JP7240697B1 - 微生物分離回収装置 - Google Patents

Abstract

複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を容易に分離回収することができる、微生物分離回収装置を提供する。複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を分離回収する微生物分離回収装置であって、遮光部材により構成され内部に液体を貯留可能な空間を有する本体部と、本体部の上方に設置され、光透過性部材により構成される回収部と、本体部と回収部とを接続する流路と、回収部に対して、可視光を照射する照射部と、を備える、微生物分離回収装置。

Description

本発明は、微生物分離回収装置に関する。

冷却水として海水を利用する火力発電所や原子力発電所等においては、海から海水を取り入れて復水器に供給する取水路や、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路の内部に、フジツボ類等の海洋生物が付着する場合がある。海洋生物の付着数が多くなると、冷却水の流路が塞がれて冷却性能が低下するなどの不具合を招くおそれがある。そこで、海洋生物の付着を抑制するために冷却水に塩素系薬剤を注入することが従来行われている。

しかし、冷却水に対して過剰に塩素系薬剤を添加することは、環境影響の観点、及び薬剤添加にかかるコストの観点から好ましいものとは言えず、適切な量の塩素系薬剤を添加することが求められる。例えば、海水中におけるフジツボ類等の付着生物の幼生の数を把握することができれば、その数に応じて塩素系薬剤の添加量を適切に調整することが可能となる。

水中における特定種の微生物を計数するには、海域でプランクトンネットを用いてサンプルを採取し、顕微鏡等を用いて手作業で計数を行うことが従来行われていた手法だった。しかし、上記サンプルには複数種の植物プランクトン及び動物プランクトンが含まれることから、非常に時間と手間を要していた。複数種の微生物を含む試料から特定種の微生物を単離する方法としては、単離容器の内部に収容した微生物に対し、所定の時間、方向性のある外部刺激を与えることで、外部刺激の付与方向に並ぶブロックに微生物を分離回収する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２５５４５８号公報

特許文献１に開示された技術は、外部刺激手段として例えば光源を用いるものであるが、所望の特定種の微生物を単離するために、どのような光源を用いればよいかが不明である。単に所定の光源に対する走光性の違いを利用して特定種の微生物を単離しようとする場合、照射時間も適宜調整が必要であり、照射時間が長すぎ、或いは短すぎる場合、意図したとおりに単離が行えない可能性がある。更に単離したサンプルを回収する具体的な手段についても示されていない。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を容易に分離回収することができる、微生物分離回収装置を提供することを目的とする。

（１） 本発明は、複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を分離回収する微生物分離回収装置であって、遮光部材により構成され内部に液体を貯留可能な空間を有する本体部と、前記本体部の上方に設置され、光透過性部材により構成される回収部と、前記本体部と前記回収部とを接続する流路と、前記回収部に対して、可視光を照射する照射部と、を備える、微生物分離回収装置に関する。

（２） 前記本体部は、前記流路と接続され上方に向けて開口する第１開口部を有し、前記流路は、外部からの光を遮光可能に構成され、少なくとも一部に前記第１開口部の内径よりも狭い狭隘部が形成される、（１）に記載の微生物分離回収装置。

（３） 前記本体部は、上方に向けて２方向に分岐する分岐部を有し、前記分岐部の分岐先の一方には、前記第１開口部が形成され、前記分岐部の分岐先の他方には、前記第１開口部よりも高い位置に第２開口部が形成される、（２）に記載の微生物分離回収装置。

（４） 前記第１開口部は、前記流路が挿通可能な孔部を有する第１閉塞部材により閉塞され、前記第２開口部は、第２閉塞部材により開閉可能に閉塞される、（３）に記載の微生物分離回収装置。

本発明は、複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を容易に分離回収することができる、微生物分離回収装置を提供できる。

本実施形態に係る微生物分離回収装置の構成を示す断面模式図である。 本実施形態に係る微生物分離回収装置の本体部の構成を示す断面模式図である。 本実施形態に係る微生物分離回収装置における微生物分離回収時の状態を示す断面模式図である。 他の実施形態に係る微生物分離回収装置の構成を示す断面模式図である。

《第１実施形態》
＜微生物分離回収装置＞
本実施形態に係る微生物分離回収装置１は、海洋等の水域から採取した、複数種の微生物を含む試料から、フジツボ類幼生を選択的に好ましく回収することができる装置である。

