KR20080034970A - Antibody-sensitized latex - Google Patents

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KR20080034970A KR1020087004699A KR20087004699A KR20080034970A KR 20080034970 A KR20080034970 A KR 20080034970A KR 1020087004699 A KR1020087004699 A KR 1020087004699A KR 20087004699 A KR20087004699 A KR 20087004699A KR 20080034970 A KR20080034970 A KR 20080034970A
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후미오 미시나
타케카즈 오쿠무라
후미코 나가이
슈타 야마모토
하루지 사와다
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가부시끼가이샤 야구르트혼샤
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Abstract

A antibody-sensitized latex for use in the determination of a bacterium belonging to the genus Nitrospira, the latex comprising a latex particle having a specific gravity of about 1.5 g/ml and an average particle size of 1.0 to 1.5 mum and an antibody adsorbed onto the latex particle which is specific to a bacterium belonging to the genus Nitrospira and has a nitrite-oxidizing activity. The antibody-sensitized latex is mixed with a sample to be tested, allowed to stand for a predetermined period of time, and then confirmed on the presence or absence of the generation of an aggregation image that indicates the presence of aggregation of the latex particles. Thus, the antibody-sensitized latex can be used in the biological nitrogen removing process for active sludge or the like or used for detecting/determining the presence of a bacterium belonging to the genus Nitrospira in water, soil or the like readily in a simple manner.

Description

항체 감작 라텍스{ANTIBODY-SENSITIZED LATEX}Antibody sensitizing latex {ANTIBODY-SENSITIZED LATEX}

본 발명은 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중 등에 존재하는 니트로스피라(Nitrospira)속에 속하는 세균을 신속·간편하게 측정하는 항체 감작 라텍스에 관한 것이다. 상세하게는, 종래 장기간을 요하고 또한 기술적으로도 숙련이 필요로 되고 있었던 니트로스피라속의 세균의 검출을 간편한 조작으로 정확하게 실시하는 것을 가능하게 한다. 또한, 이 항체 감작 라텍스를 사용한 니트로스피라속 세균의 측정방법, 및 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스를 정밀하게 운전 관리하는 방법을 확립하는 것이다.The present invention relates to an antibody sensitized latex for quickly and easily measuring bacteria belonging to the genus Nitrospira present in biological nitrogen treatment processes such as activated sludge, water, soil and the like. Specifically, it is possible to accurately perform detection of bacteria of the genus Nitrospyra, which requires a long time and requires technical skill in the past, with a simple operation. In addition, a method for measuring nitrospira bacteria using the antibody-sensitized latex and a method for precisely operating and managing biological nitrogen treatment processes such as activated sludge are established.

우리들의 생활환경으로부터 배출되는 폐수, 쓰레기 등은 많은 질소 화합물을 함유하고, 이들은 지하수, 하천, 호수와 늪 등의 주변환경으로 배출되어 중대한 환경 문제를 일으는 경우가 있다. 그 대책으로서 활성 오니를 사용한 생물학적 질화·탈질법이 개발되어, 여러 하수처리장에서 이용되고 있다. 그 처리법 중, 질화 과정에 있어서는 활성 오니 중에 존재하는 질화 세균이 중요한 역할을 담당하고 있다.Wastewater and wastes discharged from our living environment contain many nitrogen compounds, and these are discharged into the surrounding environment such as groundwater, rivers, lakes and swamps, which cause serious environmental problems. As a countermeasure, a biological nitriding and denitrification method using activated sludge has been developed and used in various sewage treatment plants. In the treatment method, nitriding bacteria present in the activated sludge play an important role in the nitriding process.

생물학적 탈질처리 프로세스에서는 질화 반응이 율속 단계로 되어 있기 때문에, 처리 프로세스의 안정화나 더욱 고도 효율화를 도모하기 위해서는, 질화 반응 에 영향을 미치는 미생물군(질화 세균, 암모니아 산화 세균과 아질산 산화 세균으로 구성됨)의 해석이 필요 불가결하다고 생각되고 있다.In the biological denitrification process, since the nitriding reaction is in the rate step, the microbial group (composed of nitrifying bacteria, ammonia oxidizing bacteria and nitrite oxidizing bacteria) affecting the nitriding reaction is required to stabilize the treatment process and to achieve higher efficiency. It is thought that the interpretation of is indispensable.

일반적으로 질화 반응에 영향을 미치는 세균은 독립 영양세균이며, 유기물을 제거하는 종속 영양세균과 비교해서 비증식 속도가 작고, pH, 수온 등의 환경조건의 영향을 받기 쉽기 때문에, 질화 반응조(반응 탱크)에 질화 세균을 고밀도로 유지하는 것은 대단히 중요하다. In general, bacteria that affect the nitrification reaction are independent nutrient bacteria, and the nitrification reaction tank (reaction tank) is less proliferative compared to heterotrophic bacteria that remove organic matter, and is easily affected by environmental conditions such as pH and water temperature. It is very important to keep nitrided bacteria at high density.

그러나, 이들 처리조의 평가 및 유지 관리는 시스템의 인풋 및 아웃풋의 해석에 의해 판정되고 있지만, 중요한 균총의 판정 등은 전혀 행해지지 않고 있는 것이 현실이다.However, although evaluation and maintenance of these treatment tanks are judged by the analysis of the input and output of the system, the determination of the important flora is not carried out at all.

구체적으로는, 종래 하수처리 시설의 활성 오니 처리조 등의 생물학적 질소처리 프로세스 중이나 토양 중의 아질산 산화 세균의 정량방법으로서는, 일반적으로 시료를 채취하고, 1개월 내지 2개월의 배양기간을 경과한 후, 상기 시료에서의 아질산의 소비의 유무로부터 이들을 간접적으로 측정하는 방법이 알려져 있었다(비특허문헌 1 참조).Specifically, during the biological nitrogen treatment process such as an activated sludge treatment tank of a conventional sewage treatment plant or as a quantitative method of nitrite oxidizing bacteria in soil, a sample is generally taken and after a culturing period of one to two months, The method of measuring these indirectly from the presence or absence of the consumption of nitrous acid in the said sample was known (refer nonpatent literature 1).

또한, 종래 이러한 방법을 이용함으로써 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스나 토양 중의 질화 세균의 동향을 관리하는 것을 행하려는 시도가 있었지만, 상기 방법에서는 질화 세균수의 측정에 숙련성이 요구되고, 또한 상당한 일수가 필요로 되므로, 측정 결과로부터 질화 세균의 동향을 일상적으로 관리하기 위한 신속한 대응이 이루어지지 않는 것이 현재의 상황이었다.In addition, there have been attempts to manage biological nitrogen treatment processes such as activated sludge and the trend of nitrifying bacteria in the soil by using such a method. However, the above method requires skill in measuring the number of nitrifying bacteria and a considerable number of days. In the present situation, it is necessary to quickly respond to routinely manage the trend of nitrided bacteria from the measurement results.

여기서, 발명자들은 대표적인 질화 세균인 니트로소모나스(Nitrosomonas)속 의 세균(암모니아 산화 세균)과 니트로박터(Nitrobacter)속의 세균(아질산 산화 세균)에 대해서 이들 균을 특이적으로 인식하는 항체를 사용하는 검출방법을 개발하여, 상기 방법에 의해 암모니아 산화 세균 또는 아질산 산화 세균을 신속·간편하게 검출하는 방법을 제공하고 있다(특허문헌 1 참조). 또한, 상기 항체를 라텍스 입자에 흡착시킨 항체 감작 라텍스를 사용함으로써, 더욱 용이하게 암모니아 산화 세균, 아질산 산화 세균의 검출을 행하는 방법에 대해서도 제공되어 왔다(특허문헌 2 참조).Here, the inventors detect detection using an antibody that specifically recognizes these bacteria against bacteria of the genus Nitrosomonas (ammonia oxidizing bacteria) and bacteria of the genus Nitrobacter (nitrite oxidizing bacteria). The method is developed and the method of detecting ammonia oxidizing bacteria or nitrite oxidizing bacteria quickly and easily by the said method is provided (refer patent document 1). Moreover, the method which detects ammonia oxidizing bacteria and nitrite oxidizing bacteria more easily by using the antibody sensitizing latex which made the said antibody adsorb | suck to latex particle has been provided (refer patent document 2).

한편, 1990년 이후, 수환경 분야에 분자생물학적 방법을 사용한 해석 기술이 도입됨으로써, 질화 세균의 분포나 개체군에 관한 지견은 서서히 갱신되고 있다. 특히 아질산 산화 세균에 대해서는, 새롭게 니트로스피라속의 세균이 발견되어, 우수한 점종으로서 검출되는 질소처리 프로세스가 빈번하게 보고되게 되었다. 이것으로부터, 상기 생물학적 질소처리 프로세스에서의 질소의 제거 효율을 정확하게 파악하기 위해서는, 니트로소모나스속 및 니트로박터속의 세균뿐만 아니라 니트로스피라속의 세균수를 어떻게 정확하게 측정할 것인가라고 하는 점이 중요한 과제로 되고 있다.On the other hand, since 1990, analytical techniques using molecular biological methods have been introduced into the aquatic environment, and knowledge about the distribution and population of nitrided bacteria has gradually been updated. Especially for nitrite oxidizing bacteria, bacteria of the genus Nitrospyra were newly discovered, and the nitrogen treatment process detected as an excellent point species was frequently reported. From this, in order to accurately grasp the removal efficiency of nitrogen in the biological nitrogen treatment process, an important problem is how to accurately measure the number of bacteria in the genus Nitrospyra as well as the bacteria in the genus Nitrosomonas and Nitrobacter. .

그러나, 상술한 측정 방법에서는 생물학적 질소처리 프로세스로부터 입수한 활성 오니 등의 검체를 사용하여 배양하는 과정에서 니트로소모나스속 세균이나 니트로박터속 세균 등 니트로스피라속 세균 이외의 균체가 우세하게 되어버려, 정확한 결과가 얻어지지 않는다고 하는 문제가 있었다. 또한, 니트로스피라속 세균 자체가 종래의 방법에서는 단리될 수 없기 때문에, 니트로스피라속 세균을 특이적으 로 인식하는 항체를 얻을 수 없어, 상기 균을 검출·정량할 수는 없다고 하는 문제가 있었다.However, in the above-mentioned measurement method, cells other than Nitrosphyra bacteria, such as Nitrosomonas bacteria and Nitrobacterium bacteria, predominate in the process of culturing using samples such as activated sludge obtained from a biological nitrogen treatment process. There was a problem that accurate results were not obtained. In addition, since nitrospira bacteria themselves cannot be isolated by the conventional method, there is a problem that an antibody that specifically recognizes nitrospira bacteria cannot be obtained, so that the bacteria cannot be detected and quantified.

