WO2002054865A1 - Method of selecting antimicrobial agent and method of using the same - Google Patents

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WO2002054865A1
WO2002054865A1 PCT/JP2002/000012 JP0200012W WO02054865A1 WO 2002054865 A1 WO2002054865 A1 WO 2002054865A1 JP 0200012 W JP0200012 W JP 0200012W WO 02054865 A1 WO02054865 A1 WO 02054865A1
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slime
microorganisms
microorganism
agent
slime control
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Taro Iizumi
Hiroyuki Suzuki
Hirohisa Tashiro
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Kurita Water Industries Ltd
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Kurita Water Industries Ltd
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    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/18Testing for antimicrobial activity of a material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/689Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for bacteria
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21FPAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/50Treatment of water, waste water, or sewage by addition or application of a germicide or by oligodynamic treatment

Definitions

  • the present invention relates to a method for selecting an antibacterial agent and a method for using the same.
  • the microbial flora of the target system is analyzed based on the nucleotide sequence of DNA, and the most suitable industrial antibacterial agent for the microbial flora (hereinafter sometimes simply referred to as antibacterial agent) is selected from the database and used.
  • Antimicrobial treatment method related to monitoring method of antimicrobial effect.
  • the microorganism species that are resistant to the slime control agent being used for the slime control in the white water circulation system and the source of the microorganism are specified, and another slime control agent to which this specific microorganism is susceptible is identified.
  • the present invention also relates to a method for stabilizing the slime control effect of the white water circulation system by adding the slime in the white water circulation system, or suppressing slime in the papermaking process by using a small amount of chemicals.
  • a method for analyzing adhering substances of paper products in the papermaking process which identifies the microflora or dominant microorganisms of microorganisms that form adhering substances such as defects and spots in paper products using the DM base sequence as an index
  • the present invention relates to a method of searching for the cause of adhesion and the place of occurrence based on the results, and a method of controlling microorganisms capable of reducing the amount of attached matter based on the cause of adhesion.
  • the target systems that use industrial antimicrobial agents such as slime control agents and preservatives are in a very wide range from both microbiological substrate and environmental conditions. It is thought to be very diverse. For example, in the white water system in the papermaking process, the pH conditions range from acidic paper machines to weakly alkaline ones, and the temperature conditions rise from about 15 ° C in winter to about 50 ° C by heating. Warm You have to do it. Preservatives can also be used in a variety of preservatives, from acidic to alkaline pH systems, with temperature conditions ranging from 20 to 7.
  • the environmental conditions of the target system using the antibacterial agent differ from each other in a wide range, it is considered that the types of microorganisms appearing there also differ from each other. Since the environmental conditions of the target system also affect the efficacy of the antimicrobial agent, in selecting an antimicrobial agent to be applied to each target system, the type and amount of microorganisms present in the target system
  • an antibacterial agent when an antibacterial agent is to be applied to a target system, a microbial sample is collected from the target system, and after returning to the laboratory, the efficacy of as many types of antibacterial agents as possible is evaluated by a sterilization test, a growth inhibition test, and the like. Relative comparisons were often made by measuring the number of bacteria, etc., and the type of antibacterial agent was often determined based on the test results.
  • an antibacterial agent is selected based only on a test result of a cultivable microorganism.
  • the target system to which an antibacterial agent is applied contains a large number of cultivable microorganic sims ( ⁇ ⁇ ⁇ -culturable microorgani sims) in the culture medium. Pair of In elephant systems, the antimicrobial agent selected based on the test results including the operation of culturing is not always the optimal antimicrobial agent.
  • rDNA base sequence of DNA
  • rRA ribosomal RNA
  • the effect of the applied antimicrobial agent is a phenomenon that if the same antimicrobial agent is used for a long time, the antimicrobial effect changes drastically due to minute changes in environmental conditions and microbes acquiring drug resistance. It has been known. For this reason, it is necessary to regularly monitor whether the anticipated effects continue to be exerted after application of the antibacterial agent. Conventionally, for this purpose, a method has been adopted in which the state of contamination in the system is observed immediately after shutdown, or a determination is made by measuring the viable cell count of the target system using the agar plate method.
  • the papermaking process in a paper mill involves dispersing and suspending pulp in water, adjusting it to the desired size and pulp concentration, adding various papermaking chemicals, and making the paper with a paper machine.
  • the system consists of a chemical preparation system for papermaking, a preparation system, a white water circulation system, and a white water recovery system.
  • the water separated by the paper machine is called white water and is reused for pulp dispersion suspension, concentration adjustment and other uses.
  • White water contains starch and other organic substances added as paper chemicals, and the water temperature is usually 30 to 40 ° C, which is a favorable condition for the inhabitation of microorganisms. If done such have contains 1 0 5-1 0 7 / m L of about microorganisms.
  • microorganisms attach and grow on the underwater wall of the paper machine white water circulation system, and also take in abiotic solids in the white water to form deposits called slime. If such slime is peeled off during the operation of the paper machine, it will cause spots and eyeballs on the paper product, degrade the product quality, and cause various obstacles such as stopping the continuous operation of the paper machine by cutting the paper.
  • Microorganisms that live in the papermaking process are brought in from raw pulp, various papermaking chemicals, industrial water or air, etc., and proliferate in each papermaking process to form a microflora suitable for each environmental condition. Since all of these microorganisms assemble into the papermaking raw material along the flow of the process, the white water circulation system will include microorganisms that have grown in all papermaking processes. Of these, those that are compatible with the environment of the white water circulation system and easily adhere to and proliferate on the wall constitute the main constituent bacteria of the slime.
  • Slime can be suppressed by adding a slime control agent that is effective against the dominant bacterial species to the white water circulation system, and only microorganisms that are resistant to the slime control agent are applicable to the source. Stable slime by adding another effective slime control agent A control effect should be achieved.
  • the microorganisms that are resistant to the white water treatment agent are the dominant bacterial species in the microflora grown at the source, select the appropriate source treatment agent by the above-mentioned conventional method if you endure that the operation is complicated can do.
  • the susceptible strain is dominant but the resistant strain is also growing simultaneously with the white water treatment agent, it is difficult or impossible to identify a suitable source treatment agent using the conventional method.
  • Oh o 0 is a problem that it is impossible
  • the biggest problem in quality control is that some foreign matter adheres to the paper during papermaking, and This causes defective parts called defects (also called holes, spots, or eyeballs) in the product. Disadvantages not only greatly reduce the quality of the product, but also cause various problems during printing. In addition, these drawbacks cause paper breakage, which makes it difficult to operate the paper machine and significantly reduces productivity.
  • the bodies of the deposits that cause the defects are known to be slime (microbes-the mucilage they produce), pitch, scale, size, contaminants, and complexes of these.
  • the papermaking process is in an environment where microorganisms can easily grow, so great attention has been paid to slime derived from microorganisms, and slime control treatment is usually performed to suppress the generation. .
  • Whether or not a defect in a product is derived from microbial slime can be examined by microscopic observation or chemical analysis such as dihydrin reaction. If the defect is identified as being derived from slime, it is necessary to improve the slime control process and prevent the occurrence of the defect.
  • An object of the present invention is to analyze the microflora of a sample based on the base sequence of DNA and to select the most suitable industrial antibacterial agent for the microbiota easily and quickly using a database.
  • the purpose is to propose a method of selecting an antibacterial agent that can be used, and how to use it.
  • Another object of the present invention is to propose an antibacterial treatment method capable of selecting an optimum industrial antibacterial agent in a short time in accordance with the microbial flora of a target system and performing an effective antibacterial treatment.
  • Another object of the present invention is to propose a method for monitoring an antibacterial effect which can easily and accurately determine whether or not the effect of an antibacterial agent is exerted.
  • Another object of the present invention is to identify the type and source of microorganisms resistant to white water treatment agents based on the microbial flora analysis based on the base sequence of the microbial DNA and the abundance ratio instead of the conventional viable cell count method.
  • the slime control method is rationalized by adding the source treatment agent selected from the drug search database accumulated in advance to the source, and the slime control effect in the white water circulation system is to be stabilized. Things.
  • select a slime control agent that is effective against the dominant microorganisms in white water: C Select the white water treatment agent in the white water circulation system that has the highest flow rate and therefore uses a large amount of water.
  • the aim is to reduce the total amount of slime control agent by identifying the source and selecting another effective slime control agent as the source treatment agent and applying it only to the source.
  • Another object of the present invention is to propose a method for analyzing adhering substances of a paper product in a paper making process, which can easily and surely identify the microorganisms causing the defect of the paper product.
  • Another object of the present invention is to propose a method of searching for the cause of adhesion of product deposits in the papermaking process, which can easily and reliably identify the location of microorganisms that are the cause of defects in paper products. It is to be.
  • Yet another object of the present invention is to easily and reliably identify the location of microorganisms that are causing defects in paper products, and based on this, to easily and accurately identify the occurrence of defects in paper products.
  • An object of the present invention is to propose a method for controlling microorganisms in a papermaking process that can surely reduce the number of microorganisms.
  • FIG. 1 is a system diagram of a papermaking apparatus to which an antibacterial treatment method of the present invention is applied in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method of analyzing a microflora and selecting an antibacterial agent in the antibacterial treatment method of the present invention in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a system diagram of a papermaking apparatus to which the slime control method of the present invention is applied in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of electrophoresis performed in Example 10.
  • FIG. 5 is a graph showing a fragment pattern of the DNA analyzed in Example 11 by the TRFLP method.
  • the vertical axis indicates the fluorescence intensity
  • the horizontal axis indicates the TRF (Terminal Restriction Fragment: bases).
  • the present inventors have analyzed that the microflora based on the DNA base sequence can be analyzed in a short time, and that even microorganisms that cannot be separated and cultured in a medium can be analyzed.
  • an antibacterial treatment method that enables selection of an appropriate antibacterial agent according to the microflora was completed. After the antimicrobial agent was applied to a target system, the effect of the antimicrobial agent was monitored by monitoring changes in the microbiota in the system, and a method of changing the type of antimicrobial agent as needed was completed.
  • the present inventors have found that the analysis of microflora based on the base sequence of microbial DNA is far superior in accuracy and speed compared to the classical methods of the past. They have found that it is effective in identifying the source of resistant microorganisms, and as a result of intensive research, have completed the present invention.
  • the present inventor extracted DNA derived from microorganisms due to the drawbacks of paper products, and based on the genetic information of the DNA, the type, name, composition ratio, and dominant microorganism The inventors have found that it is possible to analyze objects and the like, and have completed the present invention.
  • the present invention is a method for selecting the following antibacterial agent and a method for using the same.
  • An antimicrobial agent selection process
  • An antibacterial treatment method having:
  • a sampling process in which samples are taken from two or more places in the papermaking process where slime is controlled using a slime control agent
  • the slime control agent selection step the slime control agent is extracted by searching a database using the resistant microorganism determined to have resistance in the resistance determination step as a search key.
  • the database is searched using the dominant microorganism of the slime that caused the deposit as a search key to extract the slime control agent
  • the slime control agent adding step the slime control agent is added to the place specified in the slime generation source specifying step.
  • a method for controlling microorganisms in a papermaking process is provided.
  • Samples containing microorganisms shall be collected periodically or at any time from the target system to which the industrial antimicrobial agent is applied,
  • microflora of this sample is analyzed based on the base sequence of the DNA
  • results of this analysis are compared with the results of the previous analysis to monitor changes in the effectiveness of the industrial antimicrobial agent from changes in the microbiota, and if there is a tendency for microorganisms resistant to the industrial antimicrobial agent to appear, A database in which data on the effective concentration of industrial antibacterial agents for microorganisms is stored is searched, and industrial antibacterial agents for which effective concentrations have been entered for microorganisms that have a tendency to appear are extracted. Select and use industrial antibacterial agents from Antibacterial treatment method.
  • the database stores data on the effective concentration of industrial antimicrobial agents for microorganisms for each environmental condition that affects the growth of microorganisms, and extracts industrial antimicrobial agents from designated environmental conditions.
  • the antibacterial treatment method according to any one of the above (6) to (8).
  • the database contains information on the types of microorganisms, types and effective concentrations of industrial antimicrobial agents, environmental conditions affecting the growth of microorganisms, and results of treatment results.
  • the antibacterial treatment method according to any one of (10) to (10).
  • the database contains the concentration of the industrial antimicrobial agent used in the target system, the analysis results of the microflora before and after the use of the industrial antimicrobial agent, and the results of the treatment results. The difference between the amount of each microorganism is calculated and recorded, and from this calculation result, it can be determined whether the concentration of the industrial antibacterial agent is effective for each microorganism and added, accumulated, and corrected.
  • the antibacterial treatment method according to any one of the above (6) to (11).
  • the database contains the concentration of the industrial antimicrobial agent used in the target system, the analysis results of the microflora before and after the use of the industrial antimicrobial agent, and the results of the treatment results.
  • the difference between the amounts of each microorganism is calculated, and from this calculation result it is determined whether or not the concentration of the industrial antibacterial agent is effective for each microorganism, and the determination result obtained from this processing result and the target system Culture of culturable microorganisms contained in Compared with the judgment results obtained from the test results, added and accumulated by judging whether the efficacy of the industrial antimicrobial agent in the treatment results was excessive, within the normal range or under the efficacy in the culture test And the antibacterial treatment method according to any one of the above (6) to (12), which can be modified.
  • microflora of this sample was analyzed based on the DM base sequence
  • a sample containing microorganisms shall be collected from the target system regularly or at any time in the target system using the industrial antimicrobial agent,
  • a microbial analysis process in which samples are collected from two or more places in the papermaking process where slime is controlled using a slime control agent, and the microflora of each sample is analyzed based on the base sequence of DNA;
  • a method for suppressing slime in a papermaking process comprising:
  • a microbial analysis process in which samples are collected from at least two places in the papermaking process where slime is controlled using a slime control agent, and the microorganisms in each sample are analyzed based on the DNA base sequence;
  • the ratio of the presence of the resistant microorganisms determined to have resistance in the resistance determination step is determined for each of the samples, and the sample collection site having a high ratio of the resistant microorganisms is determined as the source of the resistant microorganisms.
  • Source determination step to be performed
  • a database in which data on the effective concentration of the slime control agent for the microorganism is stored is searched, and the effective concentration for the resistant microorganism is determined. Extracting the input slime control agent and selecting a new slime control agent from among them.
  • a method for suppressing slime in a papermaking process comprising:
  • a microbial analysis process in which samples are collected from two or more places in the papermaking process where slime is controlled using a slime control agent, and the microflora of each sample is analyzed based on the base sequence of DNA;
  • a database in which data on the effective concentration of the slime control agent for the microorganism is stored is searched, and the effective concentration for the resistant microorganism is determined. Extracting the input slime control agent and selecting a new slime control agent from among them.
  • a method for suppressing slime in a papermaking process comprising:
  • a database storing effective concentration data of slime control agents for microorganisms is searched using the microorganism detected in the microorganism analysis step or the slime control agent currently used as a search key. If the effective concentration of the slime control agent currently used for the microorganism to be searched is recorded, the microorganism to be searched is compared to the slime control agent currently used.
  • the method for suppressing slime according to any one of the above (16) to (18), wherein the slime is determined to have resistance if it has no resistance and no effective concentration is described.
  • Two locations where samples are collected in the microbial analysis process are selected from the group consisting of pulp raw material preparation system, broke paper system, paper chemical preparation system, preparation system, white water circulation system, and white water recovery system.
  • a method for analyzing adhering substances on products in the papermaking process in which A is extracted and the microbial flora or dominant microorganisms of the adhering substances are analyzed using the nucleotide sequence of the obtained DNA as an index.
  • DNA derived from microorganisms is extracted from the attached matter attached to the product, and the microflora or dominant microorganism of the attached matter is analyzed using the base sequence of the obtained DNA as an index. By comparing this microflora or dominant microorganism with the slime microflora or dominant microorganism generated in the papermaking process, the slime that caused the deposit is identified. How to find the cause of adhesion.
  • DNA derived from microorganisms is extracted from the attached matter attached to the product, and the microbial flora or dominant microorganism of the attached matter is analyzed using the base sequence of the obtained DNA as an index.
  • the location of the slime that caused the deposits was identified, and the identified slime was analyzed.
  • a method for controlling microorganisms in the papermaking process in which sterilization and preservation treatment is performed on the place of occurrence.
  • microorganism includes bacteria, yeasts, filamentous fungi (power bacteria), algae, and so on.
  • antimicrobial agent means a drug having a biocidal action and a Z or growth inhibitory action on the above microorganisms, and is generally called an antibacterial agent, a bactericide, a bacteriostat, an inhibitor, a slime control agent, a preservative, etc. Are included. "Antimicrobial” means killing and / or inhibiting the growth of the microorganism.
  • microflora is used to indicate the type and composition of individual microorganisms in a target system or sample (the number of microorganisms or the ratio of the amount of microorganisms). It is sometimes used to indicate the composition ratio and content, or the type and composition ratio and content of a specific microorganism.
  • Treatment results” and “treatment effects” both refer to the effects of using antibacterial agents in the target system.
  • the effect may be represented by a difference in the amount of slime growth (either the amount of microorganisms or the thickness of slime) within a certain period. It may be expressed as a period until a certain amount of growth is reached. It also includes the indication of the degree of the slime that has occurred in the target system, which indicates the level of failure.
  • White water treatment agent means a slime control agent used in a white water circulation system
  • source treatment agent means a slime control agent added to the source of resistant microorganisms.
  • fouling refers to defective parts that occur on paper products and are called defects (also called holes, spots, or eyeballs) in the papermaking field.
  • antimicrobial drug search database and “drug search database” are used interchangeably.
  • the method for selecting an antibacterial agent of the present invention comprises a microbial analysis step of analyzing the microflora of a sample based on the base sequence of DNA, and searching a database in which data on the effective concentration of industrial antibacterial agents for microorganisms is stored.
  • the method for selecting such an antibacterial agent is as follows: It can be used as a selection method when selecting an antibacterial agent (slime control agent) in a slime control method, a slime control method in a papermaking process, and a microbe control method in a papermaking process.
  • the microflora is analyzed based on the DNA base sequence in the microbial analysis step, and any known method for analyzing the microflora can be used without limitation.
  • any known method for analyzing the microflora can be used without limitation.
  • this microorganism number can be used in place of the microorganism name.
  • the microorganism when a microorganism having a high homology is not searched in the microorganism search database, the microorganism can be assigned a unique microorganism number to distinguish it from other microorganisms.
  • microorganism search database a database of known microbial phylogenetic classifications in which the relationship between DNA base sequences and microorganisms is accumulated can be used.
  • Microorganisms can be identified by searching for this using a computer such as a personal computer. Since the specific microorganism search database described later can be accessed via the Internet, data can be searched quickly.
  • the microorganism search database described below stores the nucleotide sequence data of the DNA (rDNA) encoding ribosomal RNA (rRA), and the rDNA nucleotide sequence isolated from the sample is used for microorganism identification. be able to.
  • rDNA is classified into several types depending on the type of microorganism and the size of the supplicant (16S rDNA, 18S rDNA, etc.), but any molecule can be used.
  • the present invention is not limited to rDNA, and may be a method using other DNA fractions such as a rRNA spacer sequence or gyrE. Therefore, any microbial search database may be used, or any single database may be unified and used. Again A plurality of microorganism search databases can be used in combination.
  • microorganism search database examples include public DNA databases such as GenBank and EMB DDBJ, and the Ribosomal Database Project installed at the University of Michigan. Search operation FASTA, can be force s performed efficiently in a short time by the existing programs such as BLAST. Further, a commercial microorganism search database such as MicroSeq 16S rDNA Sequense Database (PE Biosystems) can be searched using commercially available software such as MicroSeq Analysis Software (PE Biosystems, trademark). The microorganism search database may be constructed by itself.
  • a database capable of searching for a microorganism name or a microorganism number for distinguishing the microorganism from the base sequence data using a known database software or the like can be constructed and used in combination with other microorganism search databases.
  • Microbial colonies can be isolated from samples collected from the target system, the base sequence of the relevant DNA of the isolate can be determined, and the results obtained can be compared with a microorganism search database to identify the microorganism.
  • rDNA can be isolated and amplified by classical cloning using a host vector system such as Escherichia coli, but it is more convenient to amplify it by an in vitro DNA amplification method such as the PCK method (polymerase chain reaction).
  • microorganism DNA is extracted in a mixed state without culturing and separating microorganisms, and only rDNA of each microorganism is subjected to PCR using primers composed of base sequences highly common to the majority of microorganisms of interest.
  • Amplification can be performed by the in vitro DNA amplification method described above, and rDNA derived from individual microorganisms can be separated by gel electrophoresis or the like, and the obtained results can be compared with a microorganism search database to identify microorganisms.
  • the RFLP method (Restriction Fragment Length Polymorphism: Moyer et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 62, pages 2501 to 2507, 19 96 years)) can roughly examine differences. That is, rDNA of each microorganism is completely digested with various restriction enzymes and separated by polyacrylamide or agarose gel electrophoresis. It can be distinguished from the difference in the pattern after electrophoresis and DNA staining.
  • the method of separating and examining coloe from a microorganism group if microorganisms that cannot be separated and cultured in a medium (non-culturable) exist, these microorganisms cannot be detected. In addition, there is no guarantee that even a cultivable microorganism will be able to detect all cultivable microorganisms using only one type of medium or culture conditions. On the other hand, the method of extracting and examining microorganism DM from a mixture of microorganisms without separating microorganisms has the advantage of being able to detect even microorganisms that cannot be separated and cultured in a culture medium.
  • Electrophoresis is generally used to separate rDNA of individual microorganisms from mixed rDNA, and several methods have been proposed.
  • the DGGE method Dentured Gradient Gel Electrophoresis: Muyzer t>, Applied and Environmental Microbiology, Vol. 59, pp. 69-700, 1993
  • the TGGE method Tempoture Gradient Gel nlectrophoresis: ichner
  • SSCP Single Strand Conf ormat! Iona ⁇ Polymorphism: Schwieger et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 64, pp.
  • TRF LP method Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism: Li u et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 63, 451 pp. 645-52) , 1997), or the random cloning method (Dunbar et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 65, 1662-1669, 1989), etc.
  • the method for selecting the antibacterial agent of the present invention is not limited to these.
  • a real-time PCR method for examining specific microorganisms in a mixed microbial system depending on the purpose (Wittwer et al., BioTechnique, Vol. 22, pp. 130-138, 199 7), FISH method (Fluorescence In 3 ⁇ 4itu Hybridization: Amman et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 58, 6, Pp. 14-623, 1992), the classical hypridease method (William et al., Microbiology, 141, 2793-280, pp., 195) Can also be used in the method for selecting the antibacterial agent of the present invention, etc. There are various restriction enzymes and primers used in these methods, and any known one can be used. .
