JP2022517443A - 光合成微生物のための拡張可能な生産および培養システム - Google Patents

Abstract

光合成微生物の培養および生産のための拡張可能なシステムおよび方法が本明細書に提供される。

Description

本開示は、概して、光合成微生物の培養および生産のためのデバイス、システム、および方法の分野に関する。より具体的には、本発明は、微細藻類の大規模生産のためのシステムおよび方法に関する。

光合成微生物、具体的には微細藻類は、タンパク質、アミノ酸、炭水化物、ビタミン、抗生物質、不飽和脂肪酸、多糖類、および着色料などの、様々な生物活性物質の貴重な資源として利用されている。一部の微細藻類種は、炭化水素を産生することが知られており、再生可能エネルギーの分野で有望な用途がある。現在、世界的な食糧及びエネルギー危機がより深刻化する中、微細藻類資源の開発および利用によって、大きな意義および経済的見通しが示されている。

微細藻類の典型的な生産方法には、微細藻類を商業的サイズのバルクに培養し、ストレス条件下でバルクを操作して、所望の分子／産生物の産生を誘導することが含まれ得る。大規模生産のための現在の方法は、自然界に見られるものと同様の増殖条件を提供する陸上での開放的な池またはレースウェイシステムで増殖する光合成微生物に基づく。この手法の重大な欠点は、増殖条件を制御できずに均一性を確保することができず、その結果、変動する生産高、バッチ汚染、およびその後の経済的損失をもたらすことである。したがって、光合成生物での大規模生産のための普遍的で使い易い、拡張可能なシステムを提供することは、依然として、長い間、満たされない必要性である。

したがって、本発明の主な目的は、光合成微生物の生産のための、普遍的で、十分制御され、拡張可能で、使い易く、かつ費用効果の高いシステムおよび方法を提供することである。

本発明は、光合成微生物を培養するための拡張可能な垂直ユニットであって、
ａ）少なくとも１つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、
ｂ）フォトバイオリアクターと作動的に係合するカラムと、ｃ）カラムに取り付けられた少なくとも１つの光源であって、少なくとも１つの光源およびカラムが、フォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、カラムが、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の持続時間、照明の周波数、および光源により放出された光の波長を含むパラメータを制御するように構成されている、少なくとも１つの光源と、を含む、拡張可能な垂直ユニットを提供する。

本発明は、少なくとも２つの垂直培養ユニットを含む、光合成微生物の生産のための大規模システムであって、各ユニットが、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、ｂ）フォトバイオリアクターと作動的に係合するカラムと、ｃ）各々がカラムと作動的に係合する、４つの光源であって、各光源およびカラムが、各フォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、カラムが、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の周波数、照明の持続時間、および光源により放出された光の波長を制御するように構成され、第１の光源が、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源が、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源が、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第４の光源が、第４のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第１の光源により放出された光が、第２、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光が、第１、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光が、第１、第２、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第４の光源により放出された光が、第１、第２、または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、４つの光源と、を含む、光合成微生物の生産のための大規模システムをさらに提供する。

本発明は、光合成生物の大規模生産のための方法であって、
ａ）複数の垂直培養ユニットを含む、請求項のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することであって、各ユニットが、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、ｂ）フォトバイオリアクターの各々と作動的に係合するカラムと、ｃ）各々がカラムと作動的に係合する、少なくとも４つの光源であって、各光源およびカラムが、フォトバイオリアクターの各々の長手方向軸に沿って整列し、カラムが、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の周波数、光源による照明の持続時間、および光源により放出された光の波長を制御するように構成され、第１の光源により放出された光が、第２、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光が、第１、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光が、第１、第２、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第４の光源により放出された光が、第１、第２、または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、少なくとも４つの光源と、ｄ）各カラムと通信する少なくとも１つの制御ユニットと、を含む、提供することと、
ｂ）光合成微生物の種菌をフォトバイオリアクターに導入することと、
ｃ）温度、光強度、光の波長、流体含有量、栄養素、ｐＨ、ガス含有量、およびフォトバイオリアクター内の乱気流からなる群から選択されるパラメータを調整することと、
ｄ）任意選択的に、フォトバイオリアクター内のバイオマスを測定することと、
ｅ）光合成微生物を回収することと、を含む、方法をさらに提供する。

本発明は、光合成微生物により産生された少なくとも１つの生体分子を得る方法であって、

ａ）請求項１５～３０のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することと、
ｂ）光合成微生物の生産のための大規模システムで光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ることと、
ｃ）任意選択的に、光合成微生物による生体分子の産生を誘導して、上記少なくとも１つの生物活性物質で濃縮されたバイオマスを得ることと、
ｄ）バイオマスおよび／または増殖培地をシステムから回収することと、
ｅ）少なくとも１つの生体分子を得ることと、を含む、方法をさらに提供し、本発明の追加の特徴および利点は、以下の図面および説明から明らかになるであろう。

本発明は、光合成微生物のバイオマスを得る方法であって、上記バイオマスが、少なくとも１つの生体分子で濃縮されており、方法が、
ａ）請求項１５～３０のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することと、
ｂ）請求項１５～３０のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムで光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ることと、
ｃ）任意選択的に、光合成微生物による生体分子の産生を誘導して、上記少なくとも１つの生体分子で濃縮されたバイオマスを得ることと、
ｄ）バイオマスを回収することと、を含む、方法をさらに提供する。