비특허문헌 1: Ryusuke Kimura et al., "Methods for Experiments on soil Microorganisms", Society for the Research of Soil Microorganisms, Yokendo Co., Ltd., (1992) pp.207-214[Non-Patent Document 1] Ryusuke Kimura et al., "Methods for Experiments on soil Microorganisms", Society for the Research of Soil Microorganisms, Yokendo Co., Ltd., (1992) pp. 207-214

특허문헌 1: 일본특허공개 평05-322896호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-322896

특허문헌 2: 일본특허공개 평08-029426호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-029426

이러한 상황을 감안하여, 본 발명자 등은 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중 등에 존재하는 니트로스피라속의 세균을 더욱 간편하고 또한 신속하게 측정하는 방법을 개발하는 것을 목적으로 예의 검토를 행했다. 그 결과 본 발명자들은 니트로스피라속의 세균에 특이적인 항체를 제조하여, 상기 항체를 라텍스 입자에 흡착시킨 항체 감작 라텍스를 사용함으로써, 간단한 조작으로 목적하는 니트로스피라속의 세균을 신속하게 측정할 수 있는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다. In view of such a situation, the present inventors have made intensive studies for the purpose of developing a method for more easily and quickly measuring the bacteria of the genus Nitrospyra present in biological nitrogen treatment processes such as activated sludge, water, soil and the like. . As a result, the present inventors have found that by producing an antibody specific for a bacterium of the genus Nitrospyra and using an antibody sensitized latex in which the antibody is adsorbed to latex particles, it is possible to quickly measure the desired bacterium of the genus Nitrospyra with a simple operation. The present invention has been completed.

즉, 본 발명의 목적은, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중 등의 니트로스피라속의 세균을 신속·간편하게 검출하는 것을 가능하게 하는 신규의 니트로스피라속 세균 측정용 항체 감작 라텍스를 제공하는 것에 있다. 또한, 다른 목적은, 상기 측정용 항체 감작 라텍스를 이용함으로써, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중 등의 니트로스피라속의 세균을 신속·간편하게 측정하는 면역학적 측정법을 제공하는 것에 있다. 또한 다른 목적은, 호기성 생물처리 시설의 매일의 관리에 대해서, 니트로스피라속을 비롯한 질화 세균수를 지표로 한 호기성 생물 처리조의 운전 관리법을 제공하는 것에 있다. That is, an object of the present invention is to provide a novel antibody sensitized latex for nitrospyras bacteria measurement, which makes it possible to quickly and easily detect bacteria of the genus Nitrosphyra in biological nitrogen treatment processes such as activated sludge, water, soil and the like. It is in doing it. Another object of the present invention is to provide an immunological measurement method for quickly and easily measuring bacteria of the genus Nitrospyra such as biological sludge treatment processes such as activated sludge, water and soil by using the above-described antibody sensitized latex. Moreover, another object is to provide the operation management method of an aerobic biological treatment tank which made the number of nitride bacteria including Nitrosphyra genus the index with respect to daily management of an aerobic biological treatment facility.

본 발명에 관련된 니트로스피라속 세균 측정용 항체 감작 라텍스는 액상 매질과 이 매질 중에 현탁된 라텍스 입자를 함유하는 항체 감작 라텍스로서, 상기 라텍스 입자는 비중이 약 1.5g/㎖이고 평균입경이 1.0∼1.5㎛이고, 아질산 산화 활성을 갖는 니트로스피라속 세균에 특이적인 항체를 흡착시킨 것을 특징으로 하는 것이다. 이것에 의해, 종래 장기간을 요하고 기술적으로도 숙련이 필요로 되었던 니트로스피라속의 세균의 검출·측정을 용이하고 또한 간편하게 행할 수 있다.The antibody-sensitized latex for measuring nitrospyras bacteria according to the present invention is an antibody-sensitized latex containing a liquid medium and latex particles suspended in the medium, wherein the latex particles have a specific gravity of about 1.5 g / ml and an average particle diameter of 1.0 to 1.5. It is characterized by adsorbing an antibody specific to nitrospira bacteria having a nitrite oxidizing activity. As a result, the detection and measurement of bacteria of the genus Nitrospyra, which requires a long time and requires technical skill, can be performed easily and simply.

또한, 본 발명의 니트로스피라속 세균 측정용 항체 감작 라텍스는 면역학적 측정법에 의해 니트로스피라속 세균을 검출할 수 있다. 즉, 니트로스피라속의 세균에 대한 항체와 항체를 반응시키는 면역학적 측정법이면 좋고, 검체로서는, 예를 들면 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중에서 채취한 시료 등을 그대로 또는 희석해서 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 검체 중에 존재하는 니트로스피라속의 세균을 이들에 특이적인 항체에 의해 검출·정량하는 면역측정법 등이 열거된다. In addition, the antibody-sensitized latex for nitrospyras bacterial measurement of the present invention can detect nitrospyras bacteria by immunological measurement. In other words, an immunological measurement method for reacting the antibody against the bacteria of the genus Nitrospyra may be used. As a sample, for example, a biological nitrogen treatment process such as activated sludge, or a sample taken from water or soil can be used as it is or diluted. have. More specifically, the immunoassay method etc. which detect and quantify the bacteria of the genus Nitrospyra which exist in a sample with the antibody specific to these are mentioned.

면역측정법으로서는, 예를 들면 라텍스 응집법이나 역수신 라텍스 (적혈구)응집법 등의 면역응집법, 면역 크로마토법, 형광항체법, 효소항체법 및 방사 면역측정법 등이 열거되지만, 간편성 및 신속성의 점에서 면역응집법 및 면역 크로마토법이 바람직하다. 또한, 상기 면역응집법 중 항원 또는 항체를 결합시킨 적혈구 또는 라텍스 입자를 사용하는 간접 응집 반응인 역수신 라텍스(적혈구) 응집법이 특히 바람직하다.Examples of immunoassays include immunoaggregation methods such as latex agglutination and reverse-received latex (red blood cell) aggregation, immunochromatography, fluorescent antibodies, enzyme antibodies and radioimmunoassays. And immunochromatography. In particular, a reverse aggregation latex (erythrocyte) aggregation method, which is an indirect aggregation reaction using erythrocytes or latex particles to which antigens or antibodies are bound, is particularly preferable in the immunoaggregation method.

본 발명의 면역응집법에 사용하는 불용성 담체로서는 적혈구, 금콜로이드 입자 등의 무기화합물 입자 및 라텍스 입자 등의 유기고분자 입자 등 중 어느 것을 사용해도 좋지만, 라텍스 입자를 사용하는 것이 항원 또는 항체 감작 후의 시약의 안정성의 점에서 바람직하다.As the insoluble carrier used in the immunoaggregation method of the present invention, any of inorganic compound particles such as red blood cells and gold colloidal particles and organic polymer particles such as latex particles may be used, but latex particles may be used for the reagents after antigen or antibody sensitization. It is preferable at the point of stability.

본 발명에서 말하는 니트로스피라속의 세균이란, 아질산 산화 활성, 즉 아질산의 산화에 의해 질산을 생성하는 작용을 갖는 미생물, 소위 아질산 산화균의 일속이다. 현재, DDBJ(DNA Data Bank of Japan)에는 니트로스피라형 세균의 16S-rRNA 염기서열이 43개 등록되어 있고, 그 서열을 사용한 계통해석 결과로부터 4개의 계통(종)이 제안되어 있다.The bacterium of the genus Nitrospyra as used in the present invention is a group of microorganisms having a nitrite oxidation activity, that is, a function of producing nitric acid by oxidation of nitrous acid, so-called nitrite oxidizing bacteria. Currently, 43 16S-rRNA nucleotide sequences of nitrospyran bacteria are registered in the DNA Data Bank of Japan (DDBJ), and four strains (species) have been proposed from phylogenetic analysis using the sequence.

그러나, 순수배양에 성공한 균주는 담수성의 니트로스피라 모스코비엔시스(Nitrospira moscoviensis) 및 심해로부터 단리된 니트로스피라 마리나(Nitrospira marina ATCC43039주)의 2주밖에 없어, 활성 오니, 토양, 기타 하수처리 리액터 등의 통상의 생물학적 질소처리 프로세스로부터는 단리되지 않고 있다. 본 발명에서는 항체를 제조하기 위한 니트로스피라속의 세균으로서 니트로스피라 모스코비엔시스를 사용했지만, 그 밖에 니트로스피라속의 순수 배양주가 확립된 경우에는 상기 균주를 사용해도 동일하게 항체를 제조할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.However, the strains that succeeded in pure culture were only two weeks of freshwater Nitrospira moscoviensis and Nitrospira marina ATCC43039 isolated from the deep sea, and thus activated sludge, soil, and other sewage treatment reactors. It is not isolated from conventional biological nitrogen treatment processes. In the present invention, although nitrospyra moscobiensis was used as a bacterium of the genus Nitrospyra for producing an antibody, it should be noted that the antibody can be produced in the same manner even if the strain is used when a pure culture of the genus Nitrospyra is established. There is no.

이들 균에 특이적인 항체는, 상기 균체를 항원으로 하여 토끼, 마우스, 래트(rat), 닭, 양, 말 등의 동물을 면역하여 얻어진 항체를 세균 검출용 항체로 하여 사용하면 좋다. 또한, 공지의 방법(특허문헌 1에 기재된 방법 등)에 의해 제조한 항혈청을 프로테인 G를 결합한 친화성 크로마토그래피 등의 적절한 정제수단으로 더 정제해서 사용한다.Antibodies specific to these bacteria may be used as antibodies for detecting bacteria using antibodies obtained by immunizing animals such as rabbits, mice, rats, chickens, sheep and horses using the cells as antigens. Moreover, the antiserum manufactured by the well-known method (method of patent document 1, etc.) is further refine | purified by appropriate purification means, such as an affinity chromatography which combined the protein G, and is used.

따라서, 본 발명의 방법은 상기 항체 감작 라텍스를 사용한 니트로스피라속 세균의 검출법으로서, 상기 항체 감작 라텍스와 피험시료를 혼합하는 조작, 얻어진 혼합시료를 미리 정해진 시간 정치하는 조작, 정치된 혼합시료 중의 라텍스 입자끼리의 응집 유무를 확인하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.Therefore, the method of the present invention is a method for detecting nitrospira bacteria using the antibody-sensitized latex, the operation of mixing the antibody-sensitized latex and the test sample, the operation of allowing the obtained mixed sample to stand still for a predetermined time, and the latex in the mixed sample that has been settled. It is characterized by including the operation of confirming the presence or absence of aggregation of particle | grains.

또한, 보다 바람직한 형태로서는, 상기 피험시료가 호기성 생물 처리조 내의 처리액으로부터 채취된 시료를 사용함으로써, 호기성 생물 처리조 내의 처리액 중의 니트로스피라속 세균의 유무를 검출할 수 있다.Moreover, as a more preferable aspect, the presence or absence of nitrospira bacteria in the process liquid in an aerobic biological process tank can be detected by using the sample which the said test sample collect | collected from the process liquid in an aerobic biological process tank.

