JP2022101225A

JP2022101225A - 環境ｄｎａサンプル採取装置及び環境ｄｎａサンプル採取方法

Info

Publication number: JP2022101225A
Application number: JP2020215679A
Authority: JP
Inventors: 真依子赤塚; Maiko Akatsuka; 百合子高山; Yuriko Takayama
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2022-07-06

Abstract

【課題】調査水域における生物情報の入手に優れ、しかも分析に係る労力を低減できる環境ＤＮＡサンプル採取装置及び環境ＤＮＡサンプル採取方法を提案する。【解決手段】環境ＤＮＡ調査水域に設置する環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍであって、試料水用の貯留容器２１及びろ過装置を備えている。採取時に調査水域Ｗから必要量の試料水量を採取して貯留容器２１に貯留し、貯留容器２１に貯留した試料水をろ過装置でろ過することによって、採取タイミングに適した環境ＤＮＡサンプルを採取する装置である。【選択図】図２

Description

本発明は、環境ＤＮＡサンプル採取装置及び環境ＤＮＡサンプル採取方法に関する。

建設工事に伴う環境影響評価やミティゲーションの適地選定においては、生物種の分布やその変化が重要な情報となる。水域における生物情報を入手する方法のひとつが、土壌や水中等の環境中に存在する環境ＤＮＡ（environmental DNA）分析である。環境ＤＮＡ分析は、調査水域の水中（環境中）に浮遊している微細な生物破片や排泄物等からＤＮＡを検出して生物種の情報を得るものである。環境ＤＮＡを分析することで、生息する生物種の特定や量を推定することが可能である。
一般的な環境ＤＮＡの分析は、現地で１リットル程度の水（環境水）を試料として採取し、これを例えば、孔径０．７μｍのろ紙でろ過して、ろ紙上に捕捉した残渣物から抽出したＤＮＡをリアルタイムＰＣＲ解析や次世代シーケンサーによるアンプリコン解析することにより行う。分析には大量の水のろ過が必要となる一方、ろ過には時間がかかるため、現地で採取した大量の水をクーラーボックス等に収納し、分析施設等に持ち帰ってろ過、分析することも行われている。
従来、測定対象とする液体を現地で採取する採取方法及び装置として、特許文献１に開示された技術が知られている。特許文献１の採取方法及び装置は、採取容器の内部を上下に仕切る不要物除去用のフィルタを備えており、フィルタを通じて採取容器の上側に導入された液体を採取するというものである。

特開２００３－３４４２２９号公報

特許文献１の採取方法及び装置は、フィルタを通じて採取容器の上側に導入された液体を現地で単に採取するものであり、液体に含まれる試料をフィルタで捕捉するものではない。このため、この採取方法及び装置だけでは環境ＤＮＡの分析を行うことはできず、労力の軽減には至っていない。
また、環境ＤＮＡの分散濃度は希薄であり、分析用にサンプリングするには調査水域の採水箇所で大量に採水する必要がある。特に、河川や海流のある調査水域では、ろ過能力に合わせて連続採水すると、計測タイミング時刻を渡過した試料水が混入してしまい、採取されたサンプルの品質が劣化する原因となる。
本発明は、前記した課題を解決し、調査水域における生物情報の入手に優れ、しかも分析に係る労力を低減できる環境ＤＮＡサンプル採取装置及び環境ＤＮＡサンプル採取方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、環境ＤＮＡ調査水域に設置する環境ＤＮＡサンプル採取装置である。この環境ＤＮＡサンプル採取装置は、試料水用の貯留容器及びろ過装置を備えており、採取時に調査水域から必要量の試料水量を採取して前記貯留容器に貯留し、前記貯留容器に貯留した試料水を前記ろ過装置でろ過することによって、採取タイミングに適した環境ＤＮＡサンプルを採取するものである。
本発明では、調査水域における所定の採水箇所においてサンプリング時刻に必要量の試料水量を一度に採取して貯留容器に貯留できる。したがって、河川や海流のある調査水域においても必要量の試料水量を速やかにサンプリングできる。そして、採取した試料水を、ろ過装置を介して水域に排水することで、調査水域の水中（環境中）に含まれる微細な生物破片や排泄物等をろ過装置に捕捉できる。つまり、長時間を要するろ過時間との調整を図りつつ、分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを好適に採取することができる。したがって、調査水域における生物情報の入手に優れ、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。しかも、試料水の入った貯留容器に代えて、ろ過装置で捕捉された試料を分析施設等に持ち帰ればよいので、分析に係る労力を好適に低減できる。