本発明の追加の特徴および利点は、以下の図面および説明から明らかになるであろう。

光合成微生物の培養のための垂直拡張可能ユニットの例示的実施形態の概略図である。 光合成微生物の培養のための垂直拡張可能ユニットの例示的実施形態の概略図である。 光合成微生物の生産のための大規模システムの例示的実施形態の概略図である。 光合成微生物の大規模生産のための方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。 光合成微生物により産生された少なくとも１つの生体分子を得るための方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。 光合成微生物のバイオマスを得るための方法の例示的実施形態を表すフローチャートである。

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明が、以下の説明に記載されるかまたは図面に示される、構成要素の構成および配置の詳細に対する適用に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態に適用可能であり、または様々な方式で実施または実行される。また、本明細書で用いられる表現および用語が、説明を目的としたものであり、限定と見なされるべきではないことを理解されたい。

図１Ａを参照すると、光合成微生物１０６ａ～１０６ｄを培養するための拡張可能な垂直ユニットの例示的実施形態が示される。一実施形態では、光合成微生物１０６ａを培養するための拡張可能な垂直ユニットは、ａ）少なくとも１つの密閉可能なフォトバイオリアクター１００と、ｂ）少なくとも１つのフォトバイオリアクター１００と作動的に係合するカラム１０２と、ｃ）カラム１０２と作動的に係合する少なくとも１つの光源１０３ａとを含み、光源１０３およびカラム１０２は、フォトバイオリアクター１００の長手方向軸に沿って整列する。本明細書で使用される場合、「カラムと作動的に係合する光源」という語句は、直接的もしくは間接的のいずれかでカラムの表面に取り付けられる光源、カラムに埋め込まれる光源、またはカラムの一部分に接続される光源を指すことを意味するが、これらに限定されない。光源とカラムとの間の接触は、連続的であってもよく、または代替的に、光源の一部分のみがカラムに取り付けられてもよい。本明細書で使用される場合、「フォトバイオリアクター」という用語は、光合成を使用して光および二酸化炭素からバイオマスを生成する光合成微生物を培養するために、光源を利用するバイオリアクターを指すが、これに限定されない。フォトバイオリアクターの人工環境内では、特定の条件がそれぞれの種に対して慎重に制御され、自然な、または自然に類似する生息地のどこよりも高い増殖率および純度レベルが可能になる。一実施形態では、拡張可能な垂直ユニット１０６ｂは、２つのフォトバイオリアクター１００と、各光源がカラム１０２と作動的に係合する２つの光源１０３とを含み、第１の光源は、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源は、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第１の光源により放出された光は、第２のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光は、第１のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明する。別の実施形態では、拡張可能な垂直ユニット１０６ｃは、３つのフォトバイオリアクター１００と、各光源がカラム１０２に取り付けられる３つの光源１０３とを含み、第１の光源は、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源は、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源は、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第１の光源により放出された光は、第２または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光は、第１または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光は、第１または第２のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明する。一実施形態によると、拡張可能な垂直ユニット１０６ｄは、４つのフォトバイオリアクター１００と、各光源がカラム１０２に取り付けられる４つの光源１０３とを含み、第１の光源は、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源は、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源は、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第４の光源は、第４のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第１の光源により放出された光は、第２、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光は、第１、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光は、第１、第２、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第４の光源により放出された光は、第１、第２、または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する。一実施形態によると、カラム１０２は、フォトバイオリアクター１００における複数のパラメータを制御するように構成される。カラムによって制御され得るパラメータの非限定的なリストには、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の持続時間、照明の周波数、および光源により放出された光の波長が含まれる。一実施形態では、フォトバイオリアクター１００は、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの流体出口、少なくとも１つのガス入口、少なくとも１つのガス出口、および任意選択的に、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータを収集することを可能にするように構成された、フォトバイオリアクターに接続されたセル１０５を含む。ここで、図１Ｂを参照する。一実施形態では、拡張可能な垂直ユニットは、カラム１０２と通信する制御ユニット１０４を含む。一実施形態では、セル１０５は、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータを制御ユニット１０４に送信するように構成される。さらに別の実施形態では、制御ユニット１０４は、セル１０５により送信されたデータに従って、フォトバイオリアクターの内部および／または外部の条件を調整するように構成される。一実施形態では、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータは、ｐＨ、温度、溶解Ｏ_２レベル、溶解ＣＯ_２レベル、バイオマス、生体分子の濃度、栄養素の濃度、汚染物質の濃度、顔料または色であり得るが、これらに限定されない。一実施形態によると、フォトバイオリアクターのハウジング１０１は、光の透過を可能にするか、または光合成微生物の水性培養物に光子エネルギー入力を提供する光源を組み込んでもよい。一実施形態では、フォトバイオリアクター１００のハウジング１０１は、可撓性フィルム、剛性の熱可塑性材料、および／または光合成微生物の培養に好適な他の材料から作製され得るが、これに限定されない。制御ユニットにより調整され得るパラメータの非限定的なリストには、溶解Ｏ_２レベル、溶解ＣＯ_２レベル、温度、照明、ガス供給、混合、ｐＨ、印加せん断力などが含まれる。