フジツボ類とは、節足動物門（Ａｒｔｈｒｏｐｏｄａ）、甲殻類（Ｃｒｕｓｔａｃｅａ）まん脚亜綱（Ｃｉｒｒｉｐeｄｉａ）完胸上目（Ｔｈｏｒａｃｉｃａ）に分類されるものの総称であり、例えば、タテジマフジツボ、アメリカフジツボ、アカフジツボ、サンカクフジツボ、オオアカフジツボ、サラサフジツボ、イワフジツボ、シロスジフジツボ、ヨーロッパフジツボ等を含むフジツボ亜目（Ｂａｌａｎｏｍｏｒｐｈａ）に属するものが含まれる。

フジツボ類は、幼生期の間は海中を遊泳しており、初期幼生をノープリウス幼生と呼び、さらに成長した幼生をキプリス幼生と呼ぶ。キプリス幼生は付着期幼生に相当し、遊泳後適当な基板に付着して、変態後に成体となる。キプリス幼生は水中の構造物である、例えば、発電所の海水取水設備又は海水放水設備、沿岸水産養殖設備、漁業設備等に付着し、その後成長することで、これらの設備に悪影響を及ぼす可能性がある。従って、これらの設備が存在する海域に生息するフジツボ類のキプリス幼生およびノープリウス幼生の数を把握することで、塩素系薬剤の注入等、必要な対策を取ることが可能になる。

キプリス幼生およびノープリウス幼生は、可視光に対して、強い正の走光性を示すことが、本発明者らの研究により明らかになった。本実施形態に係る微生物分離回収装置は、上記幼生の強い正の走光性を利用して、フジツボ類のキプリス幼生およびノープリウス幼生を容易に分離回収することができる。

微生物分離回収装置１は、図１に示すように、本体部２０と、回収部３０と、流路４０と、照射部５０と、を備える。

本体部２０は、内部に液体（複数種の微生物を含む海水等の試料）を貯留可能な空間を有する中空部材である。本体部２０は、図１に示すように、設置面に設置された状態で内部空間の下方が閉塞され、上方に向けて分岐部２３で２方向に分岐した形状を有する。上記分岐部２３の分岐先にはそれぞれ、第１開口部２１と、第２開口部２２と、が形成される。第１開口部２１は、流路４０が挿通可能な孔部を有する第１閉塞部材６１により開閉可能に閉塞されると共に、流路４０と接続されることで、本体部２０と回収部３０とが連通するように構成される。第１開口部２１は、開閉可能であることが好ましいが、開閉可能でなくてもよい。第２開口部２２は、第２閉塞部材６２によって開閉可能に閉塞される。第２開口部２２の開口上端は、設置状態で第１開口部２１よりも高い位置、かつ流路４０の上端よりも高い位置に配置される。第２開口部２２が形成される部材は、本体部２０と別体として構成されてもよく、本体部２０と一体に形成されていてもよい。

本体部２０は、光が透過不能な遮光部材によって構成される。上記遮光部材としては光透過性を有しない材料であれば特に限定されず、塩化ビニル等の樹脂や、金属等を用いることができる。

回収部３０は、本体部２０の上方に設置される略筒状部材であり、設置状態で底面が流路４０と接続されている。回収部３０と流路４０との接続方法は特に限定されないが、例えば、回収部３０の底部に形成された孔部に流路４０を挿通させ、水が出入り不能に孔部の周囲をシーリング材等で封止する方法が挙げられる。回収部３０は、例えば、内部の微生物を観察するために光透過性部材により構成することができる。上記光透過性部材としては、特に限定されないが、アクリル樹脂等の光透過性樹脂や、ガラス等が挙げられる。回収部３０は光透過性部材でなくてもよい。回収部３０の上面は、本実施形態においては開口している。一方で、回収部３０の上面には、上記光透過性部材により構成される開閉可能な蓋部が設けられていてもよい。

流路４０は、本体部２０の第１開口部２１と、回収部３０の底面とを接続する流路である。流路４０は、例えば、光が透過不能な遮光部材によって構成される管状体である。流路４０は、第１閉塞部材６１に形成された孔部に挿通される。流路４０の一部は回収部３０の内部まで延出し、流路４０の上端は回収部３０の内部で開口している。

流路４０の少なくとも一部には、第１開口部２１の内径よりも狭い狭隘部４１が形成されることが好ましい。これによって、照射部５０から照射される光に対して走光性を有するキプリス幼生のみを回収部３０に移動させることができる。また、回収部３０に移動したキプリス幼生を含むサンプルの回収を容易に行うことができる。本実施形態において、流路４０は第１開口部２１の内径よりも狭い径を有する管状体であり、流路４０の全体が狭隘部４１をなす。一方で、流路４０の一部に１つ又は複数の狭隘部４１が形成されていてもよい。