また、前記貯留容器と前記ろ過装置とを組み合わせて一つのろ過セットを構成し、前記ろ過セットは、採取回数に必要な数を備えていることが好ましい。
このように構成することによって、サンプリング時刻毎に各ろ過セットの貯留容器に必要量の試料水量を採取しつつ、各ろ過装置により分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを個別に採取することができる。したがって、環境ＤＮＡの分析に係る労力をより一層低減できる。また、ろ過セットが採取回数に必要な数を備えているので、前回採取した試料水の影響を排除できる。また、大量の試料水のろ過を行うことが厳しい水質の場合には、貯留容器に残った試料水量（残存量）を確認することでろ過できた量を把握できる。さらに、ろ過セットの回収時に新しいろ過セットに交換することで分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを連続的に採取することができる。

また、少なくとも前記ろ過装置は、温度管理された環境下に設置されていることが好ましい。
管理された環境下（例えば、冷蔵温度や冷凍温度に管理された環境下）にろ過装置を設置すると、ろ過装置により捕捉した微細な生物破片や排泄物等の劣化を防止できるので、水域における生物情報を正確に入手できる。これにより、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。

また、本発明の環境ＤＮＡ採取方法は、環境ＤＮＡサンプル採取装置を環境ＤＮＡ調査水域に設置して環境ＤＮＡをサンプリングするものである。環境ＤＮＡサンプル採取方法は、前記貯留容器と前記ろ過装置とを組み合わせて構成した一つのろ過セットを、予め設定された複数のサンプリング時刻に対応する数を備えた環境ＤＮＡサンプル採取装置を、調査水域に設置する採取装置設置工程と、前記サンプリング時刻に合わせて、該当する前記ろ過セットの前記貯留容器に試料水を採取して貯留する採水工程と、前記貯留容器から前記ろ過装置に試料水を供給してろ過し、ろ過後のろ水を排水するろ過工程と、ろ過残渣を環境ＤＮＡ分析用のサンプルとして回収する回収工程と、を備えている。
本発明では、採取装置設置工程により、調査水域に環境ＤＮＡサンプル採取装置を設置し、採水工程により、サンプリング時刻毎に試料水を採水して、各ろ過セットの貯留容器に貯留できる。つまり、ある所定の採水箇所、サンプリング時刻に採水した必要量の試料水量を貯留容器に確保できる。したがって、流れのある実海域でも必要量の試料水量を速やかにサンプリングできる。そして、ろ過工程により、貯留容器内の試料水をろ過装置を介して水域に排水することで、調査水域の水中（環境中）に含まれる微細な生物破片や排泄物等をろ過装置に捕捉できる。そして、回収工程により、ろ過残渣を環境ＤＮＡ分析用のサンプルとして回収できるので、調査水域における生物情報の入手に優れ、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。しかも調査水域の現地にてろ過残渣を回収できるので、分析に係る労力を好適に低減できる。

本発明に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置及び環境ＤＮＡサンプル採取方法によれば、調査水域における生物情報の入手に優れ、しかも分析に係る労力を低減できる。

本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の調査水域における設置態様を示す概略図である。本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の構成要素を示す構成図である。本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の他の構成要素を示す構成図である。本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の調査水域における他の設置態様を示す概略図である。本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の調査水域における他の設置態様を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の調査水域における設置態様を示す概略図であり、図２は、本発明の実施形態に係る環境ＤＮＡサンプル採取装置の構成要素を示す構成図である。
本実施形態の環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍは、図１に示すような調査水域Ｗ（採水箇所）に設置される浮き構造物１００の構造物本体１１０上に設けられるものであり、調査水域（現地）Ｗにて直接に環境ＤＮＡ分析のためのサンプルを採取する装置である。
構造物本体１１０は、浮力を有する筏状の構造物であり、ワイヤー１０１、アンカー１０２を介して調査水域Ｗの海上に留まるように係留されている。浮き構造物１００は、浮き構造物１００に備わる図示しない駆動機構または船舶による牽引等によって海上を移動可能である。