  • the base sequence of the separated and amplified rDNA can be determined directly by experimental operation.
  • Various reagent kits such as AutoRead Sequencing Kit (Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd.) and MicroSeq 500 16S rDNA Kit (PE Biosystems, Inc.) are sold on the market. These can be used. Of course, it is also possible to independently prepare a reagent such as DNA polymerase and perform the operation by a method such as the dideoxy method.
  • base sequence analyzers such as ALFexpressII DNA Analysis System (Amersham 'Pharmacia Biotech Co., Ltd.) and ABI PRISM 310 (PE Biosystems, Inc., trademark) are commercially available. Can be used.
  • polyacrylamide gel electrophoresis can be used to determine the position of the band (sequencing ladder) by autoradiography.
  • the band obtained by electrophoresis is stained, the relevant band is cut out together with the gel, the DNA is extracted and purified from the gel, re-PCR is performed, and the amplified DNA is analyzed. It can be used for base sequence determination.
  • test methods to be used are in accordance with the published methods in the range specified in each database.
  • the composition ratio of the identified microorganism can be quantified from the ratio of colonies, the ratio of DNA, and the like.
  • a statistically reliable number of colonies can be selected at random, and all of these colonies can be identified to calculate the composition ratio of various microorganisms in the sample. it can.
  • the amount of the DNA band observed by the DGGE method or the TGGE method is interpreted as reflecting the original amount of microorganisms.
  • the ratio of the concentrations of the individual DNA bands can be taken as the composition ratio.
  • a commercially available densitometer or an image analyzer linked to a scanner for example, ImageMaster (trademark, manufactured by Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd.), etc.
  • ImageMaster trademark, manufactured by Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd.
  • the amount of fluorescence is measured using a fluorescent marker such as F1 uorlmager (trademark, manufactured by Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd.). It can also be measured directly with a message analyzer.
  • the composition ratio can be calculated by directly counting the number of stained microorganisms with respect to the total number of microorganisms under a microscope.
  • the absolute amount of the microorganism can be determined by a known method, for example, a colony counting method using a plate medium, MP Quantitative measurement of microbial cells under the microscope after staining with the N (Most Probable Number) method, or with fluorescent substances such as DAPI (4,6-diamidino-2-phenoleindone), ataridine orange or CFDA (Carboxyfluoresceindiac etate)
  • N Most Probable Number
  • DAPI 4,6-diamidino-2-phenoleindone
  • CFDA Carboxyfluoresceindiac etate
  • antibacterial agent search database stores at least the effective concentrations of microorganisms and various antibacterial agents corresponding to each of them, and records the effective concentrations using microorganisms as search keys. Any form can be used as long as it can search and extract antimicrobial agents.
  • a microorganism name, accession number or microorganism number obtained from a microorganism search database can be used as a microorganism serving as a search key.
  • the microorganism name can be represented by a scientific name (for example, Escherichia coii HBlOl, etc.), or by an accession number.
  • the search key can be input from an input device such as a keyboard.
  • the effective concentration data may be the effective concentration obtained from the culture test, the effective concentration obtained from the actual treatment, or the effective concentration obtained from the literature for each microorganism.
  • Entering the effective concentration means that the microorganism to be searched has an antimicrobial effect at that concentration.
  • the degree may be input.
  • the antibacterial agent search database stores data on the effective concentration of antibacterial agents against microorganisms for each environmental condition that affects the growth of microorganisms.
  • the antibacterial agent is selected from the specified environmental conditions. Preferably, it is extracted.
  • Specific environmental conditions include pH, temperature, type and classification of target system, type and concentration of substrate, and concentration of substances that affect antimicrobial efficacy, such as reducing substances. If the type of target system is the papermaking process, the type and classification of various internal additives such as papermaking type, papermaking conditions, sizing agent, retention improver, paper strength improver, etc.
  • the type of antibacterial agent used type of capture water for cooling water system, water quality, mixed gas components in air, retention time of cooling water, other chemicals used, etc .; Preservative period.
  • the effective concentration of the antibacterial agent entered in the antibacterial agent search database is the data obtained from the culture test, the above pH, temperature, etc. correspond to the culture conditions, and when the data obtained from the actual processing results, the above pH, temperature, etc. correspond to the environmental conditions of the target system.
  • the effective concentrations under a plurality of pH conditions are accumulated.
  • effective concentrations under a plurality of conditions are accumulated as in the case of pH.
  • the antimicrobial agent can be narrowed down by using, for example, pH 6 and a temperature of 20 ° C as selection conditions and using these as search keys.
  • the antimicrobial search database contains the concentration of the antimicrobial agent used in the target system, the analysis results of the microflora before and after the use of the antimicrobial agent, and the results of the treatment results.
  • the difference between the amounts is calculated and recorded, and from this calculation result it is determined whether or not the concentration of the antibacterial agent is effective for each microorganism and added, accumulated or corrected.
  • a more appropriate antibacterial agent can be selected.
  • the antimicrobial search database can be used to enter the concentration of the antimicrobial agent used in the target system, the analysis results of the microflora before and after the use of the antimicrobial agent, and the results of the treatment results. The difference is calculated, and based on the calculation result, it is determined whether or not the concentration of the antibacterial agent is effective for each microorganism.
  • the determination result obtained from the processing results and the culturable microorganisms included in the target system The results of the culture tests were compared with the results obtained from the culture tests, and the efficacy of the antimicrobial agent in the treatment results was determined to be either greater, within the normal range, or less than the efficacy in the culture tests, and added. Those that can be stored and modified are preferred.
  • the antibacterial agent search database contains data such as characteristics of the antibacterial agent, antibacterial efficacy, and the price of the antibacterial agent described in the literature. Furthermore, it is preferable that the antibacterial agent search database be able to add and accumulate new data such as processing results data, test result data, and literature data.
  • An antibacterial drug search database that stores more data as described above can select a more appropriate antibacterial drug.
  • an antibacterial drug search database format that enables additional input and recording of environmental conditions of the target system that preferably affect the growth of microorganisms and the efficacy of antibacterial agents.
  • Exist before use anti Microorganisms that disappear after the use of the fungicide are considered to have been destroyed by the applied antibacterial agent, and the difference between the microflora before and after the use of the antibacterial agent is stored as the calculation result. Provide in the database.
  • the following methods are available. That is, since at least one or two types of cultivable microorganisms are present in the sample collected from the target system, the antibacterial properties of these microorganisms determined by laboratory experiments are retrieved from the antibacterial agent search database. If there is no discrepancy within the allowable range (can be set arbitrarily) with the results of the laboratory test, it was calculated by the application example. Antimicrobial efficacy data for a range of microbial communities are considered to be in the normal range. Then, a column capable of displaying the judgment result is prepared in the antimicrobial agent search database, and the effect is input. If laboratory data is not available, laboratory tests can be added using the microorganisms separated at that time.
  • the antibacterial efficacy data obtained as described above should be worse than the antibacterial efficacy measured by laboratory tests. . That is, the obtained antimicrobial efficacy value is underestimated due to the influence of the coexisting in-system substance, and thus the data of one group determined in this way is underestimated and displayed in the column. If the residual antimicrobial agent used in the previous process of the target system flows down to the current target system, the efficacy of the antimicrobial agent used may be overestimated. In such a case, an overestimate is displayed in the same column.
  • antibacterial drug search database By designing the format of the antibacterial drug search database with the above-mentioned entry columns and accumulating data of many application examples, it is impossible to separate and culture on a certain medium.
  • effective antibacterial agents can be selected from a data group in the normal range.
  • the target system has a substance that inhibits or enhances the antibacterial efficacy, it is accumulated in the antibacterial agent search database, Data groups that are evaluated or underestimated can be important factors in the selection of antibacterial agents, so it is preferable to accumulate these data without deleting them.
  • Commercially available software such as Microsoft Exel or Microsoft Access (both trademarks) manufactured by Microsoft can be used as the computer software for constructing the antibacterial agent search database used in the method of selecting an antibacterial agent of the present invention.
  • the invention is not limited to this, and any object can be used as long as it is suitable for the purpose.
  • the function to search for the target content such as the efficacy of each antimicrobial agent from the corresponding microorganism name or accession number, the environmental conditions of the target system, etc. is usually attached to the above software, so it can be used. If there are missing programs, they can be added by combining known methods.
  • the most suitable antibacterial agent for the target system in which the antibacterial agent is used can be easily and accurately selected in a short time.
  • the antimicrobial treatment method of the present invention uses a microbiota of the target system instead of the empiric antimicrobial agent selection method that relies on a conventional sterilization test, growth inhibition test, or agar plate method to measure the number of bacteria.
  • This is an antibacterial treatment method that analyzes the microflora based on the nucleotide sequence, compares the obtained microflora with an antimicrobial agent search database that can search for antimicrobial agents, and selects and uses the most appropriate antimicrobial agent.
  • the target system to which the antibacterial treatment method of the present invention can be applied is not particularly limited as long as it is a treatment system that has been subjected to antibacterial treatment using an antibacterial agent.
  • systems that use industrial slime control agents such as water for manufacturing paper, cooling water, and ultrapure water
  • systems that use preservatives such as starch slurry and size liquid for papermaking, and water-soluble cutting oil for metalworking. Is raised You.
  • a sample containing a microorganism is collected from a target system. Usually, it is considered that there are multiple types of microorganisms in this sample.
  • the microflora of the collected sample is analyzed based on the DNA base sequence, and an antimicrobial agent is selected from the database.
  • the analysis of the microflora and the selection of the antimicrobial agent can be carried out by using the methods in the microbial analysis step and the antimicrobial agent selection step described in the above-mentioned method for selecting the antimicrobial agent as they are.
  • a sample containing microorganisms such as slime, white water, circulating cooling water, and a substance to be preserved is collected from the target system, and is contained in the sample by microbial analysis using a DNA base sequence.
  • the microorganisms that make up the microflora to be examined are examined by microorganism name or accession number (corresponding to the microorganism name). Usually, these test procedures are completed in 2 to 7 days.
  • the antimicrobial agent search database is searched using the microorganism identified by the above analysis as a search key, and the antimicrobial agent is searched and extracted. In this case, it is possible to further narrow down the antibacterial agent by inputting environmental conditions and the like as search keys.
  • the extraction result can be output to an output device such as a display. If only one antimicrobial agent is extracted, select that antimicrobial agent. If there are multiple antimicrobial agents, select from them.
  • the method of selecting the antibacterial agent to be actually used from the extracted antibacterial agents is arbitrary, and can be selected manually or automatically by a computer. Specific selection methods include, for example, the following methods.
  • the selection criteria can be set for the time being based on the long-term accumulated experience of the past, but in the initial stage when the number of data accumulated in the antibacterial drug search database is small, it is necessary to adjust the processing success rate as a guide every time data is accumulated. desirable.
  • the most appropriate antimicrobial agent for the target microbial flora can be selected in a short time and accurately.
  • the antibacterial treatment method of the present invention is an antibacterial treatment method in which the antibacterial agent of the target system is subjected to the antibacterial treatment using the antibacterial agent selected as described above.However, the selection of the antibacterial agent should be performed periodically or repeatedly at any time. Can be.
  • a sample containing microorganisms is collected from the target system regularly or at any time, and the microflora of the sample is analyzed based on the DNA base sequence by the above-described method, and the analysis results are compared with the results of the previous analysis.
  • monitor changes in antimicrobial efficacy from changes in microbiota If there is no significant change in the microflora and it is confirmed that the antibacterial agent is effective, continue to use the antibacterial agent.
  • the antibacterial agent search database is searched to extract and select an effective antibacterial agent for the microorganisms having the observed appearance tendency. I do.
  • the antimicrobial agent search database may be used to search for this microorganism ( Or DNA) is registered as having significant resistance to the antimicrobial agent, or if the test results show that the antimicrobial agent has resistance, If a causal relationship was observed between the change in microflora and the increased resistance of the microorganism to the antimicrobial agent, the tendency of the emergence of microorganisms resistant to the antimicrobial agent was observed. It can be determined that. In this way, by repeatedly performing the analysis of the microflora and the selection of the antibacterial agent, the antibacterial treatment can be performed using the optimal antibacterial agent at that time.
  • the antibacterial treatment method of the present invention when a failure caused by the growth of microorganisms occurs in a target system using an antibacterial agent, it is determined in a short time whether or not the cause is caused by the emergence of drug-resistant microorganisms. If it is a resistant microorganism, it can be determined by changing the type of antibacterial agent. Therefore, a review can be done quickly to find a solution.
  • the antibacterial treatment method of the present invention can be used for selecting an antibacterial agent in combination with a result of a sterilization test, a growth suppression test, or a measurement of the number of bacteria that is not entered in the antibacterial agent search database.
  • the monitoring method of the antimicrobial effect of the present invention is a method for monitoring the effect of an antimicrobial agent on a target system to which an antimicrobial agent has been applied, by monitoring microbial changes in the system regularly or at any time based on the base sequence of DNA. This is a monitoring method.
  • a sample containing a microorganism is collected from the target system periodically or at any time after an appropriate period of time after the antimicrobial agent is used in the target system, and the microflora of the sample is converted into a DNA base by the method described above. Analyze based on the sequence, compare the results of the analysis with the results of the previous analysis, and monitor changes in the antimicrobial effect from changes in the microbiota. If there is no significant change in the microflora and the effect of the antimicrobial agent is confirmed, continue to use the antimicrobial agent.
  • the microflora analysis is the monitoring means, and the antibacterial agent search database provides criteria for determining the change of the antibacterial agent.
  • the method of controlling slime in the papermaking process of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as a method of controlling slime) is applied to a papermaking process for producing paper, and there are no restrictions on the type of paper, the manufacturing method, and the like. Absent.
  • a slime control agent containing 2,2-dipromo-3-dipropionamide (hereinafter sometimes abbreviated as DBNPA) as a main component is used as a white water treatment agent, and slime suppression treatment is widely performed.
  • DBNPA 2,2-dipromo-3-dipropionamide
  • the slime control method of the present invention can be suitably applied to such a papermaking process in a paper mill.
  • the slime control agent used in the slime control method of the present invention is not particularly limited, and a known slime control agent can be used.
  • a suitable agent is selected for each papermaking process, and a white water treatment agent and a source treatment are used. It can be used as an agent.
  • the white water treatment agent and the source treatment agent may have a chemical component composed of an inorganic compound or an organic compound.
  • these slime control agent components may be composed of a single drug, or may be so-called composite agents containing a plurality of drug components.
  • there is no limitation on the dosage form of the slime control agent and liquids, floor pulls, wettable powders and the like can be used.
  • the combination of the white water treatment agent and the source treatment agent is not limited, and may not necessarily be a combination that exhibits a synergistic effect.
  • slime control agents include the following inorganic compounds and organic compounds Examples include a system slime control agent.
  • Examples include chlorine, hypochlorite, chlorine dioxide, chlorinated cyanuric acid, chlorinated hydantoin, bromine, and the reaction products of bromine ions with hypochlorite.
  • Quaternary ammonium salt surfactant For example, didecyldimethyl ammonium chloride (hereinafter sometimes abbreviated as DDAC).
  • DDAC didecyldimethyl ammonium chloride
  • Isothiazolones For example, 5-methyl-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazoline-13-one, 5-chloro-1-2-n-octylisothiazoline_3 —One, 1,2-benzoisothiazoline-1-one, and their metal complexes.
  • Thiocyanates For example, methylenebisthiocyanate.
  • Bromoacetates for example, 1,4-bis (promoacetoxy) 1-2-butene, 1,2_bis (promoacetoxy) ethane, bis (promoacetoxy) propane and the like.
  • Promosiano compounds for example, 2,2-dibromo_3-utrilopropionamide, 1,2-dipromo 2,4-dicyanobtan.
  • Promonitro compounds for example, 2,2-dipromo-2 tro 1-one ethanol, 2-promo 2-nitropropane 1,3-diolone,] 3-promotrostyrene, 2,2-dibromo-13-ditri Mouth propionamide (DBNPA).
  • DBNPA 2,2-dipromo-2 tro 1-one ethanol, 2-promo 2-nitropropane 1,3-diolone,] 3-promotrostyrene, 2,2-dibromo-13-ditri Mouth propionamide
  • Okishimu type for example, a monochrome log Li oxime, dichloro glyoxime, 2 - (p-arsenate Dorokishifue two Honoré) Guriokishihi mud carboxymethyl Moi Honoré black line de, alpha-click every mouth base lens ⁇ Bruno Toledo oxime, alpha - Black Robbens anoredoxime acetate and the like.
  • Aldehydes For example, orthophthalaldehyde, daltaraldehyde, formaldehyde, and the like.
  • Others For example, 2,2-dichloro-1,2-dithiol-3-one, 2,4,5,6-tetrachloroisophthalate-tolyl, 3,3,4,4-tetrachlorohydroxythio Phen-1,1,1-dioxide and the like.
  • a suitable source treating agent for each source.
  • a source treatment agent having an antibacterial action on each of the resistant microorganisms even if slime control agents are already used for preservative purposes or to prevent deterioration in starch preparation systems and dye systems used as papermaking chemicals, this is still the source of resistant microorganisms of the white water treatment agent. In this case, it is preferable to select a source treatment agent and add it additionally.
  • the microflora of a sample is analyzed based on the base sequence of DNA, and an optimal slime control agent for the analyzed microorganism is selected from a database.
  • the analysis of the microflora and the selection of the slime control agent can be carried out by using the methods in the microbial analysis step and the antimicrobial agent selection step described in the selection method of the antimicrobial agent as they are.
  • the antimicrobial search database in the method of selecting antimicrobial agents is referred to as the drug search database in the description of the slime control method.
  • a sample is collected from a papermaking step in which slime is controlled using a slime control agent (white water treatment agent).
  • the microbial phase of each sample is analyzed by microbial phase analysis based on the DNA base sequence.
  • the microorganisms constituting the microflora are examined by the above method for each microorganism name or accession number (corresponding to the microorganism name). Normally, these test procedures are completed within 2 to 7 days.
  • the type of microorganism contained in the sample is identified, and quantification of the content can be omitted.
  • the place where the sample is collected is not limited, and the sample is collected from any place in the papermaking process. However, samples should be taken from two or more locations, preferably from 5 to 20 locations. The more samples are collected, the more accurately the source of resistant microorganisms can be determined.
  • a pulp raw material preparation system consisting of CGP (Chemical Ground Pulp) panolepers, CGP chests, LBKP (Laubholz Bleached Kraft Pulp) nonolepers, LBKP chests, etc .; Broken paper system consisting of chests, dry broke pulpers, dry bronze chests, etc .; papermaking chemicals consisting of sizing agent tanks, sulfuric acid band tanks, dye tanks, slime control agent tanks, internally added starch paste tanks, etc.
  • Preparation system preparation system consisting of mixing chest, machine chest, seed box, etc .
  • white water circulation system consisting of paper machine, screen device, inklet, saveall, white water silo, etc .
  • dehydrator Slime, white water, liquid in the tank, etc. can be sampled from a white water recovery system composed of clear white water pits, etc. Wear.
  • a resistance determination step it is determined whether or not the microorganisms detected in the microorganism analysis step have resistance to the slime control agent (white water treatment agent) currently used.
  • the drug search database is searched using the microorganism detected in the microorganism analysis step or the slime control agent currently used as a search key, and the slime control currently used for the microorganism to be searched is searched. If the effective concentration of the slime control agent is recorded, the microorganism to be searched has no resistance to the slime control agent (white water treatment agent) currently used, and the effective concentration is not listed. Can be determined to have resistance.
  • the presence or absence of resistance can also be determined from known literature or the results of a culture test.
  • the microorganism may be determined to be resistant, even though a white water treatment agent is used.
  • a place where a sample having a high ratio of the resistant microorganisms determined to have resistance in the resistance determination step is collected is determined to be a source of the resistant microorganisms. I do. There may be multiple sources.
  • the microbial analysis step when the microflora of the sample is analyzed, the composition ratio or the content of each microbe is already known, so there is no need to newly determine the abundance ratio of resistant microorganisms.
  • the source can be determined from the abundance ratio known in the above.
  • the abundance ratio of the sample in which the resistant microorganism is detected is determined by the above method, and the source is determined based on the result.
  • the drug search database is searched using the resistant microorganisms determined in the resistance determination step as a search key, and a slime control agent having an effective concentration input for the resistant microorganisms is searched. Extract.
  • the slime control agent can be further narrowed down by inputting environmental conditions and the like as a search key.
  • the extraction result can be output to an output device such as a display. If only one slime control agent is extracted, select that slime control agent as the source treatment agent. If there are multiple slime control agents, select from them.
  • the method of selecting a slime control agent to be actually used as a source treatment agent from the extracted slime control agents is arbitrary, and can be selected by a person or automatically by a computer. Can also. Specific selection methods include, for example, the following methods.
  • the selection criteria can be set for the time being based on the conventional long-term experience, In the early stage when the number of data accumulated in the drug search database is small, it is desirable to correct the data every time data is accumulated, based on the processing success rate.
  • the new slime control agent selected in the slime control agent selection step that is, the currently used white water treatment agent, is added to the resistant microorganisms determined in the source determination step. Add another source treatment agent.
  • the source determination step can be omitted.
  • the sampling location of a sample having a high abundance ratio of the resistant microorganisms determined to have resistance in the resistance determination step In addition, the new slime control agent (source treatment agent) selected in the slime control agent selection process can be added.
  • the most appropriate slime control agent for resistant microorganisms can be selected in a short time and accurately, and can be added to the generation source. The amount can be minimized.
  • a series of steps such as a microorganism analysis step can be performed periodically or repeatedly at any time.
  • a sample is collected, the microflora of the sample is analyzed based on the base sequence of DNA by the above-described method, and the analysis result is compared with the previous analysis result.
  • Monitor changes in slime control agent effects from changes in microflora. If there is no significant change in the microflora and the effect of the slime control agent is recognized, use the slime control agent continuously as a white water treatment agent. If the ratio of resistant microorganisms decreases, stop adding source treatment agents. If a new resistant microorganism is detected, a new source treatment for the microorganism is selected and added.
  • the slime suppression treatment can be performed using the optimum slime control agent at that time.
  • the slime control method of the present invention when a failure caused by the growth of microorganisms occurs in a papermaking process using a slime control agent, it is determined in a short time whether or not the cause is caused by the appearance of drug-resistant microorganisms. If it is a resistant microorganism, it can be handled by changing the type of slime control agent, otherwise it is due to a change in the slime control agent usage (addition concentration, addition method, etc.) or environmental conditions Therefore, by reviewing these, a solution can be taken quickly.
  • the drug search database can also be used for selecting a white water treatment agent.
  • a drug search database can be searched using a microorganism that has become the dominant microorganism in the papermaking process as a search key, and a slime control agent to be used as a white water treatment agent can be selected from the extracted slime control agents.
