filter is set as the end time (t 1). ). Further, the means for detecting the degree of water reduction (for example, water reduction time or water reduction speed) is not particularly limited. For example, the fluctuation level of the liquid level (water level) in the filter, the fluctuation of the internal pressure in the filter, and the like. A value or a time when these fluctuation values exceed a threshold elapsed time can be detected as a reference.
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。 The control operation of the control means 3 is controlled based on the liquid level height of the plurality of filters 2a, 2b, and 2c, and the process after the reference liquid level is exceeded. Control can also be performed based on time, and control can also be performed using fluctuations in the pressure value in the filter based on the pressure value in the filter serving as a reference.
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。 For example, as shown in FIG. 2A, when the reference height of the liquid level is L, as shown in FIG. 2B, the amount of water in a certain filter (filter 2b in the figure) When the reference height L is exceeded, as shown in FIG. 2 (c), it is transferred to the other filters (filters 2a and 2c in the figure) and as shown in FIG. 2 (d). The processing can be continued by reducing the amount of water in the filter 2b. In addition, the elapsed time exceeding the reference level L of the liquid level can also be controlled as the reference value.
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。 In this way, the control means 3 avoids the filter 2a, 2b, and 2c from which the progress of filtration has stopped, from stopping the filtration process due to the stagnation of water 100 in the filter without being noticed. Therefore, the microorganisms can be collected automatically and stably from the water 100 regardless of the performance of the filters 2a, 2b, and 2c and the amount and type of the microorganisms contained in the water 100.
（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。
(Third embodiment)
A microorganism collection apparatus according to a third embodiment of the present application will be described with reference to FIGS.
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。 As shown in FIG. 3 (a), the microorganism collection device according to the third embodiment is similar to the microorganism collection device according to the first embodiment, the water intake means 1, the filtration means 2, and the control. A hose portion 11 in which the cylindrical body constituting the water intake means 1 is a flexible long hollow body, and a reel portion 12 that draws and winds up the hose portion 11. And a suction part 13 that is connected to the end side of the hose part 11 and sucks the water 100 in the hose part 11.
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。 Further, as shown in FIG. 3 (b), between the hose part 11 and the reel part 12 that takes out and winds up the hose part 11, the moving direction and / or delivery of the hose part 11 that has been fed out and wound up. It is good also as a structure provided with the pulley part 14 which functions as a guide wheel (pulley) which controls quantity (winding amount) and performs the smooth positioning regarding hanging of the hose part 11. With the configuration including the pulley portion 14, the hose portion 11 can be fed out and wound up more smoothly and accurately.
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。 The hose portion 11 is not particularly limited as long as it is a general hose, but a nylon hose having a smaller tube diameter is preferably used, and simplification and space saving can be achieved.
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。 The suction unit 13 is composed of a pump, and for example, a vacuum pump can be used. More preferably, a pump (for example, a commercially available peristaltic pump (registered) is used that squeezes a soft tube (for example, a silicon tube) with a roller. Trademark)), and it is possible to avoid troubles such as rust caused by seawater. In this case, it is preferable to provide a buffer container in the pump in order to make the inside of the pump have a negative pressure (negative pressure).
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。 The suction unit 13 preferably performs intermittent suction, and more preferably performs all suction operations intermittently. By this intermittent suction, the power required for suction of the suction unit 13 is saved, and it is possible to continuously perform the water intake operation even in a situation where it is difficult to secure a power source (for example, at sea). Become.
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）。 About the water intake operation | movement by this water intake means 1, as shown in FIG. 4, first, the hose part 11 is drawn | fed out and drooped in the water 100 (for example, the ocean) (S1). It is confirmed whether or not the drooped distance in the depth direction has reached a desired distance (S2). If the desired distance is not reached by this confirmation, the hose part 11 is suspended again (S1). Further, when the desired distance is reached, suction is performed by the suction unit 13 (for example, using a pump) and water is taken (S3). The water intake means 1 supplies the taken water 100 to the filtration means (S4). Of the taken water 100, the water 100 that is no longer needed is discharged by the suction unit 13 (for example, using a pump) (S5).