이하, 면역응집법의 경우를 예로 들어 보다 상세히 설명한다. 사용하는 라텍스 입자로서는, 비중이 1.0g 이상/㎖이고, 바람직하게는 1.5mg/㎖ 전후, 특히 1.2∼1.8mg/㎖의 고비중 라텍스 입자가 적합한 것으로서 사용되고, 또한 평균 입자 직경은 약 0.1∼4.0㎛, 바람직하게는 평균 1.0∼1.5㎛ 전후, 더욱 바람직하게는 평균 1.3㎛ 전후의 라텍스 입자가 적합한 것으로서 사용되고, 또한 라텍스 입자에 착색한 것이 적합한 것으로서 사용된다. 이러한 라텍스 입자로서는, 예를 들면 "Bacto 0.81"(Difco Laboratories 제품, 평균 입경 O.81㎛ , 비중 1.0g/㎖)나, "IMMUTEX H 시리즈"(JSR Corp. 제품, 비중은 1.5g/㎖, 평균 입경은 0.94㎛∼4.9㎛, 착색한 라텍스를 포함) 및 "Polybeads" #15706, #15709(Polysciences, Inc. 제품) 등의 시판 제품을 예시할 수 있지만, 이것에 한정되지 않고 이들과 동일한 효과를 갖는 것이면 그 종류를 막론하고 사용하는 것이 가능하다.Hereinafter, the case of the immunoaggregation method will be described in more detail. As the latex particles to be used, the specific gravity is 1.0 g or more / ml, preferably about 1.5 mg / ml, particularly 1.2 to 1.8 mg / ml of high specific gravity latex particles are used as suitable ones, and the average particle diameter is about 0.1 to 4.0. Latex particles of about mu m, preferably about 1.0 to 1.5 mu m, more preferably about 1.3 mu m on average are used as suitable ones, and those colored on latex particles are used as suitable ones. As such latex particle | grains, for example, "Bacto 0.81" (the Difco Laboratories product, the average particle diameter of 0.81 micrometers, specific gravity 1.0 g / ml), "IMMUTEX H series" (the JSR Corp. product, specific gravity 1.5g / ml, The average particle diameter can be exemplified by commercial products such as 0.94 µm to 4.9 µm, including colored latex) and "Polybeads" # 15706 and # 15709 (manufactured by Polysciences, Inc.), but are not limited thereto. It is possible to use whatever kind it has.

니트로스피라속의 세균에 특이적인 항체를 제조하기 위해서는, 우선 균을 아질산을 증식 기질로 하는 무기염 액체 배지를 사용하여 배양하고, 필요에 따라 살균하고 집균하여 항원으로 한다. 그 다음, 이 항원을 토끼의 귀정맥으로부터 주사에 의해 투여하고, 항체값의 상승을 확인한 뒤에 전체 채혈하고, 원심분리 등의 적절한 처리를 실시한 후, 56℃에서 불활화를 행하여 항혈청으로 한다. 또한, 프로테인 G를 결합한 친화성 크로마토그래피 등의 적당한 정제수단으로 정제해서 사용한다.In order to produce antibodies specific for the bacteria of the genus Nitrospyra, the bacteria are first cultured using an inorganic salt liquid medium containing nitrous acid as a growth substrate, and sterilized and collected as necessary as antigens. Then, this antigen is administered by injection from the rabbit's ear vein, and after confirming the increase of the antibody value, the whole blood is collected, and after appropriate treatment such as centrifugation, inactivation is performed at 56 ° C to give antiserum. Moreover, it refine | purifies by suitable purification means, such as affinity chromatography which combined the protein G, and is used.

그 다음, 상기 특이적인 항체를 흡착시키는 담체의 라텍스 입자나, 또한 감작 라텍스의 제조방법 등은 특별히 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 본 발명자들이 보고한 방법(특허문헌 2에 기재된 방법)에 따라 제조할 수 있다.Then, the latex particles of the carrier for adsorbing the specific antibody or the method for producing the sensitized latex are not particularly limited, and are produced according to the method reported by the inventors (for example, the method described in Patent Document 2). can do.

이들 항체를 담체 입자에 담지시켜서 면역학적 응집반응 입자로 하는 방법은 물리흡착법과 화학결합법이 있지만, 어느 쪽도 본 발명의 면역학적 응집반응에 적합하게 사용할 수 있다. 응집반응 입자로서 라텍스 입자를 사용하는 경우는, 물리적 흡착법으로 충분히 항원 또는 항체를 감작시키는 것이 가능하다.The method of preparing these antibodies on the carrier particles to form the immunological aggregated reaction particles includes a physical adsorption method and a chemical bond method, but any of them can be suitably used for the immunological aggregated reaction of the present invention. In the case where latex particles are used as the aggregation reaction particles, the antigen or antibody can be sufficiently sensitized by physical adsorption.

상기 라텍스 입자에 항체를 감작시킬 경우는, 완충액 중에서 행하는 것이 바람직하다. 즉, 적당한 농도로 희석한 라텍스 입자의 현탁액과 항체 또는 항원의 용액을 혼합하고, 잠시동안 방치한 후에 세정해서 감작 라텍스 입자를 제조한다. 희석에 사용하는 완충액으로서는, 일반적으로 담지된 항원 또는 항체의 측정 대상물질인 항체 또는 항원과의 반응을 저해하지 않는 이온 강도, pH를 갖는 것이 선택된다. 예를 들면 TBS, PBS, GBS, 인산 완충액 및 붕산 완충액을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 인산 완충액, 붕산 완충액 및 GBS는 감작 라텍스 입자의 응집성, 자기응집이 일어나기 어려우므로 적합한 것으로서 사용된다. pH 5∼10의 범위에서 선택되는 것이 일반적이고, 특히 pH 6∼9의 범위가 적합한 것으로서 선택된다.When sensitizing an antibody to the said latex particle, it is preferable to carry out in a buffer. That is, a suspension of latex particles diluted to a suitable concentration and a solution of an antibody or antigen are mixed, left to stand for a while, and then washed to prepare sensitized latex particles. As a buffer used for dilution, generally, the thing which has an ionic strength and pH which does not inhibit the reaction with the antibody or antigen which are a supported antigen or an object to be measured of an antibody is selected. For example, TBS, PBS, GBS, phosphate buffer and boric acid buffer can be used. Among them, phosphate buffer, boric acid buffer and GBS are used as suitable because cohesion and self-aggregation of sensitized latex particles hardly occur. It is common to select in the range of pH 5-10, and especially the range of pH 6-9 is selected as a suitable thing.

감작시의 라텍스 입자의 농도는 0.01∼0.5(w/v)%가 적당하고, 특히 0.05∼0.25(w/v)% 정도에서 양호한 결과가 얻어진다. 또한, 항체를 감작시키는 경우에 있어서 항체용액의 항체 단백질 농도는 1.0∼1000㎍이 적당하고, 그 이외에서는 감도의 저하나 감작 라텍스 입자의 자기응집에 의해 양성·음성 판단이 서기 어려워진다. 또한, 감작반응시의 온도에 대해서는 0∼60℃의 범위 내에서 행하지만, 실온 또는 실온보다 다소 높은 온도(∼40℃)에서 반응을 행하면, 감도 좋은 라텍스 입자가 얻어진다.As for the density | concentration of the latex particle at the time of sensitization, 0.01-0.5 (w / v)% is suitable, and the favorable result is obtained especially about 0.05-0.25 (w / v)%. In the case where the antibody is sensitized, the antibody protein concentration of the antibody solution is suitably 1.0 to 1000 µg. Otherwise, it is difficult to make a positive or negative judgment due to a decrease in sensitivity or self-aggregation of sensitized latex particles. In addition, about the temperature at the time of a sensitization reaction, although it carries out within the range of 0-60 degreeC, when it reacts at room temperature or temperature slightly higher than room temperature (-40 degreeC), a sensitive latex particle is obtained.

이들 감작 라텍스를 사용하여 니트로스피라속의 세균의 검출, 균수의 측정을 행하는 데에는, 역수신 라텍스 응집법이 바람직하다. 역수신 라텍스 응집법이란, 피험물질과 특이적으로 결합하는 성질을 갖는 물질(항체 등)을 고비중의 표식물질(라텍스 입자 등)에 결합시킨 면역학적 응집반응 입자를 함유하는 액상의 시약과 피험물질을 함유하는 시료를 혼합하여, 대상물질의 검출 또는 정량을 행하는 방법이다. 보다 상세하게는, 적당한 단계에 희석한 시료와 항체 감작 라텍스를 함유하는 시약을 혼합하여 응집상이 관찰되는 희석도를 확인하고, 한편으로는 기지균수의 균액을 함유하는 표준시료를 사용한 혼합시험을 행하여, 그 결과와의 비교로부터 균수를 산출하면 좋다.Using these sensitizing latexes, the reverse receiving latex agglomeration method is preferable for detecting bacteria and measuring the number of bacteria of the genus Nitrospyra. The reverse-received latex agglomeration method is a liquid reagent and a test substance containing immunological agglutination particles in which a substance (antibody, etc.) having a property of specifically binding to a test substance is bound to a high specific weight of a substance (latex particles, etc.). It is a method of mixing or containing the sample containing the target substance, and detecting or quantifying a target substance. In more detail, the diluted sample and the reagent containing the antibody sensitized latex are mixed at the appropriate stage to confirm the dilution degree in which the aggregate phase is observed, and on the other hand, the mixed test using the standard sample containing the bacteria solution of known bacteria is carried out. What is necessary is just to calculate a microbe number from a comparison with the result.

따라서, 본 발명의 다른 형태로서는, 상기 항체 감작 라텍스를 사용하는 니트로스피라속 세균수의 측정법으로서, 서로 다른 농도로 희석된 복수의 피험시료를 준비하는 조작, 상기 피험시료의 각각에 상기 항체 감작 라텍스를 혼합하는 조작, 얻어진 각 혼합시료를 미리 정해진 시간 정치하는 조작, 정치된 각 혼합시료 중의 라텍스 입자끼리의 응집의 유무를 확인하는 조작, 및 각 혼합시료에 대해서 확인된 응집의 측정상과 미리 확인된 이미 알고 있는 균수의 균액을 함유하는 표준시료를 사용하여 동일한 조작으로 확인된 응집의 측정상을 비교함으로써 니트로스피라속 세균수를 동정하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 한다.Therefore, another aspect of the present invention is a method for measuring the number of bacteria of the genus Nitrosphyra using the antibody-sensitized latex, which is to prepare a plurality of test samples diluted at different concentrations, and the antibody-sensitized latex to each of the test samples. Operation of mixing the mixed samples, pre-determining each of the obtained mixed samples, operation of confirming the presence or absence of agglomeration of latex particles in each of the mixed samples, and measuring and confirming in advance the agglomerations identified for each mixed sample. And a step of identifying the number of bacteria of the genus Nitrosphyra by comparing the measured images of the aggregates identified by the same operation using a standard sample containing the bacterial solution of known bacteria.