  • a slime control agent in the slime control method of the present invention, can be selected in combination with a result of a sterilization test, a growth suppression test, or a measurement of the number of bacteria that has not been entered in the drug search database.
  • the subject of the method for analyzing attached matter of a product in the papermaking process of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as an analysis method) is a paper product manufactured in a papermaking process for manufacturing paper, and a type of paper.
  • the papermaking process is usually a preparation process in which fillers and chemicals are added to pulp to produce paper raw materials, a papermaking process in which paper is made with a paper machine, and a paper that is covered with paint to improve printability. It is further classified into processes such as coating processes, and paper products manufactured through such processes can be analyzed.
  • the method for extracting DNA derived from microorganisms from the attached matter attached to the product there is no limitation on the method for extracting DNA derived from microorganisms from the attached matter attached to the product.
  • a part containing the attached matter (defect) or the attached matter is cut out from a paper product, cut, and the buffer solution is removed.
  • Immersed in an extraction solution such as mechanical crushing
  • a physical treatment or a chemical treatment such as a surfactant treatment or an enzyme treatment may be performed alone or in combination, and a method of extracting DNA from microbial cells in the attached matter may be employed. In this case, DNA extraction is possible even if the microorganism is dead.
  • Specific examples of the physical treatment include ultrasonic crushing and freeze-thawing; homogenization using fine glass or mineral beads.
  • Specific methods of chemical treatment include enzyme treatment with bacterial enzymes such as lysozyme, polysaccharide degrading enzymes such as cellulase and alginate lyase, and proteases such as proteases and peptidases; sodium lauryl sulfate and the like.
  • Treatment with an anionic surfactant, a nonionic surfactant such as Triton-X100, or the like can be given.
  • DNA is obtained as a lysate by such physical or chemical treatment, it is preferable to further purify the DNA.
  • known methods such as precipitation recovery with an organic solvent such as ethanol and isopropanol; and a method utilizing adsorption to glass beads or a resin can be used.
  • Analysis of the properties and composition of microorganisms from the extracted DNA is performed by examining the relative content of base sequences that can identify the microorganisms.
  • a microorganism having a relatively high content examined by the above method can be set as a dominant microorganism.
  • Such analysis of the microflora can be performed using the method in the microbial analysis step described in the method for selecting an antibacterial agent as it is.
  • the DNA that can identify the microorganism may be DNA possessed by all the microorganisms to be analyzed, but such DNA as 16S rDNA, 18S rDNA, and 23S rDNA can be used. It is desirable to use DNA that has already been constructed with a database that can identify microorganisms from its base sequence, such as DNA encoding ribosomal RNA (rDNA), their spacer sequences, and gyrE.
  • Dot Hybridization ⁇ Efficient hybridization using a DNA chip allows the extraction of DNA to be used as a target to examine the type and relative amount of DNA, but the polymerase chain reaction (PCR) DNA increase in test tubes
  • the target DNA is amplified by the width method and then examined.
  • 16S rDNA using a universal primer designed for a sequence commonly present in the majority of microorganisms, 16S rDNA can be amplified as a mixture with the extracted total DNA as type II.
  • the extracted 16S rDNA is a mixture of one or more species derived from one or more microorganisms that cause deposits
  • this 16S rDNA mixture is amplified, and the composition ratio of the amplified DNA is determined.
  • the microorganism name By specifying the microorganism name from those DMs, the microflora of the attached matter or the dominant microorganism can be specified.
  • Known methods can be used to determine the composition ratio of DNA. For example, the DGGE method (Denatured Gradient Gel Electrophoresis: Muyzer et al., Applied and environmental Microbiotechnology, Vol. 59, pp.
  • TGGE method Temporal Gradient Gel Electrophoresis: Eichner et al., Applied and Environmental Microbiolgy, 65, 102-: page 109, 1989
  • SSCP method Single St rand Conformational Polymorphism: Schwieger et al., Applied and Environmental Microbiology, Vol. 64, pp. 470-476, pp. 1989, etc.
  • TRF LP Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism
  • the amount of amplification products specific to microorganisms can be specified, and the total amount of amplification products can be determined.
  • the composition ratio of microorganisms can be roughly estimated as a ratio to the above.
  • the amount of amplification product can be regarded as the intensity of the DNA band or the fluorescence intensity corresponding to TRF, and the ratio of these intensities can be regarded as the composition ratio of the microorganism. Can be.
  • Microorganisms can be identified from DNA by determining the base sequence of the DNA using a DNA sequencer or the like and comparing the sequence to the database described below to determine the classification of the microorganisms carrying the DNA in the classification, The name can be revealed.
  • the base sequence of the dominant microorganism can be determined by directly determining the base sequence of the amplification product.
  • the relevant band DNA is recovered from the gel, amplified again by PCR, and the base sequence of each DNA is determined using a DNA sequencer. Can be determined.
  • Examples of the database include public databases such as GenBank, EMBL, and DDBJ, and the RibosoRial Database Project installed at Michigan State University.
  • the search method can be efficiently performed in a short time using existing programs such as FASTA and BLAST. Search can also be performed using commercially available software such as MicroSeq Analysis Software (Applied Biosystems Japan) such as MicroSeq 16S rDNA Sequence Database (Applied Biosystems Japan). . You may also build and use these databases yourself. If the name of the microorganism cannot be specified from the database, it can be determined that the microorganism is a closely related microorganism or a new microorganism having the highest homology.
  • the name, composition ratio or dominant microorganism of the causative microorganism can be easily determined using the DNA base sequence as an index without culturing the microorganism. , And can be reliably specified.
  • the method for searching for the cause of adhesion comprises comparing the microflora or the dominant microorganism of the adhering substance specified by the above-described analysis method with the microbial flora or the predominant microorganism of the slime generated in the papermaking process.
  • Slime that has a microflora or dominant microorganism that matches or is similar to the microflora or dominant microorganism of It is a method.
  • the microflora or dominant microorganism of slime can be identified by the same method as the above-mentioned method in which the microflora of the attached matter or the dominant microorganism is specified using the DNA base sequence as an index.
  • the place where the slime is sampled is not limited, and it can be collected from any place in the papermaking process, but is collected from two or more places, preferably from 5 to 20 places. The more places where slime is collected, the more accurately the slime that caused the deposit can be determined.
  • pulp raw material preparation system composed of CGP (Chemical Ground Pulp) panoleper, CGP chest, LBKP (Laubholz Bleached Kraft Pulp) pulp, LBKP chest, etc .; Wet broke pulp, Wet broke chest , Dry broke pulp paper, dry broke chest, etc .; Broken paper system consisting of sizing agent tank, sulfuric acid band tank, dye tank, slime control agent tank, internally added starch paste liquid tank, etc.
  • Preparation system consisting of mixing chest, machine chest, seed box, etc .
  • White water circulation system consisting of paper machine, screen device, inlet, head box, saveall, white water silo, etc .
  • dehydrator clearer White water recovery system consisting of white water pit, CP (Constency Profiling Control System) tube, etc .
  • Year it is possible to collect the slime from the paper machine peripheral devices are consists from such as wheel or the like.
  • the place of slime generation is predicted to some extent, and slime is collected from that place with priority. You can also.
  • the method for searching for the cause of adhesion of the present invention comprises comparing the microflora or the dominant microorganism of the adhering substance specified by the analysis method with the microflora or the dominant microorganism of the slime generated in the papermaking process. Since the slime that caused the deposit is identified, it is possible to easily and reliably identify the location and source where the microorganisms causing the defects of the paper product exist in high concentrations. Microbial control method
  • the slime attachment site specified by the above search method is determined to be a slime occurrence site that caused the attached matter, and the slime occurrence site identified in this manner is determined.
  • This is a microorganism control method that performs sterilization and preservation.
  • Sterilization / preservation treatment can be performed by a method such as adding a slime control agent having a bactericidal-preservative effect to microorganisms constituting slime, particularly to a dominant microorganism.
  • the slime control agent can be determined by an antibacterial test or the like. If the name of the causative microorganism is specified, a drug known to have a bactericidal and antiseptic effect on the microorganism can also be used.
  • the slime control agent can also be selected from the antimicrobial agent search database using the method of the antimicrobial agent selection step described in the above antimicrobial agent selection method.
  • drugs that are effective against the causative microorganisms are accurately selected, and places where the causative microorganisms are present at high concentrations or where they are vigorously breeding are focused on. Since sterilization and preservation can be performed with the minimum amount of chemicals, defects can be efficiently, reasonably and at low cost, without relying on empirical and situational judgment. .
  • the microbiota of a sample is analyzed based on the base sequence of DNA, and the most suitable industrial antibacterial agent for the microflora is selected using a database. Therefore, the most suitable antibacterial agent can be easily and accurately selected in a short time.
  • the antibacterial treatment method of the present invention analyzes the microbial flora of the target system based on the DNA base sequence, and selects and uses the most suitable industrial antibacterial agent from the database for this microflora.
  • the most suitable industrial antibacterial agent can be selected in a short time according to the microbial flora of the system, and the antibacterial treatment can be performed efficiently.
  • the method of monitoring the antimicrobial effect of the present invention analyzes the microbiota of the target system based on the base sequence of DNA, and monitors the effect of the antimicrobial agent from changes in the microflora. It is possible to easily and accurately grasp whether or not the effect of the microorganism is exerted in a short time, and it is possible to prevent troubles caused by the growth of microorganisms in advance.
  • the slime control method of the present invention analyzes the microflora of the target system based on the nucleotide sequence of the DNA, and if a microorganism resistant to the slime control agent is found, the optimal slime control for the resistant microorganism.
  • Slime control agents are selected from the database and added to their sources, so that the most appropriate slime control agent for resistant microorganisms can be selected quickly and accurately. Moreover, slime can be efficiently suppressed by minimizing the amount of addition.
  • the method for analyzing adhering matter of a product in the papermaking process of the present invention comprises extracting DNA derived from microorganisms from adhering matter, and using the base sequence of the obtained DNA as an index to determine the microflora or dominant microorganism of the adhering matter.
  • the analysis makes it possible to easily and reliably identify the microorganisms that are causing the defects in paper products.
  • the method for searching for the cause of adhesion of adhering matter to a product in the papermaking process of the present invention comprises extracting DNA derived from microorganisms from the adhering matter, and using the obtained DM base sequence as an index, microbiota or dominance of the adhering matter. By analyzing the microorganisms and comparing this microflora or dominant microorganism with the microbiota or dominant microorganism of the slime generated in the papermaking process, the slime that caused the attachment was identified. It is possible to easily and reliably identify the location of microorganisms that are the cause of paper product defects.
  • DNA derived from microorganisms is extracted from the attached matter, and the microflora or dominant microorganism of the attached matter is analyzed using the base sequence of the obtained DNA as an index.
  • the location of the slime that caused the deposit was identified, and the identified slime was generated. Since the place is sterilized and preserved, the place where microorganisms causing the defect of the paper product are generated can be easily and reliably identified, and based on this, the occurrence of the defect of the paper product can be easily determined. And it can be surely reduced.
  • FIG. 1 is a system diagram of a papermaking apparatus to which the antibacterial treatment method of the present invention is applied, and is an example of a case where antibacterial treatment is performed on a white water system.
  • 1 is a paper machine
  • 2 is a seed box
  • 3 is a white water pit
  • 4 is a microflora analysis system
  • 5 is an antibacterial agent selection system
  • 6 is a control system.
  • 7a, 7b ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ are antimicrobial storage tanks, and a plurality are provided for each type of antimicrobial.
  • paper is manufactured as follows. That is, the pulp slurry is introduced from the connecting line 11 at a controlled flow rate in the seed box 2 and is sent to the screen device 15 through the connecting lines 13 and 14 by the pump 12 to remove impurities. Is sent to the inlet 18 from the connection 17. The pulp slurry is supplied from the inlet 18 onto the wire section 21 of the paper machine 1. After passing through the wire section 21, the white water is collected at the save pool 22, and then collected at the white water pit 3 from the connecting path 23. Part of the white water in the white water pit 3 is mixed with the pulp slurry in the connection channel 14 and recycled. The remainder is discharged from drain 24. The paper layer formed on the wire part 21 is converted into a paper product through a subsequent drying step (not shown).
  • a sample containing microorganisms is collected from the white water pit 3 and the microflora is analyzed by the microflora analysis system 4, and the antimicrobial agent selection system is performed based on the results. 5.
  • Select antimicrobial agent is performed, for example, according to the flow shown in FIG.
  • the results of the antimicrobial agent selection system 5 are input to the control system 6, and the antimicrobial agent storage tanks 7a, 7b ... pharmaceutical injection routes 27a, 2 so that the selected antimicrobial agent has the specified concentration Added to Seed Box 2 through 7 b ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the antibacterial agent added in this way dissolves in the pulp slurry and white water and circulates through the papermaking device, whereby the entire device is subjected to antibacterial treatment.
  • To adjust the concentration of the antibacterial agent send a signal from the control system 6 to the pumps 28a and 28b- It can also be done automatically by controlling the amount added.
  • Samples from the White Water Pit 3 will be collected periodically or at any time, followed by microbial phase analysis and selection of antibacterial agents. As a result, the most suitable antibacterial agent at that time is selected, and the most effective antibacterial treatment can be performed.
  • the sample is taken from the white water pit 3 in FIG. 1, the sample may be taken from the screen device 15, the inlet 18 or the saveall 22 or the like. Further, in FIG. 1, three antibacterial agent storage tanks 7a, 7b... ′ Are provided, but two or four or more antimicrobial storage tanks may be provided.
  • Fig. 2 is a flowchart showing the flow of processing in the microflora analysis system 4 and the antimicrobial agent selection system 5 in Fig. 1, in which data on the effective concentration of antimicrobial agents for microorganisms is accumulated for each environmental condition affecting the growth of microorganisms. This is an example of using an antimicrobial search database that can narrow down antimicrobial agents from specified environmental conditions.
  • a sample containing a microorganism is collected from the target system in step 31, and the number of colonies and the total number of microorganisms in the sample are measured in step 32.
  • the total number of microorganisms can be measured by a known method, for example, by staining cells in a sample with acridine orange or DAPI, and then directly measuring them under a fluorescence microscope. If the target system has already been measured many times and the result can be estimated from the environmental conditions, step 32 can be omitted.
  • step 33 the number of liplets is compared with the total number of microorganisms, and if they are substantially equal, the rDNA of the colony forming microorganism is analyzed in step 34. On the other hand, if they are not equal, in step 35, the rDNA of all microorganisms including microorganisms that cannot form colonies is analyzed.
  • a microorganism search database is searched based on the base sequence analyzed above. In this case, multiple microorganism search databases can be searched. Based on the search results, microorganisms are identified (microbiota determination) in step 37. In this case, if the microorganism name cannot be determined, Can be assigned a microorganism number.
  • step 38 the antibacterial agent search database is searched using any of the microorganism name, accession number, or uniquely assigned microorganism number identified in step 37 as a search key. If an antimicrobial agent is extracted in step 39, the antimicrobial agent is narrowed down using environmental conditions as a search key in step 40, and if there is a successful case, the antimicrobial agent is selected as an agent for antimicrobial treatment in step 41 I do. At this time, the concentration of the antibacterial agent is also determined. When a plurality of antibacterial agents are extracted, they can be selected in consideration of cost and the like as described above.
  • step 39 the process proceeds to step 42 to determine whether or not the microorganism is a colony forming microorganism by reviewing the results of step 33.
  • step 3 a culture test for various antibacterial agents is conducted indoors, and the antibacterial agents are selected based on the results (Step 44). If the microorganism is determined to be a non-colonizing microorganism in step 42, an antimicrobial agent is selected in step 45 based on past experience.
  • the antibacterial treatment is performed in step 46 using the antibacterial agent selected as described above.
  • step 47 the treatment effect is judged. If the antibacterial effect is not good, the result is entered into the antibacterial agent search database (step 48), and the process returns to step 31 again and repeats the operation from sampling the sample. . If the microorganisms to be identified are the same, a different antibacterial agent from the previous one is selected from the antibacterial agents narrowed down in step 40. If the result of the DNA analysis in step 34 or 35 is the same as the previous result, the search of the microorganism search database in step 36 can be omitted.
  • step 47 if the treatment effect is judged to be good in step 47, the results are entered into the antibacterial agent search database (step 49), and after an arbitrary period of time (step 50), step 31 Repeat the operation from.
  • the ratio of NO determined in steps 39 and 40 gradually decreases.
  • an appropriate antibacterial agent can be selected.
  • FIG. 3 is a system diagram of a papermaking apparatus to which the slime control method of the present invention is applied.
  • Pulper 52 is a CGP chest
  • 53 is an LBKP pulper
  • 54 is an LBKP chest, and these constitute a pulp raw material preparation system.
  • Reference numeral 56 denotes a wet broke pulper
  • 57 denotes a wet bronze chest
  • 58 denotes a dry broke pulper
  • 59 denotes a dry broke chest, and these constitute a broke system.
  • 6 1 is a sizing agent tank
  • 6 2 is a sulfuric acid band tank
  • 6 3 is a dye tank
  • 6 4 is a white water treatment agent tank
  • 6 5 is an internally added starch paste liquid tank, which constitutes a papermaking chemical preparation system. ing.
  • 67 is a mixing chest
  • 68 is a machine chest
  • 69 is a seed box, and these constitute the preparation system.
  • 71 is a paper machine
  • 72 is a screen device
  • 73 is an inlet
  • 74 is a save horn
  • 75 is a white water silo. These constitute a white water circulation system.
  • Reference numeral 77 denotes a separation and concentration device
  • reference numeral 78 denotes a clear white water pit, which constitute a white water recovery system
  • Reference numeral 81 denotes an industrial water pit
  • reference numeral 82 denotes an externally added starch size liquid tank.
  • Paper is manufactured in the apparatus shown in FIG. 3 as follows. That is, the pulp, which is a raw material of paper, is introduced into the CGP pulp 51, the LBKP pulp 53, the wet paper pulp 56, and the dry paper pulp 58, and disintegrated. It is introduced to mixing chest 6 7 through 4, 5 7 and 5 9.
  • the acid band 92 is added and mixed, and further, the internally added starch paste solution 93 is added in the machine chest 68 to prepare a pulp slurry 94.
  • the pulp slurry 94 is introduced into the seed box 69, the dye 95 and the white water treatment agent 96 are added, the flow rate is adjusted, and the pulp slurry is sent to the screen device 72 by the pump 101 to remove impurities. Sent to the inlet 73.
  • the pulp slurry 94 is supplied from the inlet 73 onto the wire section 102 of the paper machine 71.
  • White water passing through the wire section 102 is received by the save all 74 and collected in the white water silo # 5.
  • Part of the white water 103 in the white water silo 75 is mixed with the pulp slurry 94 in the communication channel 104 and is recycled.
  • the remaining part is sent to a separation / concentration unit 77 to be dehydrated, and the recovered raw material is returned to the mixing chest 67 for reuse, and the filtrate is collected in a clear white water pit 78, and is recycled in each step.
  • the paper layer formed on the wire portion 102 is made into a paper product through a post-process press part 105 and a dry part (not shown).
  • the waste paper generated in the press part 105 and the dry part is sent as wet paper waste and dry paper waste to the wet paper waste paper pulp 56 and dry paper waste paper pulp 58, respectively, for reuse.
  • a white water treatment agent 96 added from a white water treatment agent tank 64 for example, 2,2-dibromo-13-tritripropionamide (DBNPA), is used. It is dissolved in the pulp slurry 94 and the white water 103 and circulated through the white water circulation system to suppress slime in the white water circulation system. In addition, the clear white water 106 collected in the clear white water pit 78 is reused, thereby suppressing slime at the reuse destination.
  • DBNPA 2,2-dibromo-13-tritripropionamide
  • samples are collected from any two or more locations, and the microflora of each sample is analyzed by the above method based on the DNA base sequence. Analysis process).
  • CGP Chest 51, LBKP Chest 53, Pet Broken Chest 56, Dry Broken Chest 58, Sizing Agent Tank 61, Dye Tank 63, Internal Starch Paste Liquid Tank 65, Mixing cho Samples will be collected from a store 67, a machine chest 68, a white water silo 75, a clear white water pit 78, an industrial water pit 81, an external starch paste liquid tank 82, etc.
  • a resistance determination step it is determined whether or not the microorganisms detected in the microorganism analysis step have resistance to the white water treatment agent 96 currently used.
  • the drug search database is searched using the microorganisms detected in the microbial analysis step or the currently used white water treatment agent 96 as a search key, and the white water treatment currently used for the microorganism to be searched is searched. If the effective concentration of agent 96 is recorded, the microorganism to be searched has no resistance to the currently used white water treatment agent 96, and if the effective concentration is not described, it is resistant. Can be determined.
  • a sampling location of a sample having a high ratio of the resistant microorganisms determined to have resistance in the resistance determination step is determined as a source of the resistant microorganisms. For example, when the presence ratio of microorganisms resistant to DBNPA is the highest in wet broke chest 56, it can be determined that the source of the resistant microorganisms is wet bronze chest 56. There may be multiple sources.
  • the drug search database is searched using the resistant microorganisms determined in the resistance determination step as a search key, and a slime control agent having an effective concentration input for the resistant microorganisms is searched. Extract. In this case, it is preferable to input environmental conditions and the like as a search key to further narrow down the slime control agent. If multiple slime control agents are extracted, select the slime control agent with the lowest minimum effective concentration for resistant microorganisms, or select the slime control agent that minimizes the "minimum effective concentration X price" Therefore, select a slime control agent to be used as a source treatment agent.
  • the new slime control agent selected in the slime control agent selection step is added to the resistant microorganisms determined in the source determination step.
  • Add another source treatment agent for example, the paper broke chest 56 is effective against resistant microorganisms.
  • Samples are taken periodically or repeatedly at any time. If the effect of the source treatment agent is recognized, stop using the source treatment agent and perform normal treatment with the white water treatment agent. On the other hand, if the effect is not observed, switch to another source treatment agent, or review the usage (addition concentration, addition method, etc.) or environmental conditions of the source treatment agent. If a new resistant microorganism is detected, a new source treatment agent for the microorganism is selected and added.
  • a torque type slime test apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-75065 that is, having a stationary outer cylinder and an inner cylinder coaxially installed in the outer cylinder, the outer cylinder and the inner cylinder
  • a slime test apparatus was used in which water was circulated and the internal cylinder was rotated to grow slime on the surface of the internal cylinder.
  • the artificial white water composition: soluble starch 142 mg / L, ammonium sulfate 11.6 ing / L, pH 7.0
  • DBNPA dibromonitrile
  • Slime control agent consisting mainly of oral propionamide
  • PyroBestDNA polymerase (Takara Shuzo Co., Ltd., trade name) was used as a reagent, and GeneAmp2400 (PE Biosystems, trade name) was used as a reaction apparatus.