環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍは、図２に示すように、採水用ポンプ１０と、貯留容器群２０と、ろ過装置群３０と、排水貯留容器４０と、ろ過用ポンプ５０と、制御部６０と、バッテリ７０と、ソーラーパネル（発電設備）８０と、を備えている。
採水用ポンプ１０は、調査水域Ｗの海水を採水し、後段の貯留容器群２０に送出するためのポンプである。採水用ポンプ１０は、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。
採水用ポンプ１０の吸入側には採水管１１が接続されている。採水管１１は、図１に示すように、構造物本体１１０から海中に向けて延設された支持部材１２０に支持されて海中に没している。採水管１１の採水口１１ａは、例えば、海面から所定の深さに設置されている。なお、図示しない採水口可動機構等を採水口１１ａに設けて、海水の流れ方向の上流側に採水口１１ａを向けてもよい。
採水用ポンプ１０の吐出側には、図２に示すように、吐出管１２が接続されている。吐出管１２は、後段の分岐管１３に接続されている。吐出管１２の途中には、吐出管１２を開閉する第１開閉弁１２ａが設けられている。第１開閉弁１２ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。分岐管１３の一端部には貯留容器群２０に繋がる複数の入口管１４が接続されている。各入口管１４の途中には、各入口管１４を開閉するための第２開閉弁１４ａが設けられている。第２開閉弁１４ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。
分岐管１３の他端部は、排水貯留容器４０に延在して排水貯留容器４０内に開口している。排水貯留容器４０へ向かう分岐管１３の途中には、分岐管１３を開閉する第３開閉弁１３ａが設けられている。第３開閉弁１３ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。

貯留容器群２０は、本実施形態では、仕切壁で仕切られた建屋２０ａ内に設置されている。なお、貯留容器群２０は、建屋２０ａ内に設置されるものに限られることはなく、遮光性の部材で覆う構成としてもよい。また、後記する貯留容器２１自体を、遮光性を有する材料で形成して貯留容器群２０を構成してもよい。貯留容器群２０をなす複数の貯留容器２１は、それぞれ環境ＤＮＡの分析に必要な試料水量を貯留できる容積、例えば２０リットル以上の容積を有している。貯留容器２１としては、例えば、交換可能なウォーターバックが用いられている。貯留容器２１は、予め設定されたサンプリング時刻毎に採取した試料水を個別に貯留できる数だけ設置されている。例えば、２時間毎に計１２回採水するサンプリングの場合には、建屋２０ａ内に少なくとも１２個の貯留容器２１が備わる。各貯留容器２１の頂部には、分岐管１３から分かれた入口管１４が接続されている。また、各貯留容器２１の底部には、出口管１５が接続されている。各出口管１５の下流側端部は、ろ過装置群３０の冷蔵室３５内に至る。各出口管１５の途中には、出口管１５を開閉するための第４開閉弁１５ａが設けられている。第４開閉弁１５ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。なお、出口管１５を流れる試料水の流量は、後記するろ過用ポンプ５０による吸い込み量により設定される。

ろ過装置群３０は、各出口管１５の下流側の途中に配置された第一フィルタ３１と、第一フィルタ３１の後段に配置された第二フィルタ３２とを含むろ過装置を複数備えている。各第一フィルタ３１は、出口管１５を流れてきた試料水に含まれる大きめのゴミや不要物を除去する役割をなす。本実施形態では、第一フィルタ３１として、目開きの大きさが１００μｍのものを採用している。
各第二フィルタ３２は、ゴミや不要物が除去された後の試料水をろ過するものであり、試料水に含まれる微細な生物破片や排泄物等を捕捉する役割をなす。本実施形態では、第二フィルタ３２として、目開きの大きさが７μｍのものを採用している。各第二フィルタ３２は、冷蔵室３５内に配置されており、ろ過後に冷蔵室３５から取り出し可能である。
冷蔵室３５は、バッテリ７０からの電力により作動する冷却装置３３により冷却されている。冷蔵室３５内は、遮光されており、ろ過により捕捉した生物破片や排泄物等の劣化が進行し難い環境となっている。
各第二フィルタ３２でろ過された後のろ水は、後段の排水管１６の個別排水管１６ｂを介して排水される。排水管１６の下流側端部は、分岐管１３の他端部に接続されている。各個別排水管１６ｂの途中には、個別排水管１６ｂを開閉するための第５開閉弁１６ａが設けられている。第５開閉弁１６ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。
本実施形態では、貯留容器２１とろ過装置とを組み合わせて一つのろ過セットを構成している。このろ過セットは、少なくとも採取回数（サンプリング回数）に必要な数備わる。例えば、２時間毎に計１２回採水するサンプリングの場合には、少なくともろ過セットが１２個備わる。

