JP2014509282A - 少なくとも一の深海対象物を回収する深海装置 - Google Patents

Abstract

【課題手段】本発明は、少なくとも一の深海対象物、特に少なくとも一の生物及び／又は細胞材料を回収する深海装置に関する。深海装置は、深海において少なくとも一の深海対象物を収容するための捕獲装置(14)と、深海装置を駆動するための駆動ユニット(16)と、を備える。深海装置は、特に水面に向かって実質的に浮力方向(Ar)に少なくとも部分的に駆動されるよう形成され構成される。深海装置は、特に魚雷状に形成される。
【選択図】図１５

Description

本発明は、少なくとも一の（好ましくは生物学的）深海対象物を深海から回収する（取り出す）ための深海装置及び方法に関する。少なくとも一の深海対象物は、特に少なくとも一の（生命力のある又は生命力のない）生物学的生物及び又はその細胞材料を含む。

深海は、その表現が一般的用法では深さの範囲で正確に定義されていないものの、地球上で最大のバイオトープ（生息場所）を表している。以下、本明細書において深海とは、ほぼ暗闇の海洋、海又は湖の領域であって、そこに広がる条件（圧力、温度、栄養素濃度等）に最大限適応し、その生物の寿命の殆どの時間、ここに絶対的に生息していかなければならない生物が生息している海洋、海又は湖の領域を意味する。この領域は、水深約１０００ｍから、現在知られている内では約１１０３４ｍ（地球の海洋の中で最も深い点と考えられているマリアナ海溝）までの領域である。

地球の海及び海洋の平均深さは、３０００ｍより深く、地球の半分より遙かに大きい面を占めている。広い領域にもかかわらず、生物圏のこの部分に関する知識は、とりわけ上側領域（水深約３０００ｍまで）に限定されており、局所的な非常に狭い範囲が限界となっている。これはむしろ、主として、とりわけ技術的・ロジスティックスの問題に起因し試験が選択的なためであり、同じく、深海対象物すなわちサンプルを採取したり、動物を見つけて観察したり、他の作業を行うのに、深さに応じて高騰する相当な額のコストにも起因する。

深海生物には、科学的な面のみならず経済的な面から見ても多くの関心が集まる。深さの増加と共に、深海生物は絶対的な「好圧性」すなわち「圧を好む」ようになり、つまり深海の高い圧力条件に適応している。深海生物は大きな圧力変化下では生きられないであろう。技術的には、マクロな生物（バクテリアではなく）の生きたままの回収は、現時点では水深２５００ｍまでであっても十分に行えない（Ｂ．シリト、Ｇ．ヘメル、Ｃ．ドゥチ、Ｄ．コッティン、Ｊ．ザラツィン、Ｐ．−Ｍ．サラディン、Ｊ．ラヴォー、Ｆ．ゲイル、新しく設計された加圧回収装置を用いた水深２３００ｍからの大型動物類の生きたままの捕獲、深海研究Ｉ５５（２００８年）８８１〜８８９頁）。生きている生物又は生きている細胞材料のみの回収の試みや、増殖可能なインヴィトロ細胞培養の長期的に安定した達成が成功していない理由は、特に以下のものが挙げられる。
−水深の増加及び自然の生育地における安定度と共に増す生物の高圧への適応性
−極めて安定した低温（約１℃〜６℃＋／−０．１℃、好冷生物）又は熱源近傍の高温（好熱性生物）のいずれかへの適応性、及びその結果としての温度変化に対する生物の耐性の低さ
−高圧（水深約１１０００ｍでは約１１０ＭＰａに達する）に対する殆どすべての高分子の最適化、したがって低圧における損失による機能的低下や生命力低下
−おそらくは水深約５０００ｍから現れる絶対的な好圧性生物、また同じく手軽な方法では今まで十分には解決されていない、そのような高圧の下での動物蓄養、細胞培養、分離法等の活動にともなう技術的問題
−深い海からの適当な捕獲・移送装置の有効性、
−生物の管理に関する経験の不足、及びそれら生物の生理学的性質、栄養等についての知識の不足
−これまでは対応する正確に働く移送システムが存在していないので、動物をその深さから移送して細胞を分離するまでの間の相当な時間的プレッシャー

特に、この数十年間で、以下の二つの理由のために、深海対象物の、好ましくは深海のマクロな生物の少なくとも生きている組織材料を回収する必要があった。

まず、科学研究の必要性である。どんな種の深海生物であっても実験蓄養又は少なくとも細胞の培養を通じて通常の実験培養作業へと生きたまま移送することさえできれば、研究の十分な材料の準備が整うことになるからである。深海に滞在できるのは短い時間だけである。恒久的な研究ユニットは現時点では存在せず、技術的な複雑さについては宇宙ステーションにも匹敵するといえよう。一方、大きな資源の経済的開発に対する要望や商業的に利用可能な対応する大量のバイオマテリアルを得る要望もある。地球表面上のバイオ研究所においてのみ、深海生物の細胞、高分子及び他の物質を十分な量で分離でき、動物又は細胞は、応用可能な場合には、培養され、必要な量に拡張され、変更され、そして経済的に利用できる。多くの場合、深海の生物密度は非常に低く、したがって商業的捕獲には向かないからである。

バイオテクノロジーでは、特に生きている細胞、小さな組織複合体及び高分子に関心があり、一方、科学では、むしろ主な関心は生命力のある動物にある。また、分離された生きている細胞の安定化及び細胞の培養がこれまで成功している深さは不十分なものであった。大型動物類の深海生物については、成功している水深は約１１６２ｍである（Ｓ．小山、深海多細胞生物の細胞生物学、細胞工学（２００７年）５５：１２５〜１３３頁（非特許文献１））。ここで、その上、いままで、特にこの成功は、大きな圧力低下に耐性がある生物、つまり絶対的な好圧性ではない生物（例えば深海ウナギ）に対するものであった。絶対的な深海生物の大多数はより深いところにおり、したがってこれまでは実験室の細胞培養におけるマクロな生物の種類の範囲では表されておらず、辿り着けていない。

これまでは、深海対象物の回収には、実質的には以下の二つのアプローチがあった。

まず、深海対象物の回収には、捕獲場所の水深の圧力を維持せず捕獲するアプローチがある。一方、深海船の加圧室に回収し、捕獲した深海対象物の元の生息領域における圧力をある程度維持しながら海面まで移送するアプローチもある。第一の方法では、マクロな生物ではない生物（例えばバクテリア）であって、絶対的な好圧性ではない生物のみが生き延びることができる。したがって、この方法は約２０００ｍより浅い水深に限定される。第二の方法では、上昇に時間単位の時間がかかることを意味し、したがって、非常に正確に温度を調節し圧力を安定させる必要がある。また、この場合、実質的な水深限界があり、生きたままの回収は上記のものを除いて成功していない。

深海のマクロな生物の生きたままの回収、又は絶対的な好圧性生物（例えば魚、甲殻類等）の完全な状態の細胞からの細胞培養の設備に対する上記理由を考慮すると、新規な装置及び方法が必要とされていると言える。つまり、圧力及び温度の点で多少調整可能な捕獲チャンバのアプローチによる現在知られている技術では不十分である。

生物全体の生命活動が失われる、同じく細胞のレベルにおける生命過程が失われるという本質的な理由は、大部分が最適周辺条件（特に圧力、温度、光）に満たない状態にある、深いところからの長い上昇時間が現在必要とされていることにある。このように、上昇動作は、水深７０００ｍに対しては従来の水中船又は従来捕獲システムのこれまでの好ましい上昇速度の１ｍ／ｓで７０００秒つまりほぼ２時間を要する。回収に必要な時間を加えると、生物の回収までに要する時間は、ほぼ数時間である。

一般的な従来技術に関しては、国際特許出願公開第ＷＯ２０１０／１４５７９１号（特許文献１）が参考文献として挙げられるが、捕獲装置における、例えば風船を用いた非常に遅く受動的な浮力を単に開示しているに過ぎず、本発明の目的には適わない。また、従来の潜水艇を開示する欧州特許出願公開第１４９３６５６号明細書（特許文献２）も参考文献として挙げられるものの、深海には適しておらず、よって本発明の目的には適わない。

