特許 7462308 培養装置および培養対象の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-28

(45)【発行日】2024-04-05

(54)【発明の名称】培養装置および培養対象の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240329BHJP

   C12N 1/00 20060101ALI20240329BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 C

C12N1/00 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020136057

(22)【出願日】2020-08-11

(65)【公開番号】P2022032368

(43)【公開日】2022-02-25

【審査請求日】2023-07-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】520425855

【氏名又は名称】株式会社ＢｒａｉｎＧｉｌｄ

(74)【代理人】

【識別番号】100128886

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 裕弘

(72)【発明者】

【氏名】岩越 万里

(72)【発明者】

【氏名】都筑 幹夫

【審査官】西澤 龍彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３１１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２２７２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－１１５９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１７５９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５９５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－３３７３６１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向に対して傾斜して設けられた板状部材であり培養液が流下する流下体と、
前記流下体の上端側に向けて培養液を供給する供給体と、
前記流下体の内部から当該流下体の外部に向かう光を出射する光源と、
を有し、
前記流下体は、当該流下体の上面に形成され、培養液の流下方向と交差する方向に延びる溝が培養液の流下方向に複数並べて形成され、
前記流下体の前記溝の端部に設けられ、当該溝の端部から培養液が落下することを抑制する壁が設けられる、
培養装置。

【請求項2】

前記溝は、前記流下体の内部からの光を当該溝の底部から出射する
請求項１記載の培養装置。

【請求項3】

前記溝の底部は、湾曲面により形成されている
請求項１または２記載の培養装置。

【請求項4】

前記光源は、前記流下体において前記溝同士に挟まれる領域に向けて光を照射する
請求項１乃至３のいずれか１項記載の培養装置。

【請求項5】

前記板状部材である前記流下体が複数設けられ、当該流下体の各々が互いに沿う向きに傾斜して配置される
請求項４記載の培養装置。

【請求項6】

上下方向に延びる円柱状の部材であり外周を培養液が流下する流下体と、
前記流下体の上端側に向けて培養液を供給する供給体と、
前記流下体の内部から当該流下体の外部に向かう光を出射する光源と、
を有し、
前記流下体は、当該流下体の外周に形成され、培養液の流下方向と交差する方向に延びる溝が培養液の流下方向に複数並べて形成される、
培養装置。

【請求項7】

上下方向に対して傾斜して設けられた板状部材であり流下体の表面を培養液が流下するステップと、
前記流下体の上端側に向けて培養液を供給するステップと、
前記流下体の内部から当該流下体の外部に向かう光を出射するステップと
を有し、
前記流下体は、当該流下体の上面に形成され、培養液の流下方向と交差する方向に延びる溝が培養液の流下方向に複数並べて形成され、
前記流下体の前記溝の端部に設けられ、当該溝の端部から培養液が落下することを抑制する壁が設けられる、
培養対象の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、培養装置および培養対象の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地球温暖化対策として、温暖化ガスの排出を可及的に抑える取り組み等が各国の産業界に強く求められている。クロレラ等の微細藻類や光合成細菌などの微生物は、炭酸ガスを排出しないでエネルギー生産が可能な資源その他の産業上利用可能な資源として非常に有望視されており、商業レベルでの活用及び効率的な製造に期待が寄せられている。

【0003】

クロレラ等の微細藻類をエネルギー資源その他の産業上の利用に供するためには、できるだけ低いコストで生産することが要求されるが、水中で微細藻類を大量培養する場合、大規模なプールやタンクを必要とする。したがって、用地の取得または設備の大規模化による費用増大等の問題がある。

【0004】

かかる課題に対して、単位面積当たりの生産量の向上を図るために、鉛直方向に並べた担体に培養液を流下させ、その担体において微細藻類を増殖させ、流下した培養液中から微細藻類を回収する培養システムが提案されている（例えば、特許文献１，２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－１７５９６４号公報