排水貯留容器４０は、分岐管１３を介して流入する排水を一旦貯留する容器である。排水貯留容器４０の底部には、排出管１７が接続されている。排出管１７は、図１に示すように、構造物本体１１０から海中に向けて延設された支持部材１３０に支持されており、反対側の採水口１１ａから離れた位置にて海中に没している。本実施形態では、排出管１７の排出口１７ｂは、採水口１１ａから採水される試料水に影響を及ぼさないように、採水口１１ａよりも深い位置に配置されている。排出管１７の途中には、排出管１７を開閉する第６開閉弁１７ａが設けられている。第６開閉弁１７ａは、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。
排水貯留容器４０の頂部には、ろ過用ポンプ５０に接続された吸引管１８が取り付けられている。吸引管１８の吸引口１８ａは、排水貯留容器４０に貯留された排水の水面Ｈ１よりも上側の内空部Ａ内に開口している。
ろ過用ポンプ５０は、吸引管１８を介して排水貯留容器４０の内空部Ａ内の気体を吸引し、排水貯留容器４０内を負圧状態にすることで、分岐管１３の排水を促進し、ろ過作用を促すものである。ろ過用ポンプ５０は、バッテリ７０からの電力を用いて制御部６０の制御により作動される。ろ過用ポンプ５０は、貯留容器２１に貯留された試料水が時間をかけて第二フィルタ３２に流れるように、吸い込み量が設定されている。

制御部６０は、採水用ポンプ１０の作動制御、第１開閉弁１２ａ、第２開閉弁１４ａ、第３開閉弁１３ａ、第４開閉弁１５ａ、第５開閉弁１６ａ及び第６開閉弁１７ａの作動制御、さらに、ろ過用ポンプ５０の作動制御を行うものである。制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力回路を備えたＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。制御部６０による各種の制御は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出してＣＰＵが実行することで実現される。なお、上記した作動制御は、手動により行うことも可能である。

バッテリ７０は、ソーラーパネル８０から供給される電力を充電するとともに、上記した各部に電力を供給する。ソーラーパネル８０は、太陽光で発電を行うためのパネルであり、環境ＤＮＡの捕捉に必要な電力がバッテリ７０に充電されるように構造物本体１１０上に所定枚数設置されている。なお、バッテリ７０は交換可能に構成することが好ましい。交換可能に構成することで、例えば、気象等によりバッテリ７０の充電が不十分である場合には、試料回収時等に予め充電されたバッテリ７０に交換できる。

次に、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍを用いた環境ＤＮＡサンプル採取方法について詳細に説明する。以下では海洋の調査水域Ｗに浮き構造物１００を配置する環境ＤＮＡサンプル採取方法について説明するが、調査水域Ｗは海洋に限定されるものではなく、湖沼や河川も含まれる。
環境ＤＮＡサンプル採取方法は、採取装置設置工程と、採水工程と、ろ過工程と、回収工程と、を備えている。なお、採水前の状態では、採水用ポンプ１０及びろ過用ポンプ５０は作動を停止しており、また、各開閉弁は閉じられている。
採取装置設置工程は、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍを調査水域Ｗに設置する工程である。採取装置設置工程では、図示しない駆動機構による自立航行や船舶による牽引等により、調査水域Ｗに浮き構造物１００を移動する。調査水域Ｗに浮き構造物１００を移動したら、ワイヤー１０１を通じて複数のアンカー１０２を降ろし、調査水域Ｗに浮き構造物１００を係留する。

採水工程は、予め設定されたサンプリング時刻に合わせて、該当するろ過セットの貯留容器２１に試料水を採取して貯留する工程である。
具体的に、採水工程では、ろ過開始時刻の数分前に、採水用ポンプ１０を作動させて採水管１１や吐出管１２等に採水を通すことによる共洗いを行う。この場合、制御部６０は、採水用ポンプ１０を作動させ、吐出管１２の第１開閉弁１２ａ及び分岐管１３の第３開閉弁１３ａを開く。これにより、採水管１１、吐出管１２及び分岐管１３が共洗いされる。共洗い後の水は、分岐管１３から排水貯留容器４０に排水され、制御部６０により第６開閉弁１７ａが開かれることで排出管１７から排出される。
その後、ろ過開始時刻になると、制御部６０は、該当するろ過セットの貯留容器２１に通じる入口管１４の第２開閉弁１４ａを開くとともに、分岐管１３の第３開閉弁１３ａを閉じる。これにより、該当するろ過セットの貯留容器２１に採水した試料水が所定水量貯留される。その後、制御部６０は採水用ポンプ１０を停止する。採水用ポンプ１０の停止制御は、例えば、液面センサ等を用いて貯留容器２１に所定採水量溜まったことを検出することにより行うことができる。