国際特許出願公開第ＷＯ２０１０／１４５７９１号 欧州特許出願公開第１４９３６５６号明細書

Ｓ．小山、深海多細胞生物の細胞生物学、細胞工学（２００７年）５５：１２５〜１３３頁 Ｂ．シリト、Ｇ．ヘメル、Ｃ．ドゥチ、Ｄ．コッティン、Ｊ．ザラツィン、Ｐ．−Ｍ．サラディン、Ｊ．ラヴォー、Ｆ．ゲイル、新しく設計された加圧回収装置を用いた水深２３００ｍからの大型動物類の生きたままの捕獲、深海研究Ｉ５５（２００８年）８８１〜８８９頁

本発明の目的は、少なくとも一の深海対象物を回収する改良深海装置及び改良方法を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の目的は特に、少なくとも細胞のレベルの少なくとも一の深海対象物（好ましくはマクロな生物）を生きたまま回収でき、任意選択的に細胞を安定して増殖可能なインヴィトロ培養へと移送する深海装置及びそれに関連する方法を提供することにある。

これらの目的は、特に独立請求項の特徴を備える装置及び方法により達成される。

本発明は、概して、少なくとも一の深海対象物を現在知られているアプローチと比較して可能な限り迅速に回収する（取り出す）技術的教示に特に関する。

本発明では、少なくとも一の好ましくは生物学的深海対象物を回収する深海装置を提供する。

少なくとも一の深海対象物には特に、生命力のある及び／又は生命力のない生物及び／又はその細胞材料が含まれるだけでなく、深海に存在する他のタイプや態様の対象物や材料（例えば魚、甲殻類、単細胞生物、高分子、組織複合体等）も含まれる。好ましくは、生物は、少なくとも一の生物学的細胞、好ましくは微生物の細胞又は下等生物や高等生物の動物細胞を有する生物学的生物である。

深海装置は、深海において少なくとも一の深海対象物を収容し特に捕獲するための捕獲及び／又は収容手段と、深海装置を能動的に駆動するための駆動ユニットと、を備える。

深海装置は好ましくは、水面に向かって実質的に浮力方向に深海と水面との間で少なくとも部分的に（好ましくは駆動ユニットを用いて）駆動されるよう、特に魚雷のように水面に向かって駆動されるよう、形成され構成される。

深海装置を、実質的に浮力方向に深海から水面まで全経路で駆動できるが、必ずしも全経路で駆動する必要はない。また、深海装置を、浮力方向からずれた部分における水面に、例えば水面上の特定の目標領域に浮上させるよう、深海から駆動することも可能である。

浮力方向は重力方向とは反対方向であり、仮想的な水平面と直交する。

好ましくは、深海装置は魚雷状に形成される。本発明の明細書において「魚雷状」とは、特に次の特性の少なくとも一を含む。つまり、任意選択的に追加部品を加えた通常の魚雷の態様、通常の魚雷の大きさ、従来の魚雷が到達可能な速度（つまり２５ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、７５ｋｍ／ｈ又は１００ｋｍ／ｈを超える速度）、水平方向とは異なる方向に、好ましくは実質的に浮力方向に所定の方法で移動する能力である。

本発明に係る深海装置を用いて、深海からの例えば水深７０００ｍからの上昇時間を著しく、１０分未満に低減できる。したがって、能動的に駆動される従来の魚雷では、１００ｋｍ／ｈを超える速度を達成できる。それは、例えば水深７０００ｍでは約５分の上昇時間に相当する。

好ましくは深海装置が、受動的に深海底に沈降するよう形成し構成する。ただ深海装置は、深海底上方の離れた水深目標領域に保持するように形成し構成することもできる。

深海装置を、深海において実質的に浮力方向にその姿勢が方向付けられるよう、特に直立するよう、好ましくは深海装置の頭側端部が水面を向きそして駆動ユニットが深海底を向くように、形成し構成することができる。つまり、深海装置は好ましくは、深海装置の長手方向軸が浮力方向と実質的に平行である、すなわち浮力方向に実質的に対応するよう、かつ／又は仮想的な水平面に対して垂直に方向付けられるよう、深海においてその姿勢が方向付けられるように形成され構成される。

深海装置を、少なくとも部分的に浮力方向と実質的に平行にその姿勢が方向付けられ駆動されるよう、好ましくは深海装置の頭側端部が水面に向きそして駆動ユニットが深海底を向くように、形成し構成できる。ここで、言いかえれば、深海装置の長手方向軸は浮力方向と実質的に平行に方向付けられている、すなわち浮力方向に実質的に対応しており、かつ／又は仮想的な水平面に対して垂直に方向付けられている。

深海装置は好ましくは落下可能なウェイト手段及び／又は浮力ユニットを備えることもできる。

好ましくは、深海装置の頭側端部領域はウェイト手段及び／又は浮力ユニットを備える。

特に、深海装置の頭側端部領域には、深海装置の頭側三分の一、頭側四分の一又は頭側六分の一が含まれる。

ウェイト手段は好ましくは深海装置の沈降過程において深海装置の頭側を形成するよう形成される。これにより、例えば確実に、深海装置は頭側から先に、特にウェイト手段が先に沈降させ、これによって、深海装置は頭側端部から先に深海底にぶつかることができるので有用であり、かつ／又は深海装置の駆動ユニット、捕獲装置又は他の検出部品が深海底にぶつかることを防止できる。

好ましくは、ウェイト手段は、落下機構を用いて深海装置から落下可能である。

落下機構は好ましくは、水深目標領域（例えば深海底上又は深海底上方）でウェイト手段を落下するよう、形成され構成される。

好ましくはウェイト手段が落下した後、深海において深海装置の姿勢を方向付けるかつ／又は直立させるために、浮力ユニットは、好ましくは深海装置の頭側端部領域に特にウェイト手段の下に形成される。このように深海装置の姿勢が方向付けられると、その結果、深海装置の長手方向軸は浮力方向と実質的に平行に方向付けられている、すなわち浮力方向に実質的に対応しており、かつ／又は仮想的な水平面に対して垂直に方向付けられる。ここでは、特に、深海装置の頭側端部は水面を向き、そして駆動ユニットは深海底を向く。

ウェイト手段を落下させる前には、ウェイト手段が深海装置の頭側端部を形成し、一方、落下後には浮力ユニットが頭側端部を形成する又は少なくとも可能な限り頭側端部に近くに位置することができる。

浮力ユニットは好ましくは非駆動的に浮上するよう形成され構成される。浮力ユニットは、浮力流体（好ましくは浮力ガス）及び／又は浮力体（例えばグラス中空球システム、グラス中空球セメント混合物等）を備えることができる。

好ましくは、ウェイト手段の重力は、浮力ユニットの浮力を大きく超える。

深海装置は、好ましくは受動的に又は自律的に深海に沈降するよう形成され構成される。

捕獲装置は圧力制御可能とでき、かつ／又は温度制御可能とできる。このために、深海装置は温度制御装置及び／又は圧力調整装置を備えることができる。

捕獲装置は好ましくは、少なくとも一の収容された深海対象物の温度を深海の収容した領域の温度に確実に実質的に対応させるよう、形成され構成される。

さらに捕獲装置を、少なくとも一の収容された深海対象物の圧力を深海の収容した領域の圧力に確実に実質的に対応させるよう、形成し構成できる。

短時間の圧力緩和では細胞高分子の構造及び機能において可逆的に変化することが文献中に見受けられるので、回収の後、細胞材料が初めの圧力を再び受ける又は直ちに低温保存される場合、本発明に係る短い回収時間により、捕獲装置の内部を常に外圧と共に変化させることができる。細胞材料及び組織材料の圧力緩和を可能な限り短くする必要があるので、少なくとも分離しまだ生命力のある細胞材料に対して、例えばインヴィトロ培養の達成には、能動的な高速回収が重要であることは間違いない。

したがって捕獲装置を、少なくとも一の収容された深海対象物の圧力を外圧すなわち周辺圧力に確実に実質的に対応させるよう、形成し構成することもできる。

このように捕獲装置を耐圧性（例えば５０Ｍｐａ超、７５Ｍｐａ超、１００Ｍｐａ超又は１１０ＭＰａ超）とする、又は圧力制限なしで設計することもできる。

また好ましくは、捕獲装置がチャンバ、特に少なくとも一の深海対象物に対する捕獲チャンバを備える。

さらに捕獲装置は、１つ以上の深海対象物が収容されたか否かを検出するための判定ユニットを備えることもできる。

チャンバは、好ましくは可閉手段を用いて閉じることができるチャンバである。例えば一以上の深海対象物が捕獲装置にいると判定ユニットが判定したとき、可閉チャンバは閉じられる。