照射部５０は、回収部３０に対して可視光を照射する。これによって、上記光に対して正の走光性を有するフジツボ類のキプリス幼生およびノープリウス幼生を回収部３０に誘引することができる。一方で、上記可視光に対して正の走光性を有しない他の動物性プランクトンや、植物性プランクトン、及び夾雑物は本体部２０の内部に残留するため、これらを除いたサンプルを回収することができる。照射部５０の具体的な構成は特に限定されないが、例えばＬＥＤ照射装置、ハロゲンランプ、水銀ランプ、蛍光管等を用いることができるが、ＬＥＤ照射装置を用いることが好ましい。

第１閉塞部材６１は、流路４０が挿通可能な孔部を有する部材であり、例えばゴム、エラストマー等の弾性材料により構成される。第１閉塞部材６１は、光透過性を有しないことが好ましい。第１閉塞部材６１は、流路４０と一体として形成されていてもよい。第１閉塞部材６１の下端は、一部が第１開口部２１に嵌入して固定され、第１閉塞部材６１の上端面は回収部３０の底面と当接して固定される。

第２閉塞部材６２は、孔部を有しないこと以外は、第１閉塞部材６１と同様の構成を有する。第２閉塞部材６２の下端は、一部が第２開口部２２に嵌入して固定される。

＜微生物分離回収方法＞
次に、微生物分離回収装置１を用いて微生物の分離回収を行う手順を説明する。まず、図２に示すように、本体部２０から回収部３０、流路４０、及び第１閉塞部材６１、並びに第２閉塞部材６２を取り外す。この状態で第１開口部２１又は第２開口部２２から試料（プランクトンネットサンプル）を投入する。なお、回収部３０、流路４０、及び第１閉塞部材６１を取り外さずに、第２閉塞部材６２のみを取り外し、第２開口部２２から試料を投入してもよい。次に、流路４０、及び第１閉塞部材６１を第１開口部２１に嵌入させ閉塞し、上方に回収部３０を接続する。この状態で第２開口部２２から、ろ過海水を投入し、回収部３０の内部の流路４０の上端以上の水位となるまでろ過海水の投入を続ける。その後、第２閉塞部材６２を第２開口部２２に嵌入させ閉塞し、回収部３０に対して照射部５０によって可視光を照射する。照射を所定時間（例えば１５分間以上）行った後、図３に示すように微生物分離回収装置１を傾けて回収部３０内の液体を所定の容器に回収する。

ここで、本体部２０は第１閉塞部材６１、及び第２閉塞部材６２によって開口部が閉塞されており、流路４０の先端部のみが外部と連通している。この状態で微生物分離回収装置１を傾けて回収部３０内の液体を所定の容器に回収すると、本体部２０の内部は陰圧となり、また流路４０の先端部には表面張力が働く。これにより、微生物分離回収装置１を傾けても本体部２０の内部に貯留された液体は外部に排出されず、回収部３０内の液体のみが排出されるため、容易に回収部３０内の液体を回収することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る微生物分離回収装置１ａの構成を説明する。第１実施形態に係る微生物分離回収装置１と同様の構成については、図面に同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

《第２実施形態》
＜微生物分離回収装置＞
第２実施形態に係る微生物分離回収装置１ａは、図４に示すように、本体部２０と、回収部３０と、流路４０と、照射部５０と、を有する。

本体部２０は、微生物分離回収装置１と同様に、上方に向けて分岐部２３で２方向に分岐した形状を有する中空部材である。上記分岐部２３の分岐先にはそれぞれ、第１開口部２１と、第２開口部２２と、が形成される。本実施形態において、第２開口部２２は遮光部材６２ａで開閉可能に遮光される。遮光部材６２ａは第２開口部２２を遮光可能な構成であれば特に限定されないが、例えば、第２開口部２２の外径よりも大きな内径を有するキャップを、第２開口部２２を被覆するように配置することができる。

流路４０は、本実施形態において、分岐部２３から分岐する本体部２０の流路である。流路４０の上端部には、第１開口部２１が形成される。第１開口部は、回収部３０の下面と接続されている。本実施形態において、回収部３０は光透過性部材により構成される筒状体であり、下面は開口している。