一実施形態では、光源は、類似または異なる波長の光を放出するように構成された複数の光放出ユニットを含む。別の実施形態では、光源の光放出ユニットは、２８０～１０００ｎｍの光を放出するように構成される。一実施形態では、光源の光放出ユニットは、グループで配置され、光放出ユニットの各グループは、異なる波長の光を放出するように構成される。本明細書で使用される場合、「グループで配置される」という語句は、光源内にある特定の順番で載置された、特定の波長または波長の範囲の光を放出するように構成された２つ以上の光放出ユニットを指すが、これらに限定されない。一実施形態では、光源の光放出ユニットの少なくとも１つのグループは、光合成有効放射（ＰＡＲ）を放出するように構成される。本明細書で使用される場合、「光合成有効放射」という用語は、光合成生物が光合成の方法で使用することができる４００～７００ナノメートルの放射のスペクトル範囲（波長帯）を指す。本発明の光源の非限定的な例は、複数の光放出ユニットを含有する管またはパイプであり、一実施形態では、光放出ユニットは、バラスト、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、ハロゲン、ネオン、および光ファイバーであり得るが、これらに限定されない。別の実施形態では、光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。任意選択的に、光源には、個々の種類の光合成生物の培養に適した専用のＬＥＤが含まれる。非限定的な例では、フォトバイオリアクターの各々は、ＬＥＤプロジェクターラインなどの光源を装備する。光源の各々は、正確な量の光合成有効放射（ＰＡＲ）を、同じ距離から同じ角度で提供して、各フォトバイオリアクターに対して同じ照明条件を維持し得る。一実施形態によると、光合成微生物の非限定的なリストには、海洋真核生物微細藻類、海洋原核生物微細藻類、シアノバクテリア、藍藻、淡水／塩水真核生物微細藻類、好塩性真核生物微細藻類、好極限性真核生物微細藻類、植物細胞株、植物幹細胞、および非付着大型藻類（海藻）が含まれる。一実施形態では、光合成微生物は、微細藻類である。

ここで、図２を参照すると、光合成微生物１０７の生産のための大規模システムの例示的実施形態が示される。光合成微生物の生産のための大規模システムは、少なくとも２つの垂直培養ユニット１０６を含み、各ユニットは、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクター１００と、ｂ）フォトバイオリアクター１００と作動的に係合するカラム１０２と、ｃ）各々がカラム１０２と作動的に係合する、４つの光源１０３であって、各光源およびカラムが、各フォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、カラムが、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の周波数、照明の持続時間、および光源により放出された光の波長を制御するように構成され、第１の光源が、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源が、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源が、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第４の光源が、第４のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第１の光源により放出された光が、第２、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光が、第１、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光が、第１、第２、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第４の光源により放出された光が、第１、第２、または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、４つの光源１０３と、を含む。一実施形態では、各フォトバイオリアクターは、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの流体出口、少なくとも１つのガス入口、少なくとも１つのガス出口、および任意選択的に、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータを収集することを可能にするように構成された、フォトバイオリアクターに接続されたセルを含む。一実施形態では、生産システムは、各カラムと通信する少なくとも１つの制御ユニットをさらに含む。別の実施形態では、２つ以上のカラムが、単一の制御ユニットと通信する。一実施形態では、光源は、類似または異なる波長の光を放出するように構成された複数の光放出ユニットを含む。一実施形態では、光源の光放出ユニットは、２８０～１０００ｎｍの光を放出するように構成される。別の実施形態では、光源の光放出ユニットは、グループで配置され、光放出ユニットの各グループは、異なる波長の光を放出するように構成される。一実施形態によると、光源の光放出ユニットの少なくとも１つのグループは、光合成有効放射（ＰＡＲ）を放出するように構成される。一実施形態によると、４つの光源の各々は、カラムによって互いに独立して制御され、同時に、異なってまたは同様に実行し得る。一実施形態では、光放出ユニットは、バラスト、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、ハロゲン、ネオン、および光ファイバーからなる群から選択される。一実施形態では、光放出ユニットは、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。一実施形態によると、光合成微生物の非限定的なリストには、海洋真核生物微細藻類、海洋原核生物微細藻類、シアノバクテリア、藍藻、淡水／塩水真核生物微細藻類、好塩性真核生物微細藻類、好極限性真核生物微細藻類、植物細胞株、植物幹細胞、および非付着大型藻類（海藻）が含まれる。一実施形態では、光合成微生物は、微細藻類である。一実施形態では、生産システムは、１０～１０，０００個の垂直培養ユニットを含む。別の実施形態では。別の実施形態では、生産システムは、２０～１０，０００、５０～１０，０００、１００～１０，０００、１５０～１０，０００、２００～１０，０００、３００～１０，０００、４００～１０，０００、５００～１０，０００、６００～１０，０００、７００～１０，０００、８００～１０，０００、１０００～１０，０００、１，５００～１０，０００、２，０００～１０，０００、および５，０００～１０，０００個の垂直培養ユニットを含む。別の実施形態では、生産システムは、５０～１０００、１００～１，０００、１５０～１，０００、２００～１，０００、３００～１，０００、４００～１，０００、および５００～１，０００個の垂直培養ユニットを含む。複数の培養ユニットは、並列／同時操作のために配置され得る。任意選択的に、並列操作用に構成された培養ユニットを個々に操作してもよい。これにより、基本ユニットおよび／または生産ユニットの連続操作が容易になるが、回復／保守期間（例えば、定置洗浄）のため、または中断されたＰＢＲの汚染により、ＰＢＲの少なくとも１つの操作が中断される。本明細書で使用される場合、「定置洗浄」という用語は、システム／デバイスを分解することなくＰＢＲユニットを洗浄するための自動化可能な機構を指す。この用語は、「ＣＩＰ」と略される。一実施形態によると、各フォトバイオリアクターの容積は、５～１００リットルである。別の実施形態によると、フォトバイオリアクターの容積は５～５０リットルである。一実施形態によると、フォトバイオリアクターの容積は１５～３５リットルである。別の実施形態によると、フォトバイオリアクターの容積は、約５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、および５０リットルである。