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。 As described above, the hose portion 11 is formed of a flexible long hollow body, the reel portion 12 extends and winds up the hose portion 11, and the suction portion 13 is accommodated in the hose portion 11. Since the water 100 is sucked, the water 100 is sucked in a state where the contents of the water 100 once accommodated in the long hollow body (for example, the water intake position in the depth direction) are kept after the suction. By taking water, water 100 (for example, seawater) can be specified in more detail, and microorganisms can be collected with high accuracy by the water 100 taken under accurate conditions.
（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。
(Fourth embodiment)
A microorganism collection apparatus according to a fourth embodiment of the present application will be described with reference to FIGS.
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。 The microorganism collection device according to the fourth embodiment is configured to include the water intake means 1, the filtration means 2, and the control means 3, similarly to the microorganism collection device according to the third embodiment. as shown in FIG. 5, the control means 3, water intake, and / or, depending on the longitudinal position of the cylinder, dividing the water 100 (in the figure, the depth direction from the surface position D 0 In addition, in order, the position D 1 and the position D 2 are divided into the opening position D 3 , and water is taken and supplied to the filtering means 2.
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。 Microorganism collecting device according to the fourth embodiment, as shown in FIG. 6 (a), first, the water introducing section 1, the hose 11 is the cylindrical body, in the depth direction from the surface position D 0, In order, as the position D 1 and the position D 2 , each position up to the deepest position (opening position) D 3 is divided and immersed in water along the depth direction of water, as shown in FIG. The soaked hose portion 11 is pulled up by the reel portion 12. When sucking the hose 11 water 100 contained in the suction unit 13, the control means 3, the water 100, based on the position D 0 to D 3 above, Ya position in the depth direction of intake The water intake means 1 is controlled so that the amount of water intake is divided freely.
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。 For example, as shown in FIG. 6B, the water intake means 1 can take in water 100 from the position D 0 (water surface position) to D 3 (deepest position) by the control of the control means 3. it can. Further, as shown in FIG. 6 (c), the control of the control unit 3, after discharging the water 100 from the position D 0 to D 1, and intake of water 100 from the position D 1 to D 2, it is possible from the rest of the positions D 2 discharging water 100 to D 3, i.e., it is possible to intake by specifying the water 100 only from the position D 1 to D 2. Also, in this case, as shown in FIG. 6 (d), also the volume from the position D 1 to D 2, since it is easily calculated from the cross-sectional area of the cylindrical body of the hose 11, the desired The amount of water 100 can also be easily identified and taken out.
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。 In addition, similarly to the above, the water 100 from the position D 0 (water surface position) to the position D 2 (depth D 2 ), or the position D 0 (water surface position) to the position D 1 (depth D). 1) water 100 and intake amount up, the position D 1 (depth D 1) 100 and water to a depth D 3 (deepest position) from the depth D from the position D 2 (depth D 2) 3 such as water 100 up to 3 (the deepest position), the control means 3 freely specifies the position of the water 100 in the depth direction, and uses the suction by the suction part 13 of the water intake means 1 under the desired conditions. 100 water can be taken.
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。 Thus, the control of the control means 3 maintains the state in which the contents of the water are separated according to the amount of water intake and / or the longitudinal position of the cylindrical body, and the water 100 is taken in. Therefore, the water 100 can be specified and taken in more detail under the desired conditions, and the microorganisms can be collected from the taken water 100 with high accuracy.
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。 In the above, like the microorganism collection apparatus according to the third embodiment, the flexible hose part 11 is used as a cylindrical body. However, the present invention is not limited to this form. For example, FIG. As shown to (e), it can apply also to a bottle-shaped cylinder similarly to the above.
（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。
(Fifth embodiment)
A microorganism collection apparatus according to a fifth embodiment of the present application will be described with reference to FIG.