＜微生物分離回収方法＞
微生物分離回収装置１ａを用いて微生物の分離回収を行う手順としては、第１実施形態と同様に、本体部２０の内部に試料（プランクトンネットサンプル）、及び必要に応じてろ過海水を水面が回収部３０の位置に上昇するまで投入し、遮光部材６２ａにより第２開口部２２を被覆する。次に、回収部３０に対して照射部５０によって可視光を照射する。照射を所定時間（例えば１５分間以上）行った後、回収部３０内の液体をスポイト等により回収する。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

以下、実施例を用いて本発明について詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されない。

［キプリス幼生の回収試験］
第２実施形態に係る微生物分離回収装置１ａを用いて、タテジマフジツボのキプリス幼生の回収試験を行った。飼育して得たタテジマフジツボのキプリス幼生を微生物分離回収装置１ａに海水と共に投入し、照射部５０から回収部３０に対して可視光を照射した。光源はハロゲンランプ（ピーク波長：６４６ｎｍ、波長範囲：３６０～７６０ｎｍ、ＰＨＩＬＩＰＳ社製 １５Ｖ １５０Ｗ 型番６４２３）を用いた。遮光部材６２ａにより第２開口部２２を被覆した時間を開始時間として、回収部３０に現れたキプリス幼生の個体数を数えた。試験は２回行い、１回目の試験では終了時（１７分２０秒経過時）に回収部３０に１６個体のキプリス幼生が確認された。２回目の試験では終了時（１５分２６秒経過時）に回収部３０に１３個体のキプリス幼生が確認された。

［キプリス幼生の回収率］
北原式表面プランクトンネット（口径３０ｃｍ，目合０．１ｍｍ；ＲＩＧＯＳＨＡ５５１１）を用いてプランクトン試料を得た（海水ろ過量２００Ｌ）。これに、飼育して得たタテジマフジツボのキプリス幼生とノープリウス幼生を数十個体添加したものを試験用試料とした。これを用い、キプリス幼生の回収試験と同様の手順で１５分後に回収部３０から回収した回収分画と、本体部２０に残留した夾雑分画（非回収分画）とに分けた。回収分画は回収部３０からピペットを用いて約１５ｍＬ回収した。夾雑分画は、６０μｍメッシュで受け回収した。それぞれ、プランクトン計数板（ＲＩＧＯＳＨＡ）を用い、実体顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ ＳＺＸ７）下でキプリス幼生やその他のプランクトン数（ｎ）を数えた。試験は２回行った。結果を表１に示した。

表１に示すように、本実施形態に係る微生物分離回収装置を用いることで、３０～４０％のキプリス幼生およびノープリウス幼生の回収率を得ることができた。同じ甲殻類であっても、コペポーダ等他の甲殻類の回収率は低い結果であり、甲殻類以外のゴカイ類、オタマボヤの回収率は更に低かった。以上の結果から、本実施形態に係る微生物分離回収装置により、フジツボ類のキプリス幼生およびノープリウス幼生を他の微生物との分離に利用できることが明らかである。

１，１ａ 微生物分離回収装置
２０ 本体部
２１ 第１開口部
２２ 第２開口部
２３ 分岐部
３０ 回収部
４０ 流路
４１ 狭隘部
５０ 照射部
６１ 第１閉塞部材
６２ 第２閉塞部材

Claims (3)

1. 複数種の微生物を含む試料からフジツボ類幼生を分離回収する微生物分離回収装置であって、
   遮光部材により構成され内部に液体を貯留可能な空間を有する本体部と、
   前記本体部の上方に設置され、光透過性部材により構成される回収部と、
   前記本体部と前記回収部とを接続する流路と、
   前記回収部に対して、可視光を照射する照射部と、を備え、
   前記本体部は、前記流路と接続され上方に向けて開口する第１開口部を有し、
   前記本体部は、上方に向けて２方向に分岐する分岐部を有し、
   前記分岐部の分岐先の一方には、前記第１開口部が形成され、
   前記分岐部の分岐先の他方には、前記第１開口部よりも高い位置に第２開口部が形成される、微生物分離回収装置。
2. 前記流路は、外部からの光を遮光可能に構成され、少なくとも一部に前記第１開口部の内径よりも狭い狭隘部が形成される、請求項１に記載の微生物分離回収装置。
3. 前記第１開口部は、前記流路が挿通可能な孔部を有する第１閉塞部材により閉塞され、
   前記第２開口部は、第２閉塞部材により開閉可能に閉塞される、請求項１に記載の微生物分離回収装置。

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