捕獲装置はさらに、少なくとも一の深海対象物を捕獲装置へと引き寄せるための誘引物を備えることができる。

さらに捕獲装置は、深海水及び特に少なくとも一の深海対象物を捕獲装置へ吸引するための吸引装置と、少なくとも一の吸収された深海対象物を深海水から篩い分けるすなわち捕獲するためのフィルタリング装置すなわちスクリーニング（篩）装置と、を備えることができる。

好ましくは、吸引装置を用いて、少なくとも一の深海対象物をスクリーニング装置に衝突させる。

さらに、例えば判定ユニットが捕獲装置に少なくとも一の深海対象物がいると判定した後、及び／又は水面からの深海装置の浮上の前に既に、例えば深海において既に及び／又は深海装置が水面に向かって駆動されている間に、捕獲装置に収容した少なくとも一の深海対象物を準備するための１つ以上の準備装置を、深海装置は備えることができる。

例えば準備装置を、捕獲装置に収容した少なくとも一の深海対象物を、例えば突き刺しによって固定し、かつ／又は例えば切断によって分割し、かつ／又は殺すように構成できる。このため準備装置は、切断手段及び／又は突き刺し手段の態様の固定部品及び／又は分解部品を備えることができる。好ましくは、少なくとも一の深海対象物は分割される、かつ／又は挟んで固定される。

さらに、捕獲装置に収容した少なくとも一の深海対象物に少なくとも一の活性剤を供給する準備装置を備えることもできる。

活性剤は、例えば少なくとも一の保存物質、少なくとも一の栄養媒体、少なくとも一の酵素溶液（特に深海対象物の組織複合体の分解のための）及び／又は少なくとも一の凍結防止剤（特に少なくとも一の深海対象物の生命力の維持のための）とできる。

好ましくは、例えば準備装置及び／又は捕獲装置から周辺水を排出する又は衝突させる（吸引する又は加圧する）ことによって、周辺水から少なくとも一の収容された深海対象物を実質的に分離するよう、準備装置及び／又は捕獲装置は形成され構成される。これによって、例えば活性剤が水で薄められたり洗い流されたりするという不都合がなくなる、又は水によって準備が妨げられたりしないという利点がある。

ただ、準備装置及び／又は捕獲装置に収容した（深海）水が漏れ出ないよう、例えば漏れのない密閉によって、周辺水によって囲まれた状態で少なくとも一の収容された深海対象物を回収するように、準備装置及び／又は捕獲装置を形成し構成することもできる。

深海装置は好ましくは長手方向軸を有する本体を有する。長手方向軸を有する本体は、金属、プラスチック及び／又はセラミック構造とできる。

長手方向軸を有する本体は、実質的に円筒形状及び／又は円錐形状を有することができる。さらに、長手方向軸を有する本体を、一体部品又は複数部品のボディとして形成できる。

好ましくは、捕獲装置又はチャンバは、特に内部に収容された少なくとも一の深海対象物と共に取り外し可能にかつ再装着可能に長手方向軸を有する本体の内部に組み込むことができる。

例えば内部に収容された少なくとも一の深海対象物を確実に迅速に後処理するために、捕獲装置を少なくとも部分的に、つまり一部が又は全体が、好ましくはモジュール法でかつ／又は内部に収容された少なくとも一の深海対象物と共に、深海装置から、取り外し可能とする（かつ好ましくは再装着可能とする）ことができる。

捕獲装置は、外圧システムに接続するための接続装置を備えることもできる。このように、回収後、内部に収容された少なくとも一の深海対象物又はその一部と共に捕獲装置を迅速に完全に又は部分的に取り出せること、他の加圧システムにそれを接続できること、追加的に又は選択的に、それを少なくとも一の収容された深海対象物（例えば、細胞、組織又は捕獲した生物全体）が入っているサブアセンブリ全体として又は部品として後処理できる例えば十分に冷凍できる（冷凍保存できる）ことは有用である

捕獲装置を、深海装置からすぐに取り外せる器具（quick release）を用いて取り外し可能とする、好ましくは再装着可能とすることもできる。同様に、捕獲装置の一部分（捕獲装置の残りの部分から取り外し可能）を、捕獲装置又は深海装置の他の適当な部分から取り外し可能に好ましくは再装着可能にクイックリリースを用いて固定できる。

深海装置は、捕獲装置の吸い込み開口部が深海底に位置し深海底によって塞がれるのを防止するための少なくとも一のスペーサ装置をさらに備えることができる。好ましくは、スペーサ装置はスターラップ状であり、かつ／又は捕獲装置の吸い込み開口部に延設される。好ましくは、スペーサ装置は、例えば深海底にぶつかるときに損傷を受けやすい捕獲装置が破損するのを防止するための保護装置としてもさらに機能する。

駆動ユニットをプロペラ駆動ユニット及び／又は反衝駆動ユニットとして形成できる。さらに、駆動ユニットをスクリュー駆動ユニットとして好ましくは二重スクリュー駆動ユニットとして形成することもできる。

２５ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ、７５ｋｍ／ｈ、１００ｋｍ／ｈ、１２５ｋｍ／ｈ又は１５０ｋｍ／ｈを超える速度で深海装置を駆動するよう形成され構成される。

さらに深海装置は、（例えばドリフトした場合に）迅速に場所を特定できるように、信号装置（例えば無線機、発光器、反射器等）を備えることができる。

また、例えばドリフトや他の意図しない方向のずれを補正するために、かつ／又は水面上の目標領域に深海装置を確実に浮上させるために、特に浮上の際に深海装置の速度及び／又は移動方向を調整する（例えば、制御、規制、設定等）調整システムを、深海装置に備えることもできる。

同様に深海装置は、例えば音響指向性ビームを検出するためのセンサ装置を備えることもできる。さらに深海装置の位置、水深、姿勢又は移動方向を検出、確認、測定、決定可能な判定手段（特にセンサ又は測定機器）を、深海装置は備えることができる。例えばそれに応じて、浮上の際に、深海装置の移動方向及び／又は速度を調整できる。さらに例えばそれに応じて、深海装置の浮上速度を調整することができる、かつ／又は深海装置の沈降を停止することもできる。深海装置の沈降の停止に関して、深海装置を深海底上方の水深目標領域に維持するために、例えばウェイト手段が落下され、深海装置が水深目標領域を離れないよう、つまり、沈みも浮き上がりもしないよう、浮力ユニットが形成され構成される。水深目標領域を、駆動ユニットを用いて又は他の適当な方法で維持することもできる。

深海装置の水深の判定は、特に検出された水圧を用いて又は光に基づいた方法で行うことができる。水深には、深海装置と水面の間の距離、及び／又は深海底からの深海装置の距離を含めることができる。

深海装置は特に約１０００ｍ〜約１１０００ｍの応用範囲で設計されている。

深海装置は、深海プローブとして好ましくは形成され、かつ／又は無人で好ましくは自律的に機能する。

駆動ユニットによる駆動をあらかじめプログラムすることもできる。

本発明にはまた、深海装置、好ましくはここに記載した深海装置を用いて少なくとも一の深海対象物を回収する（取り出す）方法も含まれる。

この方法では、深海において少なくとも一の深海対象物が捕獲装置を用いて収容され、そして収容後、深海装置は駆動ユニットを用いて駆動される。

水面に向かって実質的に浮力方向に深海と水面との間で少なくとも部分的に（好ましくは駆動ユニットを用いて）深海装置を駆動できる。選択的又は追加的に、深海装置を魚雷状に形成でき、特に魚雷のように水面に向かって駆動できる。

本発明に係る他の工程ステップは、深海装置の関連する記載と対応する。

本発明に係る上記特徴及び態様を、所望により、他の特徴及び態様と組み合わせることができる。本発明の他の好ましい態様を、従属請求項に記載する。また、本発明の他の好ましい態様は添付の図面を参照して好ましい実施形態の以下の説明から明らかとなろう。