보다 상세하게는, U형의 마이크로티터 플레이트에 완충액으로 단계적으로 희석한 항원 또는 표준시료를 첨가하고, 각 구멍에 등량의 시약을 분주한 후, 실온에서 4∼15시간 정치한 후, 육안 또는 10배 정도의 루페(loupe)를 사용하여 관찰·판정하는 것이다. 구체적으로는, 완충액만의 경우의 응집상을 음성으로 해서 각 구멍의 응집상을 판정하고, 양성의 응집상을 나타내는 피험 구멍의 희석배율과 표준항원을 사용한 응집시험의 결과로부터 균수를 계산한다.More specifically, an antigen or a standard sample diluted stepwise with a buffer solution is added to a U-type microtiter plate, an equal amount of reagent is dispensed into each hole, and then left at room temperature for 4 to 15 hours, followed by visual or 10 Observation and judgment are made using a loupe of about twice. Specifically, the aggregated phase of each hole is determined by making the aggregated phase in the case of only the buffer solution negative, and the number of bacteria is calculated from the dilution ratio of the test hole showing the positive aggregated phase and the result of the aggregation test using the standard antigen.

본 발명에 있어서는, 이 외에도 본 발명에 관련된 라텍스 입자와 피험시료를 슬라이드 글래스 상에서 혼합하여, 광학 현미경적으로 응집상의 형성 여부를 판단하는 방법(현미경 라텍스법)이나, 면역 크로마토법 등, 면역학적 응집반응 입자를 사용하는 여러가지 정성·정량방법에 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.In the present invention, in addition to this, the latex particles and the test sample according to the present invention are mixed on a slide glass to determine whether agglomerates are formed under an optical microscope (microscopic latex method), or immunological aggregation such as immunochromatography. Needless to say, it can be used for various qualitative and quantitative methods using the reaction particles.

한편, 종래부터 일반적으로 항체를 흡착시킨 담체로서 라텍스 입자가 존재하는 것은 알려져 있었지만, 이것을 실제로 니트로스피라속의 세균의 검출·동정에 사용한 예는 지금까지 보고되고 있지 않고, 그 유효성은 본 발명자들에 의해 처음으로 검토된 것이다. 또한, 니트로스피라속의 세균에 특이적인 항체를 사용하여, 특히 활성 오니 등의 호기성 생물 처리조의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중의 활성(아질산의 산화)이 있는 목적 미생물을 동정하여 그 균수를 신속하고 또한 적정하게 관리하는 것을 가능하게 할 수 있다라는 지견은 본 발명자들에 의해 처음으로 얻어진 것이다.On the other hand, in the past, it has been known that latex particles exist as carriers to which antibodies have been generally adsorbed. However, examples of actually using them for the detection and identification of bacteria of the genus Nitrospyra have not been reported so far, and the effectiveness thereof has been reported by the present inventors. It was the first review. In addition, by using an antibody specific for bacteria of the genus Nitrospyra, it is possible to identify a target microorganism having a biological nitrogen treatment process of an aerobic biological treatment tank such as an activated sludge, an activity in water or soil (oxidation of nitrite), and to quickly determine the number of bacteria. The knowledge that it is possible to manage properly and appropriately is obtained for the first time by the present inventors.

또한, 본 발명의 다른 형태에서는, 호기성 생물 처리조 내의 처리액 중의 니트로스피라속 세균수를 측정한 후, 목표의 질화율을 유지하기 위해서 필요한 니트로스피라속 세균수가 되도록 상기 조 내의 고형물 체류시간, 조 내의 용존산소량, 조 내로의 유입부하로부터 선택되는 적어도 1개의 운전 조건을 관리하는 조작을 더 포함한다. 한편, 목표의 질화율을 유지하기 위해서 필요한 니트로스피라속 세균수로서는, 바람직하게는 1O7cells/mL 이상이다.In another embodiment of the present invention, after measuring the number of bacteria of the genus Nitrogen spp. In the treatment liquid in the aerobic biological treatment tank, the solids residence time and tank in the tank so that the number of bacteria of the genus Nitrogen sp. And managing at least one operating condition selected from the amount of dissolved oxygen in the chamber and the inflow load into the tank. On the other hand, the number of bacteria of the genus Nitrosphyra necessary for maintaining the target nitriding rate is preferably 10 7 cells / mL or more.

더욱 바람직하게는, 상기 니트로스피라속 세균수에 추가하여, 호기성 생물 처리조 내의 니트로소모나스속 세균수 및 니트로박터속 세균수를 더 측정하여, 목표의 질화율을 유지하기 위해서 필요한 니트로소모나스속 세균수, 니트로박터속 세균수 및 니트로스피라속 세균수가 되도록 조 내의 고형물 체류시간, 조 내의 용존산소량, 조 내로의 유입 부하로부터 선택되는 적어도 1개의 운전 조건을 관리하는 조작을 더 포함해도 좋다.More preferably, in addition to the nitrospira bacteria number, the nitrosomonas bacteria and nitrobacter bacteria number in the aerobic biological treatment tank are further measured to maintain the nitrisomonas genus necessary for maintaining the target nitriding rate. The method may further include an operation of managing at least one operating condition selected from the solids residence time in the tank, the amount of dissolved oxygen in the tank, and the inflow load into the tank so that the bacterial count, the nitrobacter bacterium, and the nitrospira bacteria count.

이것에 의해, 호기성 생물처리 시설의 매일의 운전 관리에 대해서, 니트로스피라속을 비롯한 질화 세균수를 지표로 한 관리가 용이하게 된다.This makes it easy to manage the daily operation of the aerobic biological treatment facility as the index of the number of nitrifying bacteria including the genus Nitrospora.

또한, 여기에서 말하는 호기성 생물처리란, 용존산소의 존재하에서 다양한 호기성 미생물이 관여하여 유기성 물질, 암모니아성 질소, 악취, 철 등을 산화 분해하여 제거하는 처리방법이다. 호기성 처리를 대별하면, 폭기에 의해 생물 플록을 부유시킨 상태에서 유기물질을 산화 분해하는 방법과, 담체에 미생물을 부착 증식시켜서 생물막을 형성시키고 이것을 폐수에 접촉시켜서 산화 분해하는 방식으로 분류된다. 전자의 대표가 활성 오니법이고 하수처리에 널리 사용되고 있다. 후자는 일반적으로 생물막법이라고 불리고 있다.In addition, aerobic biotreatment referred to herein is a treatment method in which various aerobic microorganisms are involved in the presence of dissolved oxygen to oxidatively decompose and remove organic substances, ammonia nitrogen, odors, iron and the like. The aerobic treatment is roughly classified into a method of oxidatively decomposing organic materials in a state in which a biofloc is suspended by aeration, and a method of oxidatively decomposing by attaching and growing microorganisms to a carrier to form a biofilm and contacting the wastewater. The former representative is the active sludge process and is widely used for sewage treatment. The latter is generally called the biofilm method.

여기서 말하는 활성 오니법이란, 표준 활성 오니법, 산소 활성 오니법, 장시간 에어레이션법, 옥시데이션 디치(oxidation ditch)법, 회분식 활성 오니법 등이 포함되고, 또한 순환식 질화 탈질법, 질화내생탈질법, 혐기-무산소-호기법, 폭기-호기 활성 오니법이 포함된다. 또한 여기에서 말하는 생물막법이란, 미생물을 담체(지지체 또는 접촉 재료라고도 함)에 고정화시키는 것이므로, 최근에는 생물고정법이라고 부르는 경우가 많다. 담체의 상태로부터 분류하면, 담체를 처리조에 침지시켜 두는 경우(고정 베드)와 처리조 내에서 움직이게 하는 경우(유동 베드)로 분류된다. The active sludge method described herein includes a standard activated sludge method, an oxygen activated sludge method, a long time aeration method, an oxidation ditch method, a batch activated sludge method, and the like, and a cyclic nitriding denitrification method and nitrification endogenous denitrification method. , Anaerobic-aerobic-aerobic and aerobic-aerobic sludge methods are included. In addition, since the biofilm method here is what immobilizes a microorganism to a carrier (also called a support body or a contact material), it is called the biofixing method in many cases in recent years. From the state of the carrier, the carrier is classified into a case where the carrier is immersed in the treatment tank (fixed bed) and a case where the carrier is moved in the treatment tank (fluid bed).

또한 주로 질소 화합물이나 인의 제거를 목적으로 생물막을 사용하여 고농도폐수를 혐기성 처리한 후에 호기성 처리하는 방법 등의 호기성 처리와 혐기성 처리의 병용기술이 활용되고 있지만, 이러한 호기성 생물처리를 포함하는 생물처리 방법에 널리 응용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. In addition, a combination of aerobic treatment and anaerobic treatment, such as aerobic treatment of a high concentration wastewater using a biofilm for the purpose of nitrogen compound or phosphorus removal, has been utilized. Needless to say, it is widely applicable to.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 니트로스피라속의 세균에 특이적인 항체를 라텍스 입자에 흡착시킨 측정용 항체 감작 라텍스에 관한 것으로, 상기 항체 감작 라텍스를 사용함으로써 종래 장기간을 요하고 기술적으로도 숙련이 필요로 되었던 니트로스피라속의 세균의 검출·측정을 용이하고 또한 간편하게 행하는 것을 가능하게 하는 것이다. 또한, 다른 본 발명은, 니트로스피라속의 세균에 대해 특이적인 항체를 제조하여, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중 등의 니트로스피라속의 세균을 동정할 수 있다. 또한 다른 발명에서는, 이들 니트로스피라속 균수를 신속하고 또한 적정하게 측정하는 것을 가능하게 한다. 또한 다른 발명에서는, 니트로스피라속을 비롯한 질화 세균수를 지표로 하여 호기성 생물 처리조의 운전 조건을 제어함으로써, 호기성 생물처리 시설의 운전 관리가 용이하게 된다.As described above, the present invention relates to an antibody-sensitized latex for measurement in which an antibody specific to a bacterium of the genus Nitrosphyra is adsorbed to latex particles. The use of the antibody-sensitized latex requires a long time and requires technical skill. It is possible to easily and conveniently detect and measure bacteria of the genus Nitrosphyra. In addition, another invention can produce antibodies specific for the bacteria of the genus Nitrospyra, and can identify bacteria of the genus Nitrospyra such as biological nitrogen treatment processes such as activated sludge, in water and in soil. Moreover, in another invention, it is possible to measure these nitrospyras genus quickly and appropriately. Moreover, in another invention, the operation management of an aerobic biological treatment plant becomes easy by controlling the operating conditions of an aerobic biological treatment tank using the number of nitriding bacteria, including nitrospira, as an index.

