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JP7507082B2 - Environmental DNA sample collection device and environmental DNA sample collection method - Google Patents
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JP7507082B2 - Environmental DNA sample collection device and environmental DNA sample collection method - Google Patents

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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。 The present invention relates to an environmental DNA sample collection device and an environmental DNA sample collection method.

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。
When assessing the environmental impact of construction work or selecting suitable sites for mitigation, the distribution of biological species and their changes are important information. One method of obtaining biological information in water areas is environmental DNA analysis, which exists in the soil, water, and other environments. Environmental DNA analysis obtains information on biological species by detecting DNA from minute biological fragments and excrement floating in the water (environment) of the surveyed water area. By analyzing environmental DNA, it is possible to identify the biological species that inhabit the area and estimate their quantity.
A typical environmental DNA analysis involves collecting about 1 liter of water (environmental water) on-site as a sample, filtering the sample with, for example, a filter paper with a pore size of 0.7 μm, and subjecting the DNA extracted from the residue captured on the filter paper to real-time PCR analysis or amplicon analysis using a next-generation sequencer. Because the analysis requires filtering a large amount of water and filtering takes time, the large amount of water collected on-site is sometimes stored in a cooler box or the like and brought back to an analysis facility for filtering and analysis.
Conventionally, as a sampling method and device for sampling a liquid to be measured on-site, the technology disclosed in Patent Document 1 is known. The sampling method and device of Patent Document 1 includes a filter for removing unnecessary matter that separates the inside of a sampling container into upper and lower parts, and samples liquid introduced to the upper side of the sampling container through the filter.

特開2003-344229号公報JP 2003-344229 A

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。
The sampling method and device of Patent Document 1 simply collects liquid introduced into the upper part of a sampling container through a filter on-site, but does not capture the sample contained in the liquid with a filter. Therefore, this sampling method and device alone cannot analyze environmental DNA, and does not reduce labor.
In addition, the concentration of environmental DNA dispersed is low, so a large amount of water needs to be collected from the sampling point in the surveyed water area in order to sample for analysis. In particular, in surveyed water areas with rivers or ocean currents, if water is collected continuously according to the filtration capacity, sample water that has passed the measurement timing will be mixed in, causing a deterioration in the quality of the collected sample.
The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and to provide an environmental DNA sample collection device and an environmental DNA sample collection method that are excellent in obtaining biological information in surveyed water areas and reduce the labor required for analysis.

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ろ過装置、排水貯留容器及びろ過用ポンプを備えており、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用ポンプにより前記ろ過装置に供給し、前記ろ過装置でろ過することによって、環境DNAサンプルを採取するものである。前記排水貯留容器は、前記ろ過装置でろ過された後のろ水を一旦貯留する構成である。前記ろ過用ポンプは、前記排水貯留容器の内空部内の気体を吸引し、前記排水貯留容器内を負圧状態にすることで、ろ水の排水を促進し、前記貯留容器に貯留された試料水が前記ろ過装置に連続して供給される。
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。
In order to solve the above problems, the present invention provides an environmental DNA sample collection device to be installed in an environmental DNA survey water area. The environmental DNA sample collection device includes a storage container for sample water , a filtration device , a wastewater storage container, and a filtration pump , and collects a required amount of sample water from a survey water area during collection and stores it in the storage container , supplies the sample water stored in the storage container to the filtration device by the filtration pump , and filters it with the filtration device to collect an environmental DNA sample . The wastewater storage container is configured to temporarily store filtrate after filtering with the filtration device. The filtration pump sucks gas from the inner space of the wastewater storage container to create a negative pressure state within the wastewater storage container, thereby accelerating the drainage of filtrate, and the sample water stored in the storage container is continuously supplied to the filtration device.
In the present invention, the required amount of sample water can be collected at a time from a specified water collection point in the surveyed water area and stored in a storage container. Therefore, the required amount of sample water can be quickly sampled even in a surveyed water area with a river or ocean current. Then, the collected sample water is discharged into the water area through a filtration device, so that fine biological fragments and excrement contained in the water (environment) of the surveyed water area can be captured by the filtration device. In other words, the environmental DNA sample required for analysis can be suitably collected while adjusting for the long filtration time. Therefore, it is possible to obtain biological information in the surveyed water area and perform appropriate environmental DNA evaluation. Moreover, instead of a storage container containing the sample water, the sample captured by the filtration device can be brought back to an analysis facility, etc., so that the labor required for analysis can be suitably reduced.