ろ過工程は、貯留容器２１からろ過装置に試料水を供給してろ過し、ろ過後のろ水を排水する工程である。ろ過工程において、制御部６０は、該当するろ過セットの貯留容器２１に通じる出口管１５の第４開閉弁１５ａを開くとともに、該当するろ過セットに通じる個別排水管１６ｂの第５開閉弁１６ａを開き、さらに、ろ過用ポンプ５０を作動させる。排出管１７の第６開閉弁１７は、閉じられた状態にしておく。いそうすると、貯留容器２１から出口管１５を通じてろ過装置の第一フィルタ３１に試料水が流れ、第一フィルタ３１で試料水に含まれる大きめのゴミや不要物が除去される。第一フィルタ３１で除去されたゴミや不要物は廃棄される。
その後、第一フィルタ３１でろ過された試料水は、冷蔵室３５内に導入され、第二フィルタ３２でろ過される。これにより、第二フィルタ３２により試料水に含まれる微細な生物破片や排泄物等が捕捉される。
制御部６０は、ろ過開始後、予め設定された時間、例えば、ろ過開始から１時間または３０分経過した場合に、ろ過を停止するように制御する。つまり、制御部６０は、所定時間経過後に出口管１５の第４開閉弁１５ａ及び個別排水管１６ｂの第５開閉弁１６ａを閉じるとともに、ろ過用ポンプ５０を停止する。
第二フィルタ３２でろ過された後のろ水は、後段の排水管１６の個別排水管１６ｂを介して排水され、分岐管１３に流入した後に排水貯留容器４０に排水される。そして、制御部６０は、排水貯留容器４０に排水されたろ水を排出すべく排出管１７の第６開閉弁１７ａを開く。これにより、排出管１７を通じて排出口１７ｂから海中にろ水が排出される。
なお、試料水に含まれる浮遊物が多く、貯留容器２１の試料水を全量ろ過できない場合には、ろ過の途中で停止するようにしてもよい。

回収工程は、第二フィルタ３２に捕捉されたろ過残渣を環境ＤＮＡ分析用のサンプルとして回収する工程である。第二フィルタ３２は、ろ過セット毎に冷蔵室３５から取り出してもよく、また、複数のろ過セットをまとめて冷蔵室３５から取り出してもよい。なお、ろ過停止後にすぐに第二フィルタ３２を取り出す場合には、少なくともろ過を停止した後に、第二フィルタ３２に残った試料水がろ過されるように待機時間（例えば３０秒）を設けることが好ましい。
回収した第二フィルタ３２は、例えば－２０℃の冷凍環境で保存することが好ましい。また、ろ過停止後の２４時間以内に第二フィルタ３２を回収する場合には、冷蔵室３５を例えば４℃の冷暗環境にすることが好ましい。
また、第二フィルタ３２を回収する場合には、貯留容器２１に残った試料水量を確認し、ろ過量を把握することが好ましい。
以上のような採水方法において、制御部６０は、他のろ過セットにおける採水工程の開始を、例えば、上記ろ過工程によるろ過開始時刻の２時間後に行うことが好ましい。

以上説明した本実施形態によれば、調査水域Ｗにおける所定の採水箇所においてサンプリング時刻に必要量の試料水量を一度に採取して貯留容器２１に貯留できる。したがって、河川や海流のある調査水域Ｗにおいても必要量の試料水量を速やかにサンプリングできる。そして、採取した試料水を、ろ過装置を介して水域に排水することで、調査水域Ｗの水中（環境中）に含まれる微細な生物破片や排泄物等をろ過装置に捕捉できる。つまり、長時間を要するろ過時間との調整を図りつつ、分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを好適に採取することができる。したがって、調査水域Ｗにおける生物情報の入手に優れ、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。しかも、試料水の入った貯留容器２１に代えて、ろ過装置で捕捉された試料を分析施設等に持ち帰ればよいので、分析に係る労力を好適に低減できる。