  • the primers used were 5'_GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3 and 5, and _ACGGYT ACCTTGTTACGACTT-3 '.
  • PCR reaction conditions are 94 °. The reaction was repeated for 0.2 minutes, at 55 ° C for 0.3 minutes, and at 72 ° C for 2 minutes for 30 cycles, and the final reaction was performed at 72 ° C for 7 minutes.
  • the reaction product was passed through a MicroSpin S-300 HR column (Amersham 'Fanore Macia Biotech Co., Ltd., trademark) to remove unreacted primers.
  • the sequencing reaction was performed using Systems Corporation (trademark).
  • the primers for sewing were 5'-GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3 'and 5, -CAGCMGCCGCGGTAATWC-3'.
  • the reaction product was passed through an AutoSeq G-50 column (Amersham Pharmacia Biotech Co., Ltd., trademark) to remove unreacted nucleotides, heat denatured, and subjected to an ABI PRISM 3000 sequencer. The sequence of 500 bases was determined. Based on the nucleotide sequence data obtained for all isolates, the GenBank database was accessed to identify individual bacteria. The 24 isolates contained 5 types of bacteria. Accession number AB004728 Bacteria having 16S rDNA with 98.1% homology to one of the listed sequences of the genus Microbacterium (that is, identified as Microbacterium sp.) Accounted for 75% of all bacteria and were the dominant microorganism. Was.
  • microorganism search database (a database that uniquely accumulates the results of past searches) uniquely constructed for the base sequences of these separated dominant microorganisms, bacteria with exactly the same base sequence were isolated in the past. It was registered as microorganism number 6354.
  • a search of the antibacterial agent search database using this microbial number as a search key revealed that the above Microbacterium sp. Was a drug-lj-resistant bacterium against DBNPA, and that all other isolates were DBNPA-sensitive. Was.
  • a bactericidal test was performed on each isolated strain later using DBNPA, and it was confirmed that the results of the used antibacterial drug search database showed correct values.
  • the antibacterial agent search database used in Example 1 was created using Microsoft Access (trademark) of Microsoft Corporation, and was used in various water-based and paper mills. Bacteria isolated from starch slurries, starch pastes, and coating colors using various antibacterial agents (slime control agents, preservatives, and their base materials) at pH 3 and temperature 3 levels. (4) A growth suppression test was performed, and the test results were input. In addition, it is a comprehensive entry of past performance data obtained by applying various antibacterial agents to various target systems.
  • the search of this antimicrobial agent search database is performed using only the “sort”, “auto filter” and “search” functions built into Microsoft Access, and the detection results are displayed on the computer screen. Decided.
  • Example 2 When the same antibacterial agent search database as in Example 1 was searched using Deinococcus geothermalis as a search key, the bacterium belonged to a group resistant to DBNPA. A bactericidal test was performed on DBNPA of the isolate at a later date to make sure that it was DBNPA-resistant. As a result of extracting antibacterial agents effective against this bacterium from the antibacterial agent search database, it was found that certain inorganic bromine compounds were suitable under the pH and temperature conditions of this system. Further, as a result of searching with other isolates, no slime-constituting bacteria having resistance to this inorganic bromine compound were found. So, immediately applying this to the actual slime control, The generation of slime as well as lime has become extremely low.
  • Example 2 In D-papermaking, the papermaking product is the same as in Example 2, and another machine with similar machine type and papermaking conditions exists side by side. However, even when pink slime occurred in the machine of Example 2, the occurrence was not recognized in this machine. Therefore, in the same manner as in Example 1, 36 bacterial strains were separated from the white water sample using an agar medium, and the microbiota was analyzed. Due to the large number of test strains, 16S rDNA prepared from each strain was digested with three types of restriction enzymes (BstUI, Rsal, and Hhal), and TRFLP analysis was performed. After that, identification was performed using the nucleotide sequence as an index. As a result, this machine accounted for 36 isolates 3 ⁇ 4 Deinococcus geothe lis occupied only 2.7% (1 strain).
  • BstUI restriction enzymes
  • Unit 1 one unit continuously supplied machine white water to make it the original slime moter.
  • the remaining two units were used as simulator test equipment that simulated machine conditions.
  • the flow rate of the supplied white water was set so that the residence time of the white water was the same as that of the machine.
  • Machine white water The tank was used to supply white water without DBNPA.
  • the DBNPA formulation was transferred to one (hereinafter referred to as Unit 2) and to the other (hereinafter referred to as Unit 3).
  • the inorganic bromine compounds were added using independent injection systems so as to be the same as the machine processing conditions.
  • microorganism number 2401 a bacterium having a 99.1% homologous base sequence was registered as microorganism number 2401.
  • a search of the antimicrobial search database using this microbial number as a search key revealed that the bacterium belongs to the group that exhibits resistance to DBNPA.
  • the result was that the antibacterial agent was mainly composed of inorganic bromine compounds. Therefore, from the next operation period, slime control was performed using the selected inorganic bromine-based antibacterial agent alone. As a result, no visible slime was generated during the 14-day rolling period.
  • a starch sizing solution for papermaking at a paper mill (pH 9, temperature 60 t) caused a phenomenon in which the sizing solution viscosity decreased in a short time.
  • isothiazolone antibacterial agent is continuously added at a concentration of 1 OmgZL [concentration as isothiazolone]. Results Measurement of the number of bacteria, 1.
  • bacteria 7 X 1 0 E + 8 CFU / mL occurs, which in the same manner as q in Example 3 was estimated to rot initial conditions, were analyzed microflora one microorganism Paenibacillus genus: 1 with (GenBank database AJ 288 1 58) and 94.8% homology Bacteria with 6S rDM were found to account for 96% of all bacteria.
  • microorganism number 2675 a bacterium having the exact same base sequence was registered as microorganism number 2675.
  • a search of the antimicrobial search database using this microbial number as a search key revealed that this bacterium had previously been isolated from the same plant, and that the vegetative cells of this bacterium were sensitive to isothiazolone. Since the dominant species is susceptible bacteria, it is estimated that the cause is not an antimicrobial incompatibility, but a problem in usage, and as a result of reviewing the antimicrobial injection system, the delivery volume of the injection pump was about 1 It was found that the injection concentration was insufficient.
  • the remaining amount in the preservative storage tank also confirmed the decrease in the injection amount, so it was determined that this was the cause.
  • the injection pump was replaced with a new one and the operation was started again. The phenomena stopped, and the number of bacteria returned to normal.
  • a slime control is implemented by immersing a solid antibacterial agent tableted with isothiazolone in cooling water. N Co., Ltd. A remarkable generation of bacterial slime was observed in the cooling water system for air conditioning in the management building. . Since the system was low in organic matter concentration, it was judged that microorganisms that could not be separated and cultured in the medium were occupied a large amount. After extracting all DNA from the slime, PCR was performed using the extracted total DNA as type III.
  • the latter was used by phosphorylating the 5 'end, and amplified about 500 base pairs.
  • the resulting PCR product, lambda E Kiso treated with nuclease, after the single-stranded DNA, ie c was analyzed by SSC [rho method, using a 1 0% polyacrylamide gel, 2 0 0 V, 2 The electrophoresis was performed at a low temperature of 0 ° C for 8 hours.
  • the gel was stained with GelStar (trademark, manufactured by Takara Shuzo Co., Ltd.), and irradiated with a UV lamp to confirm a DNA band. Approximately 10 independent bands were observed, but no significantly enriched (ie, high) bands were detected.
  • a search of the same independently constructed microbial search database as in Example 1 reveals that these 16S rDNAs have been frequently isolated from the same cooling water system and have caused significant problems with isothiazolone treatment. There is no. Further, as a result of searching the same antimicrobial agent search database as in Example 1, it was found that Sphingomonas sp. Was a susceptible bacterium to isothiazolone. Based on these results, it was presumed that the type of antibacterial agent was not incompatible, but that there was a problem in its usage, and as a result of examining the daily operation report, the operator in charge made a change to set the professional water volume higher.
  • the cause of slime generation is that the residence time in the cooling water system is shorter than the set value, and the maintenance concentration of isotizazolone in water is low. It was determined that it had dropped. Then, as a result of returning the professional water volume to its original state, the occurrence of slime stopped.
  • each bacterium was identified by accessing the GenBank database using the partial base sequence around 500 bp from the 5 'end as an index.
  • 25 of the 48 mosquitoes were ⁇ Deinococcus geothermalis
  • 10 were Ac ⁇ ov orax temperans
  • 8 were Gram-negative bacteria closely related to the genus Riemerella
  • 4 were Shingo monas
  • Sample name or total bacterial count Deinococcus ratio Sample collection location (eel Is / mL) geotherma 1 isW & ⁇ (%)
  • Deinococcus geothermalis was mainly present in the paper broke chest and its abundance reached 91.7%.
  • LBKP Chic Detected in strands and dry bronze chests, but this came from the recovered white water used in the pulp preparation.
  • the mixing and machine chests, in which various pulp raw materials are collected, have an increased total number of bacteria, but the low ratio of Deinococcus geothermalis indicates that Deinococcus geothermalis is not growing here. From the above test results, it was determined that Deinococcus £ eothermalis, a DBNPA-resistant bacterium, proliferated in the ⁇ et broke chest and supplied to the white water circulation system.
  • the drug search database used in the examples was created using Microsoft Access (trademark) of Microsoft Corporation, and bacteria separated from starch slurries, starch pastes, coating colors of various water systems and paper mills.
  • the bactericidal test and the growth inhibition test were performed using various slime control agents or base materials under the conditions of pH 3 level and temperature 3 level, and the test results were input.
  • all past performance data obtained by applying various slime control agents to various target systems were entered.
  • the search of this drug search database is performed using only the “sort”, “auto filter”, and “search” functions built into Microsoft Access, and the detection results are displayed on the computer screen. It was judged.
  • a waste paper chest containing a slime control agent containing HP GHC as an active ingredient as a source treatment agent 25 mg / L per water volume (chest volume) three times a day
  • the treatment method was changed to a method in which a slime control agent containing DBNPA as an active ingredient was added to the white water circulation system in the same manner as before.
  • the amount of HP GHC used was assuming that it was added to the white water circulation system. This is equivalent to about 30 times less consumption.
  • a paper mill Z (290 tons per day, high-quality paper, pH 7.3) had many brown defects with a diameter of 1 to 1.5 mm immediately after the start of operation. Cut the defective part from the piece of paper and transfer 30 pieces (approximately 7.5 mg) to a 2 mL plastic microcentrifuge tube. I put it. 1 mL of DNA extraction solution (1 0 O mM T ris - C l, 1 0 0 mM ED T A_N a, 1 0 O mM N a 2 HP 0 4, 1. 5 MN a C 1 (p H 8. 0 )) was added and left at room temperature for 30 minutes to fully immerse the paper pieces.
  • the dried precipitate was suspended in 50 L of a TE aqueous solution (10 mM Tris_C 1, 1 mM EDTA (pH 8.0)) to obtain a DNA suspension.
  • a TE aqueous solution (10 mM Tris_C 1, 1 mM EDTA (pH 8.0)
  • DNA was extracted in the same manner as above. All extraction procedures were performed in duplicate for each sample to confirm reproducibility.
  • Bacterium-specific primers Bacterium-specific primers (Bact27f: 5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3, Bact519R: 5'-GWATTACCGCGGCKGCTG-3 ') ) And fungal specific primers (NS1: 5, -GTAGTCATATGCTTGTCTC-3 ', NS2: 5 GGCTGCTGGCACCAGACTTGC-3') to amplify ssr DNA.
  • Reagents have use the PyroBestDNA polymerase (Takara Shuzo Co., Ltd.), the reactor was used GeneAmp2 4 00 (Applied Biosystems Japan Ltd.). PCR was performed in a 30 L reaction solution at a temperature of 94 ° C for 0.2 minutes at 55 ° C. At 0. The reaction was repeated for 30 minutes at 72 ° C for 1 minute for 30 cycles, and the final reaction was performed at 72 ° C for 7 minutes.
  • the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6 was searched on the database. That is, when accessing the GenBank database and comparing the 18S rDNA sequence on the database with BLAST, the best match was found with the 18S rDNA sequence of Sarcinomyces sp. Was found to show homology.
  • the location of the Sarcinomyces sp. Identified by the above method was determined by the following method. That is, the number of molds in white water and each raw material line was examined using the number of colonies formed on the PDA plate medium as an index. Furthermore, individual molds were identified by using the colony morphology as an index and performing the above-described DNA sequencing by using the 18S rDMA base sequence of the colony as an index. As a result, as shown in Table 3, the salt of red-brown mold DNA observed as a dominant microorganism in white water and LBKP slurry The base sequence completely matched the base sequence of the DNA separated from the defect.
  • Mill B Y machine (Nissan 410 ton, lightly coated paper, pH 7.5) started operations 1 The first 5 days saw a number of thin brown defects with a diameter of approximately 5 mm from the first day, leading to the shutdown Was. Cut the defective part from the piece of paper and cut three pieces (about 8.1 mg) into a 2 mm square. After cutting, they were placed in a 2 mL plastic microcentrifuge tube. DNA extract l mL (1 OO mM T ris -. C l, 1 0 0 mM EDTA- N a, 1 0 0 mM N a 2 HP 0 4, 1 5 MN a C 1 (p H 8. 0) ) Was added and left at room temperature for 30 minutes to fully immerse the paper pieces.
  • the same bacterial-specific primers (Bact27f, Bact519R) and fungal-specific primers (NS1, NS2) as in Example 10 were obtained by PCR.
  • the PyroBest DNA polymerase was used for the c reagent obtained by PCR-amplifying ssr DNA, and GeneAmp OO was used for the reaction apparatus.
  • the reaction conditions for PCR are 9 4 ° C in 0.2 minutes, 0.3 minutes at 5 5 7 2 3 0 cycles repeated reaction for 1 minute, last round of 7 2 D C for 7 min the reaction Was done.
  • the defective part contained a remarkable amount of bacteria compared to the normal part.
  • DNA was extracted from the precipitate obtained by centrifuging 2 mL of 100 ml of slime at 100 rpm and 4 ° C for 10 minutes, as described above. Was. The dried precipitate was suspended in 50 ⁇ L of the aqueous solution.
  • the microflora was compared using the TRFL II method.
  • a PCR reaction was performed under the same conditions as described above, using the DNA suspension extracted from the above slime and white water and the DNA suspension extracted from the defect as type II.
  • the primer Bact27f was used on the 5'-terminal side with 4,4,2 ', 4', 5 ', 7'-hexachloro-6-carboxyfluorescein, 6-HEX) and used.
  • the 0.5 II L was mixed with 2 / i L of NE 2 buffer containing 2 units of restriction enzyme B st UI (New Ground Biolab) and reacted at 65 ° C for 2 hours.
  • B st UI New Ground Biolab
  • 12 ⁇ L of honolemamide and 0.5 / iL of Gene-Scan 500 Rox Size Standard (Applied Biosystems Japan) were sequentially mixed and thoroughly stirred.
  • the mixture was reacted at 94 ° C for 2 minutes, rapidly cooled in ice water, and subjected to fragment analysis using the GeneScan program (Applied Biosystems Japan) using an ABI PRISM310 Genetic Analyzer.
  • Figure 5 shows the analysis results.
  • a single bacterium exhibits unique peaks, with the exception of polymorphism due to the possession of multiple copies and overlapping restriction enzyme recognition sequences. If the fragment patterns based on peak positions and amounts are similar between the two samples to be compared, it is determined that the microflora of both are almost similar. As can be seen from Fig. 5, the fragment pattern derived from the defect is mainly based on a 201-base TRF (Terminal Restriction Fragment), and was very similar to the pattern derived from CP tube slime. The pattern was clearly different from the patterns derived from 3 base TRF-based white water and other slime.
  • TRF Terminal Restriction Fragment
  • the method for selecting an antibacterial agent of the present invention can easily and quickly select an optimal antibacterial agent. It can be used as a selection method when selecting an antibacterial agent (slime control agent) in a lime control method or a microorganism control method in the papermaking process. According to the antibacterial treatment method of the present invention, the most suitable industrial antibacterial agent can be selected in a short time according to the microflora of the target system, and the antibacterial treatment can be carried out efficiently.
  • the monitoring method of the antimicrobial effect of this invention can easily and accurately grasp
  • the slime control method of the present invention enables the most appropriate slime control agent to be selected for resistant microorganisms in a short time and accurately, and efficiently controls the slime by minimizing the amount of the slime control agent. be able to.
  • the method of the present invention for analyzing adhering substances of a product in a papermaking process can easily and surely identify a microorganism causing a defect of a paper product.
  • the search method of the adhesion cause of the adhering substance of the product in the paper making process of the present invention can easily and reliably specify the location of the microorganisms that cause the defect of the paper product.
  • the microorganism control method in the papermaking process of the present invention can easily and reliably identify the location of the microorganism that causes the defect in the paper product, and based on this, can easily determine the occurrence of the defect in the paper product, and It can be surely reduced.