ここで、図３を参照すると、光合成微生物の大規模生産のための方法であって、光合成微生物の生産のための大規模システムを提供すること［１０００］と、光合成微生物の種菌をフォトバイオリアクターに導入すること［２０００］と、温度、光強度、光波長、流体含有量、栄養素、ｐＨ、ガス含有量、およびフォトバイオリアクター内の乱気流からなる群から選択されるパラメータを調整すること［３０００］と、任意選択的に、フォトバイオリアクター内のバイオマスを測定すること［４０００］と、光合成微生物を回収すること［５０００］と、を含む、方法の例示的実施形態が示される。一実施形態では、光合成微生物の生産のための大規模システムは、複数の垂直培養ユニットを含み、各ユニットは、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、ｂ）フォトバイオリアクターの各々と作動的に係合するカラムと、ｃ）各々がカラムと作動的に係合する、少なくとも４つの光源であって、各光源およびカラムが、フォトバイオリアクターの各々の長手方向軸に沿って整列し、カラムが、フォトバイオリアクター内の温度、光源により放出された光の強度、光源による照明の周波数、光源による照明事象の持続時間、照明事象の回数、および光源により放出された光の波長を制御するように構成され、第１の光源により放出された光が、第２、第３、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第２の光源により放出された光が、第１、第３または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第３の光源により放出された光が、第１、第２、または第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、第４の光源により放出された光が、第１、第２、または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、少なくとも４つの光源と、ｄ）各カラムと通信する少なくとも１つの制御ユニットと、を含む。一実施形態では、光合成微生物の大規模生産のための方法は、バイオリアクターから増殖培地を回収するステップをさらに含む。一実施形態では、光合成微生物の大規模生産のための方法は、フォトバイオリアクター含有物またはフォトバイオリアクター機能に関連するデータを収集するステップと、収集したデータを制御ユニットに伝達するステップとをさらに含む。本明細書で使用される場合、「実質的に照明する」という語句は、本発明の垂直培養ユニットにおける１つの光源により放出された光の大部分が、ユニットにおける他のＰＢＲを照明することなく、対応するＰＢＲに向けられる状況を指すことを意味する。本発明の文脈では、光源により放出された光の、ユニットにおける他のＰＢＲに対するいくらかの漏れが発生する可能性がある。いくつかの実施形態によると、光源による対応するＰＢＲに対して放出された光の１％～５０％が、本発明の垂直培養ユニットにおける１つ以上の他のＰＢＲに対して漏れる可能性がある。

これにより、光合成微生物の大規模生産に最適な条件を維持する。培養／生産条件は、複数のＰＢＲユニットの各々内で独立して制御される。一実施形態では、類似の条件が、各ＰＢＲにおいて独立して維持される。別の実施形態では、維持された条件は、培養／生産段階中に制御可能に変更される。別の実施形態では、維持された条件は、所望の光合成微生物種の培養／生産のために制御可能に採用される。

いくつかの実施形態によると、垂直ユニットの各光源は、複数の光放出ユニットを含み得る。光放出ユニットは、グループで配置されてもよく、および／または光源内に別々に位置してもよい。いくつかの実施形態によると、光放出ユニットの各グループは、特定の波長または波長の範囲の光を放出するように構成された光放出ユニットを含む。カラムは、光放出ユニットの各グループを互いに独立して制御して、所望の時間間隔および／または強度で光を放出し得る。いくつかの実施形態によると、光放出ユニットおよび／または光放出ユニットのグループは、所望の幾何学的形状に従って光源内に配置される。いくつかの実施形態によると、カラムは、個々の光源を制御して、所望の時間間隔および／または所望の強度で特定のグループおよび／または個々の光放出ユニットを作動させることによって、照明の所望のパターンを生成する。いくつかの実施形態によると、垂直培養ユニット内の各光源は、ユニットの他の光源とは独立して、対応するＰＢＲを所望の照明パターンで照明し得る。いくつかの実施形態によると、フォトバイオリアクターの流体入口および流体出口の各々は、流体をそれぞれ導入および解放するための逆止弁および／または電子制御弁などの弁を独立して装備し得る。一実施形態によると、流体入口および流体出口の各々は、流体をＰＢＲに、またはＰＢＲからそれぞれポンプ輸送するためのポンプを独立して装備し得る。任意選択的に、流体入口は、液体および／またはガスをフォトバイオリアクターに導入するためのものである。任意選択的に、流体出口は、液体および／またはガスをフォトバイオリアクターから解放するためのものである。任意選択的に、フォトバイオリアクターは、ガス出口および液体出口を装備する。任意選択的に、一実施形態では、乱気流要素は、スターラー、ミキサー、循環ポンプ、気泡の導入、およびそれらの任意の組み合わせから選択される。一実施形態では、流体出口を介してＰＢＲから除去された流体は、液体および／またはガスを含む。