【文献】特開２０１３－１５３７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、例えば微生物などの培養対象を培養する担体と、この担体に対して光を照射する照射部とを別々に設ける構成とすると、培養装置の構造が複雑となる。
そこで、本発明は、構造が簡略化された培養装置などを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的のもと、本明細書に開示される技術は、培養液が流下する流下体と、前記流下体の内部から当該流下体の外部に向かう光を出射する光源とを有し、前記流下体は、当該流下体の表面に設けられ、培養液の流下方向と交差する方向に延びる溝を有する培養装置である。
ここで、前記溝は、前記流下体の内部からの光を当該溝の底部から出射するとよい。
また、前記溝の底部は、湾曲面により形成されているとよい。
また、前記溝は、培養液の流下方向に複数並べて形成されるとよい。
また、前記流下体は、上下方向に対して傾斜して設けられた板状部材であり、前記溝は、前記流下体の上面に形成されるとよい。
また、前記板状部材である前記流下体が複数設けられ、当該流下体の各々が互いに沿う向きに傾斜して配置されるとよい。
また、前記流下体は、上下方向に延びる円柱状の部材であり、当該円柱状の部材が複数設けられるとよい。

【0008】

他の観点から捉えると、本明細書に開示される技術は、流下体の表面を培養液が流下するステップと、前記流下体の内部から当該流下体の外部に向かう光を出射するステップとを有し、前記流下体は、当該流下体の表面に設けられ、培養液の流下方向と交差する方向に延びる溝を有する培養対象の製造方法である。

【発明の効果】

【0009】

本明細書に開示される技術によれば、本発明は、構造が簡略化された培養装置などを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に係る培養システムを示す概略構成図である。

【図2】培養部の概略構成図である。

【図3】導光体が案内する発光体の照射光を説明する図である。

【図4】導光体によって案内される培養液の流れを示す図である。

【図5】培養システムにおける微生物の製造方法を説明するフローチャートである。

【図6】（ａ）および（ｂ）は本実施の形態の他の変形例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の微生物培養システムの一実施形態について図面を参照して説明する。
＜培養システム１＞
図１は、本実施の形態に係る培養システム１を示す概略構成図である。
まず、図１を参照して、本実施の形態が適用される培養システム１の概略構成を説明する。

【0012】

図１に示すように、培養装置の一例である培養システム１は、微生物を培養する培養部１０と、培養部１０から微生物とともに培養液を回収し貯留するタンク３０と、タンク３０に貯留された培養液を循環させる駆動源であるポンプ５０と、微生物を含む培養液を流す流路７０と、各構成部材を制御する制御ユニット９０とを有する。なお、培養部１０の詳細構成については後述する。

【0013】

タンク３０は、培養液を貯留する容器である。また、タンク３０は、培養液からろ過により微生物を分離することで微生物を回収する。なお、タンク３０において微生物が分離された培養液、すなわちろ液は、廃棄されてもよいし、ポンプ５０などを介して再び微生物の培養に利用してもよい。

【0014】

流路７０は、培養部１０から排出される培養液をタンク３０に流す流出流路７１と、タンク３０からポンプ５０に培養液を流すポンプ流路７３と、ポンプ５０から培養部１０に向けて培養液をそれぞれ流す第１供給流路７５および第２供給流路７７と、タンク３０から培養液を取り出す取り出し流路７９とを有する。

【0015】

制御ユニット９０は、コンピュータなどにより構成され、培養システム１の構成部材を制御する。例えば、制御ユニット９０は、ポンプ５０の駆動条件を制御する。

【0016】

培養システム１においては、培養部１０で微生物に光が照射されながら、微生物が培養される。また、培養部１０から流出する微生物を含む培養液は、タンク３０およびポンプ５０によって、再び培養部１０へと導かれる。ここで、タンク３０およびポンプ５０から排出される培養液は、第１供給流路７５および第２供給流路７７に分岐し、第１供給流路７５および第２供給流路７７のいずれかを介して培養部１０へと導かれる。

【0017】

なお、以下の説明においては、図１に示す培養システム１の上下方向を、単に上下方向ということがある。また、培養システム１の幅方向を、単に幅方向ということがある。また、培養システム１における上下方向および幅方向と交差する方向を、単に奥行方向ということがある。

【0018】

＜培養対象＞
培養システム１において培養可能な培養対象としては、例えば緑藻(クロレラ、クラミドモナス、ヘマトコッカス、ボトリオコッカス、ドナリエラ)、トレボキシア藻(パラクロレラ)、プラシノ藻、シアノバクテリア(スピルリナ、アルスロステラ、シネココッカス、シネコキスティス、ノストック)、ハプト藻(プレウロクリシス)、珪藻(キートケロス)、真眼点藻鋼(ナンノクロロプシス)、およびユーグレナである。また、光合成は行わないが、ラビリンチュラ(オーランチオキトリウム)および、シアノバクテリアのシネコキスティスにおけるリン酸輸送体の遺伝子破壊株も適用可能である。