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。 The microorganism collection apparatus according to the fifth embodiment is configured to include the water intake means 1, the filtration means 2, and the control means 3, similarly to the microorganism collection apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 7 (a), the filtering means 2 is arranged in the order of the filter on the front side having a long opening, and the filter on the back side having a short opening (from the filter 2a, through the filter 2b, to the filter 2c). ), A configuration having a plurality of filters having different mesh opening lengths.
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。 As described above, since the opening is gradually narrowed from the filter on the front stage to the filter on the rear stage, the microorganisms captured by the filter are increased from a larger size to a smaller one as it moves to the rear stage of the filter. By changing the size step by step, clogging of the filter is unlikely to occur, and pressure loss of the filter itself is suppressed, and the desired microorganism in the water is automatically collected with high accuracy. Can do.
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。 Moreover, as shown in FIG.7 (b), the said water intake means 1 is equipped with the said hose part 11, the said reel part 12, and the said suction part 13 similarly to the microorganisms collection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. In this case, as shown in the figure, the filtering means 2 does not perform the filtration process and the suction operation by the suction unit 13 (pump) for each filter at once (in batch), but intermittently. Therefore, after the filtration with the filter 2a is completed, the filtration with the filter 2b is performed, and finally the filtration with the filter 2c is completed. As described above, the suction unit 13 (pump) performs intermittent suction, thereby reducing the power required for suction of the suction unit 13 and even in situations where it is difficult to secure a power source (for example, at sea). The power supply is maintained, a long stay is possible, and a continuous water intake operation and a filtration process can be performed.
（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。
(Sixth embodiment)
A microorganism collection apparatus according to the sixth embodiment of the present application will be described below.
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。 Similar to the microorganism collection apparatus according to the first embodiment, the microorganism collection apparatus according to the sixth embodiment includes the water intake means 1, the filtration means 2, and the control means 3, and The filter of the filtering means 2 is configured to be subjected to at least one of chemical treatment, heat treatment, and deoxygenation treatment.
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。 As described above, since the filter is subjected to at least one of a chemical treatment, a heat treatment, and a deoxygenation treatment, the treatment suppresses the deterioration of the filter due to adhesion or contact of microorganisms in the water. As a result, microorganisms can be stably recovered from water with the filter maintained in high quality for a longer period of time.
（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。
(Seventh embodiment)
A microorganism collection apparatus according to the seventh embodiment of the present application will be described with reference to FIGS.
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。 The microorganism collection device according to the seventh embodiment is configured to include the water intake means 1, the filtration means 2, and the control means 3, similarly to the microorganism collection device according to the third embodiment. As shown in FIG. 8, the control means 3 is provided as a CPU, and a sample tank 200 for storing the taken-in solution, a suction container 300 for storing the suctioned filtered solution each time, a sample tank 200 and a suction container 300 And a filtrate bottle 400 for storing the filtrate obtained through all filtration processes, and refluxing the filtered solution.
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。 As shown in FIG. 8, the filtering means 2 includes filters 2a, 2b, 2c, and 2d, and the mesh bodies 21a, 21b, 21c, and 21d have mesh openings (pore sizes) of 20 μm, 5 μm, and 0, respectively. .8 μm, 0.2 μm and gradually narrowing.
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。 In the microorganism collecting apparatus according to the seventh embodiment, as shown in FIG. 9, first, the water 100 taken up from the water intake means 1 is pumped up by the suction force of the pump as shown in FIG. Passes through the filter 2a (pore size 20 μm) of No. 2 (first filter unit) and enters the suction container 300. When the set time has passed, the filter is switched so as to pass through the filter 2a (pore size 20 μm) of the second filtration means 2 (second filter unit). At this time, when the liquid level is detected and there is no water, It switches to the 3rd filtration means 2 (3rd filter unit). This procedure is repeated up to the fourth filtering means 2 (fourth filter unit).
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。 The water 100 that has been filtered to the fourth filtration means 2 (fourth filter unit) is transferred from the suction container 300 to the sample tank 200 (1 L container) using the pump of the suction unit 11.