また、貯留容器２１とろ過装置とを組み合わせて一つのろ過セットを構成し、ろ過セットが、採取回数に必要な数を備えているので、サンプリング時刻毎に各ろ過セットの貯留容器２１に必要量の試料水量を採取しつつ、各ろ過装置により分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを個別に採取することができる。したがって、環境ＤＮＡの分析に係る労力をより一層低減できる。また、ろ過セットが採取回数に必要な数を備えているので、前回採取した試料水の影響を排除できる。また、大量の試料水のろ過を行うことが厳しい水質の場合には、貯留容器２１に残った試料水量（残存量）を確認することでろ過できた量を把握できる。さらに、ろ過セットの回収時に新しいろ過セットに交換することで分析に必要な環境ＤＮＡサンプルを連続的に採取することができる。

また、少なくともろ過装置の第二フィルタ３２は、温度管理された冷蔵室３５に設置されているので、ろ過装置により捕捉した微細な生物破片や排泄物等の劣化を防止できる。したがって、調査水域Ｗにおける生物情報を正確に入手できる。これにより、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。

また、本実施形態の環境ＤＮＡ採取方法では、採取装置設置工程により、調査水域Ｗに環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍを設置し、採水工程により、サンプリング時刻毎に試料水を採水して、各ろ過セットの貯留容器２１に貯留できる。つまり、ある所定の採水箇所、サンプリング時刻に採水した必要量の試料水量を貯留容器２１に確保できる。したがって、流れのある実海域でも必要量の試料水量を速やかにサンプリングできる。そして、ろ過工程により、貯留容器２１内の試料水をろ過装置を介して排水することで、調査水域Ｗの水中（環境中）に含まれる微細な生物破片や排泄物等をろ過装置に捕捉できる。そして、回収工程により、ろ過残渣を環境ＤＮＡ分析用のサンプルとして回収できるので、調査水域Ｗにおける生物情報の入手に優れ、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。しかも調査水域Ｗの現地にてろ過残渣を回収できるので、分析に係る労力を好適に低減できる。

次に、図３を参照して環境ＤＮＡサンプル採取装置の他の構成について説明する。図３において前記実施形態と同様の部分には、同様の符号を付し重複する説明は省略する。環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ１は、前記実施形態と同様に、浮き構造物１００の構造物本体１１０上に設けられる。
図３に示すように、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ１は、採水用ポンプ１０と、貯留容器としての貯留タンク２１Ａと、ろ過装置群３０Ａと、ろ過用ポンプ５０と、を備えている。ろ過装置群３０Ａは、貯留タンク２１Ａを共有の貯留容器とする２組のろ過装置（２つのろ過セット）を備えている。また、ろ過用ポンプ５０は、排出管１７の上流側を直接吸引するように構成されている。
なお、図示はしないが、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ１も同様に、前記実施形態で説明した制御部６０と、バッテリ７０と、ソーラーパネル（発電設備）８０（図２参照）と、を備えている。
貯留タンク２１Ａの頂部には、第一フィルタ３１を介して吐出管１２が接続されている。つまり、貯留タンク２１Ａには、第一フィルタ３１で大きめのゴミや不要物等が除去された試料水が流入するように構成されている。貯留タンク２１Ａの内側下部には、第一フィルタ３１を介して導出管１９の上流側の吸込み口が配置されている。導出管１９は、後段の分岐管１３に向けて延在し分岐管１３に接続されている。導出管１９の途中には流量計１９ｂ及び導出管１９を開閉する第７開閉弁１９ａが設けられている。