一実施形態では、培養ユニットは、５～１０，０００個の垂直培養ユニットの層などの配列に位置付けられ得る。

ここで、図４を参照すると、光合成微生物により産生された少なくとも１つの生体分子を得る方法であって、本発明の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供すること［６０００］と、光合成微生物の生産のための大規模システムで光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ること［７０００］と、任意選択的に、光合成微生物による生体分子の産生を誘導して、少なくとも１つの生体分子で濃縮されたバイオマスを得ること［８０００］と、バイオマスおよび／または増殖培地をシステムから回収すること［９０００］と、少なくとも１つの生体分子を得ること［１００００］と、を含む、方法の例示的実施形態が示される。一実施形態では、生体分子は、光合成微生物によって増殖培地に分泌される。別の実施形態では、生体分子は、バイオマスから得られる。一実施形態では、生体分子は、抽出、分離、またはそのような目的のために当技術分野で既知である任意の他の技術によって、バイオマスから得ることができるが、これらに限定されない。一実施形態では、生体分子の混合物が、方法によって得られる。いくつかの実施形態によると、生体分子の非限定的なリストには、アルカロイド、フラボノイド、カロテノイド、グリコシド、テルペノイド、フェナジン、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、ビタミン、炭水化物、脂質、多糖類、ポリオール、フィコビリタンパク質、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、リポ多糖類、クロロフィル、脂肪酸、脂質、油、糖類、グリセリド、ポリグリセリド、キノン、リグナン、ポリイオン、顔料、およびキレート剤が含まれる。いくつかの実施形態によると、生体分子は、生物学的効果を有し得る。いくつかの実施形態によると、生体分子は、抗酸化剤、生物刺激剤、作物保護剤、老化防止剤、抗炎症剤、抗ウイルス剤、および抗生物質として作用してもよい。いくつかの実施形態によると、本発明の光合成微生物により産生された生体分子は、医薬品、栄養補助食品、薬用化粧品、食品サプリメント、農薬、香料として、繊維産業において、および植物増殖調節剤として、使用することができるが、これらに限定されない。

ここで、図５を参照すると、少なくとも１つの生体分子で濃縮された光合成微生物のバイオマスを得る方法であって［１１０００］、光合成微生物の生産ための大規模システムで光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ること［１２０００］と、任意選択的に、光合成微生物による生体分子の産生を誘導して、上記少なくとも１つの生体分子で濃縮されたバイオマスを得ること［１３０００］と、バイオマスを回収すること［１４０００］と、を含む、方法の例示的実施形態が示される。本明細書で使用される場合、「生体分子の産生を誘導する」という語句は、生体分子の産生および／もしくは分泌を容易にする条件の適用、ならびに／または光合成微生物による生体分子のデノボ合成につながる生物学的経路の活性化を指すが、これらに限定されない。いくつかの実施形態によると、生体分子の産生を誘導する条件には、温度、照明、および栄養供給が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態によると、ストレス条件、例えば、非最適温度、ＵＶによる照射、または生体分子の産生の誘導につながり得る当技術分野で既知の任意の他のストレス条件。

いくつかの実施形態によると、光合成微生物の繁殖に続いて、精製ステップを実行してバイオマスを分離してもよく、バイオマスは、追加の産生物を抽出するために使用するか、または高価値飼料として販売することができる。任意選択的に、精製された産生物（例えば、バイオマスおよび／またはその抽出物）は、さらに低温殺菌／殺菌に供されてもよい。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、本発明を限定することを意図していない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈上別途明白に示さない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群もしくは組み合わせの存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、構成要素、および／またはそれらの群もしくは組み合わせの存在または追加を排除しないことをさらに理解されたい。本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの活用形は、「含むが、これに限定されない」を意味する。「～からなる」という用語は、「～を含み、かつ～に限定される」という意味である。

本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、ありとあらゆる可能な組み合わせ、または関連のリストされた項目のうちの１つ以上、ならびに代替（「または」）で解釈される場合の組み合わせの欠如を含む。

別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する当業者によって通常理解されるものと同じ意味を有する。通常使用される辞書で定義されるものなどの用語が、明細書および特許請求の範囲の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されるべきではないことがさらに理解されるであろう。周知の機能または構造は、簡潔および／または明確にするために詳細に説明されない場合がある。

要素が別の要素に「接する」、「取り付けられる」、「作動的に結合される」、「作動的に連結される」、「作動的に係合する」、「接続される」、「結合される」、「接触する」ものなどと呼ばれる場合、要素が、他方の要素と、直接、接し、取り付けられ、接続され、作動的に結合され、作動的に係合し、結合され、および／もしくは接触することができるか、または介在する要素が存在することもできる。対照的に、要素が別の要素に「直接接触する」ものと呼ばれる場合、介在する要素は存在しない。「約」という用語が使用される場合は常に、その用語は、量、時間長などの測定可能な値を指すように意味し、特定された値からの±２０％、±１０％、±５％、±１％、または±０．１％の変動を、そのような変動が本開示の方法を実行するのに適切であるとき、包含することを意味する。