本発明の実施形態に係る深海装置を示す概略的な断面図である。 本発明の実施形態に係る深海装置を示す概略的な断面図である。 本発明の実施形態に係る深海装置を示す概略的な断面図である。 本発明に係る深海対象物を準備するための準備装置を示す概略的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る深海装置の一部分を示す概略的な断面図である。 特に本発明の一実施形態に係る捕獲装置を示す概略的な断面図である。 本発明に係る深海対象物を準備するための準備装置の概略的な断面図及び深海対象物の回収後のさらに例示的な工程を示す図である。 本発明に係る、少なくとも一の深海対象物を回収する工程の実施形態を示す概略図である。

図に示される種々の実施形態は部分的に一致する。同様な又は同じ部品には同じ参照符号を用いる。繰り返しを避けるために、同じ参照符号の説明に１つ以上の他の実施形態の説明を用いる。

図１は、例えば（好ましくは生命力のある生物学的な）生物及び／又はその細胞材料の態様の少なくとも一の深海対象物１３を取り出す（回収する）ための深海装置１の例示的な図を示す。深海装置１は、無人の魚雷状深海プローブとして形成されている。

深海装置１の好ましい目標は、これまで成功していない深海から大型動物類の生きている生物の移送を実現することにある。生きている生物全体の回収は、意図しているものの、本目標の達成を目指した活動の最前面にはない。むしろ、その生物の生きている細胞を地球表面で見つけることが主であり、そしてそこから、適当な圧力制御細胞培養システムにおいて（Ｂ．シリト、Ｇ．ヘメル、Ｃ．ドゥチ、Ｄ．コッティン、Ｊ．ザラツィン、Ｐ．−Ｍ．サラディン、Ｊ．ラヴォー、Ｆ．ゲイル、新しく設計された加圧回収装置を用いた水深２３００ｍからの大型動物類の生きたままの捕獲、深海研究Ｉ５５（２００８年）８８１〜８８９頁（非特許文献２）参照）捕獲した生物の細胞を長期的に安定して増殖できる海中浮遊培養又は地球表面培養を実験施設において達成することができる。

深海装置１は、深海において少なくとも一の深海対象物１３を収容し捕獲するための捕獲装置１４と、深海装置１を能動的に駆動するための駆動ユニット１６と、を備える。

深海装置１は、駆動ユニット１６を用いて深海から実質的に浮力方向Ａｒに、したがって仮想的な水平面に実質的に垂直に、水面へ向けて（図１５参照）駆動されるよう、形成され構成される。

図１から判るように、深海装置１は魚雷状に形成されている。ただ深海装置１は、爆破装置を備えておらず、また魚雷では水平に移動するところであるが、深海装置は実質的に浮力方向Ａｒに水面に向かって移動するよう用いられる。

さらに深海装置１は、水面に向かう浮力方向Ａｒと実質的に平行にその姿勢が方向付けられて移動するよう、深海装置１の長手方向延長線、つまり長手方向軸Ｌａが浮力方向Ａｒと実質的に平行に方向付けられるように、又は浮力方向Ａｒに実質的に一致するように、形成され構成される。

深海装置１は、頭側端部領域を有する。頭側端部領域上又は内には、ウェイト手段１１ａと浮力ユニット１１ｂとが配置される。ウェイト手段は落下機構を用いて落下可能であり、錘状の覆いとして形成されている。浮力ユニットは浮力体として形成される。

ウェイト手段１１ａを落下させる前に、ウェイト手段１１ａが深海装置１の頭側端部を形成し、一方、落下後には浮力ユニット１１ｂが頭側端部を形成し、又は少なくとも可能な限り頭側端部に近くに位置する。

ウェイト手段１１ａの重さは、浮力ユニット１１ｂの浮力を大きく超える。ウェイト手段１１ａにより、入水後、深海地面又は深海目標水深領域に確実にウェイト手段１１ａが頭側から先になった状態で深海装置１が沈降する。

深海装置１はさらに円筒状の、少なくとも部分的に中空の本体１２を備える。本体は、その後側端部に間接的に又は直接的に駆動ユニット１６を有する。また、本体は、頭側端部に間接的に又は直接的にウェイト手段１１ａ及び／又は浮力ユニット１１ｂを有する。

深海装置１及びその機能部品には、このことを回避可能ではある場合には、気体空間を配置しない。これにより、耐圧容器は必要ではなくなる。このことは、今日では既に実用化されている、例えば成型電子部品、外部空間と連通する室、モータ等及び耐圧バッテリーシステムによって達成される。

図１に示す捕獲装置１４は、外部空間と特に水と水圧を通じて接続されており、したがって非耐圧部品として薄い壁で形成できる。

参照符号Ａｈはスペーサ装置を示している。スペーサ装置は、複数のスターラップ（Ｕ形鉄筋）を備える。複数のスターラップにより、捕獲装置１４の吸い込み開口部（図１には図示せず）が深海地面上に位置し、深海地面によって塞がれるのを防止する。吸い込み開口部を通って深海対象物１３は捕獲装置１４に入ることができる。同時に、スペーサ装置Ａｈは、深海装置１が深海底にぶつかるとき、捕獲装置１４が破損するのを防止するよう構成されている。複数のスターラップ、好ましくは四つ以上のスターラップは、好適にはオフセット角９０°で配置されている。

図１では、駆動ユニット１６を気体駆動システムとして示している。気体駆動システムは、ノズルと気体貯蔵部とを備える。気体貯蔵部は、深海からの深海対象物１３の回収を可能な限り短い時間で行えるよう、特に大きな速度を達成できる。高圧気体はノズルを通じて気体貯蔵部から流出可能である。気体貯蔵部は特に液体ガス貯蔵部である。気体ガス発生と推進が燃焼によって得られる。燃焼部材、混合室及び燃焼要素を有する複数の気体容器を配置することもできる（ここでは図示せず）。

特に浮上の際に深海装置１の移動を安定させるために、深海装置１は、複数の、好ましくは四つの側面要素１７をさらに有する。側面要素１７は、特に後側フィンとして形成される。

種々の方法で、深海対象物１３を引きつけて捕獲することができる。これにはまず、周辺水を吸引して、捕獲装置１４に流入させ、少なくとも一の深海対象物１３を篩にかけて、捕獲装置１４に残すことが挙げられる。これには、例えばポンプシステムと制御電子回路が必要である（図１には図示せず）。例えば入水前に捕獲装置１４に入れられた餌を用いて、深海対象物１３を捕獲装置１４へ引き寄せることもできる。

少なくとも一の深海対象物１３が捕獲装置１４に収容されたか否かを判定するために、捕獲装置１４は判定ユニット（例えばセンサ、光遮断器、動き検出器、接触センサ等）を備えることができる。１つ以上の深海対象物１３がいると判定された場合、例えば可閉手段を用いて捕獲装置１４の吸い込み開口部Ｅoを閉じることによって、深海対象物１３は捕獲装置１４に捕獲される、あるいは深海対象物１３は捕獲装置１４に固定させる。

深海対象物１３を捕獲した後、ウェイト手段１１ａを落下させることができる。深海装置１の頭側端部領域上の浮力ユニット１１ｂを用いた浮力の作用を通じて、深海装置１は自ら浮力方向Ａｒに直立し、任意選択的に受動的すなわち非駆動的に浮上できる。姿勢の方向付け後に又はプログラムにしたがって、能動的駆動は駆動ユニット１６によって始動し、これによって、深海装置１は浮力方向Ａｒと実質的に平行にその姿勢が方向付けられて浮力方向Ａｒに水面へ向けて、例えば５０ｋｍ／ｈを超える高速で駆動される。方向を補正可能又はドリフトを補正可能な制御装置又は調整装置によって、浮上を補正できる。これによって、水面上の目標領域へ確実に浮上できる。

約３０ｋｍ／ｈ超の速度では、深海装置１は水面から飛び出し、水面でぶつかり、容器が破損する可能性もある。これを回避する必要がある場合、水圧を例えば測定機器を用いて検出でき、水面に達する直前に、速度を所定の方法で低減することもできる。位置検出を、測光によって行うことができる。一方、浮上の場所を迅速に特定できるよう、水面から深海装置１を射出させることが望ましい場合もある。捕獲装置１４内の深海対象物１３が小さい場合又は既に分割されている場合、単に生命力のある細胞を回収するのみが目的とするときには、水面にぶつかること及びそれに関連する衝撃は問題にならないであろう。