도 1은 라텍스 입자의 입경과 측정 하한값의 관계를 나타내는 선도이다. 세로축은 막대 그래프가 측정 하한값(cells/㎖)을, 부호 ◆가 라텍스 입경(㎛)을 각각 나타낸다. 횡축은 라텍스 입자의 제품번호이다.1 is a diagram showing the relationship between the particle size of a latex particle and a measurement lower limit. The vertical axis represents the lower limit value (cells / ml) measured by the bar graph, and the symbol ◆ represents the particle size of the latex (µm), respectively. The abscissa is the product number of the latex particles.

도 2는 RPLA법, FISH법 및 MPN법에 의한 니트로스피라속의 세균의 측정값을 나타내는 선도이다. 도면 중, 각 도면의 횡축은, a도는 표준 활성 오니법을 행하는 시설 A∼D, b도는 옥시데이션 디치법을 행하는 시설 E∼K, c도는 A2O법을 행하는 시 설 K, d도는 막분리법을 행하는 시설 L의 합계 12개 시설(각 도면, 횡축의 A∼L)의 반응 탱크로부터 채취한 활성 오니 시료번호를 나타낸다. 각 도면의 종축은 니트로스피라속의 세균수(RPLA법 및 FISH법에서는 cells/㎖, MPN법에서는 MPN/100㎖)를 나타낸다. 각 도면에 있어서, 그래프 a는 RPLA법, 그래프 b는 FISH법 및 그래프 c는 MPN법을 나타낸다.Fig. 2 is a graph showing measured values of bacteria of the genus Nitrospyra by the RPLA method, FISH method and MPN method. In the figure, the abscissa of each drawing shows facilities A to D for performing standard activated sludge method, b for facilities E to K for oxidizing dichroic method, and C for facilities A and C for performing A 2 O method. The active sludge sample number collected from the reaction tanks of 12 facilities (each figure, A-L of a horizontal axis) of the facilities L which perform the separation method is shown. The vertical axis of each figure shows the number of bacteria of the genus Nitrospyra (cells / ml in the RPLA method and the FISH method, and MPN / 100 ml in the MPN method). In each figure, graph a shows the RPLA method, graph b shows the FISH method, and graph c shows the MPN method.

도 3은 니트로스피라속 세균수와 질화율의 관계를 나타내는 선도이다. 종축은 세균수(cells/㎖), 횡축은 처리수 켈달(Kjeldahl) 질소 제거율(질화율)(%)을 나타내고, 도면 중의 도트는 아질산 산화 세균을 나타낸다.3 is a graph showing the relationship between the number of bacteria of the genus Nitrosphyra and nitriding rate. The vertical axis represents the number of bacteria (cells / ml), the horizontal axis represents the treated water Kjeldahl nitrogen removal rate (nitration rate) (%), and the dots in the figure represent nitrite oxidizing bacteria.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 상기 실시예에 의해 조금도 한정되는 것이 아니다.Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited at all by the said Example.

실시예 1Example 1

·항원에 사용하는 균체의 제조Preparation of cells used for antigen

니트로스피라 모스코비엔시스를 표 1의 배지에서 배양했다. 이 주는 Universitat Hamburg의 Dr. Eva Spieck로부터 입수했다(Ehrich S., D. Behrens, E. Lebedeva, W. Ludwig, and E. Bock. (1995), A new obligately chemolitoautotrophic, nitrite-oxidizing bacterium, Nitrospira moscoviensis sp. nov. and its phylogenetic relationship. Arch. microbiol. 164: pp. 16-23. 참조). 배양은 3단계(100mL 스케일의 종배양, 1L 스케일의 중간배양, 4L 스케일의 최종배양)로 나누어서 행하고, 모든 단계의 배양온도는 37℃, 배양기간은 7∼10일 간으로 했다. Nitrosspira mosbybiensis was incubated in the media of Table 1. This week Dr. Universitat Hamburg Obtained from Eva Spieck (Ehrich S., D. Behrens, E. Lebedeva, W. Ludwig, and E. Bock. (1995), A new obligately chemolitoautotrophic, nitrite-oxidizing bacterium, Nitrospira moscoviensis sp. nov. and its phylogenetic relationship. Arch. microbiol. 164: pp. 16-23. Reference). The culture was divided into three stages (100 mL scale seed culture, 1 L scale intermediate culture, 4 L scale final culture), and the culturing temperature of all the stages was 37 ° C and the incubation period was 7 to 10 days.

균의 증식이 최대가 되었다고 생각되는 시점에서 최종배양을 정지하고, 해당 배양액을 4.0℃에서 24,000×g 10분간 원심분리하여, 균을 회수했다. PBS 30mL를 가하여 피펫팅에 의해 균을 분산시킨 후, 등량의 0.6% 포르말린을 첨가해 충분히 교반했다. 이 용액을 37℃에서 1시간 정치한 후, 균이 사멸할 때까지 4.0℃에서 더 고정했다. 고정 균체를 24,000×g 10분간 원심분리하여 회수해 PBS로 세정한 후, 다시 24,000×g 10분간 원심분리한 균체를 항원으로 사용했다. 또한, 660nm의 흡광도가 0.5가 되도록 PBS로 조정하여 공시항원으로 했다.The final culture was stopped when the growth of the bacteria was considered to be the maximum, and the culture was centrifuged at 24,000 × g for 10 minutes at 4.0 ° C. to recover the bacteria. After 30 mL of PBS was added and the bacteria were dispersed by pipetting, an equivalent amount of 0.6% formalin was added and the mixture was sufficiently stirred. After leaving this solution at 37 ° C for 1 hour, the solution was further fixed at 4.0 ° C until the bacteria died. The fixed cells were recovered by centrifugation at 24,000 × g for 10 minutes, washed with PBS, and then the cells were centrifuged at 24,000 × g for 10 minutes as an antigen. Furthermore, it adjusted to PBS so that the light absorbency of 660 nm might be set to 0.5, and it was set as the test antigen.

Figure 112008014395510-PCT00001
Figure 112008014395510-PCT00001

항원의 순도는 니트로스피라에 특이적인 DNA 탐침 NSR1156 및 Ntspa0662를 사용하여 확인했다. 즉, 상기 탐침을 사용하여 하이브리디제이션(hybridization) 시험을 행하여, 균 현탁액 중에 니트로스피라 모스코비엔시스(DSM10035) 이외의 균이 혼입되어 있지 않은지의 여부를 확인했다.The purity of the antigen was confirmed using DNA probes NSR1156 and Ntspa0662 specific to nitrospira. That is, the hybridization test was performed using the said probe, and it was confirmed whether the bacteria other than nitrospyra moscobiences (DSM10035) were mixed in the bacterial suspension.

실시예 2Example 2

·폴리클로날 항체의 제조방법Preparation method of polyclonal antibody

KBL: Jw(일본 백색종) 토끼를 2마리 사용했다. 항원의 투여량은 1회당 0.5mL로 하여 7∼10일 마다 귀정맥으로부터 주사했다. 면역 중의 토끼로부터 시험적으로 혈청을 채취하고, 니트로스피라 모스코비엔시스 DSM10035주에 대한 항체값의 상승도를 효소결합 면역측정법(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA법) ELISA법에 의해 조사했다.KBL: Two Jw rabbits were used. The dose of the antigen was 0.5 mL per dose and injected from the vein every 7 to 10 days. Serum was collected experimentally from rabbits under immunization, and the increase in antibody value against nitrospira moscobiensis DSM10035 strain was examined by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA).

구체적으로는, 탄산·중탄산 완충액에서 흡광도(A660nm)=0.05로 조정한 항원을 96구멍 플레이트에 1웰당 100㎕ 분주하고, 4.0℃에서 16시간 흡착시켰다. 세정액(0.05% Triton-X100을 함유하는 PBS(-))으로 각 웰을 세정한 후, 블로킹액(1.0% BSA를 함유하는 탄산·중탄산 완충액)을 120㎕/웰 첨가하여, 37℃에서 1시간 반응시켰다.Specifically, an antigen adjusted to absorbance (A 660 nm ) = 0.05 in a carbonic acid / bicarbonate buffer was dispensed in 100 μl per well into a 96-hole plate and adsorbed at 4.0 ° C. for 16 hours. After washing each well with a washing solution (PBS (-) containing 0.05% Triton-X100), 120 μl / well of a blocking solution (carbonated / bicarbonate buffer containing 1.0% BSA) was added, followed by 1 hour at 37 ° C. Reacted.

웰을 세정한 후, 0.05% Triton-X100 , 1.0% BSA를 함유하는 PBS(-)로 단계희석한 혈청을 1웰당 90㎕ 가하고, 37℃에서 1.5시간 반응시켰다. 웰의 세정 후, 퍼옥시다제 표식 2차 항체(항토끼 면역 글로불린 G(IgG)-양 IgG)를 100㎕/웰 첨가하고, 차광해서 37℃, 1.5시간 더 반응시켰다.After washing the wells, 90 μl of serum diluted with PBS (−) containing 0.05% Triton-X100 and 1.0% BSA was added per well, and reacted at 37 ° C. for 1.5 hours. After the wells were washed, 100 µl / well of peroxidase-labeled secondary antibody (anti-rabbit immunoglobulin G (IgG) -amount IgG) was added, shaded, and further reacted at 37 ° C for 1.5 hours.

반응 종료 후, 세정한 웰에 과산화수소를 함유하는 O-페닐렌디아민의 시트르산염 완충액을 100㎕/웰 첨가하고, 차광해서 37℃에서 10분 방치하여 발색시켰다. 2.5M 황산을 50㎕/웰 첨가해 반응을 정지시킨 후, 492nm의 흡광도(A660nm)를 측정했다. 한편, 항체값은 A492nm의 발색강도가 0.5를 나타내는 혈청의 희석 배율의 역수로 나타냈다. 항체값의 상승이 확인되지 않은 경우, 심장으로부터 전체 채혈을 행했다. 56℃에서 불활화하여, 니트로스피라속의 세균에 대응하는 항혈청으로 했다.After the completion of the reaction, 100 µl / well of a citrate buffer of O-phenylenediamine containing hydrogen peroxide was added to the washed wells, shaded, and left to stand at 37 ° C for 10 minutes for color development. 50 µl / well of 2.5 M sulfuric acid was added to stop the reaction, and then the absorbance (A 660 nm ) of 492 nm was measured. In addition, the antibody value was shown by the inverse of the dilution magnification of the serum whose color intensity of A 492 nm shows 0.5. When no increase in the antibody value was confirmed, all blood was collected from the heart. Inactivation was performed at 56 ° C to prepare antiserum corresponding to bacteria of the genus Nitrospyra.