例えば、「処理」、「コンピューティング」、「計算」、「決定」、「確立」、「分析」、「確認」などの用語が、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリ内の物理（電子）量として表されるデータを、コンピュータのレジスタおよび／もしくはメモリまたは操作および／または方法を実行する命令を格納し得る他の情報非一時的記憶媒体内の物理量として同様に表される他のデータに操作および／または変換する、コンピュータ、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、または他の電子コンピューティングデバイスの操作（複数可）および／または方法（複数可）を指し得ることを理解されたい。

第１、第２などの用語が、本明細書において、様々な要素、構成要素、範囲、層、および／または区画を説明するために使用され得るが、これらの要素、構成要素、範囲、層および／または区画が、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。むしろ、これらの用語は、ある要素、構成要素、範囲、層、および／または区画を、別の要素、構成要素、範囲、層、および／または区画と区別するためにのみ使用される。

明確にするために、別々の実施形態の文脈で説明される本発明のある特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて提供されてもよい。逆に、簡潔にするために、単一の実施形態の文脈において説明される本発明の様々な特徴は、別々に、もしくは好適な部分組み合わせで、または本発明の他の説明された実施形態において好適なものとして提供されてもよい。様々な実施形態の文脈で説明されるある特定の特徴は、実施形態がそれらの要素なしでは機能しない場合を除き、それらの実施形態の必須の特徴と見なされるべきではない。

本出願を通じて、本発明の様々な実施形態は、範囲形式で提示され得る。範囲形式での説明は、単に便宜的かつ簡潔にするためのものであり、本発明の範囲の確固たる限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、範囲の説明は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数値を有するように見なされるべきである。例えば、１～６などの範囲の説明は、１～３、１～４、１～５、２～４、２～６、３～６などの具体的に開示される部分範囲、ならびにその範囲内の個々の数字、例えば、１、２、３、４、５、および６を有するようにみなされるべきである。これは、範囲の広さに関係なく適用される。

本明細書において数値範囲が示される場合は常に、示される範囲内の任意の引用数字（分数または整数）を含むことを意味する。第１の指示数字と第２の指示数字「の範囲にわたる／の間の範囲」という語句と、第１の指示数字～第２の指示数字「の範囲にわたる／の間の範囲」という語句は、本明細書において交換可能に使用され、第１および第２の指示数字と、その間のすべての分数および整数とを含むことを意味する。

「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」および「複数（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という用語が使用される場合は常に、例えば、「複数（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）」または「２つ以上」を含むことを意味する。「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」および「複数（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という用語は、本明細書全体を通して、２つ以上の構成要素、デバイス、要素、ユニット、パラメータなどを説明するために使用され得る。本明細書で使用される用語のセットは、１つ以上の項目を含み得る。別途明示的に述べられない限り、本明細書に記載の方法の実施形態は、特定の順番または順序に拘束されない。加えて、記載された方法の実施形態またはその要素のいくつかは、同時に、同じ時点で、または並行して、発生し得るか、または実行され得る。

すべての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献について言及する。これらの刊行物の開示は、それらの全体が、本発明が関係する最新技術をより完全に説明するために、参照により本出願に組み込まれる。矛盾する場合は、定義を含む本特許明細書が優先される。加えて、材料、方法、および実施例は、単なる例示であり、限定を意図するものではない。本出願を通じて、様々な刊行物、公告特許出願、および公告特許が参照される。

当業者は、本発明が、上記に具体的に示され説明されているものに限定されないことを理解するであろう。むしろ、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義され、上記で説明された様々な特徴の組み合わせおよび部分組み合わせ、ならびに前述の説明を読めば当業者が着想するであろうそれらの変形および改変の両方を含む。

Claims (42)