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Description

明細書 抗菌剤の選定方法およびその利用方法 技術分野
本発明は抗菌剤の選定方法およびその利用方法に関する。 さらに詳しくは、 DN Aの塩基配列に基づいて対象系の微生物相を解析し、 この微生物相に最適な工業用 抗菌剤 (以下、 単に抗菌剤という場合がある) をデータベースから選定して使用 する抗菌処理方法おょぴ抗菌効果のモニタリング方法に関する。 また、 白水循環 系のスライムコントロールのために使用中のスライムコントロール剤に抵抗性を 示す微生物種およびその発生源を特定し、 この特定微生物が感受性である別のス ライムコントロール剤を発生源に対しても添加することにより、 白水循環系のス ライムコントロール効果をより安定なものとする、 または少ない薬剤使用量によ つて製紙工程のスライムを抑制する方法に関する。 また、 紙製品中に欠点、 はん 点などの付着物を形成する微生物の微生物相または優占微生物を DMの塩基配列を 指標にして特定する製紙工程における製品の付着物の分析方法、 この分析結果か ら付着原因および発生場所を突き止めることができる付着原因の探索方法、 なら びにこの付着原因に基いて付着物を低減させることができる微生物制御方法に関 する。 背景技術
スライムコント口一ル剤ゃ防腐剤などの工業用抗菌剤を使用する対象系は微生 物学的基質条件からみても環境条件からみても非常に広い範囲にあるため、 出現 する微生物の種類は非常に多種類にわたるものと考えられている。 例えば、 製紙 工程の白水系は p H条件が酸性の抄紙機から弱アルカリ性のものまであり、 また 温度条件も冬季は 1 5 °C程度になるところから、 加温により 5 0 °C程度まで昇温 するところまである。 防腐剤の対象系も p Hが酸性のものからアルカリ性のもの まであり、 温度条件は 2 0〜7 の広い範囲にわたっている。
このように抗菌剤を使用する対象系の環境条件は広い範囲で個々に異なるから、 そこに出現する微生物の種類も個々に異なっているものと考えられている。 対象 系の環境条件は抗菌剤の効力に対しても影響を与えるので、 個々の対象系に適用 する抗菌剤を選定するに当たっては、 対象系に存在する微生物の種類およぴ量
(微生物相) 、 ならびに環境条件に適合したものを選定する必要がある。 抗菌剤 の選定を誤ると、 期待した抗菌効果が得られないばかりでなく、 多量の抗菌剤を いたずらに自然環境に流出させ、 想定外の環境破壊を招かないとも限らないから である。
こうした広範な対象系 (適用分野) に対応するため、 性質の異なる多種類の抗 菌剤を準備しておき、 個々の対象系毎に最適の抗菌剤を選定できる工夫がなされ ている。 しかし、 準備する抗菌剤の種類が増えると、 個々に異なる条件に最も適 した抗菌剤を選定する技術が重要になってきている。
従来、 ある対象系に抗菌剤を適用しょうとする場合、 対象系から微生物試料を 採取し、 実験室に持ち帰った後できるだけ多く種類の抗菌剤について、 その効力 を殺菌試験、 増殖抑制試験およぴ菌数測定などによって相対比較し、 その試験結 果に基づいて抗菌剤の種類を決定することが多かった。
しかし、 こうした従来の方法では短期間に全ての抗菌剤について試験を実施す ることは人手と時間の制約から不可能であり、 通常限られた抗菌剤について限ら れた試験濃度で試験した結果から抗菌剤を選定せざるを得ないという問題点があ つた
また従来の方法では、 培養可能な微生物の試験結果にのみ基づいて抗菌剤が選 定されているという問題点がある。 すなわち抗菌剤が適用される対象系には培地 で^ 養で含な 生 ( ヽゎ る ηοη— culturable microorgani sims) も多数 存在することが知られているが、 こうした分離培養できない微生物が優占種の対 象系においては、 培養という操作を含む試験結果に基づいて選定した抗菌剤が必 ずしも最適な抗菌剤であるとは限らない。
このように従来の方法では、 対象系の微生物相が不明なために、 必ずしも最適 の抗菌剤を選定したかどうかがはっきりせず、 抗菌剤の選定とその使用方法の決 定は多くを経験に頼らざるを得ないのが実状である。
ところで、 微生物相の解析方法としては、 微生物を形態学的一生理学的特徴に よって区分する古典的な同定方法があるが、 この方法は熟練した微生物同定の専 門家でなければ正しい結果を得ることが困難であり、 また熟練者がかかりきりで 実施しても 1対象系の微生物相解析に 1か月以上の長期間を要することから、 特 別な研究目的以外では行われていない。 したがって、 微生物相の古典的な同定方 法を日常の抗菌剤選定に利用することは実質的に不可能である。
一方、 微生物相を 7〜 1 5日間の短期間で同定することができる迅速同定キッ トが市販されている。 しかし、 このような同定キットは主として医療用に開発さ れたものであり、 これを工業用抗菌剤の使用対象系に応用した場合、 正しい微生 物同定ができにくいという問題点がある。 またこれらの同定キットは培養可能な 微生物にしか適用できず、 対象系の優占微生物が培地で分離培養できない微生物 の場合は間違つた知見が得られるという問題点がある。
以上の状況から、 抗菌処理を行う場合、 短時間でしかも正確に対象系の微生物 相を把握し、 微生物相および対象系の環境条件に適した抗菌剤を選定する必要が ある。
微生物相の解析手段については最近になって、 微生物のリボソーム RNA (以下、 rR Aという) をエンコードする DNA (以下、 rDNAという) の塩基配列の違いを利用 した様々な方法が開発され、 コロニーを形成できない細菌類 (non- culturable b acteria) を含めて短時間に微生物相を明らかにできるようになった。 しかしなが ら、 このようにして調べた微生物相と、 各抗菌剤の効力、 対象系の栄養条件、 環 境条件といった複数の情報とを組み合わせて、 個々の対象系に最も適した抗菌剤 を選定する方法はこれまで知られていない。
ところで、 適用した抗菌剤の効果は、 同じ抗菌剤を長期間使用し続けていると 環境条件の微小な変化や微生物が薬剤抵抗性を獲得するなどして、 抗菌効果が急 激に変化する現象が知られている。 このため、 抗菌剤適用後は期待した通りの効 果が継続して発揮されているかどうかを定期的に監視する必要がある。 この目的 のために従来は、 シャットダウン直後に系内の汚れ状況を観察したり、 寒天平板 法を利用して対象系の生菌数測定などを行って判断する方法が採用されている。 しかし上記従来の監視方法では、 抗菌剤の効力変化が薬剤抵抗性菌の出現によ るものなのか、 単に薬剤量が不足したためなのかといった原因を明らかにするこ とはできない。 そこで抗菌剤適用後に微生物相変化の面からモニタリング可能な 工業用抗菌剤の効果監視方法が求められている。
また、 抗菌剤を使用しても障害が発生した場合や、 長期間にわたり同一の抗菌 剤を適用していて急激にその効果が低下した場合などは、 直ちにその原因を明ら かにして迅速な解決を図る必要がある。 しかしながら従来は、 障害発生の原因を 迅速かつ的確に知る方法がなく、 試行錯誤によって対応策を工夫する以外に方法 がなかった。
そこで、 こうした緊急の場合にも対応できる科学的な原因究明と的確な処理方 法の決め方が求められている。
製紙工場の製紙プロセスは、 パルプを水に分散懸濁させ、 所望する大きさとパ ルプ濃度に調製後、 各種製紙薬品を加えて抄紙機で抄紙するものであり、 パルプ 原料調製系、 損紙系、 製紙薬品調製系、 調成系、 白水循環系および白水回収系な どから構成されている。 抄紙機で分離された水は白水と呼ばれ、 パルプの分散懸 濁、 濃度調製その他の用途に再利用される。 白水中には製紙薬品として加えられ たデンプンやその他有機物が含まれており、 水温が通常 3 0〜4 0 °Cであること から、 微生物の生息には好条件であり、 何らのスライムコントロールが行われな い場合は 1 0 5〜1 0 7個/ m L程度の微生物が含まれている。 これらの微生物は抄紙機白水循環系の水中壁面において付着増殖し、 さらに白 水中の非生物的固形物をも取り込んでスライムと呼ばれる付着物を形成する。 こ のようなスライムが抄紙機運転中に剥離すると、 紙製品に斑点、 目玉を形成し、 製品品質を低下させたり、 断紙により抄紙機の連続操業を停止させるなど、 様々 な障害をもたらす。
このようなスライム障害を防止するために、 現在は白水循環系にスライムコン トロール剤を添加してスライムの発生を抑制する方法が広く実施されており、 各 種のスライムコントロール剤が市場に出回っている。
製紙工程に生息する微生物は、 原料パルプ、 各種製紙薬品、 工業用水または空 気中などから持ち込まれ、 各製紙工程で増殖して各環境条件に適合した微生物相 が形成される。 これらの微生物は工程の流れに沿っていずれも抄紙原料中に集合 するので、 白水循環系にはあらゆる製紙工程で増殖した微生物が含まれることに なる。 このうち白水循環系の環境に適合し、 壁面で付着増殖しやすいものがスラ ィムの主構成菌をなしている。
以上の状況から白水循環系の微生物相は複雑であることが想像されており、 用 いられるスライムコントロール剤は抗菌スぺク トルの広いものが好まれる傾向が ある。 しかし抗菌スペクトルが広く、 効力の高いスライムコントロール剤は一方 で毒性が高かったり、 取り扱いが危険であったりして、 現実にはそれほど理想的 な効能をもつたスライムコント口ール剤はなく、 複数のスラィムコント口ール剤 成分を配合する方法が広く行われている。
仮に、 白水やスライムの微生物相を容易に解析でき、 各微生物が主としてどこ で増殖したかという発生源が分かれば、 必ずしも抗菌スぺクトルが理想的に広く なくても合理的な使用方法を工夫すればスライムの抑制が可能であり、 白水循環 系には優占菌種に対して有効なスライムコントロール剤を添加し、 そのスライム コントロール剤に抵抗性を示す微生物だけはその発生源に対して該当する微生物 に有効な別のスライムコントロール剤を添加することにより、 安定したスライム コントロール効果が達成できるはずである。
このような考え方は従来からあり、 損紙チェストなどの特に微生物増殖が激し い場所にもスライムコントロール剤を添加する方法が試みられている。 しかしこ れら従来の方法における微生物発生源を特定する方法は、 製紙工程各所から試料 を採取して寒天平板法などにより生菌数測定を行い、 生菌数の高い場所が微生物 発生源であるとする方法であった。
従来の生菌数測定法では微生物の種類が分からないから、 従来の方法では白水 循環系で使用中のスライムコントロール剤 (白水処理剤) に抵抗性の微生物が増 殖しているのか、 感受性の微生物なのか判断できない。 そこで改めて生菌数の高 かった複数の場所から試料を採取し直し、 種々のスライムコントロール剤による 抗菌試験を実施して発生源に適用するスライムコントロール剤 (発生源処理剤) を選定しなければならなかつた。
発生源で増殖した微生物相において白水処理剤に抵抗性の微生物が優占菌種で ある場合は、 操作が煩雑であることを我慢すれば上記従来の方法によっても適切 な発生源処理剤を選定することができる。 しかし、 白水処理剤に対して感受性菌 種が優占種であるが抵抗性菌種も同時に増殖している場合には、 上記従来の方法 では好適な発生源処理剤を特定しにくいか、 特定が不可能であるという問題点が あ o 0
また製紙工程は、 最近節水対策のために白水の再利用が進み、 あらゆる工程に 繰り返し循環使用されるようになってきた。 このように白水再利用が進んだ製紙 工程では各所の生菌数が白水生菌数と変わらなくなり、 生菌数測定によっては微 生物発生源を特定できなくなつている。 一方、 このように白水再利用の激しい系 の方が一般にスライム障害も激しいので、 より合理的なスライム抑制方法が強く 求められている。
また前記のような製紙プロセスから構成される製紙工場において、 品質管理上 の最も大きな問題点は、 なんらかの異物が抄紙時に紙の上に付着し、 この付着物 が原因となって製品中に欠点 (ホール、 はん点、 目玉とも呼ばれる) と呼ばれて いる不良部分が発生することである。 欠点は製品の品質を大幅に落とすばかりで なく、 印刷時における種々のトラブルの原因となっている。 また、 こうした欠点 は断紙の原因となり、 抄紙機の運転を困難にさせ、 生産性を著しく低下させる。 欠点を引き起こす付着物の本体は、 スライム (微生物おょぴそれらが産生する 粘質物) 、 ピッチ、 スケール、 サイズ、 夾雑物、 およびこれらの複合体であるこ とが知られている。 製紙工程の中でも抄紙工程は微生物が生育しやすい環境にな つていることから、 微生物由来のスライムには大きな注意が払われており、 その 発生を抑制するためにスライムコントロール処理が通常行われている。
製品に発生した欠点が微生物スライム由来であるかどうかは、 顕微鏡観察や二 ンヒドリン反応等の化学分析によって調べることができる。 欠点がスライム由来 であることが特定されれば、 スライムコントロール処理を改善し、 欠点の発生を 防止する必要がある。
しかしながら、 紙製品は高温で乾固されており欠点中の微生物はすでに死滅し ているので、 欠点から微生物を分離培養して、 その名称を特定したり、 それらの 微生物の構成比、 すなわち微生物相、 または優占微生物を調べることは難しい。 このため、 欠点の原因となっている微生物 (以下、 原因微生物という場合があ る) が何であり、 またその原因微生物の発生場所が抄紙機、 水系または原料のど こなのかを特定することは不可能である。
従来、 強固な胞子や芽胞を形成する微生物の一部を紙から分離した例 (Vaisan enら、 Journal of Applied Bacteriology^ 7 1卷、 1 3 0〜1 3 3 ^—ン、 1 9 9 1年) はあるが、 ほとんどの微生物は死滅しているので、 やはり欠点の原因微 生物おょぴ発生場所を突き止めることはできない。
したがって、 原因微生物おょぴその発生場所を特定し、 その微生物に最も効果 的な方法で微生物制御処理を行うというような、 科学的かつ合理的な対応を実施 することは不可能である。 このため、 現状では経験的かつ状況的判断により抄紙 機まわりのスライムコントロール量を増大したり、 比較的菌数の高いチェスト等 を殺菌するなどの対処療法が行われているだけであり、 微生物に起因する欠点を 確実に低減させることは難しい。
本発明の目的は、 DNAの塩基配列に基づいて試料の微生物相を解析し、 この微生 物相に最適な工業用抗菌剤をデータベースを利用して簡単に、 かつ短時間で的確 に選定することができる抗菌剤の選定方法おょぴその利用方法を提案することで ある。
本発明の他の目的は、 対象系の微生物相に応じて最適な工業用抗菌剤を短時間 で選定して効率よく抗菌処理することができる抗菌処理方法を提案することであ る。
本発明の他の目的は、 抗菌剤の効果が発揮されているかどうかを短時間で簡単 に、 かつ的確に把握することができる抗菌効果のモニタリング方法を提案するこ とである。
本発明の他の目的は、 従来の生菌数測定法に代わって白水処理剤に対する抵抗 性微生物の種類おょぴ発生源を、 微生物 DNAの塩基配列による微生物相解析とその 存在比率から特定し、 予め集積した薬剤検索データベースによって選定した発生 源処理剤を発生源に対して添加することによってスライム抑制方法を合理的なも のにするとともに、 白水循環系におけるスライム抑制効果を安定化しょうとする ものである。 また、 白水中の優占微生物に対して有効なスライムコントロール剤 を選定し: C最も流量が多い、 したがって使用量が高くなる白水循環系の白水処理 剤とし、 抵抗性微生物に対しては、 その発生源を特定し、 これらに有効な別のス ライムコントロール剤を発生源処理剤として選定して発生源だけに適用すること により、 スライムコントロール剤の合計使用量を低減しようとするものである。 本発明の他の目的は、 紙製品の欠点の原因となっている微生物を簡単に、 かつ 確実に特定することができる製紙工程における製品の付着物の分析方法を提案す ることである。 本発明の他の目的は、 紙製品の欠点の原因となっている微生物の発生場所を簡 単に、 かつ確実に特定することができる製紙工程における製品の付着物の付着原 因の探索方法を提案することである。
本発明のさらに他の目的は、 紙製品の欠点の原因となっている微生物の発生場 所を簡単に、 かつ確実に特定し、 これに基いて紙製品の欠点の発生を簡単に、 か つ確実に低減させることができる製紙工程における微生物制御方法を提案するこ とである。 図面の簡単な説明 '
図 1は、 発明の実施の形態において本発明の抗菌処理方法を適用する製紙装置 の系統図である。
図 2は、 発明の実施の形態において本発明の抗菌処理方法における微生物相の 解析および抗菌剤の選定方法の一例を示すフローチャートである。
図 3は、 発明の実施の形態において本発明のスライム抑制方法を適用する製紙 装置の系統図である。
図 4は、 実施例 1 0において行った電気泳動の結果を示す図である。
図 5は、 実施例 1 1において解析した DNAの T R F L P法によるフラグメントパ ターンを示すグラフである。 全てのグラフにおいて、 縦軸は蛍光強度、 横軸は T R F (Terminal Restriction Fragment の: さ (bases) でめる。 発明の開示
従来の古典的な微生物同定方法によっては抗菌剤使用対象系の微生物相の解析 をすることができず、 したがって対象系の微生物相に応じた抗菌剤の選定は事実 上できなかった。 そこで経験主義的な従来法に代わる方法として、 本発明者らは DNAの塩基配列による微生物相の解析が短時間ででき、 しかも培地で分離培養でき ない微生物であっても解析可能であることに着目し、 これと各微生物に対して行 つた抗菌試験結果、 および抗菌剤処理をした対象系の処理実績データとを有機的 に組み合わせることにより、 微生物相に応じて適切な抗菌剤を選定することがで きる抗菌処理方法を完成した。 また抗菌剤をある対象系に適用した後は、 系内の 微生物相変化を監視することによって抗菌剤効果をモニタリングし、 必要に応じ て抗菌剤の種類を変更する方法を完成した。
また発明者らは、 微生物 DNAの塩基配列による微生物相の解析が、 従来の古典的 な方法に比べて正確性および迅速性においてはるかに優れており、 製紙工程にお ける微生物相の比較や、 抵抗性微生物の発生源を特定するのに有効なことを見出 し、 鋭意研究の結果本発明を完成するに至った。
また本発明者は紙製品の欠点から微生物に由来する DNAを抽出し、 その DNAの遺 伝情報をもとに、 付着物を構成している微生物の種類、 名称、 構成比、 優占微生 物などを解析することが可能であることを見出し、 本発明を完成した。
すなわち本発明は次の抗菌剤の選定方法およぴその利用方法である。
( 1 ) 試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と, 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と
を有する抗菌剤の選定方法。
( 2 ) 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取する試料採取工程 と、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と、
前記抗菌剤選定工程で選定した工業用抗菌剤を対象系に添加する抗菌剤添加工 程と
を有する抗菌処理方法。
( 3 ) 工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取する試料 採取工程と、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試科の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と、
前記抗菌剤選定工程で選定した工業用抗菌剤を対象系に添加する抗菌剤添加工 程と
を有する抗菌処理を行っている抗菌処理系において、
定期的または任意の時点で、 前記試料採取工程および微生物解析工程を行い、 この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤効 果の変化を監視する
抗菌効果のモニタリング方法。
( 4 ) 製紙工程で発生するスライムをスライムコント口一ル剤を用いて抑制 する方法であって、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取する試料採取工程と、
各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試科の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効なスライムコントロール剤を抽出し、 この中からスラ ィムコント口一ル剤を選定するスライムコント口ール剤選定工程と、
前記スライムコントロール剤選定工程で選定したスライムコントロール剤を対 象系に添加するスライムコントロール剤添加工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法において、
前記微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコント ロール剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
前記抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高 い試料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定する発生源判定工程と
をさらに有し、
前記スライムコントロール剤選定工程においては、 前記抵抗性判定工程で抵抗 性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとしてデータベースを検索してス ライムコントロール剤を抽出する
製紙工程のスライム抑制方法。
( 5 ) 製紙工程で発生し、 紙製品の付着物の原因となるスライムをスライム コントロール剤を用いて抑制する方法であって、
紙製品に付着した付着物および製紙工程に発生したスライムを試科として採取 する試料採取工程と、
各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効なスライムコントロール剤を抽出し、 この中からスラ ィムコントロール剤を選定するスライムコントロール剤選定工程と、
前記スライムコントロール剤選定工程で選定したスライムコントロール剤を対 象系に添加するスライムコントロール剤添加工程と
を有する製紙工程における微生物抑制方法において、
付着物の微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの微生 物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となったスライム の発生場所を特定するスライム発生源特定工程をさらに有し、
前記スライムコントロール剤選定工程においては、 付着物の原因となったスラ ィムの優占微生物を検索キーとしてデータベースを検索してスライムコントロー ル剤を抽出し、
前記スライムコントロール剤添加工程では、 スライムコントロール剤を前記ス ラィム発生源特定工程で特定した場所に添加する
製紙工程における微生物抑制方法。
( 6 ) 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試科の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、
微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索し、 前記試料の微生物相、 優占微生物または特定微生物に対して有効濃 度が入力されている工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を選定して 使用する
抗菌処理方法。
( 7 ) 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用している対象系から、 定期的または任意の時点で、 微生物 を含む試料を採取し、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視し、 工業用抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出現傾向が認めら れた場合には、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されてい るデータベースを検索し、 前記出現傾向が認められた微生物に対して有効濃度が 入力されている工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を選定して使用 する 抗菌処理方法。
(8) データベースに蓄積されている微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃 度のデータは、 微生物毎に培養試験から得られた有効濃度、 処理実績から得られ た有効濃度、 または文献から得られた有効濃度である上記 (6) または (7) 記 載の抗菌処理方法。
(9) データベースは、 微生物の生育に及ぼす環境条件ごとに微生物に対す る工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されており、 指定された環境条件の中 から工業用抗菌剤を抽出するものである上記 (6) ないし (8) のいずれかに記 載の抗菌処理方法。
(10) 微生物の生育に及ぼす環境条件が pH、 温度または対象系の種類で ある上記 (9) 記載の抗菌処理方法。
(1 1) データベースは、 微生物の種類、 工業用抗菌剤の種類および有効濃 度、 微生物の生育に及ぼす環境条件、 ならびに処理実績の結果が追加、 蓄積およ び修正できるものである上記 (6) ないし (10) のいずれかに記載の抗菌処理 方法。
(1 2) データベースは、 対象系に使用した工業用抗菌剤の濃度および工業 用抗菌剤使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 工業用抗菌剤使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算して記録し、 この演 算結果から各微生物に対して工業用抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定し て追加、 蓄積および修正できるものである上記 (6) ないし (11) のいずれか に記載の抗菌処理方法。
(13) データベースは、 対象系に使用した工業用抗菌剤の濃度および工業 用抗菌剤使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 工業用抗菌剤使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算し、 この演算結果か ら各微生物に対して工業用抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定し、 この処 理実績から得られる判定結果と、 対象系に含まれる培養可能微生物について培養 試験した結果から得られる判定結果とを比較し、 処理実績における工業用抗菌剤 の効力は培養試験における効力に比べて過大、 正常範囲内または過小のいずれか であるかを判定して追加、 蓄積および修正できるものである上記 (6 ) ないし ( 1 2 ) のいずれかに記載の抗菌処理方法。