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。
It is also preferable that the storage container and the filtration device are combined to form one filtration set, and that the filtration sets are provided in the number required for the number of collections.
By configuring in this way, the required amount of sample water can be collected in the storage container of each filtration set at each sampling time, while the environmental DNA samples required for analysis can be collected individually by each filtration device. Therefore, the labor involved in analyzing environmental DNA can be further reduced. In addition, since the filtration sets are provided in the number required for the number of collections, the influence of the sample water collected previously can be eliminated. In addition, in the case of water quality that makes it difficult to filter a large amount of sample water, the amount of sample water that has been filtered can be understood by checking the amount of sample water remaining in the storage container (remaining amount). Furthermore, by replacing the filtration set with a new one when collecting it, the environmental DNA samples required for analysis can be continuously collected.

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。
In addition, it is preferable that at least the filtration device is placed in a temperature-controlled environment.
By installing a filter in a controlled environment (e.g., an environment controlled at a refrigeration or freezing temperature), deterioration of minute biological fragments and excrement captured by the filter can be prevented, allowing accurate biological information to be obtained in the water area, which allows for appropriate evaluation of environmental DNA.

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。
The environmental DNA collection method of the present invention involves installing an environmental DNA sample collection device in an environmental DNA survey water area to sample environmental DNA. The environmental DNA sample collection method includes a collection device installation step of installing an environmental DNA sample collection device in a survey water area, the environmental DNA sample collection device including one filtration set formed by combining the storage container and the filtration device, the number of which corresponds to a plurality of preset sampling times, a water collection step of collecting and storing sample water in the storage container of the corresponding filtration set in accordance with the sampling time, a filtration step of supplying sample water from the storage container to the filtration device and filtering it, and discharging the filtrate after filtration, and a recovery step of recovering the filtration residue as a sample for environmental DNA analysis.
In the present invention, the sampling device installation step installs an environmental DNA sample sampling device in the surveyed water area, and the water sampling step allows sample water to be sampled at each sampling time and stored in the storage container of each filtration set. In other words, the required amount of sample water collected at a certain specified water sampling location and sampling time can be secured in the storage container. Therefore, the required amount of sample water can be sampled quickly even in a real sea area with a flow. Then, the filtration step allows the sample water in the storage container to be discharged into the water area through the filtration device, so that fine biological fragments and excrement contained in the water (environment) of the surveyed water area can be captured by the filtration device. Then, the recovery step allows the filtration residue to be recovered as a sample for environmental DNA analysis, so that biological information in the surveyed water area can be obtained easily and appropriate environmental DNA can be evaluated. Moreover, the filtration residue can be recovered on-site in the surveyed water area, so that the labor required for analysis can be suitably reduced.

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。 The environmental DNA sample collection device and method of the present invention are excellent for obtaining biological information in surveyed water areas and can reduce the labor required for analysis.

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。1 is a schematic diagram showing the installation mode of an environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention in a survey water area. 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。FIG. 2 is a block diagram showing the components of an environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention. 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。A configuration diagram showing other components of the environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention. 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。10 is a schematic diagram showing another installation mode of an environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention in a surveyed water area. FIG. 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。10 is a schematic diagram showing another installation mode of an environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention in a surveyed water area. FIG.

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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate. Fig. 1 is a schematic diagram showing an installation state of an environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention in a survey water area, and Fig. 2 is a configuration diagram showing components of the environmental DNA sample collection device according to an embodiment of the present invention.
The environmental DNA sample collection device M of this embodiment is installed on the structural body 110 of a floating structure 100 installed in the survey water area W (water collection location) as shown in Figure 1, and is a device that collects samples for environmental DNA analysis directly in the survey water area (site) W.
The structure body 110 is a raft-like structure having buoyancy, and is moored via a wire 101 and an anchor 102 so as to remain on the sea surface of the surveyed water area W. The floating structure 100 can be moved on the sea surface by a drive mechanism (not shown) provided on the floating structure 100 or by being towed by a ship, or the like.