分岐管１３の両端部には、出口管１５，１５が接続されている。各出口管１５の上流側及び下流側には、出口管１５を開閉する第８開閉弁１５Ａ及び第９開閉弁１５Ｂが設けられている。各出口管１５において第９開閉弁１５Ｂの下流側は、冷蔵室３５内で第一フィルタ３１及び第二フィルタ３２を通じ、その後段の第５開閉弁１６ａを介して集合排水管１６Ａに接続されている。
また、分岐管１３の途中には、第１三方向弁１３Ａが設けられている。第１三方向弁１３Ａには共洗い用管１３Ｃが接続されている。第１三方向弁１３Ａは、分岐管１３を連通しながら、分岐管１３と共洗い用管１３Ｃとの間を遮断する状態と、分岐管１３と共洗い用管１３Ｃとを連通する状態との２つの状態を切り替える弁である。共洗い用管１３Ｃの途中には、共洗い用管１３Ｃを開閉する第１０開閉弁１３Ｂが設けられている。
共洗い用管１３Ｃの下流側端部は、第２三方向弁１６Ｂに接続されている。第２三方向弁１６Ｂは、集合排水管１６Ａの途中に設けられている。第２三方向弁１６Ｂは、集合排水管１６Ａを連通しながら、集合排水管１６Ａと共洗い用管１３Ｃとの間を遮断する状態と、集合排水管１６Ａと共洗い用管１３Ｃとを連通する状態との２つの状態を切り替える弁である。
集合排水管１６Ａには、排出管１７が接続されている。排出管１７の途中には、第６開閉弁１７ａ及びろ過用ポンプ５０が設けられている。

次に、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ１を用いた環境ＤＮＡサンプル採取方法について詳細に説明する。
環境ＤＮＡサンプル採取方法は、前記実施形態と同様に、採取装置設置工程と、採水工程と、ろ過工程と、回収工程と、を備えている。なお、採水前の状態では、採水用ポンプ１０及びろ過用ポンプ５０は作動を停止しており、また、各開閉弁は閉じられている。

採取装置設置工程では、調査水域Ｗに浮き構造物１００（図１参照、以下同じ）を移動して、前記実施形態と同様に調査水域Ｗに浮き構造物１００を係留する。
採水工程では、貯留タンク２１Ａに試料水を採取して貯留する。この場合、ろ過開始時刻に先立って、制御部６０は、採水用ポンプ１０を作動させて、貯留タンク２１Ａに採取した海水を一旦貯留させる。その後、図示しない排水専用管の排出コックを手動で操作して貯留タンク２１Ａから海水を排水し、採水管１１、吐出管及び貯留タンク２１Ａを共洗いする。貯留タンク２１Ａからの排水は、採水口１１ａから離れた位置にて行うことが好ましい。なお、この排水は、制御部６０の制御で自動的に行うことも可能である。
その後、制御部６０は、ろ過開始時刻になると、採水用ポンプ１０を再び作動させる。これにより、貯留タンク２１Ａに採取した試料水が貯留される。このとき、試料水に含まれる大きめのゴミや不要物が第一フィルタ３１で一次ろ過されて除去される。

ろ過工程において、制御部６０は、まず、導出管１９の第７開閉弁１９ａを開くとともに、分岐管１３の第１三方向弁１３Ａを作動させて、分岐管１３と共洗い用管１３Ｃとを連通させる。また、制御部６０は、共洗い用管１３Ｃの第１０開閉弁１３Ｂを開き、第２三方向弁１６Ｂを作動させて共洗い用管１３Ｃと集合排水管１６Ａとを連通させる。さらに、制御部６０は、第６開閉弁１７ａを開くとともに、ろ過用ポンプ５０を作動させる。これにより、貯留タンク２１Ａ内の試料水が、導出管１９、分岐管１３、共洗い用管１３Ｃ、集合排水管１６Ａ及び排出管１７を通じて流れ、これらが共洗いされる。
その後、制御部６０は、一方のろ過装置（第一フィルタ３１及び第二フィルタ３２）に試料水が流れるように、分岐管１３の第１三方向弁１３Ａを作動させて、分岐管１３を連通するとともに、分岐管１３と共洗い用管１３Ｃとの間を遮断する。また、制御部６０は、第２三方向弁１６Ｂを作動させて、集合排水管１６Ａを連通するとともに、集合排水管１６Ａと共洗い用管１３Ｃとの間を遮断する。さらに、制御部６０は、一方のろ過装置に通じる出口管１５の第８開閉弁１５Ａ、第９開閉弁１５Ｂ及び第５開閉弁１６ａを開くとともに、ろ過用ポンプ５０を作動させる。
そうすると、導出管１９から分岐管１３を通じて一方の出口管１５に試料水が流れ、第一フィルタ３１でろ過された試料水が第二フィルタ３２でさらにろ過される。これにより、第二フィルタ３２により試料水に含まれる微細な生物破片や排泄物等が捕捉される。
制御部６０は、ろ過開始後、予め設定された時間、例えば、ろ過開始から１時間または３０分経過した場合、あるいは、流量計１９ｂの計測により所定量の試料水が通過したことが検出された場合に、ろ過を停止するように制御する。
そして、制御部６０は、他方のろ過セットにおける採水工程の開始を、例えば、上記ろ過工程によるろ過開始時刻の２時間後に行う。