1. 光合成微生物を培養するための拡張可能な垂直ユニットであって、
   ａ）少なくとも１つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、
   ｂ）前記フォトバイオリアクターと作動的に係合するカラムと、
   ｃ）前記カラムと作動的に係合する、少なくとも１つの光源であって、前記少なくとも１つの光源および前記カラムが、前記フォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記カラムが、前記フォトバイオリアクター内の温度、前記光源により放出された光の強度、前記光源による照明の持続時間、照明の周波数、および前記光源により放出された光の波長を含むパラメータを制御するように構成されている、少なくとも１つの光源と、を含む、拡張可能な垂直ユニット。
2. 前記フォトバイオリアクターが、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの流体出口、少なくとも１つのガス入口、少なくとも１つのガス出口、および任意選択的に、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータを収集することを可能にするように構成された、前記フォトバイオリアクターに接続されたセル、を含む、請求項１に記載の拡張可能な垂直ユニット。
3. 前記カラムと通信する制御ユニットをさらに含む、請求項１または２に記載の拡張可能な垂直ユニット。
4. ２つのフォトバイオリアクターと、各光源が前記カラムと作動的に係合する、２つの光源とを含み、第１の光源が、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源が、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第１の光源により放出された光が、前記第２のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第２の光源により放出された光が、前記第１のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、請求項１～３のいずれか一項に記載の拡張可能な垂直ユニット。
5. ３つのフォトバイオリアクターと、各光源が前記カラムと作動的に係合する、３つの光源とを含み、前記第１の光源が、前記第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第２の光源が、前記第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源が、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第１の光源により放出された光が、前記第２または第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第２の光源により放出された光が、前記第１または前記第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第３の光源により放出された光が、前記第１または前記第２のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、請求項１～３のいずれか一項に記載の拡張可能な垂直ユニット。
6. ４つのフォトバイオリアクターと、各光源が前記カラムと作動的に係合する、４つの光源とを含み、前記第１の光源が、前記第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第２の光源が、前記第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第３の光源が、前記第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第４の光源が、第４のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第１の光源により放出された光が、前記第２、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第２の光源により放出された光が、前記第１、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第３の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第４の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、請求項１～３のいずれか一項に記載の拡張可能な垂直ユニット。
7. 前記光源が、類似または異なる波長の光を放出するように構成された複数の光放出ユニットを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の拡張可能な垂直ユニット。
8. 前記光源の前記光放出ユニットが、２８０～１０００ｎｍの光を放出するように構成されている、請求項７に記載の拡張可能な垂直ユニット。
9. 前記光源の前記光放出ユニットが、グループで配置され、光放出ユニットの各グループが、異なる波長の光を放出するように構成されている、請求項７または８に記載の拡張可能な垂直ユニット。
10. 前記光源の光放出ユニットの少なくとも１つのグループが、光合成有効放射（ＰＡＲ）を放出するように構成されている、請求項９に記載の拡張可能な垂直ユニット。
11. 前記光放出ユニットが、バラスト、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、ハロゲン、ネオン、および光ファイバーからなる群から選択される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の拡張可能な垂直ユニット。
12. 前記光放出ユニットが、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１１に記載の拡張可能な垂直ユニット。
13. 前記光合成生物が、海洋真核生物微細藻類、海洋原核生物微細藻類、シアノバクテリア、藍藻、淡水／塩水真核生物微細藻類、好塩性真核生物微細藻類、好極限性真核生物微細藻類、植物細胞株、植物幹細胞、および非付着大型藻類（海藻）からなる群から選択される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の拡張可能垂直ユニット。
14. 前記光合成生物が、微細藻類である、請求項１３に記載の拡張可能な垂直ユニット。
15. 少なくとも２つの垂直培養ユニットを含む、光合成微生物の生産のための大規模システムであって、各ユニットが、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、ｂ）前記フォトバイオリアクターと作動的に係合するカラムと、ｃ）各々が前記カラムと作動的に係合する、４つの光源であって、各光源および前記カラムが、各フォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記カラムが、前記フォトバイオリアクター内の温度、前記光源により放出された光の強度、前記光源による照明の周波数、前記照明の持続時間、および前記光源により放出された光の波長を制御するように構成され、第１の光源が、第１のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第２の光源が、第２のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第３の光源が、第３のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、第４の光源が、第４のフォトバイオリアクターの長手方向軸に沿って整列し、前記第１の光源により放出された光が、前記第２、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明せずに、前記第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第２の光源により放出された光が、前記第１、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第３の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第４の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、４つの光源と、を含む、光合成微生物の生産のための大規模システム。