실시예 3Example 3

·면역 글로불린 G(Immunoglobulin G: IgG)의 정제 Purification of Immunoglobulin G (Immunoglobulin G: IgG)

프로테인 G를 결합시킨 친화성 크로마토그래피(Mab Trap G Kit, Amersham Pharmacia 제품)에 의해 항혈청으로부터 IgG을 분획했다. 이 정제 IgG을 항니트로스피라 항체로 하여 이하의 실험에 사용했다.IgG was fractionated from antiserum by affinity chromatography (Mab Trap G Kit, Amersham Pharmacia) bound to protein G. This purified IgG was used as an antinitrospira antibody for the following experiments.

실시예 4Example 4

·교차 반응성 시험 Cross reactivity test

항니트로스피라 항체와 표 2에 나타낸 각 세균의 교차 반응성을 ELISA법에 의해 조사했다. 교차 반응성은 항니트로스피라 항체의 니트로스피라 모스코비엔시스(DSM10035주)에 대한 항체값(ELISA법을 응용한 정색 반응에 의한 흡광도(OD492=0.5)를 나타내는 희석 배율의 역수)을 100%라고 했을 때에, 해당 항체와 각 균체의 교차 반응성을 %로 나타냈다. 일반적으로 활성 오니 등의 수질정화 프로세스로부터는, Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium 등의 그램 음성 간균이 매우 뛰어난 점종으로서 보고된 예가 많다.The cross reactivity of the antinitrospira antibody and each bacterium shown in Table 2 was examined by ELISA method. The cross-reactivity of the anti-nitrospira antibody was 100% as the antibody value (inverse of the dilution ratio indicating the absorbance (OD 492 = 0.5) by color reaction using ELISA method) against nitrospira moscobiensis (DSM10035 strain). At this time, the cross-reactivity of the antibody and each cell was expressed in%. In general, there have been many reports of gram-negative bacillus such as Pseudomonas, Alcaligenes, Flavobacterium, etc., from the water purification process such as activated sludge.

Figure 112008014395510-PCT00002
Figure 112008014395510-PCT00002

그러나, 표 3에 나타낸 바와 같이, 여기서 제조한 항니트로스피라 항체에는 이러한 균에 대한 교차 반응성이 인정되지 않고 높은 특이성을 갖는 것이 밝혀졌다. 그리고, 이들의 높은 특이성을 갖는 항혈청은 상기 항체의 각 세균에 대한 응집반응 등의 반응특성을 직접 지표로 하여, 또는 상기 반응특성에 상관하는 발색반응을 지표로 하고, 또한 검출용 항체 감작 라텍스를 사용하여 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중의 니트로스피라속의 세균을 간편하게 검출하는데에 유용한 것이 밝혀졌다.However, as shown in Table 3, the anti-nitrospira antibody produced here was found to have no specific cross-reactivity to these bacteria and had high specificity. The antiserum having high specificity is based on the reaction characteristics such as the aggregation reaction for each bacterium of the antibody as a direct index or the color reactions correlated with the reaction characteristics as an index. It has been found to be useful for the simple detection of bacteria of the genus Nitrospyra in biological nitrogen treatment processes such as activated sludge, in water and in soil.

Figure 112008014395510-PCT00003
Figure 112008014395510-PCT00003

실시예 5Example 5

·니트로스피라용 라텍스 시약의 제조Preparation of Latex Reagent for Nitrospira

니트로스피라용 라텍스 시약의 검출감도를 높이기 위해서, 라텍스 입자에 감작시킨 단백질량 및 라텍스 입자의 입경을 최적화했다. 항체 감작 라텍스 시약의 제조는 공지의 특허문헌 2에 기재된 방법에 준하여 행했다.In order to increase the detection sensitivity of the latex reagent for nitrospira, the amount of protein sensitized to the latex particles and the particle size of the latex particles were optimized. Preparation of the antibody sensitizing latex reagent was performed according to the method of well-known patent document 2.

구체적으로는, 항니트로스피라 항체를 50∼500㎍/mL가 되도록 GBS로 희석했다. 상기 항체 희석액 1용량에 GBS로 0.25%w/v로 희석한 폴리스티렌제 고비중 라텍스 용액(JSR Corp. 제품, 비중 1.5g/㎖) 1용량을 혼화하여, 37℃에서 1.0시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 블록킹 용액(1.0% BSA를 함유하는 0.1M GBS)을 가해 라텍스 입자상의 항체 미흡착 부분을 BSA로 블록킹했다.Specifically, the anti-nitrospira antibody was diluted with GBS to 50 to 500 µg / mL. One volume of the polystyrene high specific gravity latex solution (JSR Corp., specific gravity 1.5 g / ml) diluted to 0.25% w / v with GBS was mixed with one volume of the antibody diluent, and reacted at 37 ° C for 1.0 hour. After completion of the reaction, a blocking solution (0.1 M GBS containing 1.0% BSA) was added to block the nonadsorbed portion of the antibody on the latex particles with BSA.

30분간 블록킹 반응한 후, 2,700×g 10분간 실온에서 원심분리하여 미결합의 항체를 제거했다. 이 항체결합 라텍스 입자는 보존용액(1.0% BSA, 0.08% NaN3을 함유하는 0.1M GBS pH 8.2)으로 2번 원심세정을 반복한 후, 최종적으로 입자농도가 0.05%(w/v)가 되도록 보존용액에 현탁하여, 니트로스피라용 라텍스 시약으로 했다. 이 조작을 표 4에 기재한 각 입경의 라텍스 입자에 대해서 행했다.After blocking for 30 minutes, unbound antibody was removed by centrifugation at room temperature for 2,700 × g for 10 minutes. The antibody-bound latex particles were repeatedly centrifuged twice with a preservative solution (0.1 M GBS pH 8.2 containing 1.0% BSA, 0.08% NaN 3 ), and finally, the particle concentration was 0.05% (w / v). It was suspended in the stock solution and used as the latex reagent for nitrospira. This operation was performed with respect to latex particle | grains of each particle diameter shown in Table 4.

Figure 112008014395510-PCT00004
Figure 112008014395510-PCT00004

실시예 6Example 6

·역수신 라텍스 응집법에 의한 니트로스피라의 검출 Detection of Nitrospyra by Reverse Receive Latex Agglomeration

이미 알려진 균수의 포르말린 고정 완료된 니트로스피라 모스코비엔시스(DSM11035주)를 보존용액을 사용하여 2의 계승 희석했다. 각 희석액 50㎕을 96웰 UV플레이트(SJ103-20 Sanko Junyaku Co., Ltd. 제품)에 분주한 후, 여러가지 농도의 항체를 감작시킨 고비중 라텍스 시약을 등량 첨가했다. 혼합액이 비산되지 않을 정도의 강도로 충분히 교반한 후, 실온에서 4.0시간 반응시켜 검출가능한 최소 균량을 구했다. 이 시험을 표 4에 나타낸 각 입경에 대해서 실시하고, 검출 감도가 가장 높은 입경과 항체 단백질 감작농도를 조사했다.Formalin-fixed nitrospira moscobiensis (DSM11035 strain) of known bacterial counts was serially diluted 2 using a preservative solution. 50 µl of each dilution was dispensed into a 96-well UV plate (SJ103-20 Sanko Junyaku Co., Ltd.), and then an equal amount of a high specific gravity latex reagent sensitized with various concentrations of antibodies was added. The mixture was stirred sufficiently to the extent that the mixed liquid did not scatter, and then reacted at room temperature for 4.0 hours to obtain the minimum detectable bacterium. This test was carried out for each particle diameter shown in Table 4, and the particle size with the highest detection sensitivity and the antibody protein sensitization concentration were examined.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 직경이 0.9∼1.4㎛까지의 사이에서는 입경에 비례해서 시약의 측정감도가 높다는 것이 명확하게 되었다. 반대로, 직경이 1.4㎛를 초과하면 감도의 저하가 확인되었다. 또한, 동일 입자라도 감작시키는 항체량에 따라 검출감도는 변화되므로, 항체를 감작시키는 라텍스 입자의 입경 및 감작항체 단백질량을 적당히 조절함으로써, 임의의 검출감도를 갖는 니트로스피라용 라텍스 시약을 제조하는 것이 가능했다.As a result, as shown in Fig. 1, it became clear that the measurement sensitivity of the reagent was high in proportion to the particle diameter between the diameters of 0.9 to 1.4 mu m. On the contrary, when the diameter exceeded 1.4 micrometers, the fall of the sensitivity was confirmed. In addition, since the detection sensitivity is changed depending on the amount of antibody sensitizing even the same particles, it is preferable to prepare a latex reagent for nitrospira having an arbitrary detection sensitivity by appropriately adjusting the particle size and the amount of the sensitizing antibody protein of the latex particle sensitizing the antibody. It was possible.

또한, 제품 No. H1009의 고비중 라텍스 입자를 사용함으로써, 라텍스 시약의 검출감도를 최고 7.0×105cells/mL까지 높일 수 있는 것을 밝혀냈다. 과거에 우리들은 일본 각지의 폐수처리 시설로부터 활성 오니를 채취하고, 상기 오니 중에 서식하는 질화 세균군을 형광 in-situ 하이브리디제이션법(이하 FISH법으로 생략함)에 의해 해석해 왔다. 그 결과, 니트로스피라속 세균의 균수는 106∼108cells/mL의 사이에서 추이하고 있는 것을 알았다. 따라서 이번에 얻어진 니트로스피라용 라텍스 시약의 검출 감도는, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중에 생식하는 니트로스피라를 검출·정량하는 수법으로서 충분히 실용가능한 수준이라고 생각된다.In addition, product No. By using H1009 high specific gravity latex particles, it has been found that the detection sensitivity of latex reagents can be increased up to 7.0 x 10 5 cells / mL. In the past, we have collected activated sludge from wastewater treatment facilities in various parts of Japan, and analyzed the nitrifying bacteria group inhabiting the sludge by fluorescence in-situ hybridization method (hereinafter abbreviated as FISH method). As a result, it was found that the number of bacteria of the genus Nitrosphyra was changing between 10 6 and 10 8 cells / mL. Therefore, the detection sensitivity of the latex reagent for nitrospir obtained at this time is considered to be a level practically useful as a method for detecting and quantitating nitrospirs which are reproduced in biological nitrogen treatment processes such as activated sludge and in water and soil.

실시예 7Example 7

·실제 시료 중의 니트로스피라속 세균수의 측정 Measurement of the number of bacteria of the genus Nitrosphyra

본 발명에 관련된 면역학적 측정법의 유효성을 확인하기 위해서, 역수신 라텍스 응집법(RPLA법)에 의해 활성 오니 중의 니트로스피라속의 세균을 검출·정량 했다. 피험시료에는 표준 활성 오니법 4개 시설(a도), 옥시데이션 디치법 6개 시설(b도), A2O법 1개 시설(c도) 및 막분리법 1개 시설(d도)의 합계 12개 시설(각 도, 횡축의 A∼L)의 반응 탱크로부터 채취한 활성 오니를 사용했다.In order to confirm the effectiveness of the immunoassay according to the present invention, bacteria of the genus Nitrospyra in active sludge were detected and quantified by reverse receiving latex agglutination (RPLA method). The test sample was the sum of four standard activated sludge methods (a degree), six oxidization dichroic methods (b), one A 2 O method (c) and one membrane separation (d) Activated sludge collected from reaction tanks of 12 facilities (angles A to L on each horizontal axis) was used.