例えば見通しが悪い条件で、高波又は夜間に深海装置１を見つけるために、深海装置１は（好ましくは浮上後に）無線信号、閃光、音響信号又は他の位置特定信号を発するための信号装置を備えることもできる。

例えば船上に深海装置１を回収した後に、あるいは例えばより小さいボートを用いて深海装置１に達している場合、少なくとも一の深海対象物１３が入っている捕獲装置１４全体又は捕獲装置１４の少なくとも一部分を深海装置１から取り外すことができ、例えばさらにその場で処理したり、例えば凍らせたり（冷凍保存）、又は研究室を有する船に積み込むこともできる。後者の場合、例えば細胞分離又は細胞、組織部分又は生物全体を加圧チャンバ等に入れて移送できる。

図２に示す実施形態の特徴は、捕獲装置１４が耐圧性であり、特に耐圧性の厚い壁のチャンバとして形成されることにある。図１の捕獲装置１４は、生きている生物ではなく生きている細胞を回収するものであったが、図２の捕獲装置１４は、生きている細胞及び生きている生物のどちらでも回収できるようにしたものである。図２に示す実施形態のさらなる特徴は、電池と電気モータと駆動部品とを備える電気駆動として駆動ユニット１６が形成されることにある。駆動部品を、プロペラ又はスクリューとして、そしてトルクの補償のために好ましくは対向回転二重スクリューシステムとして形成できる。

図１及び図２に示す捕獲装置１４は、クイックリリースによって取り外し可能にそして再装着可能にモジュール方式で本体１２に固定される。これにより複数回使用できる。したがって、浮上後に、収容された深海対象物１３と共に捕獲装置１４を迅速に取り外すことができ、深海対象物１３をいっそう取り扱いやすくなる。捕獲装置１４の取り外しは、範囲Ａ〜Ｂ（図２参照）で行われる。

図３は、深海装置１をより詳細に示している。位置Ａで切断しているので、深海装置１の後部は深海装置１の前部の下方に示している。実際には、前部及び後部は両方共に線形ユニットを形成している。

深海装置１の頭側端部領域上又は内に、ウェイト手段１１ａと、ウェイト手段１１ａを落下させる落下機構２１１と、が配置される。落下機構２１１は、例えばウェイト手段１１ａを深海において離れる方向に発射する小さな雷管とでき、又は例えば電気機械的に作動しウェイト手段１１ａを落下させるバネ機構とすることもできる。同様に、深海装置１の頭側端部領域上又は内に、かつウェイト手段１１ａの下に、浮力ユニット１１ｂが配置される。ウェイト手段１１ｂの落下後、浮力ユニットは、深海装置１を水面へ向けて直立させ、そして任意選択的に、深海装置１を確実に非駆動的に浮上させることができる。浮力ユニット１１ｂは、浮力特性を有するグラス中空球システム又はグラス中空球セメント混合物とできる。

深海装置１の頭側端部領域上あるいは内に、又は他の適当な点に、特に浮上プロセスの際に用いられるセンサ及び信号要素２１３が配置される。センサは圧力センサ又は光センサだけでなく、指向性マイクロホンのような音響センサとすることもできる。誘導ビームは水面から好ましくは音響学的に生成され、これにより、深海装置１の移動方向及び水面上の目標領域への深海装置１の舵取りを制御できる。この点に関して、例えばステレオ又は四チャンネル音響指向性受信装置が、深海装置１の頭側端部領域上あるいは内に設置される。信号の差動測定により常に、指向性ビームからずれを判定でき、深海装置１の後部上の舵要素２２０及び２２１を用いて深海装置１の移動方向を変更できる。

深海装置１は、例えばセンサシステムに必要な電子部品、落下機構、捕獲装置１４の制御器等が配置される空間２１４をさらに備える。空間は気体が入ることなく成型されており、したがって、耐圧で実現する必要がない。

図３から判るように、個々の機能部品、特に捕獲装置１４及び駆動ユニット１６の部品は、本体１２に収容される。本体は、軽量構造として設計されており好ましくは耐圧性ではない。本体１２は、例えば金属、プラスチック又はセラミック構造とできる。本体１２は開口部（図示せず）を有し、その結果、内圧は常に外圧に対応する。

捕獲装置１４は、チャンバ２４を有する。チャンバには、少なくとも一の深海対象物１３を収容でき、特に捕獲できる。深海対象物１３の収容領域の圧力を維持しながら深海対象物１３を移送する場合には、捕獲装置１４は耐圧性として設計され、したがって厚い壁で形成される。適当な寸法は好ましくは直径数センチメートルから１メートル、又はそれ以上である。捕獲装置１４及びチャンバ２４は吸い込み開口部Ｅoを有する。吸い込み開口部は、可閉部品２２（例えばドア、フラップ、摺動要素等）で閉じることができる。同様に、可閉部品は、深海においてかつ及び浮上の際の圧力条件に耐えられ、例えば判定ユニットが収容された深海対象物１３を検出したとき能動的に閉じることができる。

誘引手段２２２がチャンバ２４内又は吸い込み開口部Ｅoに配置される。誘引手段によって、深海対象物１３がチャンバ２４内へ引きつけられることになる。誘引手段２２２は餌、音響信号発信器又は光学信号発信器とできる。音響信号発信器又は光学信号発信器は、深海対象物１３自身が捕獲のために用いるような例えば閃光、音を発する。

選択的又は追加的に、少なくとも一の深海対象物１３が捕獲装置１４に収容されるまで、ポンプシステムを用いて、深海水１３を吸い込み開口部Ｅoを通じて吸引し、そして排出できる。ポンプシステムはポンプ２９とライン２７、２８とを備える。特に、板状スクリーン要素又はフィルタ要素２６が好ましくは立設されている。スクリーン要素２６は水の流路を有する。液体は水の流路を流れるが、吸引された深海対象物１３は水の流路を通過できない。

判定ユニット（例えばセンサ、光遮断器、接触センサ等）を用いて、深海対象物１３が収容されたか否かを確認できる。これに応じて、吸い込み開口部Ｅoを可閉部品２２を用いて閉じることができる。

図３に示す深海装置１は、少なくとも一の収容された深海対象物１３に対する準備装置をさらに備える。

準備装置は、少なくとも一の深海対象物１３を固定し、かつ／又は分解するための固定及び／又は分解要素２５を備える。固定及び／又は分解要素２５は、スクリーン要素２６の方向に移動可能である。追加的に又は選択的に、スクリーン要素を同様に固定及び／又は分解要素として設計できる。それらの機能及び動作方法を図４及び図５を参照して説明する。

図３に示す深海装置１はさらに空間２１５を備える。空間には、ポンプ２９の駆動電子部品、また追加的又は選択的に、さらなる負荷、測定モジュール、サンプリングシステム等が収容される。さらに、空間２１５は外部空間と直接つながっており、したがって外圧に対応する。

深海装置１は、バッテリーシステムを収容する空間２１６をさらに備える。バッテリーシステムは、気体のない、フィルム状で圧縮されない積層システム又は今日深海船において既に用いられている他の適当なバッテリーシステムが好ましい。

図３に示す駆動ユニット１６は、深海に適した電気モータ２１７と、電気モータ２１７によって駆動可能なスクリューシステム２１８と、を備える。深海装置１にトルクが伝わるのを回避するために、対向回転二重スクリューシステムが一般的に用いられる。

図４及び図５は、捕獲装置１４の二つの実施形態を示す。図４は、深海対象物収容領域の圧力を維持できる又は制御できる実施形態を示している。図５は、捕獲装置１４における圧力が外圧に対応する実施形態を示している。

図４の実施形態は、特に生きている深海生物を主に移送するために、浮上と回収まで、圧力条件、そして好ましくは深海対象物収容領域において広がっていた温度条件を維持するよう機能する。このために、図４の深海装置１は圧力調整装置、そして好ましくは温度制御装置を備えることができる。図５の実施形態は、特に深海生物が生命力を失う間に組織から生命力のある細胞を抽出するよう機能する。