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。
As shown in Figure 2, the environmental DNA sample collection device M comprises a water sampling pump 10, a group of storage containers 20, a group of filtration devices 30, a wastewater storage container 40, a filtration pump 50, a control unit 60, a battery 70, and a solar panel (power generation equipment) 80.
The water sampling pump 10 is a pump for sampling seawater from the surveyed water area W and sending it to the downstream storage container group 20. The water sampling pump 10 is operated under the control of the control unit 60 using power from a battery 70.
A water sampling pipe 11 is connected to the suction side of the water sampling pump 10. As shown in Fig. 1, the water sampling pipe 11 is supported by a support member 120 extending from a structure body 110 toward the sea and is submerged in the sea. The water sampling port 11a of the water sampling pipe 11 is installed, for example, at a predetermined depth from the sea surface. Note that a water sampling port moving mechanism (not shown) or the like may be provided at the water sampling port 11a so that the water sampling port 11a faces upstream in the seawater flow direction.
As shown in Fig. 2, a discharge pipe 12 is connected to the discharge side of the water sampling pump 10. The discharge pipe 12 is connected to a branch pipe 13 at the rear stage. A first on-off valve 12a for opening and closing the discharge pipe 12 is provided in the middle of the discharge pipe 12. The first on-off valve 12a is operated under the control of the control unit 60 using power from a battery 70. A plurality of inlet pipes 14 leading to the storage container group 20 are connected to one end of the branch pipe 13. A second on-off valve 14a for opening and closing each inlet pipe 14 is provided in the middle of each inlet pipe 14. The second on-off valve 14a is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70.
The other end of the branch pipe 13 extends to the wastewater storage container 40 and opens into the wastewater storage container 40. A third opening/closing valve 13a for opening and closing the branch pipe 13 is provided in the middle of the branch pipe 13 leading to the wastewater storage container 40. The third opening/closing valve 13a is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70.

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。 In this embodiment, the storage container group 20 is installed in a building 20a separated by a partition wall. The storage container group 20 is not limited to being installed in the building 20a, and may be configured to be covered with a light-shielding material. The storage container 21 itself described later may be formed of a material having light-shielding properties to configure the storage container group 20. Each of the multiple storage containers 21 constituting the storage container group 20 has a volume capable of storing the amount of sample water required for analyzing environmental DNA, for example, a volume of 20 liters or more. For example, a replaceable water bag is used as the storage container 21. The storage containers 21 are installed in the number that can individually store the sample water collected at each preset sampling time. For example, in the case of sampling 12 times in total every two hours, at least 12 storage containers 21 are provided in the building 20a. An inlet pipe 14 branched from a branch pipe 13 is connected to the top of each storage container 21. An outlet pipe 15 is connected to the bottom of each storage container 21. The downstream end of each outlet pipe 15 leads to the inside of the refrigerator compartment 35 of the filtration device group 30. A fourth on-off valve 15a for opening and closing the outlet pipe 15 is provided midway along each outlet pipe 15. The fourth on-off valve 15a is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70. The flow rate of the sample water flowing through the outlet pipe 15 is set by the amount of water sucked in by the filtration pump 50, which will be described later.

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。
The filtering device group 30 includes a plurality of filtering devices, each including a first filter 31 disposed midway downstream of each outlet pipe 15, and a second filter 32 disposed after the first filter 31. Each first filter 31 serves to remove larger particles and unwanted matter contained in the sample water that has flowed through the outlet pipe 15. In this embodiment, the first filter 31 has a mesh size of 100 μm.
Each second filter 32 filters the sample water after the removal of dust and unnecessary substances, and serves to capture fine biological debris, excrement, and the like contained in the sample water. In this embodiment, a filter with an opening size of 7 μm is used as the second filter 32. Each second filter 32 is disposed in the refrigerator chamber 35, and can be removed from the refrigerator chamber 35 after filtration.
The refrigerator compartment 35 is cooled by a cooling device 33 that is powered by a battery 70. The inside of the refrigerator compartment 35 is shielded from light, providing an environment in which deterioration of biological debris, excrement, and the like captured by filtration is unlikely to progress.
The filtered water after being filtered by each second filter 32 is discharged through the individual drain pipe 16b of the subsequent drain pipe 16. The downstream end of the drain pipe 16 is connected to the other end of the branch pipe 13. A fifth opening/closing valve 16a for opening and closing the individual drain pipe 16b is provided midway along each individual drain pipe 16b. The fifth opening/closing valve 16a is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70.
In this embodiment, a single filtration set is configured by combining the storage container 21 and the filtration device. At least the number of filtration sets required for the number of collections (samplings) is provided. For example, in the case of sampling 12 times in total every two hours, at least 12 filtration sets are provided.