( 1 4 ) 工業用抗菌剤を使用している対象系において定期的または任意の時 点で、 対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試科の微生物相を DMの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視する
抗菌効果のモニタリング方法。
( 1 5 ) 工業用抗菌剤を使用している対象系において定期的または任意の時 点で、 対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試科の微生物相 DNAの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視し、 工業用抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出現傾向が認めら れた場合には、 工業用抗菌剤の再選定の判断をする
抗菌効果のモニタリング方法。
( 1 6 ) 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑 制する方法において、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取し、 各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する 微生物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高い試 料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定する発生源判定工程と、 抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントロール剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコントロール剤選定工程と、
発生源判定工程で判定した抵抗性微生物の発生源に、 スライムコントロール剤 選定工程で選定した新しいスライムコント口一ル剤を添加する発生源処理剤添加 工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
( 1 7 ) 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑 制する方法において、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取し、 各試料中の微生物を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生 物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率を、 前記 各試料ごとに求め、 抵抗性微生物の存在比率の高い試料の採取場所を抵抗性微生 物の発生源と判定する発生源判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントロール剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコント口ール剤選定工程と、
発生源判定工程で判定した抵抗性微生物の発生源に、 スライムコントロール剤 選定工程で選定した新しいスライムコントロール剤を添加する発生源処理剤添加 工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
( 1 8 ) 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑 制する方法において、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取し、 各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する 微生物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントロール剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコント口ール剤選定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高い試 料の採取場所に、 スライムコントロール剤選定工程で選定した新しいスライムコ ントロール剤を添加する発生源処理剤添加工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
( 1 9 ) 抵抗性判定工程において、 微生物解析工程で検出された微生物また は現在使用しているスライムコントロール剤を検索キーとして、 微生物に対する スライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータベースを検 索し、 検索対象の微生物に対して現在使用しているスライムコント口ール剤の有 効濃度が記録されている場合は、 検索対象の微生物は現在使用しているスライム コントロール剤に対して抵抗性を有さず、 有効濃度が記載されていない場合は抵 抗性を有すると判定する上記 (1 6 ) ないし (1 8 ) のいずれかに記載のスライ ム抑制方法。 ( 2 0 ) 微生物解析工程において試料を採取する場所が、 パルプ原料調製系、 損紙系、 製紙薬品調製系、 調成系、 白水循環系おょぴ白水回収系からなる群から 選ばれる 2箇所以上である上記 (1 6 ) ないし (1 9 ) のいずれかに記載のスラ ィム抑制方法。
( 2 1 ) 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DN
Aを抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微 生物を分析する製紙工程における製品の付着物の分析方法。
( 2 2 ) 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DN Aを抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微 生物を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライ ムの微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となった スライムを特定する製紙工程における製品の付着物の付着原因の探索方法。
( 2 3 ) 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DN Aを抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微 生物を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライ ムの微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となった スライムの発生場所を特定し、 特定したスライムの発生場所に対して殺菌 ·防腐 処理を行う製紙工程における微生物制御方法。
( 2 4 ) 微生物相または優占微生物を分析するために使用する DNAが、 リポソ ム R N Aをコードする DNAである上記 (2 1 ) ないし (2 3 ) のいずれかに記載 の方法。
本明細書において、 「微生物」 は細菌、 酵母、 糸状菌 (力ビ) 、 藻類おょぴァ 一キア (古細菌) 等を含む。
また 「抗菌剤」 は上記微生物に対する殺生物作用および Zまたは増殖抑制作用 を有する薬剤を意味し、 一般に抗菌剤、 殺菌剤、 静菌剤、 抑制剤、 スライムコン トロール剤、 防腐剤などと称されているものが含まれる。 また 「抗菌」 は上記微生物を死滅させることおよび または増殖を抑制するこ とを意味する。
また 「微生物相」 は対象系または試料中の個々の微生物の種類と構成比おょぴ 含有量 (微生物数または微生物量の割合) を示す意味で用いられているが、 優占 微生物の種類と構成比および含有量、 または特定微生物の種類と構成比および含 有量を示す意味で用いられる場合もある。
また 「処理実績の結果」 および 「処理効果」 はともに対象系に抗菌剤を使用し た場合の効果を意味する。 この効果は、 例えば製紙工程においてスライムコント ロール剤を使用する場合、 一定期間内におけるスライム成長量 (微生物量でもス ライム厚さでも可) の差で表してもよい。 ある一定の成長量に達するまでの期間 で表してもよい。 またスライムが対象系で発生することによって生じる障害内容 の程度によって示すことも含まれる。
また 「白水処理剤」 は白水循環系で使用中のスライムコントロール剤を意味し、 「発生源処理剤」 は抵抗性微生物の発生源に添加するスライムコントロール剤を 意味する。
また 「付着物」 は紙製品に発生し、 製紙分野において欠点 (ホール、 はん点、 目玉とも呼ばれる) と呼ばれている不良部分を意味する。
また 「抗菌剤検索データベース」 と 「薬剤検索データベース」 とは同じ意味で 使用されている。
參抗菌剤の選定方法
本発明の抗菌剤の選定方法は、 試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析 する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積 されているデータベースを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生 物相、 優占微生物または特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この 中から工業用抗菌剤を選定する抗菌剤選定工程とを有する抗菌剤の選定方法であ る。 このような抗菌剤の選定方法は、 前記抗菌処理方法、 抗菌効果のモニタリン グ方法、 製紙工程のスライム抑制方法、 製紙工程における微生物抑制方法などに おいて、 抗菌剤 (スライムコントロール剤) を選定する際の選定方法として利用 することができる。
本発明の抗菌剤の選定方法では、 微生物解析工程として DNAの塩基配列に基づい て微生物相を解析するが、 この微生物相の解析方法としては公知の方法が制限な く使用できる。 なお微生物相の解析は、 微生物の DNAの塩基配列から微生物名を決 定 (同定) することは必ずしも必須ではなく、 他の微生物と区別できる番号 (以 下、 微生物番号という) を独自に付与し、 この微生物番号を微生物名の代わり用 いることもできる。 例えば、 微生物検索データベースにおいて高い相同性を有す る微生物が検索されない場合は、 その微生物に独自の微生物番号を付与して他の 微生物と区別することができる。 ただし、 微生物相を他者に説明する場合には微 生物名 (学名) を用いるのが便利であるので、 塩基配列に基づく微生物名を同定 しておくのが好ましい。
例えば、 微生物の同定 (判定) には、 DNAの塩基配列と微生物との関係が蓄積さ れている公知の微生物系統分類のデータベース (微生物検索データベース) を利 用することができ、 この微生物検索データベースをパソコン等のコンピュータを 用いて検索することにより微生物を同定することができる。 後述する具体的な微 生物検索データベースにはィンターネットを介してアクセスすることができるの で、 迅速にデータを検索できる。 後述する微生物検索データベースには、 リボソ ーム RNA (rR A) をエンコードする DNA (rDNA) の塩基配列のデータが蓄積されて いるので、 微生物の同定には試料から分離した rDNAの塩基配列を用いることがで きる。 rDNAは微生物の種類、 サプュ -ットの大きさによって数種類に分類される が (16S rDNA, 18S rDNAなど) 、 どの分子を用いても差し支えない。 また本発明 は rDNAだけに限定されず、 rRNAのスぺーサ一配列または gyrEなど他の DNA画分を利 用した方法であってもよい。 したがって、 どのような微生物検索データベースを 用いてもよいし、 どれか単一のものに統一して用いることもできる。 またさらに 複数の微生物検索データベースを併用することもできる。
前記微生物検索データベースとしては、 GenBank、 EMBレ DDBJなどの公的 DNAデ ータベースや、 ミシガン大学に設置されている Ribosomal Database Projectなど があげられる。 検索操作は FASTA、 BLAST等の既存のプログラムによって短時間に 効率的に行うこと力 sできる。 また、 MicroSeq 16S rDNA Sequense Database ( P E バイオシステムズ社) などの商用の微生物検索データベースを、 MicroSeq Analy sis Software ( P Eバイオシステムズ社、 商標) などの市販のソフトウェアによ り検索することもできる。 なお微生物検索データベースを自身で構築してもよい。 例えば、 塩基配列データから、 それに対応する微生物名または微生物を区別する ための微生物番号が検索できるデータベースを公知のデータベースソフトウェア などを用いて構築し、 他の微生物検索データベースと併用することもできる。 対象系から採取した試料から微生物コロニーを単離して分離株の該当 DNAの塩基 配列を決定し、 得られた結果を微生物検索データベースと照合して微生物を同定 することができる。 rDNAは大腸菌等の宿主ベクター系を用い古典的クローニング 操作によって単離 ·増幅することもできるが、 PCK法 (ポリメラーゼ連鎖反応) な どの試験管内 DNA増幅方法によって増幅させる方が簡便である。
また、 微生物群を培養分離せず混合状態のまま微生物 DNAを抽出し、 対象とする 大多数の微生物に共通性の高い塩基配列によって構成されるプライマーを用いて 各微生物の rDNAだけを PCR法などの試験管内 DNA増幅方法によって増幅し、 さらに ゲル電気泳動などによって個々の微生物由来の rDNAを分離し、 得られた結果を微 生物検索データベースと照合して微生物を同定することもできる。
複数の微生物を同定する場合、 塩基配列の決定に先だって、 R F L P法 (Rest riction Fragment Length Polymorphism:Moyerら、 Applied and Environmental Microbiology誌、 6 2卷、 2 5 0 1〜 2 5 0 7ページ、 1 9 9 6年) ) によって おおまかに相違を調べることもできる。 すなわち、 各微生物の rDNAを各種の制限 酵素で完全に消化し、 ポリアクリルアミ ドまたはァガロースゲル電気泳動で分離 電気泳動し、 DNA染色後のパターンの違いから区別することができる。
微生物群からコロエーを分離してから調べる方法では、 培地で分離培養できな い (non-culturableな) 微生物が存在している場合、 この微生物は検出できない。 また、 培養可能な微生物であっても 1種類の培地や培養条件だけで全ての分離培 養可能な微生物が検出されるという保証はない。 一方、 微生物群を分離せずに微 生物混合体から微生物 DMを抽出して調べる方法では、 培地で分離培養できない微 生物が存在する系であってもそれらを検出できる利点があるが、 微生物による DN A抽出率の差、 細胞あたりの該当遺伝子のコピー数の差、 PCR時の増幅効率の差、 プライマーの選び方によって異なる検出微生物群の感度差などがあるから、 これ らの特性と対象系に出現する微生物の特性を理解した上でならば上記方法を単独 で用いてもよいし、 適宜併用することもできる。
混合 rDNAから個々の微生物の rDNAを分離する方法には一般に電気泳動が用いら れるが、 これにはいくつかの方法が提案されている。 例えば、 DGGE法 (Dena tured Gradient Gel Electrophoresis :Muyzer t>、 Applied and Environmental M icrobiology誌、 5 9卷、 6 9 5〜 700ページ、 1 9 9 3年) 、 T G G E法 (T emperature Gradient Gel nlectrophoresis: ichnerら、 Applied and Environme ntal Microbiology誌、 6 5卷、 1 02〜: L 0 9ページ、 1 9 9 9年) 、 S S C P 法 (Single Strand Conf ormat!iona丄 Polymorphism: Schwiegerら、 Applied and Environmental Microbiology誌、 64卷、 48 70〜 48 7 6ページ、 1 9 9 8 年) 、 TRF L P法 (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism: Li uら、 Applied and Environmental Microbiology誌、 6 3卷、 451 6〜 4 5 2 2 ページ、 1 9 9 7年) 、 またはランダムクローニング法 (Dunbarら、 Applied an d Environmental Microbiology志、 6 5卷、 1 6 6 2〜 1 6 6 9ぺーシ、 1 9 9 9年) などがあるが、 本発明の抗菌剤の選定方法はこれらに限定されるものでは ない。
また目的によって混合微生物系内の特定の微生物を調べるリアルタイム PCR法 (Wittwerら、 BioTechnique誌、 2 2卷、 1 3 0〜 1 3 8ページ、 1 9 9 7年) 、 F I S H法 (Fluorescence In ¾itu Hybridization: Ammanら、 Applied and Envi ronraental Microbiology誌、 5 8卷、 6 1 4〜 6 2 3ページ、 1 9 9 2年) 、 古 典的ハイプリダイゼ^ "ション法 (Williamら、 Microbiology誌、 1 4 1巻、 2 7 9 3〜 2 8 0 0ページ、 1 9 9 5年) なども本発明の抗菌剤の選定方法に利用する ことができる。 これらの方法に使用される制限酵素やプライマーにも各種のもの があるが、 公知の任意のものを使用することができる。
分離 ·増幅した rDNAは実験的操作により直接その塩基配列を決定することがで きる。 これら一連の操作には、 各種の試薬キット、 例えば AutoRead Sequencing Kit (アマシャム · フアルマシア ·バイオテク株式会社、 商標) や MicroSeq 500 16S rDNA Kit ( P Eバイオシステムズ社、 商標) などが巿販されているので、 こ れらを用いることができる。 もちろん、 DNAポリメラーゼ等の試薬を独自に調合し てジデォキシ法等の方法によって操作を行うこともできる。 また、 解析機器とし ては、 塩基配列解析装置、 例えば ALFexpressII DNA Analysis System (アマシャ ム ' フアルマシア ·バイオテク株式会社、 商標) や ABI PRISM 310 ( P Eパイオシ ステムズ社、 商標) が市販されているので、 これらを用いることができる。 もち ろん、 ポリアクリルアミ ドゲル電気泳動を行い、 オートラジオグラフィ一等によ りパンド (シークェンシングラダー) の位置を解読することもできる。 混合 rDNA を試料とした場合には、 電気泳動して得たバンドを染色後、 該当するパンドをゲ ルごと切り出し、 ゲルから DNAを抽出 ·精製後、 再ぴ PCRを行い、 増幅された DNAを 塩基配列決定に用いることができる。
既存の微生物検索データベースを用いて検索する場合、 使用する試験方法には 各々のデータベースに指定された範囲の方法が公開されているので、 それに従え ばよい。
試料から採取した微生物の DNAの塩基配列と、 微生物検索データベースに登録さ れている塩基配列とを比較し、 データベース上で最も相同性の高い塩基配列を有 する微生物を最も近縁の微生物であると判断することができる。
全く同一の微生物同士であれば、 ある種の例外 (例えばゲノム上の複数のコピ 一における多型性) を除いて、 指標とする遺伝子の塩基配列には 1 0 0 %の相同 性が認められる。 また同属同種の近縁微生物同士の場合は遺伝子の種類にもよる が 1 0 0 %に近い相同性が認められ、 例えば 16S rDNAの場合であればおおむね 9 8 %以上の相同性が得られる。 したがって、 該当する塩基配列を比較して 9 8 % 以上、 好ましくは 9 9 %以上の相同性が認められる場合は、 通常同属同種の微生 物と判定することができる。 相同性が 9 8 %に満たない場合は、 同属同種の微生 物とは判断せず、 独自の微生物番号などを付与し、 この番号を微生物名の代わり に用いることができる。
また同定した微生物の構成比は、 コロニーの割合、 DNAの割合などから定量する ことができる。 コロニーを分離して調べる方法であれば、 統計的に信頼できる数 のコロニーをァトランダムに選択し、 これらのコロニーの同定を全て行うことに よって、 試料中の各種微生物の構成比を算出することができる。 また微生物群か ら直接 DNAを評価する方法では、 D G G E法や T G G E法で観察される DNAバンド の量がもとの微生物量を反映していると解釈されるので、 DNAバンドの積算濃度に 対する個々の DNAバンドの濃度の比を構成比として捕らえることができる。 このよ うなパンド濃度を測定するためには、 市販のデンシトメーターやスキャナーに連 動した画像解析装置 (例えば、 ImageMaster (アマシャムフアルマシアバイオテク (株) 製、 商標) など) を用いることができる。 また蛍光試薬を結合した DNAブラ イマ一を用いたり、 泳動後の染色に蛍光物質を利用した場合は、 その蛍光量を F1 uorlmager (アマシャムフアルマシアバイオテク (株) 製、 商標) などの蛍光ィメ ージアナライザーで直接測定することもできる。 また F I S H法であれば、 全微 生物数に対する染色された微生物数を顕微鏡下に直接計測して構成比を算出する ことができる。
微生物の絶対量は公知の方法、 例えば平板培地を用いたコロニー計測法、 M P N (Most Probable Number) 法、 または D A P I ( 4 , 6—ジアミジノー 2—フ ェ-ノレインドーノレ) 、 アタリジンオレンジや C F D A (Carboxyfluoresceindiac etate) 等の蛍光物質による染色後の微生物細胞を顕微鏡下で定量計測するなどの 方法によって、 単位容量または単位重量あたりの微生物数を算出することができ る。 各種微生物の構成比と絶対量を積算することにより、 試料中の該当微生物の 含有量を算出することもできる。 リアルタイム P C R法や古典的ハイブリダィゼ ーション法であれば、 あらかじめ既知濃度の微生物細胞または DNAを標準物質とし て試科を同条件で反応させることにより、 試料中の初発の細胞数または DM量を推 測することが可能である。
本発明の抗菌剤の選定方法において、 抗菌剤選定工程で用いるデータベース
(以下、 抗菌剤検索データベースという場合がある) は、 少なくとも微生物とそ の各々に対応した各種抗菌剤の有効濃度が蓄積されており、 微生物を検索キーに して、 有効濃度が記録されている抗菌剤を検索、 抽出できるものであれば、 どの ような形式のものでもよい。 検索キーとなる微生物としてほ微生物検索データべ ースから得られた微生物名、 ァクセッションナンバーまたは微生物番号などが利 用できる。 微生物名は学名で表記することもできるし (例えば、 Escherichia co ii HBlOlなど) 、 ァクセッションナンバーで表記することもできる。 また学名を 決定できない微生物や塩基配列に対しては独自に付与した微生物番号による表記 を用いてもよい。 検索キーはキーボードなどの入力装置から入力できる。 有効濃 度のデータは、 微生物毎に培養試験から得られた有効濃度、 処理実績から得られ た有効濃度、 または文献から得られた有効濃度のいずれでもよい。
有効濃度が入力されているということは、 検索対象の微生物に対してその濃度 で抗菌作用があることを意味するが、 抗菌剤の濃度を複数設けて、 その濃度にお ける抗菌作用の有無または程度が入力されていてもよい。 この場合、 抗菌作用が 認められる濃度において抗菌剤を抽出する。
抗菌剤検索データベースは、 未登録の微生物または塩基配列が発生するつど、 これらの微生物に対応する各種抗菌剤の有効濃度などのデータが追加登録され、 蓄積できるものが好ましい。
また抗菌剤検索データベースは、 微生物の生育に及ぼす環境条件ごとに微生物 に対する抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されており、 この環境条件を指定する と、 指定された環境条件の中から抗菌剤を抽出するものであるのが好ましい。 環 境条件の具体的なものとしては p H、 温度、 対象系の種類と分類、 基質の種類と 濃度、 ならびに抗菌剤効力に影響を与える物質、 例えば還元物質の濃度などがあ げられる。 上記対象系の種類と分類としては、 対象系の種類が製紙工程なら抄紙 の種類、 抄造条件、 サイズ剤、 歩留向上剤、 紙力向上剤など各種内添剤の種類と 添加濃度、 過去に使用していた抗菌剤の種類など;冷却水系なら捕給水の種類、 水質、 混入している大気中のガス成分、 冷却水の滞留時間、 その他の使用薬剤な ど;防腐対象なら対象基質、 要求される防腐期間などがあげられる。 なお、 抗菌 剤検索データベースに入力されている抗菌剤の有効濃度が培養試験から得られた データである場合上記 p H、 温度などは培養条件に相当し、 処理実績から得られ たデータの場合上記 p H:、 温度などは対象系の環境条件に相当する。
環境条件が P Hの場合、 複数の p H条件における有効濃度が蓄積されているの が好ましい。 例えば、 p H 5、 p H 6、 p H 7 · · 'におけるデータが蓄積され ているのが好ましい。 温度などの場合も、 p Hの場合と同様に複数の条件におけ る有効濃度が蓄積されているのが好ましい。 このように有効濃度に関するデータ が環境条件ごとに蓄積されている場合、 例えば p H 6かつ温度 2 0 °Cを選定条件 とし、 これらを検索キーにして抗菌剤を絞り込むことができる。
また抗菌剤検索データベースは、 対象系に使用した抗菌剤の濃度おょぴ抗菌剤 使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 抗菌剤 使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算して記録し、 この演算結果から各 微生物に対して抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定して追加、 蓄積おょぴ 修正できるものが好ましい。 このような抗菌剤検索データベースを用いることに より、 より適切な抗菌剤を選定することができる。