どちらの実施形態においても、捕獲装置１４は、少なくとも一の深海対象物１３の予備準備を可能にするために準備装置を備える。予備準備には、例えば生命力のある細胞を意図的に分離する及び／又は低温試料の作成すなわち浮上前及び浮上の際に既にインヴィトロ細胞培養しておくことが含まれる。同様に、どちらの実施形態においても、捕獲装置１４は、少なくとも一の深海対象物１３を固定し、かつ／又は分解するための固定及び／又は分解要素２５（以下に固定要素という）を備える。

細胞を生きた増殖可能な状態で分離できる可能性は捕獲からの経過時間と共に急速に低下するので、深海対象物１３の準備は特に必要とされる。以下の三つの理由で特に急ぐことが必要である。第一に、捕獲時の深度の増加と共に回避することが非常に難しくなる、圧力及び温度条件の小さな変化でさえ生物全体が壊れるからである。第二に、大きな圧力変化に対する細胞及び分子レベルの耐性は限られた時間内でしか得られないからである。第三に、細胞の分離は回収ストレスに加えてさらなるストレス要因を表し、ストレス期間全体を可能な限り短くする必要があるからである。

一例として、準備装置及び関連する準備方法を、図４の実施形態においてより詳細に説明する。

深海に達した後、捕獲装置１４の吸い込み開口部Ｅoを、例えば非常に簡略的に示した機構３４を用いて可閉手段２２を開くことにより、開くことができる。ただ一般的には、深海装置１は、吸い込み開口部Ｅoが開いた状態で、深海へと沈降する。

図４において、深海対象物１３（例えば深海のマクロな生物）は、チャンバ２４へそして特に捕獲装置１４へ吸引される。図４における点線矢印は、深海水の流れの方向を表している。吸引は、ポンプ２９とライン２７及び２８を備えるポンプシステムを用いて行われる。ポンプ２９の上流に配置されたライン２７、及び／又はポンプ２９の下流に配置されたライン２８は、逆流又は例えば深海装置１の浮上の際の受動的な流れを防止するために、バルブを有することもできる。吸引によって、深海対象物１３はスクリーン要素２６に当たるが、深海水及び小さな粒子（ミリメートル及びミリメートル未満の範囲）は、スクリーン要素２６の隙間を通過する。

吸い込み開口部Ｅoは固定要素２５とスクリーン要素２６との間に配置される。固定要素２５は、例えば好ましくはバネ装填機構３１０を用いて、ガイド機構３９に沿って軸方向にスクリーン要素２５の方向に移動可能である。ガイド機構はここでは均一断面ロッドとして形成される。一般的に、これは迅速に行われる（数秒内）。

固定要素２５及びスクリーン要素２６は、固定及び／又は分解部品４４、４５（例えば切断手段、爪状部品、矢状部品又はピン状部品のような貫通手段）を有する。固定及び／又は分解部品は互いに対応しており、少なくとも一の深海対象物１３を例えば突き刺しによって挟持して固定するよう、かつ／又は切断を用いて深海対象物を分解するよう、配置される。固定要素２５を用いて、深海対象物１３はスクリーン要素２６に対して押圧され、より小さな体積へと分解されて、第一準備プロセスが開始可能となる。

固定要素２５がスクリーン要素２６上に配置されると、深海対象物固定ユニットが形成される。深海対象物固定ユニットは好ましくは、深海装置１及び捕獲装置１４の残りの部分から、接続装置３１２を用いて、少なくとも一の収容された深海対象物１３と共に取り外すことができる。ここで、接続装置３１２は例えば気密ねじ込み接続機構又は他の機構とできる。一般的に、深海対象物固定ユニットは、水面で、船上で又は研究室において開かれ取り外され、深海対象物１３を意図する方法で迅速にさらに処理できる。

図５に示す実施形態において、捕獲装置１４は、耐圧に形成されておらず、したがって薄い壁で設計できる。このため、捕獲装置１４は、吸い込み開口部Ｅoに加えて、水が流入し流出でき圧力を均等にできるさらなる開口部３１６を有することができる。図５における点線矢印は、生じうる深海水の流れの方向を表している。

吸引が望ましくない場合、代わりに、例えば深海対象物１３を例えばＬＥＤ３１７を用いて閃光で誘引する。この場合、ポンプシステムが不要となる。さらに、深海対象物１３を捕獲装置１４において固定できる場合、吸い込み開口部Ｅoは可閉手段２２で閉じる必要はない。逆に、可閉手段２２が提供される場合、深海対象物１３の固定を不要とできる。

図６及び図７に、固定要素２５及びスクリーン要素２６を先の図より拡大して示す。図６において、固定要素２５及びスクリーン要素２６は、互いに未だ係合しておらず、深海対象物１３はまだ傷ついていない。図７において、固定要素２５及びスクリーン要素２６は互いと係合し、深海対象物１３は、固定要素２５とスクリーン要素２６との間に挟持して固定され、突き刺され、分解され、回収後の生命力のある細胞の分離の準備がされている。

スクリーン要素２６は、固定部品４５間に配置される流路４６を備える。例えば固定要素２５がスクリーン要素２６に向かって移動されるとき、水が流路を流れることができる。固定要素２５は、固定部品４４を備える、固定部品は、スクリーン要素２６の流路４６を通るよう形成され配置される。また、固定部品は、固定要素２５がスクリーン要素２６と係合するとき、流路をしたがって固定要素２５とスクリーン要素２６との間の隙間を塞ぎ、収容された深海対象物１３が周辺水から分離されるよう、形成され配置される。

捕獲装置１４は、深海対象物１３に対する活性剤の貯蔵部４７を備える。特に、フィルムで閉じられた塊４７を、固定要素２５の隙間に配置できる。塊には、例えば組織複合体を分解する酵素溶液及び／又は冷凍の際や冷凍後に細胞の生命力を維持するための凍結防止剤が含まれる。同様に、貯蔵部４７を、追加的に又は選択的に、スクリーン要素２６上に又は他の適当な場所に配置することもできる。

準備プロセス特に組織分離は、捕獲場所において既に作動していることが有用である。このために、深海対象物１３は固定され組織の小片へと分解され、貯蔵部４７は、スクリーン要素２６の固定部品４５によって開かれ、これにより、貯蔵部４７の内容物が組織へと流れ込むことができる。さらに、固定要素２５の固定部品４４は、スクリーン要素２６の流路４６を密閉し、これにより、水が深海対象物１３に達せず、活性剤の作用特に組織複合体を分解する溶液又は組織複合体を低温保存する準備のための溶液の濃度をほぼ一定にできる。

図８〜図１０は、深海対象物１３の固定、分解及び準備の時間的進行を示す。このプロセスは、非常に迅速に例えば１秒以内に実行できる。速度を例えば先の装填機構３１０の装填を用いて制御できる。

図８〜図１０においても、厚い壁で形成された、耐圧性捕獲装置１４を示す。これらの図は、深海対象物１３を固定し分解する過程を特に示している。この過程には、同時に及び／又はその後活性剤の放出を追加できる。深海対象物１３を固定した後に、ライン２７及び２８に配置されたバルブが閉じられ、捕獲装置１４に収容した深海対象物１３の圧力を維持することができる。深海対象物１３を殺さずかつ組織を準備せず捕獲することが望まれている場合、分解機能を不要とできる。

図１１もまた、固定要素２５及びスクリーン要素２６は互いに係合し、深海対象物１３がその間に固定され分解される、深海装置１に配置された捕獲装置１４を示している。

図１１〜図１３から判るように、捕獲装置１４を、深海装置１の浮上後、位置Ａと位置Ｂとの間でモジュール方式で部品毎に又は全体を取り外すことができる（例えば、クイックリリースを用いて係合を解除することによって）。生命力のある材料（生物、組織又は細胞）の回収には、捕獲そして任意選択的な固定／分解と、さらなる処理（例えば船上の研究室における処理）との間の時間を可能な限り短くすることが重要である。したがって、捕獲装置１４の取り外し、そしてこの捕獲装置からの深海対象物固定ユニット（図１３参照）の取り外しが重要な役割を果たす。深海対象物固定ユニットは、特にスクリーン要素２６と固定要素２５とを備えている。