以上説明した他の構成の環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ１においても、調査水域Ｗにおける所定の採水箇所においてサンプリング時刻に採水した試料水を貯留タンク２１Ａに必要量確保できる。したがって、流れのある実海域でも所定量の試料水を速やかにサンプリングできる。そして、貯留タンク２１Ａ内の試料水を、ろ過装置を介して水域に排水することで、調査水域Ｗの水中（環境中）に含まれる微細な生物破片や排泄物等をろ過装置の第二フィルタ３２に捕捉できる。したがって、水域における生物情報の入手に優れ、適切な環境ＤＮＡの評価を行うことができる。しかも、ろ過装置で捕捉された試料を分析施設等に持ち帰ればよいので、分析に係る労力を好適に低減できる。
なお、第一フィルタ３１は、貯留タンク２１Ａ及びろ過装置群３０の両方に設けたものを示したが、これに限られることはなく、いずれか一方に備わればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限られず、各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、浮き構造物１００上に環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ，Ｍ１を設けたが、これに限られることはなく、図４に示すような支柱１４０で水上に構築される水上構造物１５０上に環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ，Ｍ１を設けてもよい。
また、図５に示すように、ワイヤー１０１とアンカー１０２とブイ１６０により調査水域Ｗに係留される船舶１７０上に、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ，Ｍ１を設けてもよい。

また、前記実施形態では、冷却装置３３で冷却される冷蔵室３５内に第二フィルタ３２を配置するものを示したが、これに限られることはなく、冷凍室内に第二フィルタ３２を配置してもよい。
また、前記実施形態では、第一フィルタ３１と第二フィルタ３２とからなるろ過装置を示したが、これに限られることはなく、目開きの異なる第三フィルタを第一フィルタ３１の上流側や下流側等に配置してもよい。
また、前記実施形態では、環境ＤＮＡサンプル採取装置Ｍ，Ｍ１を海洋上に設けたが、調査水域Ｗに隣接する陸上に設けてもよい。
また、貯留容器２１や貯留タンク２１Ａは、環境ＤＮＡの分析に影響を及ぼさないように、所定量の試料水量を貯留できるものであればよく、種々の材料からなるものを採用することができる。

２１貯留容器
２１Ａ貯留タンク（貯留容器）
３１第一フィルタ（ろ過装置）
３２第二フィルタ（ろ過装置）
３３冷却装置
３５冷蔵室
１００浮き構造物
Ｍ，Ｍ１環境ＤＮＡサンプル採取装置
Ｗ調査水域

Claims

環境ＤＮＡ調査水域に設置する環境ＤＮＡサンプル採取装置であって、
試料水用の貯留容器及びろ過装置を備えており、
採取時に調査水域から必要量の試料水量を採取して前記貯留容器に貯留し、前記貯留容器に貯留した試料水を前記ろ過装置でろ過することによって、採取タイミングに適した環境ＤＮＡサンプルを採取することを特徴とするサンプル採取装置。
前記貯留容器と前記ろ過装置とを組み合わせて一つのろ過セットを構成し、
前記ろ過セットは、採取回数に必要な数を備えていることを特徴とする請求項１に記載の環境ＤＮＡサンプル採取装置。
少なくとも前記ろ過装置は、温度管理された環境下に設置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の環境ＤＮＡサンプル採取装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の環境ＤＮＡサンプル採取装置を環境ＤＮＡ調査水域に設置して環境ＤＮＡをサンプリングする環境ＤＮＡサンプル採取方法であって、
前記貯留容器と前記ろ過装置とを組み合わせて構成した一つのろ過セットを、予め設定された複数のサンプリング時刻に対応する数を備えた環境ＤＮＡサンプル採取装置を、調査水域に設置する採取装置設置工程と、
前記サンプリング時刻に合わせて、該当する前記ろ過セットの前記貯留容器に試料水を採取して貯留する採水工程と、
前記貯留容器から前記ろ過装置に試料水を供給してろ過し、ろ過後のろ水を排水するろ過工程と、
ろ過残渣を環境ＤＮＡ分析用のサンプルとして回収する回収工程と、
を備えたことを特徴とする環境ＤＮＡサンプル採取方法。