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。
The wastewater storage container 40 is a container that temporarily stores wastewater flowing in through the branch pipe 13. The discharge pipe 17 is connected to the bottom of the wastewater storage container 40. As shown in FIG. 1, the discharge pipe 17 is supported by a support member 130 that extends from the structure body 110 toward the sea, and is submerged in the sea at a position away from the water sampling port 11a on the opposite side. In this embodiment, the discharge port 17b of the discharge pipe 17 is located at a position deeper than the water sampling port 11a so as not to affect the sample water sampled from the water sampling port 11a. A sixth opening/closing valve 17a that opens and closes the discharge pipe 17 is provided in the middle of the discharge pipe 17. The sixth opening/closing valve 17a is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70.
A suction pipe 18 connected to a filtration pump 50 is attached to the top of the wastewater storage container 40. A suction port 18a of the suction pipe 18 opens into the inner space A above the water level H1 of the wastewater stored in the wastewater storage container 40.
The filtration pump 50 sucks gas from the inner space A of the wastewater storage container 40 via the suction tube 18, creating a negative pressure state inside the wastewater storage container 40, thereby accelerating drainage in the branch pipe 13 and promoting the filtration action. The filtration pump 50 is operated under the control of the control unit 60 using power from the battery 70. The suction amount of the filtration pump 50 is set so that the sample water stored in the storage container 21 flows into the second filter 32 over a period of time.

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。 The control unit 60 controls the operation of the water sampling pump 10, the first on-off valve 12a, the second on-off valve 14a, the third on-off valve 13a, the fourth on-off valve 15a, the fifth on-off valve 16a, and the sixth on-off valve 17a, and also controls the operation of the filtration pump 50. The control unit 60 is an ECU (Electronic Control Unit) equipped with a CPU, RAM, ROM, and input/output circuits. Various controls by the control unit 60 are realized by reading a program pre-stored in the ROM into the RAM and executing it with the CPU. The above-mentioned operation controls can also be performed manually.

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。 The battery 70 is charged with power supplied from the solar panel 80 and supplies power to each of the above-mentioned components. The solar panels 80 are panels for generating electricity using sunlight, and a predetermined number of solar panels are installed on the structure body 110 so that the battery 70 is charged with the power required to capture environmental DNA. It is preferable that the battery 70 is configured to be replaceable. By configuring it to be replaceable, for example, if the battery 70 is not sufficiently charged due to weather or the like, it can be replaced with a pre-charged battery 70 when collecting samples, etc.

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。
Next, a detailed description will be given of a method for collecting environmental DNA samples using the environmental DNA sample collection device M. Below, a description will be given of a method for collecting environmental DNA samples in which a floating structure 100 is placed in a surveyed water area W of the ocean, but the surveyed water area W is not limited to the ocean, and also includes lakes, marshes, and rivers.
The method for collecting environmental DNA samples includes a collection device installation step, a water collection step, a filtration step, and a recovery step. Before the water is collected, the water collection pump 10 and the filtration pump 50 are stopped, and each opening/closing valve is closed.
The sampling device installation process is a process of installing an environmental DNA sample sampling device M in the investigation water area W. In the sampling device installation process, the floating structure 100 is moved to the investigation water area W by autonomous navigation using a drive mechanism (not shown) or by towing by a ship. Once the floating structure 100 has been moved to the investigation water area W, multiple anchors 102 are lowered through a wire 101 to moor the floating structure 100 in the investigation water area W.

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。
The water sampling step is a step of collecting and storing sample water in the storage container 21 of the corresponding filtration set at a preset sampling time.
Specifically, in the water sampling process, a few minutes before the filtration start time, the water sampling pump 10 is operated to pass the sampled water through the water sampling pipe 11, the discharge pipe 12, etc., thereby performing co-washing. In this case, the control unit 60 operates the water sampling pump 10 and opens the first on-off valve 12a of the discharge pipe 12 and the third on-off valve 13a of the branch pipe 13. This causes the water sampling pipe 11, the discharge pipe 12, and the branch pipe 13 to be co-washed. The water after the co-washing is drained from the branch pipe 13 to the drainage storage container 40, and is discharged from the discharge pipe 17 by opening the sixth on-off valve 17a by the control unit 60.
Thereafter, when the filtration start time arrives, the control unit 60 opens the second on-off valve 14a of the inlet pipe 14 leading to the storage container 21 of the corresponding filtration set, and closes the third on-off valve 13a of the branch pipe 13. This causes a predetermined amount of sample water to be stored in the storage container 21 of the corresponding filtration set. The control unit 60 then stops the water sampling pump 10. The stop control of the water sampling pump 10 can be performed, for example, by detecting that a predetermined amount of water has been collected in the storage container 21 using a liquid level sensor or the like.