【0019】

また、培養システム１において培養可能な培養対象としては、上記類種のほか、例えばフォルミディウムやオシラトリア、シュードアナベナ、リムノスリックス、スサビノリ、スイゼンジノリ、ガルディエリア、シアニディウム、シアニディオシゾン、ポルフィラ、グラシラリア、パンドリナ、サヤミドロ、アオサ、アオノリ、シュードココミクサ(シュードコリシスティス)、エミリアニア、イソクリシス、ゲフィロカプサ、パブロバ、タラシオシラ、ニッチア、フィッツリフェラ、シアノバクテリア、灰色藻、紅藻、緑藻、トレボキシア藻、プラシノ藻、珪藻、ハプト藻(円石藻)、真眼点藻、さらに、渦鞭毛藻、褐藻などの藻類全般、および光合成細菌含む。これらの突然変異種、および光合成微生物の突然変異体や遺伝子組換え株も含み得る。

【0020】

付言すると、培養システム１において培養対象とする微生物は、例えば光合成微細藻類を含む光合成微生物である。光合成微生物とは、光合成を行う微生物である。また、光合成においては、光エネルギーを光合成色素が受光して励起され、反応中心クロロフィル(光合成細菌の場合はバクテリアクロロフィル)に伝えられ、水分子を分解して、酸素発生とともに電子を放出することにより一連の酸化還元反応、すなわち電子伝達系が生じる。この電子伝達系が働くことにより、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）とニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤＰＨ）が作られ、このエネルギーおよび還元力を利用して、二酸化炭素固定反応、いわゆるカルビン＝ベンソン回路が働く。その結果、最終的に多糖や脂質、タンパク質などが合成され、細胞が複製される形で増殖する。光合成は、光が直接関与する「明反応」とその後の反応を「暗反応」とする捉え方があるが、カルビン＝ベンソン回路の複数の酵素が受光時に還元され活性化される。

【0021】

なお、培養システム１において培養対象となる、光エネルギーを利用して生命活動を行う生物としては、原核生物で酸素発生を行わない光合成細菌、酸素発生を行うシアノバクテリア(ラン藻)、および真核生物などが含まれる。真核生物は、所謂藻類と呼ばれ、シアノバクテリアを細胞内に取り込んだ一次共生生物として、灰色藻、紅藻、緑藻、トレボキシア藻、プラシノ藻などがあり、これらの真核単細胞藻類を細胞内に取り込んで成立した二次共生生物として、珪藻、ハプト藻、ユーグレナ、真眼点藻、渦鞭毛藻、ラフィド藻、クロララクニオン藻などがある。なお、褐藻としては多細胞生物が知られているが、他は単細胞の種を含む。また、培養システム１において培養対象となる、好アルカリ性及びアルカリ耐性の種としては、スピルリナ、アースロスピラ、サーモシネココッカス、ノストック、アナベナ、デスモデスムス、クロレラ・ソロキニアーナを含むクロレラ、及び、アルカリ性での増殖が可能な微細藻類株などが含まれる。

【0022】

＜培養液＞
培養システム１において用いられる培養液は、微細藻類を周知の方法により培養して、微生物の濃度を高めることが可能な培地の希釈液であれば、特に制限されない。培地としては、例えばＣＨＵ培地、ＪＭ培地、ＭＤＭ培地などの一般的な無機培地を用いることができる。さらに、培地としては、ガンボーグＢ５培地、ＢＧ１１培地、ＨＳＭ培地の各種培地の希釈液が好ましい。無機培地には、窒素源としてＣａ（ＮＯ_３）_２・４Ｈ_２ＯやＫＮＯ_３、ＮＨ_４Ｃｌが、その他の主要な栄養成分としてＫＨ_３ＰＯ_４やＭｇＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ、ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏなどが含まれる。また、培地には、微細藻類の生育に影響を与えない抗生物質などを添加してもよい。培地のｐＨは４～１０が好ましい。また、各種産業において排出される廃水などを利用してもよい。