16. 各フォトバイオリアクターが、少なくとも１つの流体入口、少なくとも１つの流体出口、少なくとも１つのガス入口、少なくとも１つのガス出口、および任意選択的に、フォトバイオリアクター機能またはフォトバイオリアクター含有物に関連するデータを収集することを可能にするように構成された、前記フォトバイオリアクターに接続されたセル、を含む、請求項１５に記載の生産システム。
17. 各カラムと通信する少なくとも１つの制御ユニットをさらに含む、請求項１５または１６に記載の生産システム。
18. 前記光源が、類似または異なる波長の光を放出するように構成された複数の光放出ユニットを含む、請求項１５～１７のいずれか一項に記載の生産システム。
19. 前記光源の前記光放出ユニットが、２８０～１０００ｎｍの光を放出するように構成されている、請求項１８に記載の生産システム。
20. 前記光源の前記光放出ユニットが、グループで配置され、光放出ユニットの各グループが、異なる波長の光を放出するように構成されている、請求項１８または１９に記載の生産システム。
21. 前記光源の光放出ユニットの少なくとも１つのグループが、光合成有効放射（ＰＡＲ）を放出するように構成されている、請求項２０に記載の生産システム。
22. 前記光放出ユニットが、バラスト、蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザー、ハロゲン、ネオン、および光ファイバーからなる群から選択される、請求項１８～２１のいずれか一項に記載の生産システム。
23. 前記光源が、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項２２に記載の生産システム。
24. 前記光合成生物が、海洋真核生物微細藻類、海洋原核生物微細藻類、シアノバクテリア、藍藻、淡水／塩水真核生物微細藻類、好塩性真核生物微細藻類、好極限性真核生物微細藻類、植物細胞株、植物幹細胞、および非付着大型藻類（海藻）からなる群から選択される、請求項１５～２３のいずれか一項に記載の生産システム。
25. 前記光合成生物が、微細藻類である、請求項２４に記載の生産システム。
26. １０～１０，０００個の垂直培養ユニットを含む、請求項１５～２５のいずれか一項に記載の生産システム。
27. ５０～８，０００個の垂直培養ユニットを含む、請求項２６のいずれか一項に記載の生産システム。
28. １００～１０００個の垂直培養ユニットを含む、請求項２７のいずれか一項に記載の生産システム。
29. 各フォトバイオリアクターの容積が、５～５０リットルである、請求項１５～２８のいずれか一項に記載の生産システム。
30. 各フォトバイオリアクターの前記容積が、１５～３５リットルである、請求項２９に記載の生産システム。
31. 光合成微生物の大規模生産のための方法であって、
    ａ）複数の垂直培養ユニットを含む、光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することであって、各ユニットが、ａ）４つの密閉可能なフォトバイオリアクターと、ｂ）前記フォトバイオリアクターの各々と作動的に係合するカラムと、ｃ）各々が前記カラムと作動的に係合する、少なくとも４つの光源であって、各光源および前記カラムが、前記フォトバイオリアクターの各々の長手方向軸に沿って整列し、前記カラムが、前記フォトバイオリアクター内の温度、前記光源により放出された光の強度、前記光源による照明の周波数、前記光源による前記照明の持続時間、および前記光源により放出された光の波長を制御するように構成され、前記第１の光源により放出された光が、前記第２、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第１のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第２の光源により放出された光が、前記第１、前記第３、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第２のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第３の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第４のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第３のフォトバイオリアクターを実質的に照明し、前記第４の光源により放出された光が、前記第１、前記第２、または前記第３のフォトバイオリアクターを照明することなく、前記第４のフォトバイオリアクターを実質的に照明する、少なくとも４つの光源と、ｄ）各カラムと通信する少なくとも１つの制御ユニットと、を含む、提供することと、
    ｂ）前記光合成微生物の種菌を前記フォトバイオリアクターに導入することと、
    ｃ）温度、光強度、光波長、流体含有量、栄養素、ｐＨ、ガス含有量、および前記フォトバイオリアクター内の乱気流からなる群から選択されるパラメータを調整することと、
    ｄ）任意選択的に、前記フォトバイオリアクター内のバイオマスを測定することと、
    ｅ）前記光合成微生物を回収することと、を含む、方法。
32. 増殖培地を前記バイオリアクターから回収するステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. フォトバイオリアクター含有物またはフォトバイオリアクター機能に関連するデータを収集するステップと、前記収集したデータを前記制御ユニットに伝達するステップと、をさらに含む、請求項３１または３２に記載の方法。
34. 前記光合成微生物が、海洋真核生物微細藻類、海洋原核生物微細藻類、シアノバクテリア、藍藻、淡水／塩水真核生物微細藻類、好塩性真核生物微細藻類、好極限性真核生物微細藻類、植物細胞株、植物幹細胞、および非付着大型藻類（海藻）からなる群から選択される、請求項３１～３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 前記光合成微生物が、微細藻類である、請求項３４に記載の方法。
36. 光合成微生物により産生された少なくとも１つの生体分子を得る方法であって、
    ａ）請求項１５～３０のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することと、
    ｂ）前記光合成微生物の生産のための前記大規模システムで前記光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ることと、
    ｃ）任意選択的に、前記光合成微生物による前記生体分子の産生を誘導して、前記少なくとも１つの生体分子で濃縮されたバイオマスを得ることと、
    ｄ）前記バイオマスおよび／または増殖培地を前記システムから回収することと、
    ｅ）前記少なくとも１つの生体分子を得ることと、を含む、方法。
37. 前記生体分子が、前記増殖培地から得られる、請求項３６に記載の方法。
38. 前記生体分子が、前記バイオマスから得られる、請求項３６に記載の方法。
39. 前記生体分子が、抽出により得られる、請求項３７に記載の方法。
40. 生体分子の混合物を得ることを含む、請求項３６～３８のいずれか一項に記載の方法。
41. 前記生体分子が、アルカロイド、フラボノイド、カロテノイド、グリコシド、テルペノイド、フェナジン、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、ビタミン、炭水化物、脂質、多糖類、ポリオール、フィコビリタンパク質、セルロース、ヘミセルロース、ペクチン、リポ多糖類、クロロフィル、脂肪酸、脂質、油、糖類、グリセリド、ポリグリセリド、キノン、リグナン、ポリイオン、およびキレート剤からなる群から選択される、請求項３６～３８のいずれか一項に記載の方法。
42. 光合成微生物のバイオマスを得る方法であって、前記バイオマスが、少なくとも１つの生体分子で濃縮され、前記方法が、
    ａ）請求項１５～３０のいずれか一項に記載の光合成微生物の生産のための大規模システムを提供することと、
    ｂ）前記光合成微生物の生産のための前記大規模システムで前記光合成微生物を増殖させて、所望の容積のバイオマスを得ることと、
    ｃ）任意選択的に、前記光合成微生物による前記生体分子の生産を誘導して、前記少なくとも１つの生体分子で濃縮されたバイオマスを得ることと、
    ｄ）前記バイオマスを回収することと、を含む、方法。

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