각각의 시설 유래의 활성 오니에 대해서, 역수신 라텍스 응집법에 의한 세균의 정량 외에, 비교 대조 시험으로서 니트로스피라속의 세균에 특이적인 DNA 탐침 Ntspa0662를 사용해서 Amann et al.의 방법에 따라 (Amann R. (1995) In situ identincation of micro-organisms by whole cell hybridization with rRNA-targeted nucleic acid probes; Molecular Microbial Ecology Manual 3.3.6: pp. 1-15. 참조) FISH법에서 의해 니트로스피라속의 세균수를 구했다. 또한, 배양법인 최확수법(MPN법)에 의해 아질산 산화 세균수를 구했다.For the activated sludge from each facility, in addition to the quantification of bacteria by reverse-received latex agglutination, according to the method of Amann et al. Using the DNA probe Ntspa0662 specific for bacteria of the genus Nitrospyra as a comparative control test (Amann R. (1995) In situ identification of micro-organisms by whole cell hybridization with rRNA-targeted nucleic acid probes; see Molecular Microbial Ecology Manual 3.3.6: pp. 1-15. In addition, the number of nitrite oxidizing bacteria was determined by the maximization method (MPN method), which is a culture method.

RPLA법에 의해 실제 처리 시설의 활성 오니 중의 아질산 산화 세균을 측정한 결과(도 2), 니트로스피라속의 세균은 모든 시료에서 검출되고, 균수는 106∼108 오더였다. 또한 FISH법에서도 14개 시료로부터 균이 검출되고, 그 측정값은 6개 시료에서 RPLA법의 값과 거의 일치했다. 또한, 다른 시료에 대해서는 FISH법의 측정값이 RPLA법보다도 1오더 정도 낮아지는 경향이 확인되었다. 또한, 처리방법의 차이에 의한 영향도 확인되었다. As a result of measuring the nitrite oxidizing bacteria in the active sludge by the RPLA method (FIG. 2), the bacteria of the genus Nitrospyra were detected in all the samples, and the number of bacteria was 10 6 to 10 8 orders. In the FISH method, bacteria were detected from 14 samples, and the measured values were almost identical to those of the RPLA method in 6 samples. Moreover, about the other sample, the tendency for the measured value of the FISH method to become about 1 order lower than the RPLA method was confirmed. Moreover, the influence by the difference of the processing method was also confirmed.

한편, MPN법에서는 역수신 라텍스 응집법보다도 1∼5오더 이상 낮은 값을 나타냈다. MPN법에 의한 측정값에 대해서는, 혼합 배양계 시료의 질화 세균수를 MPN법으로 측정했을 경우, 항원항체법과 비교해서 2∼5오더 작은 계측 효율인 것이 알려져 있다(Araki N., Ohashi A., Harada H., and Izarul M., "Cell count of nitrifying bacteria in the biofilm by the FISH method and observation of their special distribution", Journal of Water and Environmental Technology, vol. 22, No. 2, Japan Society of Water Enviornment (1999) pp. 152-159 참조). 이번에 행한 실험에서도 동일한 결과가 얻어져서, 질화 세균의 측정법으로서 MPN법보다도 역수신 라텍스 응집법의 편이 적합하다는 것이 밝혀졌다.On the other hand, the MPN method showed a value 1-5 orders or more lower than the reverse receiving latex agglomeration method. Regarding the measured value by the MPN method, when the number of nitrided bacteria in the mixed culture sample is measured by the MPN method, it is known that the measurement efficiency is 2 to 5 orders smaller than the antigen antibody method (Araki N., Ohashi A., Harada H., and Izarul M., "Cell count of nitrifying bacteria in the biofilm by the FISH method and observation of their special distribution", Journal of Water and Environmental Technology, vol. 22, No. 2, Japan Society of Water Enviornment (1999) pp. 152-159). The same results were obtained in the experiments conducted this time, and it was found that the reverse receiving latex aggregation method is more suitable than the MPN method as a method for measuring nitrided bacteria.

한편, 일반적으로 FISH법은 16S-리보소말 DNA 및 RNA의 염기서열 정보가 세균간에서 다른 것을 이용한 검출방법이고, 분자생물학적인 환경미생물의 해석 수법으로서 대단히 유용한 방법이라고 생각되고 있다. 그러나 이 방법에서는, 세포내에 다수의 타겟(리보소말 RNA)이 존재하고 있는 것이 필수적이기 때문에, 상기 리보소말 RNA분자를 충분히 포함하지 않는 세포(기아상태에 있는 세포 등)에서는 검출할 수 없는 것이 문제로서 거론되어 있다. 한편, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스에 서식하는 미생물은 유입 수질의 다양성 등의 원인으로 항상 어떠한 환경 스트레스를 받으면서 서식하고 있기 때문에, 균체 내에 충분한 리보솜 RNA가 합성되지 않고 있는 경우가 많다. 따라서, 이번에도 아질산 산화 활성이 있어도 FISH법에서는 충분히 검출되지 않는 니트로스피라속의 세균이 존재한다고 추측되었다.On the other hand, in general, the FISH method is a detection method using 16S-ribosomal DNA and RNA sequencing information between bacteria, and is considered to be a very useful method as an analysis method for environmental microorganisms in molecular biology. However, in this method, since it is essential that a large number of targets (ribosomal RNA) exist in the cell, it is not possible to detect it in cells (cells in starvation state, etc.) that do not sufficiently contain the ribosomal RNA molecules. It is mentioned as. On the other hand, microorganisms inhabiting biological nitrogen treatment processes, such as activated sludge, inhabits under some environmental stress due to the diversity of inflow water quality, etc., and therefore, sufficient ribosome RNA is not synthesized in the cells. Therefore, it is estimated that there exists a bacterium of the genus Nitrospyra which is not detected enough by the FISH method even if it also has a nitrite oxidation activity.

또한, 역수신 라텍스 응집법에서는 항체를 이용하고 있기 때문에 이미 활성은 없어졌지만 항원성은 잔존하여 있는 사균체도 측정할 가능성이 있다고 생각되었다. 이러한 것이 원인으로, 역수신 라텍스 응집법에 의한 니트로스피라속 세균의 측정값과 FISH법에 의한 측정값은 일치하지 않아서, 역수신 라텍스 응집법이 FISH법의 측정값보다도 높은 값이 되었다고 생각되었다.In addition, since the antibody was used in the reverse-receiving latex aggregation method, it was thought that there was a possibility of measuring the dead microorganisms, although the activity was already lost. For this reason, it was thought that the measured value of nitrospira bacteria by the reverse receiving latex flocculation method and the measured value by the FISH method did not coincide, and the reverse receiving latex flocculation method was higher than the measured value by the FISH method.

그러나, 활성 오니 등의 수질정화 공정중, 수중, 토양중 등의 니트로스피라속의 세균을 동정하고 그 균수를 신속하고 또한 적정하게 관리하는 방법을 확립하는 것을 목적으로 하는 이번 개발 목표에 관해서는, 본 발명의 니트로스피라속의 세균 측정용 항체 감작 라텍스 입자에 의한 역수신 라텍스 응집법은 신속성, 간편성의 면에 뛰어난 방법인 것을 확인할 수 있었다.However, this development aims at identifying the bacteria of the genus Nitrosphyra during the water purification process such as activated sludge, underwater, and soil, and establishing a method for quickly and appropriately managing the bacteria. It was confirmed that the reverse-received latex aggregation method using the antibody-sensitized latex particles for bacteria measurement of the genus Nitrosphyra of the present invention was excellent in terms of speed and simplicity.

실시예 8Example 8

·하수처리 시설의 운전 관리로의 응용Application to operation management of sewage treatment facilities

하수처리 시설(10개 시설)의 질화 반응 탱크에 대해서 니트로스피라속 세균수와 처리수 중의 켈달 질소량의 관계를 구했다. 시료수는 봄, 여름, 가을 및 겨울에 대해서 각 시설 1개 시료씩 채취하여 합계 40개 시료를 해석했다. 그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 니트로스피라속 세균수가 107cells/mL 이상 유지되어 있는 반응 탱크에서는 90% 이상의 켈달 질소가 제거되어 있는 것이 명확하게 되었다. 또한, 106∼107cells/㎖의 균수가 유지되어 있는 탱크에서는 약 9할의 탱크에서 80% 이상의 켈달 질소가 제거되어 있었다.The relationship between the nitrospyras bacterial water and the amount of Kjeldahl nitrogen in the treated water was determined for the nitriding reaction tanks of the sewage treatment facility (ten facilities). The number of samples was taken from each facility at spring, summer, autumn and winter and a total of 40 samples were analyzed. As a result, as shown in Fig. 3, it became clear that 90% or more of Kjeldahl nitrogen was removed from the reaction tank in which the number of bacteria of the genus Nitrospyra was maintained at 10 7 cells / mL or more. In addition, 80% or more of Kjeldahl nitrogen was removed from a tank of about 90% in a tank maintained at 10 6-10 7 cells / ml.

질화율은 다음식으로 표시된다.The nitriding rate is represented by the following formula.

질화율(%)=(유입수의 켈달 질소농도 - 처리수의 켈달 질소농도)/(유입수의 켈달 질소농도)×100Nitriding rate (%) = (Kjeldahl nitrogen concentration of influent-Kjeldahl nitrogen concentration of treated water) / (Kjeldahl nitrogen concentration of influent) x 100

따라서, 이상의 결과로부터 니트로스피라속의 세균수가 106cell/mL 이상, 더욱 바람직하게는 107cells/㎖ 이상이 되도록 질화 반응 탱크의 운전 조건을 조정하면, 80% 이상의 질화율을 유지할 수 있는 것으로 생각된다.Therefore, it is thought that the nitriding rate of the nitrification reaction tank can be maintained at 80% or more by adjusting the operating conditions of the nitrification reaction tank so that the number of bacteria of the genus Nitrospyra is 10 6 cells / mL or more, more preferably 10 7 cells / mL or more. do.

질화 세균의 증식 속도는 유기물을 분해하는 세균의 증식 속도와 비교해서 상당히 작기 때문에, 생물학적인 질화·탈질 프로세스와 같이 C-BOD의 산화 분해와 질화를 동일한 반응 탱크 내에서 행할 경우에는 질화 세균을 계 내에 유지할 수 있는 조건(식 1)이 필요하게 된다.Since the growth rate of nitrifying bacteria is considerably smaller than the rate of growth of bacteria decomposing organic matter, nitrifying bacteria are counted when oxidative decomposition and nitrification of C-BOD is performed in the same reaction tank as in biological nitrification and denitrification processes. The condition (expression 1) which can be maintained inside is required.

