藻類が「いつ、どれだけCO₂を吸収したか」を正確に捉える計測技術を確立 ～培養条件の最適化を通じ、CO₂吸収量向上とバイオマス生産効率化へ～ | ニュースリリース | NTT
発表のポイント： ◆微細藻類（※1）培養中の溶存無機炭素（DIC）（※2）濃度を、センサを用いて簡便かつ高精度に算出する計測技術を確立しました。 ...
植物が光合成でCO2を吸うことは、理科の授業で習います。水の中で暮らす小さな藻も、同じように光合成をしながら育っています。
では、その藻がいつ、どれだけCO2を吸ったのかは、測れるのでしょうか。じつは、途切れずに、しかも正確に測るのは難しいことでした。NTTは2026年9月15日、藻が吸ったCO2を測り続ける計測技術を確立したと発表しました。藻が吸ったCO2は、なぜ数えにくかったのでしょうか。
そもそも、なぜ藻にCO2を吸わせるのか
藻は、光合成でCO2などに含まれる炭素を取り込んで増えます。その藻をエサや燃料、化学品の原料に使う研究が進んでいます。CO2を吸って育つ藻で今までの原料の一部を置きかえ、温室効果ガスを減らすねらいです。
NTTもこれまで、環境問題の解決と食べ物づくりの両立をめざし、藻を魚や貝のエサにする研究を進めてきました。そこで大事になるのが、藻がいつ、どれだけCO2を吸ったかを知ることでした。よく吸うときや吸う量が落ちるときが分かれば、光の当て方などの育てる条件を、それに合わせて整えられます。
CO2は水に溶けると、3つの姿に分かれる
ところが、藻を育てる液の中で、CO2はひとつの姿のままではいません。水に溶けたCO2のほかに、形を変えた2種類の粒（イオン）としても存在するのです。藻が吸った量を知るには、3つを合わせた全体の動きを追う必要があります。この全体をDICと呼びます。水に溶けている炭素のうち、CO2とその仲間の形をまとめた呼び名です。
たとえるなら、同じお金が3つの財布に分けて入っていて、1つの財布だけを見ても合計は分からないようなものです。ただし炭素は、3つの姿のあいだで自然に入れかわる点がお金と違います。
これまでの測り方は、正確だと途切れ、続けて測ると外れた
DICを正確に測る方法は、すでにありました。育てる液を少し汲み出し、薬品を加えて調べる方法です。ただ、測るたびに液を汲み出すうえ、手間がかかり結果も待つので、続けて見守るには向きません。
もう一つは、液に入れたセンサでCO2などの値を読み、そこからDIC全体を割り出すやり方です。液を汲み出さずに続けて数字を出せますが、藻を育てる液にそのまま当てると大きく外れました。汲み出して調べた値とのずれは、最大で約3,300%に達しています。つまり、最も大きいときには、ずれの大きさが汲み出して調べた値の約33倍にもなったのです。
ずれの原因は、藻が育つと液のpHが上がることだった
pHは液が酸性かアルカリ性かを表す目盛りで、7あたりが中性、数字が大きいほどアルカリ性が強くなります。NTTが原因を調べると、藻が育つにつれて、液のpHが大きく上がっていました。藻が光合成でDICを使い、液の中で3つの姿の釣り合いが変わったためと考えられています。
ここで大事なのは、3つの姿がそれぞれどれだけあるかが、主にpHで決まることです。センサの値からの計算は、たとえるなら1つの財布の中身と配分から、合計を見積もるようなものです。それならpHから配分も出せそうですが、pHが短いあいだに大きく動く藻の液では、大きくずれると考えられました。細かな仕組みは発表に書かれていません。
NTTは、pHに合わせてずれを直す補正式を作った
そこでNTTは、汲み出して調べた値とセンサから出した値の差をpHと見比べ、pHに応じてずれを直す補正式を作りました。
| 汲み出して調べた値とのずれ | |
|---|---|
| 補正式を使う前 | 最大約3,300% |
| 補正式を使ったあと | 最大約8% |
補正式を使うと、汲み出して調べた値が100なら、ずれは最大でも8ほどに収まりました。
ただし、補正式が使えると確かめられたのは、5Lの培養瓶で25℃、pHが8から10の範囲という実験室の条件です。NTTは今後、藻の種類を変えたり、実際の生産に近い条件にしたりして確かめるとしています。
明るい時間に藻がCO2を吸う様子が、途切れずに見えた
この技術で、明るい12時間と暗い12時間を交互に繰り返す実験も行われました。CO2は液と空気を出入りするので、補正したDICの炭素に、容器の空気のCO2の炭素も足しています。
さらに藻を入れない容器も並べて差を見て、藻が使った分だけを取り出しました。中学で習う対照実験と同じ考え方です。
すると光を当てている間は、光合成でCO2を吸ったと考えると説明がつく、炭素の減り方が見えました。暗い間は光合成が止まり、呼吸などの影響で、明るいときの減り方とは違う動きになっています。つまり、藻が吸う量は一日中同じではなく、その変化を続けて追えるようになりました。だから、この数字があれば、藻がよく吸う条件や、吸う量が落ちるタイミングを探せます。
まとめ
- 藻をエサや燃料の原料にする研究では、藻がいつ、どれだけCO2を吸ったかを知りたい
- 水の中のCO2は3つの姿に分かれるので、全体（DIC）を数える
- 汲み出す方法は正確だが途切れ、センサから割り出す方法は続けて測れるが最大約3,300%ずれた
- ずれの原因は、藻が育つと液のpHが上がり、3つの姿の割合が変わること
- NTTはpHに合わせて直す補正式で、ずれを最大約8%に抑えた。確かめたのは実験室の条件
- 明るいときと暗いときで、藻が使った炭素の動きを続けて追えた
藻が吸ったCO2が数えにくかった原因は、センサではなくDICを計算する段階にありました。3つの姿の割合を決めるpHが、藻の光合成で大きく動くからです。補正式はpHに合わせてその計算を直し、藻が吸う量を途切れずに追えるようにしました。
この記事の内容は、NTTの発表（2026年9月15日）によります。研究の論文は、2026年8月12日に国際学術誌 Algal Research に掲載されました。