【0023】

なお、培養液に炭酸水素ナトリウムを含ませることにより、微細藻類の生育に適した二酸化炭素濃度に調整することができる。さらに説明をすると、培養液に炭酸水素ナトリウムを含ませることにより、培養システム１のように、ガスボンベ（不図示）に圧縮して収容された炭酸ガスを導光体１１０に向けて供給するガス供給ユニット（不図示）を設けない構成とすることができる。付言すると、図示の培養システム１とは異なり、ガス供給ユニット（不図示）を設ける構成であってもよい。

【0024】

＜培養部１０＞
図２は、培養部１０の概略構成図である。
次に、図１および図２を参照しながら、培養部１０の概略構成を説明する。
図１に示すように、培養部１０は、水平方向あるいは上下方向に対して傾斜して設けられ培養液を流下させるとともに光を照射する発光板１１と、発光板１１の下方に設けられ発光板１１から流下する培養液を幅方向に流す流れ板１５とを有する。図示の例の培養部１０においては、発光板１１が予め定められた間隔(距離Ｇ１）で複数（３つ）配置されている。

【0025】

図２に示すように、発光板１１は、板面から光を発する板状部材である。発光板１１は、培養液に向かう光を案内する導光体１１０と、導光体１１０に対して光を照射する発光体１３０と、導光体１１０を流れる培養液を案内する壁体１５０とを有する。

【0026】

導光体１１０は、平面視略長方形状の板状部材である。この導光体１１０は、所謂導光板として形成されている。具体的には、導光体１１０は、発光体１３０から照射された光を拡散させ、光を板面から均一に射出するように加工が施されている。また、導光体１１０は、発光体１３０が照射する光が内部を透過可能な材質により形成されている。この導光体１１０は、例えばアクリルなどの樹脂により形成される。また、導光体１１０は、レーザー加工やシルク印刷など周知の技術によって、板面に対して表面加工が施されることで形成される。なお、導光体１１０の構造は、図示の構造に限定されるものではない。例えば導光体１１０の板面に、表面拡散シートや反射シートなどの光を案内する板状部材などを設けてもよい。

【0027】

ここで、導光体１１０は、上下方向上側を向く板面である上面１１１と、上下方向下側を向く板面である下面１１２とを有する。また導光体１１０は、上端１１３と、第１側端１１４と、下端１１５と、第２側端１１６とを有する。この導光体１１０は、支持構造（不図示）などにより支持され、水平方向に対して傾斜して設けられている(図示の角度α参照）。さらに説明をすると、導光体１１０は、上端１１３よりも下端１１５が下方となるように配置されている。

【0028】

流下体の一例である導光体１１０は、上面１１１に複数の培養溝１１７を有する。なお、図示の導光体１１０は、下面１１２に培養溝１１７を有しない。言い替えると、導光体１１０の上面１１１は、下面１１２よりも表面の凹凸が大きくなるように形成されている。また、図示の培養溝１１７の各々は、奥行き方向に沿って設けられている。培養溝１１７の底部１１８は、湾曲面により構成されている。さらに説明をすると、培養溝１１７は、断面略Ｕ字状の溝である。図示の例の培養溝１１７は、上面１１１に予め定めた間隔で複数（１０本）設けられている。なお、培養溝１１７は、溝の一例である。

【0029】

発光体１３０は、導光体１１０の第２側端１１６に沿って設けられる略直方体状の支持体１３１と、支持体１３１によって支持され第２側端１１６から導光体１１０内部に向けて光を照射するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１３３を有する。付言すると、光源であるＬＥＤ１３３は、出射する光が導光体１１０の内部に向かい、かつ導光体１１０の板面に沿う向きに設けられている。図示の例におけるＬＥＤ１３３は、第２側端１１６に沿って予め定められた間隔で複数（１１個）設けられている。さらに説明をすると、ＬＥＤ１３３の各々は、導光体１１０において培養溝１１７が設けられていない領域、導光体１１０において培養溝１１７同士に挟まれる領域と対向する位置に設けられている。

【0030】

壁体１５０は、第１側端１１４に沿って設けられる第１壁部材１５１と、第２側端１１６に沿って設けられる第２壁部材１５３とを有する。第１壁部材１５１および第２壁部材１５３は、導光体１１０の上面１１１を流れる培養液を案内する。さらに説明をすると、第１壁部材１５１および第２壁部材１５３は、第１側端１１４および第２側端１１６から培養液が落下することを抑制し、導光体１１０の上面１１１を流れる培養液を下端１１５に向けて案内する。