SRTN ≥ 1/ μN -(식 1)SRTN ≥ 1 / μN-(Equation 1)

SRTN: 질화 세균을 반응 탱크계 내에 유지하기 위해서 필요한 고형물 체류 시간(SRT)(d)SRTN: Solids retention time (SRT) (d) required to keep nitrifying bacteria in the reaction tank system

μN: 질화 세균의 비증식 속도μN: non-proliferative rate of nitrifying bacteria

활성 오니 프로세스에서는 질화 세균의 SRT와 활성 오니 프로세스의 SRT가 동일하므로, 상기 프로세스에 질화 세균을 유지해 질화를 촉진시키기 위해서는 식 1을 만족하는 SRT의 설정이 필요했다. In the activated sludge process, the SRT of the nitrifying bacteria and the SRT of the activated sludge process are the same. Therefore, in order to maintain the nitrifying bacteria and promote nitriding in the process, it is necessary to set an SRT that satisfies Equation 1.

질화 세균의 증식 속도는 수온의 영향을 받으므로 저수온기간에서는 질화 세균을 반응 탱크 내에 유지하기 위해서 필요한 고형물 체류 시간(SRT)은 길어진다. 현재는, 표준 활성 오니법으로서 설계되어 있는 하수처리 시설에 있어서의 질화 반응에 대한 수온과 고형물 체류시간의 관계로부터, 완전히 질화를 일으킬 수 있는 수온마다의 SRT의 값을 경험적으로 정량화하여 그 값에 의한 운전 조건의 관리가 행해지고 있다. 그러나, 이 방법은 어디까지나 경험식에 근거하므로, 이 식으로부터 유도되는 SRT의 값에 의해 모든 반응 탱크에서 최선의 질화율을 얻을 수 있는 것은 아니었다.Since the growth rate of the nitrided bacteria is affected by the water temperature, the solids residence time (SRT) required to keep the nitrided bacteria in the reaction tank becomes longer in the low temperature period. At present, from the relationship between the water temperature and the solids residence time for the nitrification reaction in a sewage treatment facility designed as a standard activated sludge method, the value of SRT for each water temperature that can cause nitriding can be empirically quantified. Management of the driving conditions is performed. However, since this method is based on empirical formulas only, it is not possible to obtain the best nitrification rate in all reaction tanks by the value of SRT derived from this equation.

그러나, 본 발명에서는 신속하고 또한 간편하게 반응 탱크 내의 질화 세균을 측정하고, 측정 데이타를 바탕으로 양호한 질화율을 유지할 수 있는 양의 질화 세균이 유지될 수 있도록 SRT를 조정할 수 있어, 각각의 반응 탱크마다에 적합한 운전 관리를 행하는 것이 가능해 진다.In the present invention, however, the nitrifying bacteria in the reaction tank can be measured quickly and simply, and the SRT can be adjusted to maintain the nitrifying bacteria in an amount capable of maintaining a good nitriding rate based on the measurement data. It is possible to perform operation management suitable for the operation.

또한 질화 세균수의 측정에는 기존의 질화 세균측정법인 최확수법이나 형광 in-situ 하이브리디제이션법, 정량적 PCR법 등도 사용할 수 있다. 그러나, 이들의 방법은 측정기간이 길거나, 숙련성이나 고가의 기기, 시약이 필요하거나 하므로, 시설 내에서 용이하게 측정할 수는 없었다.In addition, the measurement of the number of nitrided bacteria can be used, such as the most conventional method of measuring the nitrided bacteria, fluorescence in-situ hybridization, quantitative PCR. However, these methods could not be easily measured in a facility because the measuring period was long, or required by skilled or expensive equipment and reagents.

그러나, 균수를 지표로 하는 활성 오니 프로세스의 운전 관리 방법은 본 발명에 의해 처음으로 실현하는 것이며, 기존의 방법과 비교해서 보다 효율적인 방법이라고 할 수 있다. However, the operation management method of the active sludge process which uses the number of bacteria as an index is realized for the first time by this invention, and it can be said that it is a more efficient method compared with the existing method.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 니트로스피라속의 세균에 특이적인 항체를 라텍스 입자에 흡착시킨 측정용 항체 감작 라텍스에 관한 것이고, 상기 항체 감작 라텍스를 사용함으로써 종래 장기간을 요하고 기술적으로도 숙련이 필요로 되는 니트로스피라속의 세균의 검출·측정을 용이하고 또한 간편하게 행하는 것을 가능하게 하는 것이다.As described above, the present invention relates to an antibody-sensitized latex for measurement in which an antibody specific to a bacterium of the genus Nitrosphyra is adsorbed to latex particles. It is possible to easily and conveniently detect and measure bacteria of the genus Nitrosphyra.

또한, 본 발명은 니트로스피라속의 세균에 대한 특이적인 항체를 제조하여, 활성 오니 등의 생물학적 질소처리 프로세스, 수중, 토양중의 니트로스피라속의 세균을 동정하여, 그 균수를 신속하고 또한 적정하게 측정하는 것을 가능하게 하는 것이다.In addition, the present invention is to prepare a specific antibody to the bacteria of the genus Nitrospyra, to identify the bacteria of the genus Nitrospyra in the biological nitrogen treatment process such as activated sludge, water and soil, and to measure the number of bacteria quickly and appropriately To make it possible.

또한 본 발명은, 하수처리 시설의 반응 탱크 중의 질화 세균수를 신속하고 또한 간편하게 측정하여, 이것을 지표로 하여 활성 오니 프로세스의 고형물 체류시간 등의 운전 조건을 제어함으로써, 활성 오니 프로세스의 운전 관리가 용이하게 된다.In addition, the present invention facilitates the operation and management of the active sludge process by quickly and simply measuring the number of nitrided bacteria in the reaction tank of the sewage treatment plant and controlling the operating conditions such as the solid residence time of the activated sludge process as an index. Done.

Claims (7)

액상 매질과 이 매질 중에 현탁된 라텍스 입자를 함유하는 항체 감작 라텍스에 있어서: In an antibody sensitized latex containing a liquid medium and latex particles suspended in the medium: 상기 라텍스 입자는 비중이 약 1.5g/㎖이고 평균 입경이 1.0∼1.5㎛이고, 아질산 산화 활성을 갖는 니트로스피라속 세균에 특이적인 항체를 흡착시킨 것을 특징으로 하는 니트로스피라속에 속하는 세균 측정용 항체 감작 라텍스.The latex particles have a specific gravity of about 1.5 g / ml and an average particle diameter of 1.0 to 1.5 µm, and the antibody sensitization for measuring bacteria belonging to the genus Nitrospyra, characterized by adsorbing a specific antibody to the genus Nitrospyra bacteria having nitrite oxidation activity. Latex. 제 1 항에 기재된 항체 감작 라텍스를 사용한 니트로스피라속 세균의 검출법으로서:As a method for detecting nitrospira bacteria using the antibody sensitizing latex according to claim 1: 상기 항체 감작 라텍스와 피험시료를 혼합하는 조작; Mixing the antibody sensitized latex and a test sample; 얻어진 혼합시료를 미리 정해진 시간 정치하는 조작; 및 An operation of allowing the obtained mixed sample to stand still for a predetermined time; And 정치된 혼합시료 중의 라텍스 입자끼리의 응집의 유무를 확인하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 검출법.A detection method of the genus Nitrospyra, comprising the step of confirming the presence or absence of aggregation of latex particles in the stationary mixed sample. 제 2 항에 있어서, 상기 피험시료는 호기성 생물 처리조 내의 처리액으로부터 채취된 시료인 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 검출법.The detection method according to claim 2, wherein the test sample is a sample collected from a treatment liquid in an aerobic biological treatment tank. 제 1 항에 기재된 항체 감작 라텍스를 사용한 니트로스피라속 세균수의 측정법으로서:As a method for measuring the number of bacteria of the genus Nitrospyra using the antibody sensitizing latex according to claim 1: 서로 다른 농도로 희석된 복수의 피험시료를 준비하는 조작; Preparing a plurality of test samples diluted to different concentrations; 상기 피험시료의 각각에 상기 항체 감작 라텍스를 혼합하는 조작;Mixing the antibody sensitizing latex to each of the test samples; 얻어진 각 혼합시료를 미리 정해진 시간 정치하는 조작;An operation of allowing each obtained mixed sample to stand still for a predetermined time; 정치된 각 혼합시료 중의 라텍스 입자끼리의 응집의 유무를 확인하는 조작; 및An operation of confirming the presence or absence of aggregation of latex particles in each of the mixed samples that have been left to stand; And 각 혼합시료에 대해서 확인된 응집의 측정상과 미리 확인된 이미 알고 있는 균수의 균액을 함유하는 표준시료를 사용하여 동일한 조작으로 확인된 응집의 측정상을 비교함으로써 니트로스피라속 세균수를 동정하는 조작을 포함하는 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 측정법.An operation for identifying the number of bacteria of the genus Nitrospyra by comparing the measured phase of the aggregates identified for each mixed sample with the measured phase of the aggregates identified by the same operation using a standard sample containing a known bacterial count of the known bacterial count. Nitrospyras bacteria measurement method comprising a. 제 4 항에 있어서, 상기 피험시료는 호기성 생물 처리조 내의 처리액 중으로부터 채취된 시료인 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 측정법.The method according to claim 4, wherein the test sample is a sample collected from a treatment liquid in an aerobic biological treatment tank. 제 5 항에 있어서, 상기 호기성 생물 처리조 내의 처리액 중의 니트로스피라속 세균수를 측정한 후, 목표의 질화율을 유지하기 위해서 필요한 니트로스피라속 세균수가 되도록 상기 조 내의 고형물 체류시간, 조 내의 용존산소량, 조 내로의 유입부하로부터 선택되는 1개 이상의 운전 조건을 관리하는 조작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 측정법.6. The solids residence time in the tank and dissolved in the tank according to claim 5, wherein the number of nitrospira bacteria in the treatment liquid in the aerobic biological treatment tank is measured, and then the number of solids bacteria in the tank is maintained so that the number of nitrospira bacteria required to maintain the target nitriding rate. A method for measuring Nitrogenspira bacteria, further comprising the step of managing one or more operating conditions selected from the amount of oxygen and the inflow load into the tank. 제 6 항에 있어서, 상기 목표의 질화율을 유지하기 위해서 필요한 니트로스 피라속 세균수가 107cells/mL 이상인 것을 특징으로 하는 니트로스피라속 세균의 측정법. The method of measuring nitrospyra genus bacteria according to claim 6, wherein the number of nitros pyra genus bacteria necessary for maintaining the target nitriding rate is 10 7 cells / mL or more.
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