また抗菌剤検索データベースは、 対象系に使用した抗菌剤の濃度および抗菌剤 使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 抗菌剤 使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算し、 この演算結果から各微生物に 対して抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定し、 この処理実績から得られる 判定結果と、 対象系 (試料) に含まれる培養可能微生物について培養試験した結 果から得られる判定結果とを比較し、 処理実績における抗菌剤の効力は培養試験 における効力に比べて過大、 正常範囲内または過小のいずれかであるかを判定し て追加、 蓄積および修正できるものが好ましい。 このような抗菌剤検索データべ —スを用いることにより、 実際の対象系の環境下における抗菌剤の効果を正確に 評価することが可能であり、 このためより適切な抗菌剤を選定することができる ので好ましい。
また抗菌剤検索データベースは、 文献等に記載されている抗菌剤の特性や抗菌 効力、 抗菌剤の価格などのデータが入力されているのが好ましい。 さらに抗菌剤 検索データベースは、 処理実績のデータ、 試験結果のデータ、 文献データなどの 新しいデータが追加、 蓄積できるものが好ましい。
上記のようなデータがより多く蓄積された抗菌剤検索データベースはより適切 な抗菌剤を選定することができる。
培地で分離培養できない微生物に対する抗菌剤の抗菌スぺク トルを純粋菌株を 用いて室内試験で測定することは不可能なので、 このような微生物に対応する有 効濃度などのデータは実績データを蓄積する必要がある。
例えば、 ある抗菌剤をある対象系に適用した場合、 適用前後の微生物相の解析 結果とその時の抗菌剤処理効果、 および抗菌剤の系内維持濃度 (添加濃度から計 算によって求めた維持濃度でも可) 、 その他好ましくは微生物の生育と抗菌剤効 力に影響を与える対象系の環境条件が逐次追加入力され、 記録できるようにした 抗菌剤検索データベースのフォーマットを作成しておく。 使用前には存在し、 抗 菌剤使用後に消失した微生物は、 適用した抗菌剤で駆逐されたものとみなし、 抗 菌剤使用前の微生物相と抗菌剤使用後の微生物相の差を演算結果として記憶する カラムを抗菌剤検索データベース内に設ける。 このようにすると消失した微生物 は適用した抗菌剤の系内維持濃度に対して感受性であることが分かり、 逆に占有 率が変わらなかったり増大した微生物は適用した抗菌剤の維持濃度において非感 受性であるか、 または抵抗性であるかを区分できる。
このようにして求めた一連の微生物に対する抗菌剤効力の妥当性を評価するた めの方法としては、 例えば以下のような方法がある。 すなわち、 対象系から採取 した試料中には少なくとも 1〜 2種の培養可能な微生物が存在しているので、 そ の微生物に対して室内実験で求めた抗菌性を抗菌剤検索データベースから呼び出 して照合し、 抗菌剤維持濃度において感受性の範囲にあるか否かを判断し、 室内 試験の結果と許容範囲内 (任意に設定可) で矛盾がなければ、 該適用例で計算に よって求めた一連の微生物群に対する抗菌効力データは正常範囲にあると判断す る。 そしてこの判断結果を表示できるカラムを抗菌剤検索データベースに用意し、 その旨入力しておく。 もし室内試験データがなければ、 その時に分離された微生 物を用いて室内試験を追加すればよい。
使用対象系に還元性物質などの抗菌剤効力を阻害する物質が含まれている場合 には、 上記のようにして求めた抗菌効力データは室内試験によって測定した抗菌 効力よりも悪くなるはずである。 すなわち求めた抗菌効力の値は共存していた系 内物質の影響を受けて過小評価されているので、 このように判断された 1群のデ 一タには過小評価と前記カラムに表示する。 また、 使用対象系の前工程で使用さ れ、 残留した抗菌剤が現対象系に流下するような場合には、 使用した抗菌剤の効 力が過大評価されている可能性がある。 こうした場合は、 同様に前記カラムに過 大評価を表示する。
以上のような記入カラムをもつ抗菌剤検索データベースのフォーマットを設計 して、 多くの適用例のデータを集積しておけば、 ある種の培地で分離培養できな い微生物に対して抗菌剤を検索する際には正常範囲のデータ群から有効な抗菌剤 を選定することができる。
また新たに、 ある対象系に適用する抗菌剤を選定しょうとする時に、 対象系に 抗菌効力を阻害したり、 増大させる物質の共存がある場合は、 上記抗菌剤検索デ ータベースに集積され、 過大評価または過小評価と判定されたデータ群は抗菌剤 選定の重要な要素になり得るのでこれらも削除せずに集積することが好ましい。 本発明の抗菌剤の選定方法で使用する抗菌剤検索データベースを構築するコン ピューターソフトウェアとしては、 Mi crosoft社製の Microsoft Exelや Microsoft Access (いずれも商標) などの市販のソフトウェアを使用できるが、 これらに限 定されるものではなく、 目的にそったものであればどのようなものでも使用する ことができる。 該当する微生物名やァクセッションナンバーから各抗菌剤の効力、 対象系の環境条件など、 目的とする内容を検索する機能は、 上記ソフトウェアに 通常付随しているので、 それらを利用することができ、 不足するプログラムがあ る場合は、 公知の方法を組み合わせて追加することもできる。
上記のようにして抗菌剤を選定することにより、 抗菌剤を使用する対象系に最 適な抗菌剤を簡単に、 かつ短時間で的確に選定することができる。
•抗菌処理方法
本発明の抗菌処理方法は、 従来の殺菌試験、 増殖抑制試験または寒天平板法に よる菌数測定などに頼った経験主義的な抗菌剤選定方法の代わりに、 対象系の微 生物相を DNAの塩基配列によって微生物相解析し、 得られた微生物相と抗菌剤を検 索できる抗菌剤検索データベースとを照合し、 最も適した抗菌剤を選定して使用 する抗菌処理方法である。
本発明の抗菌処理方法が適用できる対象系は、 抗菌剤を使用して抗菌処理して いる処理系であれば特に制限されない。 例えば、 製紙工程水、 冷却水、 超純水製 造工程などの工業用スライムコントロール剤を使用する系;製紙用デンプンスラ リーや糊液、 金属加工用水溶性切削油などの防腐剤を使用する系などがあげられ る。
本発明の抗菌処理方法では、 まず対象系から微生物を含む試料を採取する。 通 常この試料中には複数種の微生物が存在していると考えられる。 次に、 採取した 試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、 データベースから抗菌剤を選 定する。 この微生物相の解析および抗菌剤の選定は、 前記抗菌剤の選定方法で説 明した微生物解析工程およぴ抗菌剤選定工程における方法をそのまま利用して行 うことができる。
本発明の抗菌処理方法は、 まず最初に対象系からスライム、 白水、 循環冷却水、 防腐対象物質などの微生物を含む試料を採取し、 DNAの塩基配列による微生物相解 析によって、 試料中に含まれる微生物相を構成する微生物を微生物名またはァク セッションナンバー (微生物名に相当する) 毎に調べる。 通常これら一連の試験 操作は 2〜7日間で終了する。
次いで上記解析により同定された微生物を検索キーとして抗菌剤検索データべ ースを検索し、 抗菌剤を検索、 抽出する。 この場合、 環境条件などを検索キーと して入力し、 抗菌剤をさらに絞り込むことができる。 抽出結果はディスプレイな どの出力装置に出力させることができる。 抽出された抗菌剤が 1種類の場合はそ の抗菌剤を選定し、 複数の場合はその中から選定する。 抽出された抗菌剤の中か ら実際に使用する抗菌剤の選定方法は任意であり、 人が選定することもできるし、 コンピュータで自動的に行うこともできる。 具体的な選定方法としは、 例えば次 のような方法などがあげられる。
1 ) 全微生物または優占微生物に対して最も低い最小有効濃度の抗菌剤を選定 する。
2 ) 特定の微生物を予め指定しておき、 それに対して最も有効な抗菌剤を選定 する。
3 ) ある種の抗菌剤抵抗性微生物の占有率が任意に設定した小さな比率である 場合はその存在を無視するが、 その比率を越えている場合はその微生物に対する 抗菌性だけで選定する。
4 ) 優占微生物または特定微生物に対して 「最小有効濃度 X価格」 が最小とな る抗菌剤を選定する。 この場合、 処理コストを加味した選定を行うことができる。 これらの選定方法は、 抗菌剤検索データベースに機能の一部として組み込んで おくこともできる。
選定基準は、 従来の長期にわたる経験の蓄積からとりあえず設定可能であるが、 抗菌剤検索データベースのデータ集積数が少ない初期段階では、 データが蓄積さ れる度に処理成功率を目安に修正することが望ましい。
上記のような方法により抗菌剤を選定することにより、 対象系の微生物相に対 して最も適切な抗菌剤を短時間で、 かつ的確に選定することができる。
本発明の抗菌処理方法は、 上記のようにして選定した抗菌剤を用いて対象系の 抗菌処理を行う抗菌処理方法であるが、 抗菌剤の選定は定期的または任意の時点 で繰り返して行うことができる。
例えば、 対象系から定期的または任意の時点で、 微生物を含む試料を採取し、 前記の方法により試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、 この解析結 果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から抗菌剤効果の変化を監視す る。 微生物相に大きな変化が認められず、 抗菌剤の効果があると認められる場合 は、 その抗菌剤を継続して使用する。 一方、 抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出 現傾向が認められた場合には、 前記抗菌剤検索データベースを検索し、 前記出現 傾向が認められた微生物に対して有効な抗菌剤を抽出、 選定する。 例えば、 ある 抗菌剤を連続的に使用している対象系で、 顕著な付着物の増大とともにある特異 的な微生物 (または DNA) の増大が確認されたとき、 抗菌剤検索データベースにこ の微生物 (または DNA) が該当する抗菌剤に有意の抵抗性を持つものとして登録さ れている場合や、 試験結果を行った結果、 該当する抗菌剤に抵抗性を有すること が明らかになった場合など、 微生物相の変化と増大した微生物の抗菌剤抵抗性に 因果関係が認められたら、 抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出現傾向が認められ ると判断することができる。 このようにして、 微生物相の解析および抗菌剤の選 定を繰り返して行うことにより、 その時点における最適な抗菌剤を使用して抗菌 処理を行うことができる。
また本発明の抗菌処理方法では、 抗菌剤を使用している対象系において微生物 の増殖に起因する障害が発生した場合、 その原因が薬剤抵抗性微生物の出現によ るものかどうかを短期間で判断することができるので、 抵抗性微生物であれば抗 菌剤の種類変更で対応し、 そうでなければ抗菌剤の使用方法 (添加濃度、 添加方 法など) か対象系の環境条件変化が原因であるから、 これらを見直すことよって 迅速に解決策を講じることができる。
なお本発明の抗菌処理方法は、 抗菌剤の選定に、 抗菌剤検索データベースに入 力されていない殺菌試験、 増殖抑制試験または菌数測定などの結果を組み合わせ て使用することができる。
參抗菌効果のモニタリング方法
本発明の抗菌効果のモニタリング方法は、 抗菌剤を適用した対象系において、 系内の微生物相変化を DNAの塩基配列に基づいて定期的または任意の時点で監視す ることによって抗菌剤の効果をモニタリングする方法である。
すなわち、 抗菌剤が対象系に使用されてから定期的にまたは適当な期間をおい て任意の時点で、 対象系から微生物を含む試料を採取し、 前記の方法により試料 の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、 この解析結果を前回の解析結果と 比較して、 微生物相の変化から抗菌剤効果の変化を監視する。 微生物相に大きな 変化が認められず、 抗菌剤の効果があると認められる場合は、 その抗菌剤を継続 して使用する。 一方、 前回の微生物相解析では存在しなかった微生物が新たに出 現し始めた場合には、 その微生物が現在使用している抗菌剤に対して非感受性微 生物または薬剤抵抗性があるかどうかを抗菌剤検索データベースで照合する。 そ して感受性菌の場合は、 抗菌剤は有効であると判定してそのまま監視を続ける。 一方、 非感受性微生物または薬剤抵抗性微生物の場合は、 その微生物に有効な抗 菌剤を前記の方法により抗菌剤検索データベースを検索し、 有効な抗菌剤を選定 することにより微生物障害を容易にかつ的確に防止することができる。
このようにして抗菌効果をモニタリングすることにより、 対象系において抗菌. 効果が低下したり障害が発生したりするよりも前に対策を講じることができる。 したがって、 このような本発明のモニタリング方法においては、 微生物相解析が モニタリング手段であり、 抗菌剤検索データベースが抗菌剤変更の判定基準を提 供する。
書製紙工程のスライムの抑制方法
本発明め製紙工程のスライムの抑制方法 (以下、 単にスライムの抑制方法とい う場合がある。 ) を適用する対象は、 紙を製造する製紙工程であり、 紙の種類、 製造方法などに制限はない。 製紙工場では 2 , 2—ジプロモー 3 _二トリ口プロ ピオンアミ ド (以下、 D B N P Aと略記する場合がある) を主成分とするスライ ムコントロール剤を白水処理剤として使用し、 スライム抑制処理が広く行われて いるが、 このような製紙工場の製紙工程に対して本発明のスライムの抑制方法は 好適に適用することができる。
本発明のスライムの抑制方法に用いられるスライムコントロール剤は特に制限 されず、 公知のスライムコントロール剤が使用でき、 各々の製紙工程に好適な薬 剤を選定し、 白水処理剤おょぴ発生源処理剤として用いることができる。 白水処 理剤および発生源処理剤はその薬剤成分が無機化合物からなるものであっても、 有機化合物からなるものであってもよい。 またこれらスライムコントロール剤成 分は単一の薬剤からなるものであっても、 複数の薬剤成分を配合したいわゆる複 合剤であってもよい。 さらにスライムコントロール剤の剤型にも制限はなく、 液 剤、 フロアプル剤、 水和剤などを用いることができる。 さらに白水処理剤と発生 源処理剤との組合せは制限されず、 必ずしも相乗効果を奏する組合せでなくても よい。
スライムコントロール剤の具体的なものとしては次の無機系化合物および有機 系スライムコントロール剤などが例示される。
(1) 無機系スライムコントロール剤
例えば、 塩素、 次亜塩素酸塩、 二酸化塩素、 塩素化シァヌル酸、 塩素化ヒダン トイン、 臭素、 臭素イオンと次亜塩素酸塩との反応生成物など。
(2) 有機系スライムコントロール剤
1) 四級アンモニゥム塩系界面活性剤 :例えば、 ジデシルジメチルアンモニゥ ムクロリ ド (以下、 DDACと略記する場合がある) など。
2) イソチアゾロン類:例えば、 5—クロ口一 2—メチルー 4—イソチアゾリ ン一 3—オン、 2—メチル _ 4一イソチアゾリン一 3—オン、 5—クロ口一 2— n—ォクチルイソチアゾリン _ 3—オン、 1, 2—べンゾイソチアゾリン一 3— オン、 およびこれらの金属錯塩など。
3) チオシァネート類:例えば、 メチレンビスチオシァネートなど。
4) ブロム酢酸エステル類:例えば、 1 , 4一ビス (プロモアセトキシ) 一 2 —ブテン、 1, 2_ビス (プロモアセトキシ) ェタン、 ビス (プロモアセトキ シ) プロパンなど。
5) プロモシァノ化合物:例えば、 2, 2—ジブロモ _ 3—ユトリロプロピオ ンアミ ド、 1, 2—ジプロモー 2, 4—ジシァノブタンなど。
6) プロモニトロ化合物:例えば、 2, 2—ジプロモ— 2 トロー 1一エタ ノーノレ、 2—プロモー 2—ニトロプロパン一 1, 3—ジォーノレ、 ]3—プロモュト ロスチレン、 2, 2—ジブロモ一 3—二トリ口プロピオンアミ ド (D BN PA) など。
7) ォキシム類:例えば、 モノクロログリオキシム、 ジクロログリオキシム、 2 - (p—ヒ ドロキシフエ二ノレ) グリオキシヒ ドロキシモイノレクロライ ド、 α— ク口口べンズァノレドキシム、 α—クロ ロべンズァノレドキシムァセテートなど。
8) アルデヒ ド類:例えば、 オルトフタルアルデヒ ド、 ダルタルデヒ ド、 ホル ムアルデヒ ドなど。 9 ) その他:例えば、 2, 2—ジクロロ一 1, 2—ジチオール一 3—オン、 2 , 4 , 5 , 6—テトラクロ口イソフタ口-トリル、 3 , 3 , 4, 4ーテトラクロ口 ヒ ドロキシチォフェン一 1 , 1—ジォキシドなど。
抵抗性微生物の発生源が複数存在する製紙工程においては、 それぞれの発生源 に対して好適な発生源処理剤を選定して使用することが好ましい。 また白水処理 剤に抵抗性を有する抵抗性微生物が複数存在する場合は、 それぞれの抵抗性微生 物に対して抗菌作用を有する発生源処理剤を選定して使用するのが好ましい。 ま た、 製紙薬品として用いるデンプン調製系や染料系などに防腐目的あるいは変質 防止のため既にスライムコントロール剤が使用されている場合であっても、 そこ がなお白水処理剤の抵抗性微生物の発生源である場合には、 発生源処理剤を選定 し、 追加添加するのが好ましい。
本発明のスライム抑制方法では、 試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解 析し、 解析された微生物に対して最適なスライムコントロール剤をデータベース から選定する。 この微生物相の解析およびスライムコントロール剤の選定は、 前 記抗菌剤の選定方法で説明した微生物解析工程おょぴ抗菌剤選定工程における方 法をそのまま利用して行うことができる。 なお、 抗菌剤の選定方法において抗菌 剤検索データベースをスライムの抑制方法の説明では、 薬剤検索データベースと 称している。
本発明のスライム抑制方法は、 まず微生物解析工程として、 スライムコント口 —ル剤 (白水処理剤) を用いてスライムを抑制している製紙工程から試料を採取 する。 そして各試料について、 DNAの塩基配列による微生物相解析によって、 微生 物相を解析する。 この場合微生物相を構成する微生物を微生物名またはァクセッ シヨンナンバー (微生物名に相当する) 毎に前記方法で調べる。 通常これら一連 の試験操作は 2〜7日間で終了する。 なお、 微生物解析工程では、 試料中に含ま れる微生物の種類を同定し、 含有量の定量は省略することもできる。
試料を採取する場所は限定されず、 製紙工程の任意の場所から試料を採取する ことができるが、 2箇所以上、 好ましくは 5〜2 0箇所から試料を採取する。 試 料の採取場所が多いほど、 抵抗性微生物の発生源を正確に判定することができる。 具体的には、 C G P (Chemical Ground Pulp) パノレパー、 C G Pチェスト、 L B K P (Laubholz Bleached Kraft Pulp) ノ ノレパー、 L B K Pチェス トなどから 構成されるパルプ原料調製系; ゥエツト損紙パルパ一、 ゥ ット損紙チェスト、 ドライ損紙パルパ一、 ドライ損紙チェストなどから構成される損紙系;サイズ剤 タンク、 硫酸バンドタンク、 染料タンク、 スライムコントロール剤タンク、 内添 デンプン糊液タンクなどから構成される製紙薬剤調製系; ミキシングチ ス ト、 マシンチェス ト、 種箱などから構成される調成系;抄紙機、 スク リーン装置、 ィ ンレッ ト、 セーブオール、 白水サイロなどから構成される白水循環系;脱水機、 クリア白水ピットなどから構成される白水回収系等から、 スライム、 白水、 槽内 液などを試料として採取することができる。
次いで抵抗性判定工程として、 前記微生物解析工程で検出された微生物が、 現 在使用しているスライムコントロール剤 (白水処理剤) に対して抵抗性を有する か否かを判定する。 例えば、 前記微生物解析工程で検出された微生物または現在 使用しているスライムコントロール剤を検索キーとして、 前記薬剤検索データべ ースを検索し、 検索対象の微生物に対して現在使用しているスライムコントロー ル剤の有効濃度が記録されている場合は、 検索対象の微生物は現在使用している スライムコントロール剤 (白水処理剤) に対して抵抗性を有さず、 有効濃度が記 載されていない場合は抵抗性を有すると判定することができる。 また公知の文献、 または培養試験の結果などから、 抵抗性の有無を判定することもできる。 さらに 白水処理剤を使用しているにも関わらず、 前回の解析結果と比較して特定の微生 物に増殖傾向が認められる場合、 その微生物は抵抗性ありと判定することもでき る。
次いで発生源判定工程として、 前記抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定し た抵抗性微生物の存在比率が高い試料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定 する。 発生源は複数存在する場合もある。 前記微生物解析工程において、 試料の 微生物相を解析している場合、 各微生物の構成比または含有量は既に判明してい るので、 新たに抵抗性微生物の存在比率を求める必要はなく、 微生物解析工程に おいて判明している存在比率から発生源を判定することができる。 一方、 微生物 解析工程において微生物の種類だけを解析している場合は、 抵抗性微生物が検出 された試料について、 その存在比率を前記方法により求め、 その結果に基づいて 発生源を判定する。
次いでスライムコントロール剤選定工程として、 前記抵抗性判定工程で判定し た抵抗性微生物を検索キーとして、 前記薬剤検索データベースを検索し、 抵抗性 微生物に対して有効濃度が入力されているスライムコントロール剤を抽出する。 この場合、 環境条件などを検索キーとして入力し、 スライムコントロール剤をさ らに絞り込むことができる。 抽出結果はディスプレイなどの出力装置に出力させ ることができる。 抽出されたスライムコントロール剤が 1種類の場合はそのスラ ィムコントロール剤を発生源処理剤として選定し、 複数の場合はその中から選定 する。 抽出されたスライムコントロール剤の中から実際に発生源処理剤として使 用するスライムコント口ール剤の選定方法は任意であり、 人が選定することもで きるし、 コンピュータで自動的に行うこともできる。 具体的な選定方法としは、 例えば次のような方法などがあげられる。
1 ) 抵抗性微生物に対して最も低い最小有効濃度のスライムコントロール剤を 選定する。
2 ) 抵抗性微生物に対して 「最小有効濃度 X価格」 が最小となるスライムコン トロール剤を選定する。 この場合、 処理コストを加味した選定を行うことができ る。
これらの選定方法は、 薬剤検索データベースに機能の一部として組み込んでお くこともできる。
選定基準は、 従来の長期にわたる経験の蓄積からとりあえず設定可能であるが、 薬剤検索データベースのデータ集積数が少ない初期段階では、 データが蓄積され る度に処理成功率を目安に修正することが望ましい。
次いで発生源処理剤添加工程として、 前記発生源判定工程で判定した抵抗性微 生物の発生源に、 前記スライムコントロール剤選定工程で選定した新しいスライ ムコントロール剤、 すなわち現在使用している白水処理剤とは別の発生源処理剤 剤を添加する。
なお本発明ののスライムの抑制方法では発生源判定工程は省略することも可能 であり、 この場合抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存 在比率が高い試料の採取場所に、 スライムコントロール剤選定工程で選定した新 しいスライムコントロール剤 (発生源処理剤) を添加することもできる。
上記のような方法によれば、 抵抗性微生物に対して最も適切なスライムコント ロール剤を短時間で、 かつ的確に選定することができ、 しかも発生源に対して添 加することができるので添加量を最小限にすることができる。
本発明のスライム抑制方法は、 微生物解析工程など一連の工程は定期的または 任意の時点で繰り返して行うことができる。
例えば、 製紙工程から定期的または任意の時点で、 試料を採取し、 前記の方法 により試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、 この解析結果を前回の 解析結果と比較して、 微生物相の変化からスライムコントロール剤効果の変化を 監視する。 微生物相に大きな変化が認められず、 スライムコントロール剤の効果 があると認められる場合は、 そのスライムコントロール剤を白水処理剤として継 続して使用する。 また抵抗性微生物の存在比率が減少した場合は、 発生源処理剤 の添加を中止する。 さらに新たな抵抗性微生物が検出された場合、 その微生物に 対する新しい発生源処理剤を選定して添加する。
このようにして、 微生物相の解析および発生源処理剤の選定を繰り返して行う ことにより、 その時点における最適なスライムコントロール剤を使用してスライ ム抑制処理を行うことができる。 また本発明のスライム抑制方法では、 スライムコントロール剤を使用している 製紙工程において微生物の増殖に起因する障害が発生した場合、 その原因が薬剤 抵抗性微生物の出現によるものかどうかを短期間で判断することができるので、 抵抗性微生物であればスライムコント口ール剤の種類変更で対応し、 そうでなけ ればスライムコントロール剤の使用方法 (添加濃度、 添加方法など) か環境条件 変化が原因であるから、 これらを見直すことよって迅速に解決策を講じることが できる。
なお本発明のスライム抑制方法は、 白水処理剤の選定に前記薬剤検索データべ ースを利用することもできる。 例えば、 製紙工程において優占微生物となってい る微生物を検索キーとして薬剤検索データベースを検索し、 抽出されたスライム コントロール剤の中から白水処理剤として使用するスライムコントロール剤を選 定することができる。
また本発明のスライム抑制方法は、 スライムコントロール剤の選定に、 薬剤検 索データベースに入力されていない殺菌試験、 増殖抑制試験または菌数測定など の結果を組み合わせて使用することができる。 ' 秦製紙工程における製品の付着物の分析方法
本発明の製紙工程における製品の付着物の分析方法 (以下、 単に分析方法とい う場合がある。 ) を適用する対象は、 紙を製造する製紙工程において製造された 紙製品であり、 紙の種類、 製造方法などに制限はない。 製紙工程は、 通常、 パル プに填料や薬品を添加して紙の原料をつくる調成工程、 抄紙機で紙を抄く抄紙ェ 程、 および紙の表面を塗料等で覆って印刷適性をよくする塗工工程などの工程に さらに分類されるが、 このような工程を経て製造された紙製品について分析する ことができる。
本発明において製品に付着した付着物から微生物に由来する DNAを抽出する方法 は限定されず、 例えば紙製品から付着物 (欠点) または付着物を含む部分を切り 取り、 これを裁断し、 緩衝液などの抽出液中に充分浸漬した後、 機械的破砕など 物理的処理、 または界面活性剤処理や酵素処理などの化学的処理を単独または組 み合わせて行い、 付着物中の微生物細胞より DNAを抽出する方法などが採用できる。 この場合、 微生物は死滅していても DNAの抽出は可能である。
上記物理的処理の具体的な方法としては超音波破砕や凍結融解法;微細なガラ スまたは鉱物性のビーズなどを用いたホモジナイゼーシヨンなどがあげられる。 また化学処理の具体的な方法としては、 リゾチーム等の容菌酵素、 セルラーゼ、 アルギン酸リアーゼ等の多糖類分解酵素、 プロテアーゼ、 ぺプチダーゼ等のタン パク質分解酵素などによる酵素処理;ラウリル硫酸ナトリゥム等の陰イオン性界 面活性剤、 T r i t o n— X 1 0 0等の非イオン性界面活性剤などによる処理が あげられる。 このような物理的または化学的処理により、 DNAは溶解物として得ら れるが、 さらに精製するのが好ましい。 溶解物からの DNAの精製は、 エタノール、 イソプロパノール等の有機溶媒による沈殿回収;ガラスビーズや樹脂への吸着を 利用した方法など公知の方法が利用できる。
