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公開番号2024176235
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-19
出願番号2023094641
出願日2023-06-08
発明の名称土壌観察装置およびその製造方法
出願人日本電信電話株式会社,国立大学法人東京科学大学
代理人個人,個人
主分類G01N 33/24 20060101AFI20241212BHJP(測定;試験)
要約【課題】土壌の物理構造と化学特性を制御できる土壌観察装置を提供することを目的とする。
【解決手段】土粒を保持し、かつ、液体が流通可能なチャンバ部と、チャンバ部に液体を導入する液体導入部を備える土壌観察装置が提供される。チャンバ部を有しマスク合わせがなされた透明基材のチャンバ部に土粒および光硬化樹脂を導入すること、マスクを通してチャンバ部に露光を行い、マスクでマスキングされていない領域において光硬化樹脂を硬化させて樹脂を形成することを含む、土壌観察装置の製造方法も提供される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
土粒を保持し、かつ、液体が流通可能なチャンバ部と、
前記チャンバ部に液体を導入する液体導入部を備える、
土壌観察装置。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記土粒が、団粒構造を形成する、請求項１に記載の土壌観察装置。
【請求項３】
前記土粒が、樹脂による固着を通じて前記チャンバ部に保持されている、請求項１に記載の土壌観察装置。
【請求項４】
前記チャンバ部は、深さ方向に渡り前記土粒および前記樹脂を含まない領域を含む、請求項３に記載の土壌観察装置。
【請求項５】
前記液体が、微生物懸濁液である、請求項１～４のいずれか一項に記載の土壌観察装置。
【請求項６】
土壌観察装置の製造方法であって、
チャンバ部を有しマスク合わせがなされた透明基材の前記チャンバ部に土粒および光硬化樹脂を導入すること、
前記マスクを通して前記チャンバ部に露光を行い、前記マスクでマスキングされていない領域において前記光硬化樹脂を硬化させて樹脂を形成すること、を含む
土壌観察装置の製造方法。
【請求項７】
前記マスクでマスキングされていない領域において前記光硬化樹脂を硬化させることが、前記チャンバ部内に深さ方向に渡り前記土粒および前記樹脂を含まない領域を形成する、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記土粒が、団粒構造を形成する、請求項６または７に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、土壌観察装置およびその製造方法に関する。観察装置は、土壌環境を再現するデバイスであり、例えば微生物活動と土壌団粒構造の関係性を解析することに有用となる。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
山林、草原、農地等に見られる土壌はしばしば団粒構造と呼ばれる立体構造を持ち、例えば農地における肥沃性と関連している。土壌中に含まれる水分および有機物によって、土粒は集合し、より大きな団粒となる。異なる土壌は、異なるサイズおよび形状の団粒が異なる割合および分布で混じって形成されている。また、疎水性や溶解性など、土粒自体の化学的性状も微生物、栄養物質、毒性物質等の土壌中動態に影響を与え得る。土壌団粒構造は土壌の微生物活動、保水性および水はけ、ならびに炭素隔離に影響を与えることが知られている。土壌の物理構造と微生物活動の関係性が明確になれば、所与の土壌の物理構造の評価によって微生物活動を評価乃至予測することが可能となる。しかし、土壌は可視光が通らないため、土壌団粒構造が微生物活動に与える影響を直接観察することが難しく、その因果関係を求めることがむずかしい。
【０００３】
土壌中の微生物（菌根菌等の真菌を含む）の活動を観察する方法として、ポット内で土壌を観察する方法（非特許文献１）、およびマイクロ流体デバイスを用いる方法（非特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Storer, Kate, Aisha Coggan, Phil Ineson, and Angela Hodge. 2018. “Arbuscular Mycorrhizal Fungi Reduce Nitrous Oxide Emissions from N2O Hotspots.” The New Phytologist 220 (4): 1285－95.
Doktycz, and Scott T. Retterer. 2019. “Pore-Scale Hydrodynamics Influence the Spatial Evolution of Bacterial Biofilms in a Microfluidic Porous Network.” PloS One 14 (6): e0218316.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、先行技術の方法では、土壌の物理構造と化学特性を同時に制御することが難しいという問題があることを本発明者らは認識した。例えば非特許文献１のデバイスは、土壌の特定区域の化学性をコントロールするように設計されているが、土壌の微細な物理性をコントロールすることが難しい。非特許文献２のデバイスでは、マイクロ流体力学的プラットフォームによって土粒の形態と密度を含む土壌の微細な物理構造を擬態しているが、土壌の化学性を再現することは難しい。
【０００６】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、土壌の物理構造と化学特性を制御できる土壌観察装置およびその製造方法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】
本開示の一態様の土壌観察装置は、土粒を保持し、かつ、液体が流通可能なチャンバ部と、前記チャンバ部に液体を導入する液体導入部を備える。
【０００８】
本開示の一態様の土壌観察装置の製造方法は、チャンバ部を有しマスク合わせがなされた透明基材の前記チャンバ部に土粒および光硬化樹脂を導入すること、前記マスクを通して前記チャンバ部に露光を行い、前記マスクでマスキングされていない領域において前記光硬化樹脂を硬化させて樹脂を形成することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、土壌の物理構造と化学特性を制御できる土壌観察装置およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態の土壌観察装置の全体および部分を示す模式図である。
図２は、実施形態の土壌観察装置の製造方法の概略を示す。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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