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。 Similarly, the filter 2b (pore size 5 μm), filter 2c (pore size 0.8 μm), and filter 2d (pore size 0.2 μm) of each filter unit are second from the first filtering means 2 (first filter unit). Filtration is sequentially performed up to the filtering means 2 (second filter unit), the third filtering means 2 (third filter unit), and the fourth filtering means 2 (fourth filter unit).
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。 After all filtration is completed, the filtrate (pore size 0.2 μm filtrate) is transferred to the filtrate bottle 400 using the pump of the suction unit 11. At this time, the number of used filters 2a, 2b, 2c, and 2d can be confirmed from the time required for filtration.
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。 That is, as a schematic flowchart, as shown in FIG. 10, first, a filter (first-stage filter: 1 in each pore size) that passes through the taken-in water 100 first among the filters 2a, 2b, 2c, and 2d. Filter through the first filter (S11). Next, the pump is operated by the suction unit 13 to advance the filtration process (S12). When the control means 3 detects clogging of the filter (S13), it passes the next filter (second-stage operation filter: second and subsequent filters having the same hole diameter as the filter in which clogging is detected). The filtration process is switched so as to pass the water 100 (S14). When the water 100 passes through the last filter (final filter) and is filtered (S15), the unfiltered portion (unfiltered sample water) of the first water 100 taken is discharged and discarded. (S16). Thereafter, preparation for a filter having a smaller hole diameter is performed (S17), and the process returns to the first-stage filter (S11). By repeating this series of processing, the taken water 100 is sequentially passed through the filters 2a, 2b, 2c, and 2d, and after passing through all the filters 2a, 2b, 2c, and 2d. As a result of filtering, all the processes are completed.
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。 In S13 described above, if the control means 3 does not detect clogging of the filter, the process proceeds to S17, preparation for a filter having a small hole diameter is made, and the process in the first-stage filter (S11) is performed. Return. Further, in S15 described above, when the filter that has passed through last (final filter) is not used, the process returns to S13, and the control means 3 advances the filtering process until it detects clogging of the filter.
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。 Thus, in the pump operation of the suction unit 13, by performing intermittent suction, the power required for the suction of the suction unit 13 is saved, and the power supply is difficult to secure (for example, at sea). In this case, the water intake operation can be continuously performed.
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。 In addition, since the microorganisms collection apparatus which concerns on each said embodiment has high transportability (transportable), it does not depend on an installation place. For example, as shown to Fig.11 (a), it can install on the buoy on the ocean by providing the sample tank 200 which stores the filtrate obtained by filtering the taken water solution. Moreover, as shown in FIG.11 (b), it can also install in a bag.
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。 From the above, since the microorganism collection device according to each embodiment automatically detects clogging of the filter, the entire filtration process is automated, so that manual monitoring is unnecessary, and the drawn water is intermittently sucked. By doing so, power saving can be realized, long-term stay at sea can be achieved, and DNA can be collected over time without isolating microorganisms present in water. Furthermore, by analyzing the sequence, it is possible to realize a technique for monitoring environmental changes over time in water.
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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated along an Example, this invention is not restrict | limited by these Examples.
（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。
(Example)
Water intake from seawater was performed using the microorganism collection apparatus according to the seventh embodiment. First, seawater from the surface layer to a depth of 10 m was collected as a columnar sample once a day. This water intake operation was performed automatically for at least 4 days (4 times) using a microorganism collection device. At least 2 liters of water was collected in one sampling.
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。 The operation of filtering four types of filter filters with different pore sizes (20 μm, 5 μm, 0.8 μm, 0.2 μm) one by one was performed. At this time, an intermittent filtration method was employed in which suction was performed for 20 seconds and suction was stopped for 20 seconds, and this operation was repeated while sample water was present. After sensing that the sample water had been filtered by the water level sensor, the process moved to the next stage of filtration and the same operation was repeated. After all filtration in multiple stages was completed, the filtrate was transferred to a storage tank. The suction time (20 seconds) and suction pause time (20 seconds) were set by the program. The suction time and suction pause time (stop time) described above are not limited to the above, and can be changed variably under program control, depending on various conditions such as sampling location and water intake amount. Can be set optimally.