【0031】

＜発光体１３０の照射光＞
図３は、導光体１１０が案内する発光体１３０の照射光を説明する図である。具体的には、図３（ａ）は導光体１１０および発光体１３０の配置を示す図であり、図３（ｂ）は導光体１１０が案内する光の向きを示す図である。
次に、図３を参照しながら、導光体１１０が案内する発光体１３０の照射光を説明する。

【0032】

まず、図３（ａ）に示すように、発光体１３０のＬＥＤ１３３から照射された光は、導光体１１０の内部を板面に沿って進む(図中Ｌ１参照）。そして、図３（ｂ）に示すように、導光体１１０の内部を進んだ光は、上面１１１から外部に向けて出射する(図中Ｌ３参照）。
ここで、上述のように上面１１１はレーザー加工などが施されているため、上面１１１全体から光が射出する。

【0033】

また、導光体１１０の内部を進んだ光は、培養溝１１７の内部に向けても出射する(図中矢印Ｌ５参照）。さらに説明をすると、図示の例における培養溝１１７の底部１１８は、湾曲面により構成されている。このことにともない培養溝１１７内においては、周方向から光が集まる。さらに説明をすると、培養溝１１７内においては、培養溝１１７内の空間を挟みこむ向きに光が照射される。

【0034】

＜培養液の流れ＞
図４は、導光体１１０によって案内される培養液の流れを示す図である。
次に、図１乃至図４を参照しながら、導光体１１０によって案内される培養液の流れを説明する。

【0035】

まず、導光体１１０に対して第１供給流路７５（図１参照）を介して培養液が供給されると、培養液は傾斜して設けられた導光体１１０を流下する。さらに説明をすると、培養液は、第１供給流路７５から導光体１１０の上端１１３（図２参照）に供給され、第１壁部材１５１および第２壁部材１５３に案内されながら、培養液が流れ下端１１５に到達する。そして、培養液は、流れ板１５（図１参照）を流れ、流出流路７１を介してタンク３０へと導かれる。

【0036】

ここで、図４に示すように、培養液は導光体１１０の上面１１１に沿って流下する(図中矢印Ｃ１１参照）。すなわち、本実施の形態においては、微生物を含む培養液が、導光体１１０が発光する領域（発光領域）である上面１１１を流れる。微生物を含む培養液が発光領域を流れることにより、発光領域から微生物までの距離が短くなる。さらに説明をすると、本実施の形態においては、発光領域と微生物とを接触させることも可能である。

【0037】

また、本実施の形態においては、培養溝１１７が設けられている。この培養溝１１７の存在により上面１１１を流下する培養液の速度が抑制され、培養液が上面１１１上を通過する時間が増加する。このことにもない、培養液に含まれる微生物が受ける光量が増加し、微生物がより増殖しやすくなる。

【0038】

ここで、培養液が培養溝１１７の内部へと流れ込むと、培養液は培養溝１１７の底部１１８に沿って流れる(図中矢印Ｃ１３参照）。このことにより、培養溝１１７が形成されていない場合と比較して、培養液が流下する速度が低下する。また、培養溝１１７が形成されていない場合と比較して、培養液がより攪拌される。また、培養溝１１７が形成されていない場合と比較して、培養液および微生物がより雰囲気と接触しやすくなる。また、上述のように培養溝１１７内部の空間においては、周方向からＬＥＤ１３３の光が集まることから、微生物が受ける光の光量が増加する。これらのことにより、微生物の培養がより促進される。

【0039】

付言すると、図示の例においては、矢印Ｃ１３に示すように、湾曲をした底部１１８に沿って流れる培養液の一部は、上端１１３（図２参照）側に向けて流れる。このことにより培養液が培養溝１１７の内部に滞在する時間がより長くなる。

【0040】

また、培養溝１１７を互いに沿う向きに複数設けることにより、例えば微生物を収穫する際に、培養溝１１７内に留まる培養液を流出させる作業が容易となる。具体的には、作業者が、スクレーパーなどを用いて培養溝１１７内から培養液をかき出す作業が容易となる。

【0041】

＜微生物の製造方法＞
図５は、培養システム１における微生物の製造方法を説明するフローチャートである。
上記のような培養システム１において実行される微生物を培養する方法は、微生物の製造方法として捉えることができる。以下、図５を参照しながら、培養システム１において実行される微生物の製造方法を説明する。