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。
The filtration step is a step of supplying sample water from the storage container 21 to the filtration device, filtering the sample water, and discharging the filtered water. In the filtration step, the control unit 60 opens the fourth on-off valve 15a of the outlet pipe 15 leading to the storage container 21 of the corresponding filtration set, opens the fifth on-off valve 16a of the individual drain pipe 16b leading to the corresponding filtration set, and operates the filtration pump 50. The sixth on-off valve 17 of the discharge pipe 17 is kept in a closed state. Then, the sample water flows from the storage container 21 through the outlet pipe 15 to the first filter 31 of the filtration device, and larger debris and other unwanted substances contained in the sample water are removed by the first filter 31. The debris and other unwanted substances removed by the first filter 31 are discarded.
Thereafter, the sample water filtered by the first filter 31 is introduced into the refrigeration chamber 35 and filtered by the second filter 32. As a result, the second filter 32 captures minute biological debris, excrement, and the like contained in the sample water.
The control unit 60 controls the filtration to stop when a preset time has elapsed after the start of filtration, for example, 1 hour or 30 minutes. In other words, the control unit 60 closes the fourth on-off valve 15a of the outlet pipe 15 and the fifth on-off valve 16a of the individual drain pipe 16b after the predetermined time has elapsed, and stops the filtration pump 50.
The filtered water after being filtered by the second filter 32 is discharged through the individual drain pipe 16b of the subsequent drain pipe 16, flows into the branch pipe 13, and is then discharged into the wastewater storage container 40. Then, the control unit 60 opens the sixth opening/closing valve 17a of the discharge pipe 17 to discharge the filtered water discharged into the wastewater storage container 40. This causes the filtered water to be discharged into the sea from the discharge port 17b through the discharge pipe 17.
If the sample water contains a large amount of suspended solids and it is not possible to filter all of the sample water in the storage container 21, the filtration may be stopped midway.

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。
The recovery step is a step of recovering the filtration residue captured by the second filter 32 as a sample for environmental DNA analysis. The second filter 32 may be removed from the refrigerator chamber 35 for each filtration set, or a plurality of filtration sets may be removed from the refrigerator chamber 35 together. When the second filter 32 is removed immediately after filtration is stopped, it is preferable to provide a waiting time (e.g., 30 seconds) at least after filtration is stopped so that the sample water remaining in the second filter 32 is filtered.
The recovered second filter 32 is preferably stored in a frozen environment, for example, at −20° C. Furthermore, when the second filter 32 is recovered within 24 hours after the filtration is stopped, it is preferable to keep the refrigerator chamber 35 in a cool, dark environment, for example, at 4° C.
Furthermore, when recovering the second filter 32, it is preferable to check the amount of sample water remaining in the storage container 21 and grasp the amount of filtration.
In the water sampling method as described above, it is preferable that the control unit 60 starts the water sampling process in the other filtration set, for example, two hours after the filtration start time of the above-mentioned filtration process.

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。 According to the embodiment described above, the required amount of sample water can be collected at a time at a specified water collection point in the surveyed water area W and stored in the storage container 21. Therefore, the required amount of sample water can be sampled quickly even in the surveyed water area W where there are rivers and ocean currents. Then, by discharging the collected sample water into the water area through a filtration device, fine biological fragments and excrement contained in the water (environment) of the surveyed water area W can be captured by the filtration device. In other words, it is possible to suitably collect environmental DNA samples required for analysis while adjusting for the long filtration time. Therefore, it is possible to obtain biological information in the surveyed water area W and perform appropriate environmental DNA evaluation. Moreover, instead of using the storage container 21 containing the sample water, the sample captured by the filtration device can be brought back to an analysis facility, etc., which suitably reduces the labor required for analysis.