図１２は取り外された捕獲装置１４を示している。一方、図１３は、さらなる処理のため研究室へ直接に移送されるよう取り外された深海対象物固定ユニットを示している。同様に、深海対象物固定ユニットのみを深海装置１から取り外し可能である、捕獲装置の他の部品を深海装置１上に又は装置内に残しておく実施形態も可能である。

例えば捕獲が水深６０００ｍであり、例えば速度６０ｋｍ／ｈで浮上すると仮定した場合、深海装置１が水面に達するのに要する時間は６分となる。これは、組織複合体を分解する酵素が作用する、又は不凍剤が細胞内へと浸透する通常の時間であり、この時間において、放出された物質が予備準備を有効に達成できる。誘導ビームで誘導されて深海装置１が浮上する場合には、５〜１０分以内に回収可能である。捕獲装置１４全体又は深海対象物固定ユニットを取り外し、例えば研究室へと移送するのに要する追加時間は約５分である。その後、研究室においては、加圧システム及びさらなる分離容器が、増殖可能な細胞培養の生成や冷凍保存のための液体窒素に対して既に利用可能になっている。不利な時間的進行の場合でさえ（例えば上昇時間に１０分＋回収に１０分＋船への移送に１０分）、細胞材料のストレス時間は１時間未満である。文献の発見によると、圧力変化に対して分子・細胞のレベルの場合１時間まで耐えられることが示されている。有利な場合、捕獲から研究室までの経過時間は１５分未満である。本発明に係る深海装置１によれば、回収工程をこれまでの通常のものよりも１０倍〜３０倍高速にできる。

一例として、図１４は、回収後、組織／細胞処理のためのさらなる工程を示す。研究室において取り外された深海対象物固定ユニットを開くには、固定要素２５及びスクリーン要素２６を互いから分離する。そして、分離され、（もし適用されていれば）あらかじめ準備された深海対象物１３の組織部分７５をスクリーン要素２６から取り外すことができる。二つの方法がある。第一の方法では、特に不凍剤（例えばＤＭＳＯ、グリセリン）が前もって加えられている場合、例えばプラスチック管７６内で冷凍する。第二の方法では、適当な容器７７に酵素及び栄養液を加えることによって、初代細胞培養７８を生成し、培養において増殖可能な細胞７１０が安定して育つまで継代する。工程は、好ましくは深海の圧力及び／又は温度条件が調整可能な方法で実現される。少なくとも、７５から７７そして７９までの段階は深海条件下で行う必要があろう。これができない又は必要でない場合（例えば圧力チャンバなしで回収した後）、細胞分離後、可能な限り迅速に深海条件（例えば圧力、温度）を実現しなければならない。対応するシステムは知られており、既に試験されている（Ｂ．シリト、Ｇ．ヘメル、Ｃ．ドゥチ、Ｄ．コッティン、Ｊ．ザラツィン、Ｐ．−Ｍ．サラディン、Ｊ．ラヴォー、Ｆ．ゲイル、新しく設計された加圧回収装置を用いた水深２３００ｍからの大型動物類の生きたままの捕獲、深海研究Ｉ５５（２００８年）８８１〜８８９頁を参照）。

図１５は、少なくとも一の深海対象物１３（特に生命力のある深海生物）を回収するための深海装置１を用いる工程の実施形態を示す。

深海位置８１において、深海装置１が水中に船８４の上から投下される。深海装置１のウェイト部品１１ａのために、ウェイト部品１１ａが深海底８２に向かって方向付けられ、駆動ユニット１６が水面に向かって方向付けられる状態で、深海装置１は沈降する。深海装置１は深海底８２まで沈降するが、捕獲及び回収は、底に触れず、深海底８２上方のどんな深さで行ってもよい。

区分ａ）深海装置１の受動的沈降を確認する。この段階においては、通常急ぐ必要はない。

区分ｂ）深海装置１が深海底８２へ達したことを確認する。深海底８２の表面の外形にもよるが、深海装置１は多くの場合実質的に水平姿勢となる。スペーサ装置Ａｈ（図１５には図示せず）は、捕獲装置１４の吸い込み開口部Ｅoが深海底８２によって塞がれるのを防止可能である。

少なくとも一の深海対象物１３’が、誘引又は吸引によって捕獲装置１４に入る（区分ｃ）。深海対象物が捕獲装置入って、このことを判定ユニットが確認すると、捕獲装置１４が閉じられ、選択的又は追加的に、固定、分解及び／又は活性剤投入工程が開始される。

区分ｄ）において、ウェイト手段１１ａが落下されて、深海装置１は浮力ユニット１１ｂを用いて自ら直立する。これにより、浮力ユニット１１ａすなわち深海装置１の頭側端部が水面に向き、駆動ユニット１６が深海底８２を向く（段階ｅ）。深海装置１が直立すると、深海装置１すなわちその長手方向軸Ｌａは浮力方向Ａｒと実質的に平行に、したがって仮想的な水平面Ｆに実質的に垂直に方向付けられる。

直立姿勢において、駆動ユニット１６を用いて駆動が行われ、したがって浮上が行われる（区分ｆ）。深海から水面に向かう途中では、深海装置１は、仮想的な水平面Ｆに実質的に垂直にその姿勢が方向付けられ、実質的に浮力方向Ａｒに駆動される。図１５には示さないが、深海装置１を、浮力方向からずれた部分における水面に、例えば水面上の特定の目標領域に確実に浮上させるよう、深海から駆動することも可能である。

深海装置１は、浮力方向Ａｒ又は誘導ビームのいずれか一方に沿って進むように形成され構成され、又は位置及び／又は向きを検出するためのセンサ装置を備える。この場合、深海装置１の移動方向は、後側に配置された制御要素を用いて補正できる。

水面が達する直前に（例えば最後の１００ｍ以内で）、深海装置１が水面から飛び出さないよう、深海装置１を減速することもできる。逆に一方では深海装置が水面から飛び出すことが有利な場合もある。この場合は浮上の場所を検出しやすくなるからである（区分ｈ）。

区分ｉ）及びｊ）は、一例として、どのように深海装置１を回収できるかを示している。しかしながら、回収をゴムボート又は他のシステムで行うこともできる。

研究室を有する船８４上で、上述した通り、深海対象物１３のさらなる処理が行われる（区分ｋ）。

本発明は、上記で説明した好ましい例示的な実施形態に限定されない。むしろ、本発明の概念を用いた種々の変形や変更が可能であり、これら変形例及び変更例は本発明の保護の範囲内である。本発明は特に、引用している請求項の技術的事項を含んでいるそれぞれの従属請求項の技術的事項の保護をも個別に主張するものである。

１…深海装置；１１ａ…ウェイト手段；１１ｂ…浮力ユニット
１２…本体
１３…深海対象物；１３’…深海対象物
１４…捕獲装置
１６…駆動ユニット
１７…側面要素
２２…可閉手段
２４…チャンバ
２５…固定要素２５
２６…スクリーン要素
２７…ライン
２８…ライン
２９…ポンプ
３４…機構
３９…ガイド機構
４４…分解部品
４５…分解部品
４６…流路
４７…塊
７５…組織部分
７７…適当な容器
７８…初代細胞培養
８１…深海位置
８２…深海底
８４…船
２１１…落下機構
２１３…信号要素
２１４…空間
２１５…空間
２１６…空間
２１７…電気モータ
２１８…スクリューシステム
２２０…舵要素
２２１…舵要素
２２２…誘引手段
３１０…バネ装填機構
３１２…接続装置
３１６…開口部
３１７…ＬＥＤ
７１０…増殖可能な細胞
Ａｈ…スペーサ装置
Ａｒ…浮力方向
Ｅo…吸い込み開口部
Ｆ…仮想的な水平面
Ｌａ…長手方向軸

Claims (22)