【0042】

まず、培養部１０においては、発光体１３０から導光体１１０を流下する培養液に光が照射される（Ｓ５０１）。このことにともない、培養液内に含まれる微生物が培養される。そして、培養部１０から流出する培養液および微生物は、タンク３０において貯留される（Ｓ５０２）。

【0043】

次に、制御ユニット９０によって、微生物を収穫するタイミングであるかが判断される（Ｓ５０３）。微生物を収穫するタイミングである場合（Ｓ５０３でＹＥＳ）、タンク３０において培養液から微生物がろ過され微生物が収穫される（Ｓ５０４）。一方、微生物を収穫するタイミングでない場合（Ｓ５０３でＮＯ）、循環ポンプ５０によって微生物および培養液が培養部１０へ送られることで、微生物および培養液が循環する（Ｓ５０５）。

【0044】

＜変形例＞
上記の説明においては、導光体１１０の上面１１１に培養溝１１７が設けられことを説明したが、導光体１１０の上面１１１を流下する培養液の速度が抑制される構造であれば、培養溝１１７の形状は特に限定されない。例えば、培養溝１１７の形状が断面略Ｖ字状、断面略長方形状、あるいは断面略５角形などの多角形状であってもよい。また、導光体１１０が、培養溝１１７に替えて、あるいは培養溝１１７とともに上面１１１に突起を有する構成でもよい。また、導光体１１０の上面１１１に凹部または突起を複数設ける形状でもよい。また、導光体１１０の上面１１１の一部または全部に、棒状部材などの別部材を設けることで、凹凸が形成される構成であってもよい。また、導光体１１０の上面１１１が、階段状となるように段差を設けた構成であってもよい。

【0045】

また、上記の説明においては、ＬＥＤ１３３を導光体１１０の第２側端１１６に沿って設けることを説明したが、導光体１１０の上面１１１から光を出力することができる構成であれば、これに限定されない。例えば、導光体１１０の下面１１２全体にＬＥＤ１３３が配置され、ＬＥＤ１３３の光が導光体１１０を厚み方向に通過し、上面１１１から出射する構成であってもよい。

【0046】

また、上記の説明においては、タンク３０に収容された培養液から微生物をろ過することで、微生物を回収することを説明したが、これに限定されない。例えば、培養された微生物は、導光体１１０の上面１１１に付着することがある。そこで、循環ポンプ５０による培養液の循環を停止させた後、作業者などがスクレーパーなどを用いて導光体１１０の上面１１１から微生物を剥がし落とすことによって、微生物を回収してもよい。

【0047】

また、上記図１においては、発光板１１が予め定められた間隔(距離Ｇ１）で複数設けられることを説明した。この発光板１１は例えば５０個以上など多数設けてもよい。発光板１１の個数を増加することで、微生物をより多く培養することが可能となる。また、間隔(距離Ｇ１）を小さくすることにより、培養部１０の寸法を抑制し得る。間隔(距離Ｇ１）は、例えば発光板１１の板厚の５倍以下、好ましくは３倍以下であるとよい。なお、発光板１１を並べる向きは、特に限定されない。例えば、上記図１の例とは異なり、上下方向に発光板１１を並べる構成であってもよい。

【0048】

また、発光板１１を水平方向に傾斜して設けることを説明したが、発光板１１の角度は特に限定されない。例えば、発光板１１を水平方向と直交する向き、すなわち上下方向に沿って設ける構成であってもよい。

【0049】

また、上記培養システム１は、ガスボンベ（不図示）に圧縮して収容された炭酸ガスを導光体１１０に向けて供給するガス供給ユニット（不図示）を有する構成であってもよい。このガス供給ユニットにより、微生物の光合成を促進することが可能となる。

【0050】

図６（ａ）および（ｂ）は本実施の形態の他の変形例を説明する図である。
次に図６（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施の形態の他の変形例について説明をする。なお、以下の説明において、上記の実施の形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略することがある。

【0051】

まず、上記の説明においては、導光体１１０として、板状の部材を用いることを説明したが、導光体１１０の内部を光が透過可能であるとともに、外面に溝などの凹凸を形成することが可能であれば、形状は特に限定されない。