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。 In addition, a single filtration set is formed by combining the storage container 21 and the filtration device, and since the number of filtration sets required for the number of collections is provided, the required amount of sample water can be collected in the storage container 21 of each filtration set at each sampling time, while the environmental DNA samples required for analysis can be collected individually by each filtration device. This further reduces the labor involved in analyzing environmental DNA. In addition, since the number of filtration sets required for the number of collections is provided, the influence of the sample water collected previously can be eliminated. In addition, in the case of water quality that makes it difficult to filter a large amount of sample water, the amount that has been filtered can be understood by checking the amount of sample water (remaining amount) remaining in the storage container 21. Furthermore, by replacing the filtration set with a new one when collecting it, the environmental DNA samples required for analysis can be collected continuously.

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。 In addition, at least the second filter 32 of the filtration device is installed in a temperature-controlled refrigerator room 35, which prevents deterioration of minute biological fragments and excrement captured by the filtration device. This makes it possible to obtain accurate biological information in the surveyed water area W. This allows for an appropriate evaluation of environmental DNA.

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。 In addition, in the environmental DNA collection method of this embodiment, the collection device installation step installs an environmental DNA sample collection device M in the surveyed water area W, and the water collection step allows sample water to be collected at each sampling time and stored in the storage container 21 of each filtration set. In other words, the required amount of sample water collected at a certain specified water collection point and sampling time can be secured in the storage container 21. Therefore, the required amount of sample water can be quickly sampled even in an actual sea area with a current. Then, the filtration step allows the sample water in the storage container 21 to be drained through the filtration device, so that fine biological fragments and excrement contained in the water (environment) of the surveyed water area W can be captured by the filtration device. Then, the recovery step allows the filtration residue to be recovered as a sample for environmental DNA analysis, so that biological information in the surveyed water area W can be obtained easily and appropriate environmental DNA can be evaluated. Moreover, the filtration residue can be recovered on-site in the surveyed water area W, so that the labor required for analysis can be suitably reduced.

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。
Next, another configuration of the environmental DNA sample collection device will be described with reference to Fig. 3. In Fig. 3, parts similar to those in the above embodiment are given the same reference numerals and duplicated explanations will be omitted. The environmental DNA sample collection device M1 is provided on the structure body 110 of the floating structure 100, as in the above embodiment.
As shown in Fig. 3, the environmental DNA sample collection device M1 includes a water sampling pump 10, a storage tank 21A as a storage container, a filtration device group 30A, and a filtration pump 50. The filtration device group 30A includes two filtration devices (two filtration sets) that share the storage tank 21A as a storage container. The filtration pump 50 is configured to directly suck the upstream side of the discharge pipe 17.
Although not shown, the environmental DNA sample collecting device M1 also includes the control unit 60 described in the above embodiment, a battery 70, and a solar panel (power generation equipment) 80 (see FIG. 2).
The discharge pipe 12 is connected to the top of the storage tank 21A via a first filter 31. In other words, the storage tank 21A is configured so that sample water from which larger particles and unnecessary substances have been removed by the first filter 31 flows in. An upstream suction port of the outlet pipe 19 is disposed via the first filter 31 at the lower inside portion of the storage tank 21A. The outlet pipe 19 extends toward the branch pipe 13 in the subsequent stage and is connected to the branch pipe 13. A flow meter 19b and a seventh opening/closing valve 19a for opening and closing the outlet pipe 19 are provided midway along the outlet pipe 19.

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。
Outlet pipes 15, 15 are connected to both ends of the branch pipe 13. An eighth on-off valve 15A and a ninth on-off valve 15B for opening and closing the outlet pipe 15 are provided on the upstream and downstream sides of each outlet pipe 15. The downstream side of the ninth on-off valve 15B of each outlet pipe 15 is connected to a collecting drain pipe 16A via a first filter 31 and a second filter 32 in the refrigerator compartment 35 and a fifth on-off valve 16a in the subsequent stage.
A first three-way valve 13A is provided in the middle of the branch pipe 13. A common-washing pipe 13C is connected to the first three-way valve 13A. The first three-way valve 13A is a valve that switches between two states: a state in which the branch pipe 13 and the common-washing pipe 13C are blocked while communicating with the branch pipe 13, and a state in which the branch pipe 13 and the common-washing pipe 13C are communicated with each other. A tenth opening/closing valve 13B that opens and closes the common-washing pipe 13C is provided in the middle of the common-washing pipe 13C.
The downstream end of the common-washing pipe 13C is connected to the second three-way valve 16B. The second three-way valve 16B is provided in the middle of the collecting drain pipe 16A. The second three-way valve 16B is a valve that switches between two states: a state in which the collecting drain pipe 16A communicates with the common-washing pipe 13C and the state in which the collecting drain pipe 16A communicates with the common-washing pipe 13C while blocking communication between the collecting drain pipe 16A and the common-washing pipe 13C.
A discharge pipe 17 is connected to the collecting drain pipe 16A. A sixth opening/closing valve 17a and a filtration pump 50 are provided in the middle of the discharge pipe 17.