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。 The power control of the power-saving computer was controlled by a control computer with a built-in program, and the system was controlled by processing a stick PC that had a control program for sampling time and filtration system (switching of flow path, circuit, and solenoid valve). . The power supply unit was composed of a power supply unit and a solar cell unit, and a lead storage battery was used as the power supply for operation.
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。 The following are the results of water intake conducted at Ariake Sea, Yatsushiro Sea, and Tohoku Water Research Institute. The filter material is made by automatically treating two cases of polycarbonate and cellulose mixed ester (also referred to as Mix cellulose: manufactured by Millipore or Advantech), and each pore size (0.2 μm, 0.8 μm, For each 5 μm, 20 μm), the obtained results are shown in comparison with the case where the filtration is performed manually with respect to the filtration time, the filtration amount, the number of filters used, and the filtration concentration.
（１）有明海採水1回目の結果 （2016.11.3）
（２）有明海採水2回目の結果 （2016.11.5）
（３）有明海採水3回目の結果 （2016.11.14）
（４）有明海採水3回目の結果 （2016.11.14）
（５）海上試験の結果 （2016.11.18）
（６）東北水研採水の結果 （2016.11.21）
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。 From the above results, the microorganism collection device according to the present embodiment automatically detects the filter clogging, thereby automating the filtration process, and intermittently sucking the seawater, thereby reducing power consumption at sea. It was possible to stay for a long time, and it could be collected over time as DNA without isolating microorganisms present in water. Furthermore, by analyzing the sequence, it was confirmed that environmental changes over time in water could be monitored.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water intake means 11 Hose part 12 Reel part 13 Suction part 14 Pulley part 15 Suction pump 2 Filtration means 2a Filter 2b Filter 2c Filter 2d Filter 21a Mesh body 21b Mesh body 21c Mesh body 21d Mesh body 3 Control means 100 Sample tank 200 Sample tank 300 Suction container 400 Filtrate bottle
Claims (6)
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。 In a microorganism collection device that collects microorganisms from the water,
A hollow cylindrical body whose tip is in an open state is immersed in water along the depth direction in water, water is stored in the cylindrical body, and water intake means for taking water stored in the cylindrical body,
A plurality of filter means that are formed in parallel, and that are provided side by side, sequentially supply water taken by the water intake means to the plurality of filters, and filter each of the filters,
Control means for controlling the water intake operation by the water intake means and the operation of distributing the taken water to each of the filtration means,
A microorganism collecting apparatus, which collects microorganisms in water filtered by the filtering means.
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。 In the microorganism collection device according to claim 1,
Microorganism characterized in that the control means performs control to transfer the water of the filter that does not proceed with filtration to another filter provided side by side based on the degree of water reduction of the water distributed to each filter of the filtration means Collection device.
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。 The microorganism collection device according to claim 1 or 2,
The hose part which the cylinder which constitutes the water intake means is constituted by a flexible long hollow body,
A reel portion for unwinding and winding the hose portion;
A microorganism collecting apparatus, comprising: a suction unit that is connected to a terminal side of the hose unit and sucks water in the hose unit.
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。 The microorganism collection device according to any one of claims 1 to 3,
The microorganism collecting apparatus according to claim 1, wherein the control means divides water according to the amount of water intake and / or the longitudinal position of the cylindrical body and supplies the water to the filtering means.
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。 The microorganism collection device according to any one of claims 1 to 4,
The microorganism collecting apparatus, wherein the filtering means has a plurality of filters having different opening lengths in the order of a filter on the front side having a long opening and a filter on the rear side having a short opening.
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。 The microorganism collection device according to any one of claims 1 to 5,
The microorganism collecting apparatus, wherein the filter of the filtering means is subjected to at least one of chemical treatment, heat treatment and deoxygenation treatment.
Priority Applications (1)
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| JP2017055138A JP2018153168A (en) | 2017-03-21 | 2017-03-21 | Microorganism collection device |
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Citations (5)
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-
2017
- 2017-03-21 JP JP2017055138A patent/JP2018153168A/en active Pending
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