【0052】

例えば、図６（ａ）に示すように、導光部２１０が略円柱状の部材により構成されてもよい。この導光部２１０の外周面２１１には、培養溝２１７が環状に構成されている。図示の例においては、軸方向において予め定められた間隔で複数の培養溝２１７が設けられている。また、導光部２１０の下端には、導光部２１０の内部に向けて光を照射するＬＥＤ２３０が設けられている。さらに説明をすると、ＬＥＤ２３０は、導光部２１０の内部であって、導光部２１０の軸方向に沿う向き（図示の例においては、上下方向下方から上方）に光を照射するよう設けられている。

【0053】

そして、導光部２１０の上面２１３に培養液が供給され、上面２１３から外周面２１１および培養溝２１７に沿って培養液が流下する。また、ＬＥＤ２３０から照射された光は、導光部２１０の内部を進みながら、外周面２１１および培養溝２１７から出射する。このことにより、外周面２１１および培養溝２１７を流下する培養液に含まれる微生物に対して、光が照射される。

【0054】

ここで、導光部２１０のように、略円柱状の形状とすることにより、例えば導光体１１０（図１参照）のように板状とする場合よりも、導光部２１０の周囲に光が向かいやすい。したがって、図６（ａ）に示すように、複数の導光部２１０を互いに並べて配置することにより、各々の導光部２１０が他の導光部２１０から光を受けることが可能となる。すなわち、他の導光部２１０からの光によって、微生物を培養することが可能となる。

【0055】

なお、図示の例とは異なり、導光部２１０の外周面２１１に、培養溝２１７と交差する向き、すなわち上下方向に延びる交差溝（不図示）を設ける構成としてもよい。この交差溝により、例えば導光部２１０の周囲に光がより向かいやすくなる。また、図示の例とは異なり、導光部２１０の外周面２１１に、ねじ溝状、すなわちらせん状に培養溝２１７を設ける構成であってもよい。

【0056】

さて、上記導光体１１０に替えて、図６（ｂ）に示すような培養液案内機構４１０を設けてもよい。培養液案内機構４１０は、上下方向下方から上方に向かう順に配置された複数の槽である第１供給槽４１３、第２供給槽４１５、および第３供給槽４１７と、複数の槽を覆う網体４１９を有する。なお、以下の説明において、第１供給槽４１３、第２供給槽４１５、および第３供給槽４１７の各々を区別しない場合には、第１供給槽４１３などということがある。

【0057】

第１供給槽４１３などは、底部が円形の容器である。第１供給槽４１３などの外径は、上側に位置するほど小さくなる（外径Ｄ１＞外径Ｄ２＞外径Ｄ３）。また、第１供給槽４１３などは、互いに供給管４２３、４２５、４２７によって内部が連続して設けられている。そして、第１供給槽４１３などには、供給管４２３、４２５、４２７を介して上下方向下方から上方に向けて培養液が供給される（図中矢印Ｃ４０参照）。

【0058】

また、網体４１９は、第１供給槽４１３などによって内側から支持され、略切頭円錐状の形状となる。そして、培養液は、供給管４２３、４２５、４２７から第１供給槽４１３に供給され（図中矢印Ｃ４１、Ｃ４３、Ｃ４５参照）、第１供給槽４１３などの各々の外周から溢れた後（図中矢印Ｃ５１、Ｃ５３、Ｃ５５参照）、網体４１９に沿って流下する。この網体４１９に沿って流下する培養液に含まれる微生物に対して、太陽光が照射される。

【0059】

図６（ｂ）に示す例においては、網体４１９に対して照射される光は、太陽光であるが、これに限定されない。網体４１９の外側に設けられた光源であるＬＥＤ（不図示）から網体４１９に光が照射されてもよい。あるいは、網体４１９の内側に設けられた第１供給槽４１３などに光源であるＬＥＤ（不図示）を設け、網体４１９の内側から光が照射されてもよい。あるいは、太陽光とともに、網体４１９の外側に設けられたＬＥＤ（不図示）および網体４１９の内側に設けられたＬＥＤ（不図示）の一方または両方から光が照射されてもよい。

【0060】

なお、上記の培養システム１は、水耕栽培にも適用可能である。したがって、培養システム１における培養対象には、葉物野菜など高等細胞が含まれる。

【0061】

さて、上記では種々の実施形態および変形例を説明したが、これらの実施形態や変形例同士を組み合わせて構成してももちろんよい。
また、本開示は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。

【符号の説明】

【0062】

１…培養システム、１０…培養部、１１…発光板、１１０…導光体、１１７…培養溝、１３０…発光体、１３３…ＬＥＤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】