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。
Next, a method for collecting environmental DNA samples using the environmental DNA sample collecting device M1 will be described in detail.
The method for collecting environmental DNA samples includes a collection device installation step, a water collection step, a filtration step, and a recovery step, as in the above embodiment. Before the water is collected, the water collection pump 10 and the filtration pump 50 are stopped, and each opening and closing valve is closed.

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。
In the sampling device installation process, a floating structure 100 (see FIG. 1, the same applies below) is moved to the surveyed water area W, and the floating structure 100 is moored in the surveyed water area W in the same manner as in the above embodiment.
In the water sampling process, sample water is sampled and stored in the storage tank 21A. In this case, prior to the start of filtration, the control unit 60 operates the water sampling pump 10 to temporarily store the sampled seawater in the storage tank 21A. Thereafter, the seawater is drained from the storage tank 21A by manually operating the discharge cock of the drainage pipe (not shown), and the water sampling pipe 11, discharge pipe, and storage tank 21A are washed together. It is preferable to drain the water from the storage tank 21A at a position away from the water sampling port 11a. This drainage can also be performed automatically under the control of the control unit 60.
Thereafter, when the filtration start time arrives, the control unit 60 operates the water sampling pump 10 again. As a result, the collected sample water is stored in the storage tank 21A. At this time, larger particles and unwanted matter contained in the sample water are primarily filtered and removed by the first filter 31.

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。
In the filtration step, the control unit 60 first opens the seventh on-off valve 19a of the discharge pipe 19 and operates the first three-way valve 13A of the branch pipe 13 to communicate the branch pipe 13 with the common-washing pipe 13C. The control unit 60 also opens the tenth on-off valve 13B of the common-washing pipe 13C and operates the second three-way valve 16B to communicate the common-washing pipe 13C with the collecting drain pipe 16A. The control unit 60 also opens the sixth on-off valve 17a and operates the filtration pump 50. As a result, the sample water in the storage tank 21A flows through the discharge pipe 19, the branch pipe 13, the common-washing pipe 13C, the collecting drain pipe 16A, and the discharge pipe 17, and these are common-washed.
Thereafter, the control unit 60 operates the first three-way valve 13A of the branch pipe 13 to connect the branch pipe 13 and block the connection between the branch pipe 13 and the co-washing pipe 13C so that the sample water flows into one of the filtration devices (the first filter 31 and the second filter 32). The control unit 60 also operates the second three-way valve 16B to connect the collecting drain pipe 16A and block the connection between the collecting drain pipe 16A and the co-washing pipe 13C. Furthermore, the control unit 60 opens the eighth on-off valve 15A, the ninth on-off valve 15B, and the fifth on-off valve 16a of the outlet pipe 15 leading to one of the filtration devices, and operates the filtration pump 50.
Then, the sample water flows from the outlet pipe 19 through the branch pipe 13 to one of the outlet pipes 15, and the sample water filtered by the first filter 31 is further filtered by the second filter 32. As a result, minute biological debris, excrement, and the like contained in the sample water are captured by the second filter 32.
The control unit 60 controls the filtration to stop after a preset time has elapsed after the start of filtration, for example, one hour or 30 minutes, or when measurement by the flow meter 19b detects that a predetermined amount of sample water has passed.
Then, the control unit 60 starts the water sampling process in the other filtration set, for example, two hours after the filtration start time of the above-mentioned filtration process.