1. 少なくとも一の深海対象物、特に少なくとも一の生物及び／又は細胞材料を回収する深海装置であって、
   少なくとも一の深海対象物を収容する捕獲装置(14)と、
   深海装置を駆動する駆動ユニット(16)と、
   を備え、
   前記深海装置は、前記駆動ユニット(16)を用いて水面に向かって実質的に浮力方向(Ar)に少なくとも部分的に駆動されるよう形成され構成され、及び／又は
   前記深海装置は、魚雷状に形成されてなることを特徴とする深海装置。
2. 請求項１に記載の深海装置において、
   深海装置が、
   深海において実質的に浮力方向(Ar)にその姿勢が方向付けられるよう形成され構成され、かつ／又は
   少なくとも部分的に浮力方向(Ar)と実質的に平行にその姿勢が方向付けられ駆動されるよう形成され構成されてなる深海装置。
3. 請求項１又は２に記載の深海装置において、
   落下可能なウェイト手段(11a)を備え、かつ／又は
   前記深海装置を頭側から先に沈降させるウェイト手段(11a)を備え、かつ／又は
   前記深海装置の姿勢を実質的に浮力方向(Ar)に方向付けるための浮力ユニット(11b)を備えてなる深海装置。
4. 請求項３に記載の深海装置において、
   前記ウェイト手段(11a)及び／又は浮力ユニット(11b)は、前記深海装置の頭側端部領域に配置され、かつ／又は
   前記ウェイト手段(11a)を落下した後、前記深海装置は実質的に浮力方向(Ar)にその姿勢が方向付けられ、かつ／又は
   前記ウェイト手段(11a)を落下した後、前記深海装置が非駆動的に浮上する深海装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一に記載の深海装置において、
   前記捕獲装置(14)が、
   防水密閉可能であり、かつ／又は耐高圧密閉可能であり、かつ／又は
   前記捕獲装置(14)及び／又は少なくとも一の収容された深海対象物の温度を制御するための温度制御装置を備え、かつ／又は
   前記捕獲装置(14)内の圧力及び／又は少なくとも一の収容された深海対象物の圧力を調整するための圧力調整装置を備え、かつ／又は
   前記捕獲装置内の圧力及び／又は少なくとも一の収容された深海対象物の圧力が確実に実質的に外圧と共に変化するよう形成され構成されてなる深海装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一に記載の深海装置において、
   前記捕獲装置(14)が
   内部で少なくとも一の深海対象物を捕獲可能なチャンバ、
   少なくとも一の深海対象物がチャンバに収容されたか否かを判定する判定ユニット、
   判定ユニットが少なくとも一の深海対象物がチャンバ内にいると判定したときに閉じられる可閉チャンバ、
   少なくとも一の深海対象物をチャンバへ引き寄せるための誘引物、
   少なくとも一の深海対象物及び／又は深海水をチャンバへ吸引するための吸引装置(29)、
   少なくとも一の吸収された深海対象物が衝突可能なスクリーニング装置(26)
   のうちの少なくとも一を備える深海装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一に記載の深海装置において、
   前記捕獲装置(14)に収容した少なくとも一の深海対象物を分解し、かつ／又は固定するための準備装置(25,26,47)、及び／又は
   前記捕獲装置に収容した少なくとも一の深海対象物に少なくとも一の活性剤を供給する準備装置(25,26,47)、及び／又は
   少なくとも一の収容された深海対象物を周辺水から実質的に分離するよう、又は周辺水によって囲まれた状態で少なくとも一の深海対象物を回収するよう、形成され構成される捕獲装置(14)又は準備装置(25,26,47)
   を備える深海装置。
8. 請求項７に記載の深海装置において、
   前記捕獲装置(14)に収容された少なくとも一の深海対象物を
   分解可能であり、かつ／又は挟持して固定可能であり、かつ／又は
   突き刺しによって固定可能であり、かつ／又は切断によって分解可能にしてなる深海装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一に記載の深海装置において、
   前記深海装置は長手方向軸を有する本体(12)を備え、前記捕獲装置(14)は少なくとも部分的に取り外し可能に、好ましくは再装着可能に該長手方向軸を有する本体(12)の内部に一体的に設置され、かつ／又は
   前記捕獲装置(14)は深海装置から少なくとも部分的に取り外し可能であり、好ましくは再装着可能であり、かつ／又は
   圧力システムへの接続装置を備えてなる深海装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一に記載の深海装置において、前記捕獲装置(14)の吸い込み開口部(Eo)が深海底(82)によって塞がれるのを防止するための少なくとも一のスペーサ装置(Ah)を備えてなる深海装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一に記載の深海装置において、
    前記駆動ユニット(16)が、
    プロペラ駆動ユニット、スクリュー駆動ユニット及び／又は反衝駆動ユニットとして形成され、かつ／又は
    前記深海装置を
    ５０ｋｍ／ｈ、
    ７５ｋｍ／ｈ、
    １００ｋｍ／ｈ
    より大きい速度で駆動するよう形成され構成されてなる深海装置。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の深海装置において、
    深海装置の速度及び／又は移動方向を調整するための調整システム、及び／又は
    指向性ビームを検出するためのセンサ装置、及び／又は
    前記深海装置の位置及び／又は水深及び／又は姿勢を決定するための決定手段を備えてなる深海装置。
13. 深海装置を用いて、好ましくは請求項１〜１２のいずれか一に記載の深海装置を用いて、少なくとも一の深海対象物、特に少なくとも一の生物及び／又は細胞材料を回収する方法であって、
    少なくとも一の深海対象物が捕獲装置(14)を用いて収容され、
    前記深海装置を、駆動ユニット(16)を用いて水面に向かって実質的に浮力方向(Ar)に少なくとも部分的に駆動し、かつ／又は
    前記深海装置を魚雷のように水面に向かって駆動してなる方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、
    前記深海装置の姿勢を深海において実質的に浮力方向(Ar)に方向付け、かつ／又は
    少なくとも部分的に浮力方向(Ar)と実質的に平行に、前記深海装置の姿勢が方向付けられ駆動されてなる方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の方法において、
    前記深海装置のウェイト手段(11a)を落下させ、かつ／又は
    前記深海装置を頭側から先に沈降させ、かつ／又は
    浮力ユニット(11b)を用いて、深海において実質的に浮力方向(Ar)に前記深海装置の姿勢を方向付けてなる方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、
    前記ウェイト手段(11a)を落下した後、前記深海装置の姿勢を浮力方向(Ar)に実質的に方向付け、かつ／又は
    前記ウェイト手段(11a)を落下した後、前記深海装置は非駆動的に浮上する方法。
17. 請求項１３〜１６のいずれか一に記載の方法において、
    前記捕獲装置(14)が、
    少なくとも一の収容された深海対象物の温度を深海の収容した領域の温度に確実に実質的に対応させ、かつ／又は
    少なくとも一の収容された深海対象物の圧力を深海の収容した領域の圧力に確実に実質的に対応させ、又は
    少なくとも一の収容された深海対象物の圧力が外圧と共に確実に実質的に変化してなる方法。
18. 請求項１３〜１７のいずれか一に記載の方法において、
    判定ユニットが少なくとも一の深海対象物が前記捕獲装置(14)に収容されたか否かを判定し、かつ／又は
    判定ユニットが少なくとも一の深海対象物が前記チャンバ内にいると判定したときに、可閉チャンバを閉じ、かつ／又は
    吸引装置(29)が、少なくとも一の深海対象物及び／又は深海水をチャンバへ吸引してなる方法。
19. 請求項１３〜１８のいずれか一に記載の方法において、
    前記捕獲装置(14)に収容された少なくとも一の深海対象物を分解し、かつ／又は固定し、かつ／又は
    前記捕獲装置(14)に収容された少なくとも一の深海対象物に、少なくとも一の活性剤を供給し、かつ／又は
    前記捕獲装置(14)に収容された少なくとも一の深海対象物を、周辺水から実質的に分離又は周辺水に囲まれた状態で回収してなる方法。
20. 請求項１３〜１９のいずれか一に記載の方法において、
    前記捕獲装置(14)に収容された少なくとも一の深海対象物を
    分解し、かつ／又は挟持して固定し、かつ／又は
    突き刺しによって固定し、かつ／又は切断によって分解してなる方法。
21. 請求項１３〜２０のいずれか一に記載の方法において、
    前記深海装置を前記駆動ユニット(16)を用いて反衝的に駆動し、かつ／又は
    前記深海装置を
    ５０ｋｍ／ｈ、
    ７５ｋｍ／ｈ、又は
    １００ｋｍ／ｈ
    より大きい速度で駆動してなる方法。
22. 請求項１３〜２１のいずれか一に記載の方法において、
    前記深海装置は指向性ビームを検出し、前記深海装置の移動方向を検出された指向性ビームに応じて調整可能にしてなる方法。

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