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。
In the environmental DNA sample collection device M1 having the other configuration described above, the required amount of sample water collected at a predetermined water collection point in the surveyed water area W at the sampling time can be secured in the storage tank 21A. Therefore, a predetermined amount of sample water can be quickly sampled even in an actual sea area with a current. Then, by discharging the sample water in the storage tank 21A into the water area through a filtration device, minute biological fragments and excrement contained in the water (environment) of the surveyed water area W can be captured by the second filter 32 of the filtration device. Therefore, it is possible to obtain biological information in the water area and perform appropriate environmental DNA evaluation. Moreover, since the sample captured by the filtration device can be brought back to an analysis facility, the labor required for analysis can be suitably reduced.
In the above embodiment, the first filter 31 is provided in both the storage tank 21A and the filtering device group 30, but this is not limited thereto, and it may be provided in either one of them.

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。
Although an embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and each component can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, the environmental DNA sample collection device M, M1 is provided on a floating structure 100, but this is not limited to this, and the environmental DNA sample collection device M, M1 may also be provided on an above-water structure 150 constructed on the water with supports 140 as shown in Figure 4.
Furthermore, as shown in FIG. 5, environmental DNA sample collection devices M, M1 may be provided on a ship 170 moored in the survey waters W by a wire 101, an anchor 102, and a buoy 160.

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。
In addition, in the above embodiment, the second filter 32 is placed inside the refrigerator compartment 35 cooled by the cooling device 33, but this is not limited to this, and the second filter 32 may be placed inside the freezer compartment.
In addition, in the above embodiment, a filtration device consisting of a first filter 31 and a second filter 32 was shown, but this is not limited to this, and a third filter with a different mesh size may be placed upstream or downstream of the first filter 31, etc.
In addition, in the above embodiment, the environmental DNA sample collection devices M, M1 are installed on the ocean, but they may also be installed on land adjacent to the survey water area W.
Furthermore, the storage container 21 and storage tank 21A may be made of any material as long as they are capable of storing a predetermined amount of sample water so as not to affect the analysis of environmental DNA.

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
21 Storage container 21A Storage tank (storage container)
31 First filter (filtration device)
32 Second filter (filtration device)
33 Cooling device 35 Refrigerator 100 Floating structure M, M1 Environmental DNA sample collection device W Survey water area

Claims (4)

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ろ過装置、排水貯留容器及びろ過用ポンプを備えており、
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用ポンプにより前記ろ過装置に供給し、前記ろ過装置でろ過することによって、環境DNAサンプルを採取するものであり、
前記排水貯留容器は、前記ろ過装置でろ過された後のろ水を一旦貯留する構成であり、
前記ろ過用ポンプは、前記排水貯留容器の内空部内の気体を吸引し、前記排水貯留容器内を負圧状態にすることで、ろ水の排水を促進し、前記貯留容器に貯留された試料水が前記ろ過装置に連続して供給されることを特徴とする環境DNAサンプル採取装置。
An environmental DNA sample collection device to be installed in an environmental DNA survey water area, comprising:
It is equipped with a sample water storage container , a filtration device , a wastewater storage container, and a filtration pump .
At the time of collection, a required amount of sample water is collected from the surveyed water area and stored in the storage container, the sample water stored in the storage container is supplied to the filtration device by the filtration pump, and the environmental DNA sample is collected by filtering the sample water with the filtration device;
The wastewater storage container is configured to temporarily store filtrate after being filtered by the filtration device,
The filtration pump sucks in gas from the internal space of the wastewater storage container, creating a negative pressure state inside the wastewater storage container, thereby promoting the drainage of filtered water, and the sample water stored in the storage container is continuously supplied to the filtration device, characterized in that the environmental DNA sample collection device.
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。
The storage container and the filtration device are combined to form one filtration set,
2. The environmental DNA sample collection device according to claim 1, wherein the filtration sets are provided in the number required for the number of collections.
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。 The environmental DNA sample collection device according to claim 1 or 2, characterized in that at least the filtration device is installed in a temperature-controlled environment. 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。
4. A method for sampling environmental DNA by installing the environmental DNA sampling device according to claim 1 in an environmental DNA survey water area, comprising:
a sampling device installation process for installing an environmental DNA sampling device in a survey water area, the environmental DNA sampling device having a number of filtration sets, each of which is constituted by combining the storage container and the filtration device, corresponding to a number of preset sampling times;
A water sampling step of collecting and storing sample water in the storage container of the corresponding filtration set at the sampling time;
a filtering step of supplying sample water from the storage container to the filtering device, filtering the sample water, and discharging the filtered water;
a recovery step of recovering the filtration residue as a sample for environmental DNA analysis;
A method for collecting environmental DNA samples, comprising:
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