抽出した DNAから微生物の性状、 構成比を分析するには、 微生物を特定できる塩 基配列の相対的含量を調べることによって行われる。 また優占微生物を特定する には、 上記方法で調べた相対的含量の多い微生物を優占微生物とすることができ る。 このような微生物相の解析は、 前記抗菌剤の選定方法で説明した微生物解析 工程における方法をそのまま利用して行うことができる。 すなわち、 微生物を特 定できる DNAとしては、 解析対象とするすべての微生物が保有している DNAであれ ば差し支えないが、 1 6 S r DNA、 1 8 S r DNA, 2 3 S r DNAなどのリボソーム R N A ( r DNA) をコードする DNAや、 それらのスぺーサー配列、 g y r Eなど、 塩 基配列から微生物を特定できるデータベースがすでに構築されている DNAが望まし い。
ドットハイプリダイゼーションゃ DNAチップを用いた効率的ハイプリダイゼーシ ヨン方法によって、 抽出した DNAを 接ターゲットにして、 DNAの種類や相対的な 量を調べることもできるが、 ポリメラーゼ連鎖反応 (P C R ) 等の試験管内 DNA増 幅方法によって対象 DNAを増幅させてから調べる方法が一般的である。 たとえば 1 6 S rDNAであれば、 大多数の微生物に共通に存在する配列をデザインしたュニバ ーサルプライマーを用いて、 抽出された全 DNAを錄型として 1 6 S rDNAを混合物 として増幅することができる。
抽出された 1 6 S rDNAは付着物の原因となる 1種以上の微生物に由来する 1種 以上の混合物であるので、 この 1 6 S rDNAの混合物を増幅させ、 増幅させた DNA の構成比を特定するとともに、 それらの DMから微生物の名称を特定することによ つて、 付着物の微生物相または優占微生物を特定することができる。 DNAの構成比 を求めるには公知の方法が利用でき、 例えば DGGE法 (Denatured Gradient G el Electrophoresis: Muyzerら、 Applied and environmental Microbio丄 ogyg志、 5 9卷、 6 9 5〜 700ページ、 1 9 9 3年) 、 TGGE法 (Temperature Grad ient Gel Electrophoresis: Eichnerら、 Applied and Environmental Microbiol ogy誌、 6 5卷、 1 0 2〜: 1 0 9ページ、 1 9 9 9年) 、 S S C P法 (Single St rand Conformational Polymorphism: schwiegerら、 Applied and Environmental Microbiology誌、 64卷、 4 8 70〜 48 76ページ、 1 9 9 8年) 等の電気泳 動法や TRF L P法 (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism". L iuら、 Applied and Environmental Microbiology 、 6 3卷、 4 51 6〜4 5 2 2ページ、 1 9 9 7年) 等の分離手法を用いることができる。 微生物固有の増幅 産物量を特定し、 全増幅産物量に対する割合として微生物の構成比を概算するこ とができる。 上述の電気泳動法や TRF LP法を用いた場合には、 増幅産物量は DNAのバンドの強度や TRFに相当する蛍光強度として捉えることができ、 これら の強度の比を微生物の構成比として捉えることができる。
また、 大腸菌等の確立された宿主ベクター系を用いて、 増幅産物をランダムク 口 ユンク (Dunbarら、 Applied and Environmental Microbiology!^ 6 5 、 1 6 6 2〜 1 6 6 9ページ、 1 9 9 9年) し、 得られたクローンの遺伝子解析と それらの構成比から、 微生物相を特定することも可能である。 DNAからの微生物の特定は、 DNAの塩基配列を DNAシークェンサ一等を用いて決定 し、 その配列を後述のデータベースと比較することにより、 該当する DNAを保有す る微生物の分類上の位置付けや、 名称を明らかにすることができる。 単一種の DN A分子が全体の 9割程度を占める試料であれば、 増幅産物の塩基配列を直接決定す ることで優占微生物の塩基配列を決定することができる。 電気泳動法等により多 様な DNA分子を分離した場合には、 該当するバンド (DNA) をゲルから回収し、 再 度 P C Rで増幅したのち、 それぞれの DNAについて、 DNAシークェンサ一で塩基配 列を決定することができる。
前記データベースとしては、 G e n B a n k、 E M B L、 D D B Jなどの公的 データベースやミシガン州立大学に設置されている RibosoRial Database Project などがあげられる。 検索方法は F A S T A、 B L A S T等の既存のプログラムに よって短時間に効率的に行うことができる。 また、 MicroSeq 16SrDNA Sequence Database (アプライドバイオシステムズジャパン社) などの商用の検素データべ ース MicroSeq Analysis Software (ァプフィ ドノヽィォシスアムズシヤノ ン社) などの市販のソフトウェアにより検索することもできる。 またこうしたデータべ ースを自身で構築し、 それを利用してもよい。 またデータベースから微生物の名 称が特定できない場合、 最も相同性の高い近縁の微生物または新種の微生物であ ると判断することができる。
上記のようにして付着物の微生物相または優占微生物を分析することにより、 微生物を培養することなく、 DNAの塩基配列を指標として、 原因微生物の名称、 構 成比または優占微生物などを簡単に、 かつ確実に特定することができる。
秦付着原因の探索方法
本発明の付着原因の探索方法は、 上記分析方法で特定した付着物の微生物相ま たは優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの微生物相または優占微生物 とを比較し、 付着物の微生物相または優占微生物と一致または類似する微生物相 または優占微生物を有するスライムを、 付着物の原因となったスライムと特定す る方法である。 スライムの微生物相または優占微生物は DNAの塩基配列を指標にし て、 付着物の微生物相または優占微生物を特定した前記方法と同じ方法により特 定することができる。
スライムをサンプリングする場所は限定されず、 製紙工程の任意の場所から採 取することができるが、 2箇所以上、 好ましくは 5〜2 0箇所から採取する。 ス ライムの採取場所が多いほど、 付着物の原因となったスライムを正確に判定する ことができる。
具体的には、 C G P (Chemical Ground Pulp) パノレパー、 C G Pチェス ト、 L B K P (Laubholz Bleached Kraft Pulp) パルパ一、 L B K Pチェストなどから 構成されるパルプ原料調製系; ウエット損紙パルパ一、 ウエット損紙チ スト、 ドライ損紙パルパ一、 ドライ損紙チェストなどから構成される損紙系;サイズ剤 タンク、 硫酸バンドタンク、 染料タンク、 スライムコントロール剤タンク、 内添 デンプン糊液タンクなどから構成される製紙薬剤調製系; ミキシングチヱスト、 マシンチヱスト、 種箱などから構成される調成系;抄紙機、 スクリーン装置、 ィ ンレッ ト、 ヘッドボックス、 セーブオール、 白水サイロなどから構成される白水 循環系;脱水機、 クリァ白水ピット、 C P (Consi stency Profiling Control Sy stem) チューブなどから構成される白水回収系; ワイヤー、 ホイールなどから構 成される抄紙機周辺機器等からスライムを採取することができる。 また白水、 槽 内液などを採取し、 これらの試料の微生物相または優占微生物を前記分析方法で 分析することにより、 スライムの発生場所をある程度予測し、 その場所から重点 的にスライムを採取することもできる。
本発明の付着原因の探索方法は、 前記分析方法で特定した付着物の微生物相ま たは優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの微生物相または優占微生物 とを比較することにより、 付着物の原因となったスライムを特定しているので、 紙製品の欠点の原因となっている微生物が高濃度に存在する場所や発生源を簡単 に、 かつ確実に特定することができる。 暴微生物制御方法
本発明の微生物制御方法は、 上記探索方法で特定したスライムの付着場所を、 付着物の原因となったスライムの発生場所であると判定し、 このようにして特定 したスライムの発生場所に対して殺菌 ·防腐処理を行う微生物制御方法である。 殺菌 ·防腐処理は、 スライムを構成する微生物、 特に優占微生物に対して殺菌 - 防腐効果を有するスライムコントロール剤を添加するなどの方法により行うこと ができる。 スライムコントロール剤は抗菌試験等により決定することができる。 また、 原因微生物の名称が特定されている場合は、 その微生物に対して殺菌 ·防 腐効果を有することが知られている薬剤を使用することもできる。 またスライム コントロール剤は前記抗菌剤の選定方法で説明した抗菌剤選定工程の方法を利用 して抗菌剤検索データベースから選定することもできる。
このような微生物制御方法では、 原因微生物に対して効果的な薬剤を的確に選 択して、 原因微生物が高濃度に存在する場所や旺盛に繁殖している場所に対して、 重点的に、 かつ必要最小限の薬剤で殺菌、 防腐処理を行うことができるので、 経 験的かつ状況的判断に頼ることなく、 効率的、 合理的、 かつ低コストで欠点の発 生を防止することができる。
以上の通り、 本発明の抗菌剤の選定方法は、 DNAの塩基配列に基づいて試料の微 生物相を解析し、 この微生物相に最適な工業用抗菌剤をデータベースを利用して 選定しているので、 最適な抗菌剤を簡単に、 かつ短時間で的確に選定することが できる。
本発明の抗菌処理方法は、 DNAの塩基配列に基づいて対象系の微生物相を解析し、 この微生物相に最適な工業用抗菌剤をデータベースから選定して使用するように しているので、 対象系の微生物相に応じて最適な工業用抗菌剤を短時間で選定し て効率よく抗菌処理することができる。
本発明の抗菌効果のモニタリング方法は、 DNAの塩基配列に基づいて対象系の微 生物相を解析し、 微生物相の変化から抗菌剤の効果を監視しているので、 抗菌剤 の効果が発揮されているかどうかを短時間で簡単に、 かつ的確に把握することが でき、 微生物の増殖に起因するトラブルを事前に防止することができる。
本発明のスライム抑制方法は、 DNAの塩基配列に基づいて対象系の微生物相を解 析し、 スライムコントロール剤に対する抵抗性微生物が認められる場合には、 そ の抵抗性微生物に最適なスライムコント口ール剤をデータベースから選定してそ の発生源に添加するようにしているので、 抵抗性微生物に対して最も適切なスラ ィムコントロール剤を短時間で、 かつ的確に選定することができ、 しかも添加量 を最小限にして効率よくスライムの抑制を行うことができる。
本発明の製紙工程における製品の付着物の分析方法は、 付着物から微生物に由 来する DNAを抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相また は優占微生物を分析しているので、 紙製品の欠点の原因となっている微生物を簡 単に、 かつ確実に特定することができる。
本発明の製紙工程における製品の付着物の付着原因の探索方法は、 付着物から 微生物に由来する DNAを抽出し、 得られた DMの塩基配列を指標にして付着物の微 生物相または優占微生物を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程 内に発生したスライムの微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付 着物の原因となったスライムを特定しているので、 紙製品の欠点の原因となって いる微生物の発生場所を簡単に、 かつ確実に特定することができる。
本発明の製紙工程における微生物制御方法は、 付着物から微生物に由来する DN Aを抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微 生物を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライ ムの微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となった スライムの発生場所を特定し、 特定したスライムの発生場所に対して殺菌 ·防腐 処理を行うので、 紙製品の欠点の原因となっている微生物の発生場所を簡単に、 かつ確実に特定し、 これに基いて紙製品の欠点の発生を簡単に、 かつ確実に低減 させることができる。 次に本発明の抗菌処理方法を図面を用いて説明する。 ―
図 1は本発明の抗菌処理方法を適用する製紙装置の系統図であり、 白水系を抗 菌処理する場合の例である。
図 1の装置において、 1は抄紙機、 2は種箱、 3は白水ピット、 4は微生物相 解析系、 5は抗菌剤選定系、 6は制御系である。 7 a、 7 b · · ·は抗菌剤貯槽 であり、 抗菌剤の種類毎に複数設けられている。
図 1の装置では次のようにして紙が製造される。 すなわち、 連絡路 1 1からパ ルプスラリーが種箱 2で流量調整されて導入され、 ポンプ 1 2により連絡路 1 3、 1 4を通ってスクリーン装置 1 5に送られ、 夾雑物が除かれた後、 連絡路 1 7か らインレッ ト 1 8に送られる。 このパルプスラリーがインレッ ト 1 8から抄紙機 1のワイヤー部 2 1上に供給される。 ワイヤー部 2 1を通過した白水はセーブォ ール 2 2で受けた後、 連絡路 2 3から白水ピット 3に集められる。 白水ピット 3 の白水は、 一部は連絡路 1 4中でパルプスラリーと混合され、 循環使用される。 残部は排水路 2 4から排出される。 ワイヤー部 2 1上に形成された紙層は後工程 の乾燥工程 (図示せず) などを経て紙製品とされる。
上記のような製紙装置を抗菌処理するには、 例えば白水ピット 3から微生物を 含む試科を採取し、 微生物相解析系 4で微生物相の解析を行い、 その結果に基づ いて抗菌剤選定系 5で抗菌剤を選定する。 微生物相解析系 4における微生物相の 解析およぴ抗菌剤選定系 5における抗菌剤の選定は、 例えば図 2に示すフローに より行われる。
抗菌剤選定系 5の結果が制御系 6にインプットされ、 選定された抗菌剤が指定 された濃度となるように、 抗菌剤貯槽 7 a、 7 b · · ·から薬注路 2 7 a、 2 7 b · · ·を通して種箱 2に添加される。
このようにして添加された抗菌剤がパルプスラリ一おょぴ白水に溶解して製紙 装置を循環することにより、 装置全体が抗菌処理される。 抗菌剤の濃度の調整は、 目的の濃度となるように、 制御系 6から信号をポンプ 2 8 a、 2 8 b - · 'に送 り、 添加量を制御することにより自動的に行うこともできる。
白水ピット 3からの試料の採取は定期的または任意の時点で行い、 続いて微生 物相解析、 抗菌剤の選定を行う。 これにより、 その時点における最も適した抗菌 剤が選定され、 最も効果的に抗菌処理を行うことができる。
図 1では白水ピット 3から試料を採取しているが、 スクリーン装置 1 5、 イン レット 1 8またはセーブオール 2 2などから試料を採取してもよい。 また図 1で は抗菌剤貯槽 7 a、 7 b · · 'は 3個設けられているが、 2個または 4個以上で あってもよい。
図 2は図 1の微生物相解析系 4および抗菌剤選定系 5における処理の流れを示 すフローチャートであり、 微生物の生育に及ぼす環境条件ごとに微生物に対する 抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されており、 指定された環境条件の中から抗菌 剤を絞り込むことができる抗菌剤検索データベースを使用した場合の例である。 図 2のフローチャートでは、 ステップ 3 1において対象系から微生物を含む試 料を採取し、 ステップ 3 2において試料のコロニー数と全微生物数を測定する。 全微生物数は、 例えば試料中の細胞をァクリジンオレンジや D A P Iなどで染色 後、 蛍光顕微鏡下に直接計測するなどの公知の方法により測定することができる。 なお、 既に何度も測定を行っている対象系であって、 環境条件から結果が推測で きる場合はステップ 3 2は省略することもできる。
次にステップ 3 3において、 コ口-一数と全微生物数とを比較し、 ほぼ等しい 場合はステップ 3 4においてコロニー形成微生物の rDNAの解析を行う。 一方、 等 しくない場合はステップ 3 5においてコロニーを形成できない微生物を含む全微 生物の rDNAの解析を行う。
次にステップ 3 6において、 上記で解析した塩基配列に基づいて微生物検索デ ータベースを検索する。 この場合、 複数の微生物検索データベースを検索するこ ともできる。 この検索結果に基づいて、 ステップ 3 7において微生物を同定 (微 生物相の決定) する。 この場合、 微生物名を決定 ることができない場合、 独自 に微生物番号を付与することもできる。
次にステップ 3 8において、 ステップ 3 7において同定された微生物名、 ァク セッションナンバーまたは独自に付与した微生物番号のいずれかを検索キーとし て抗菌剤検索データベースを検索する。 ステップ 3 9で抗菌剤が抽出された場合 は、 ステップ 4 0において環境条件を検索キーとして抗菌剤を絞り込み、 成功例 がある場合はステップ 4 1においてその抗菌剤を抗菌処理に用いる薬剤として選 定する。 この時、 抗菌剤濃度も決定される。 複数の抗菌剤が抽出される場合は、 前記のようにコストなどを考慮して選定することができる。
一方、 ステップ 3 9において抗菌剤検索データベースで抗菌剤が抽出されない 場合は、 ステップ 4 2に進みコロニー形成微生物かどうかをステップ 3 3の結果 を見返すことにより判定し、 コロニー形成微生物の場合はステップ 4 3において 室内で各種抗菌剤に対する培養試験を行い、 その結果から抗菌剤を選定する (ス テツプ 4 4 ) 。 またステップ 4 2でコロニー非形成微生物と判定される場合は、 ステップ 4 5において過去の経験などから抗菌剤を選定する。
上記のようにして選定した抗菌剤を用いて、 ステップ 4 6において抗菌処理を 行う。
次にステップ 4 7において処理効果を判定し、 抗菌効果が良好でない場合はそ の結果を抗菌剤検索データベースに入力し (ステップ 4 8 ) 、 もう一度ステップ 3 1に戻り試科の採取から操作を繰り返す。 同定される微生物が同じ場合、 ステ ップ 4 0において絞り込まれる抗菌剤の中から前回とは別の抗菌剤を選定する。 なお、 ステップ 3 4または 3 5において DNA解析の結果が前回と同じ場合、 ステツ プ 3 6の微生物検索データベースの検索は省略することもできる。
一方、 ステップ 4 7において処理効果が良好と判定される場合は、 その結果を 抗菌剤検索データベースに入力し (ステップ 4 9 ) 、 任意の期間を置いた後 (ス テツプ 5 0 ) 、 ステップ 3 1から操作を繰り返す。
なお、 図 2のフローでは、 ステップ 3 9において抗菌剤が抽出されない場合、 コ口ニー形成微生物では培養試験を行つて抗菌剤を選定しているが、 過去の経験 などから選定することもできる。
上記の方法により、 抗菌剤検索データベースに結果を蓄積しながら処理を継続 していくに従って、 ステップ 3 9および 4 0で N Oと判定される割合は次第に減 少し、 抗菌剤検索データベースを検索するだけで、 適切な抗菌剤を選択できるよ うになる。
次に本発明のスライム抑制方法を図面を用いて説明する。
図 3は本発明のスライム抑制方法を適用する製紙装置の系統図である。
図 3の装置において、 5 1は。0 ?パルパー、 5 2は C G Pチェス ト、 5 3は L B K Pパルパ一、 5 4は L B K Pチェス トであり、 これらがパルプ原料調製系 を構成している。
5 6はウエット損紙パルパ一、 5 7はウエット損紙チェスト、 5 8はドライ損 紙パルパ一、 5 9はドライ損紙チヱストであり、 これらが損紙系を構成している。
6 1はサイズ剤タンク、 6 2は硫酸バンドタンク、 6 3は染料タンク、 6 4は 白水処理剤タンク、 6 5は内添デンプン糊液タンクであり、 これらが製紙薬剤調 製系を構成している。
6 7はミキシングチェス ト、 6 8はマシンチェス ト、 6 9は種箱であり、 これ らが調成系を構成している。
7 1は抄紙機、 7 2はスクリーン装置、 7 3はインレッ ト、 7 4はセーブォー ノレ、 7 5は白水サイロであり、 これらが白水循環系を構成している。
7 7は分離濃縮装置、 7 8はクリア白水ピットであり、 これらが白水回収系を 構成している。 8 1は工業用水ピット、 8 2は外添デンプン糊液タンクである。 図 3の装置では次のようにして紙が製造される。 すなわち、 紙の原料となるパ ルプが C G Pパルパ一 5 1、 L B K Pパルパ一 5 3、 ゥエツト損紙パルパ一 5 6、 ドライ損紙パルパ一 5 8に導入されて離解され、 各チヱスト 5 2、 5 4、 5 7、 5 9を経てミキシングチェスト 6 7に導入される。 ここでサイズ剤 9 1および硫 酸バンド 9 2が添加混合され、 さらにマシンチェスト 6 8で内添デンプン糊液 9 3が添加されてパルプスラリー 9 4が調製される。 このパルプスラリー 9 4が種 箱 6 9に導入され、 染料 9 5、 白水処理剤 9 6が添加され、 流量調整されポンプ 1 0 1によりスクリーン装置 7 2に送られ、 夾雑物が除かれた後、 インレツト 7 3に送られる。
このパルプスラリー 9 4がインレッ ト 7 3から抄紙機 7 1のワイヤー部 1 0 2 上に供給される。 ワイヤー部 1 0 2を通過した白水はセーブオール 7 4で受けら れ後、 白水サイロ Ί 5に集められる。 白水サイロ 7 5の白水 1 0 3は、 一部は連 絡路 1 0 4中でパルプスラリー 9 4と混合され、 循環使用される。 残部は分離濃 縮装置 7 7に送られて脱水され、 回収された原料はミキシングチヱス ト 6 7に戻 されて再利用され、 ろ液はクリア白水ピット 7 8に集められ、 各工程で再利用さ れる。 ワイヤー部 1 0 2上に形成された紙層は後工程のプレスパート 1 0 5、 ド ライパート (図示せず) などを経て紙製品とされる。 プレスパート 1 0 5、 ドラ ィパートで発生する損紙はそれぞれゥエツト損紙、 ドライ損紙としてウエット損 紙パルパ一 5 6、 ドライ損紙パルパ一 5 8に送られ、 再利用される。
上記のようにして紙が製造される製紙工程では、 白水処理剤タンク 6 4から添 加される白水処理剤 9 6、 例えば 2, 2—ジブロモ一 3—二トリ口プロピオンァ ミ ド (D B N P A) がパルプスラリー 9 4および白水 1 0 3に溶解して白水循環 系を循環し、 白水循環系のスライム抑制が行われる。 またクリア白水ピット 7 8 に集められたクリア白水 1 0 6が再利用されることにより、 再利用先のスライム も抑制される。
このようにしてスライムの抑制が行われている製紙工程において、 任意の 2箇 所以上から試料を採取し、 各試科ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて前記 方法により解析する (微生物解析工程) 。 例えば、 C G Pチヱス ト 5 1、 L B K Pチェス ト 5 3、 ゥヱット損紙チェス ト 5 6、 ドライ損紙チェス ト 5 8、 サイズ 剤タンク 6 1、 染料タンク 6 3、 内添デンプン糊液タンク 6 5、 ミキシングチェ ス ト 6 7、 マシンチェス ト 6 8、 白水サイロ 7 5、 クリア白水ピット 7 8、 工業 用水ピット 8 1、 外添デンプン糊液タンク 8 2などから試料を採取する。
次いで抵抗性判定工程として、 前記微生物解析工程で検出された微生物が、 現 在使用している白水処理剤 9 6に対して抵抗性を有するか否かを判定する。 例え ば、 前記微生物解析工程で検出された微生物または現在使用している白水処理剤 9 6を検索キーとして、 前記薬剤検索データベースを検索し、 検索対象の微生物 に対して現在使用している白水処理剤 9 6の有効濃度が記録されている場合は、 検索対象の微生物は現在使用している白水処理剤 9 6に対して抵抗性を有さず、 有効濃度が記載されていない場合は抵抗性を有すると判定することができる。 次いで発生源判定工程として、 前記抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定し た抵抗性微生物の存在比率が高い試料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定 する。 例えば、 D B N P Aに抵抗性の微生物の存在比率がウエット損紙チヱスト 5 6で最も高い場合は、 その抵抗性微生物の発生源はゥヱット損紙チェスト 5 6 であると判定することができる。 発生源は複数存在する場合もある。
次いでスライムコントロール剤選定工程として、 前記抵抗性判定工程で判定し た抵抗性微生物を検索キーとして、 前記薬剤検索データベースを検索し、 抵抗性 微生物に対して有効濃度が入力されているスライムコントロール剤を抽出する。 この場合、 環境条件などを検索キーとして入力し、 スライムコントロール剤をさ らに絞り込むのが好ましい。 複数のスライムコントロール剤が抽出された場合は、 抵抗性微生物に対して最も低い最小有効濃度のスライムコントロール剤を選択す るか、 「最小有効濃度 X価格」 が最小となるスライムコントロール剤を選択する ことにより、 発生源処理剤として使用するスライムコントロール剤を選定する。 次いで発生源処理剤添加工程として、 前記発生源判定工程で判定した抵抗性微 生物の発生源に、 前記スライムコントロール剤選定工程で選定した新しいスライ ムコントロール剤、 すなわち現在使用している白水処理剤とは別の発生源処理剤 剤を添加する。 例えば、 ゥエツト損紙チェスト 5 6に、 抵抗性微生物に有効であ るとして選定された HP GHC (2— (p—ヒドロキシフエニル) グリオキシロ ヒドロキシモイルク口ライド) を添加する。 これにより、 抵抗性微生物がその発 生源で効果的に抗菌処理され、 これによりスライムが抑制される。
試料の採取は定期的または任意の時点で繰り返して行う。 そして発生源処理剤 の効果が認められた場合は、 発生源処理剤の使用は中止し、 白水処理剤による通 常の処理を行う。 一方、 効果が認められない場合は、 さらに別の発生源処理剤に 切り替えるか、 発生源処理剤の使用方法 (添加濃度、 添加方法など) または環境 条件を見直す。 さらに新たな抵抗性微生物が検出された場合、 その微生物に対す る新しい発生源処理剤を選定して添加する。
このようにして、 微生物相の解析おょぴ発生源処理剤の選定を繰り返して行う ことにより、 その時点における最適なスライムコントロール剤を短時間で、 かつ 的確に選定することができ、 しかも発生源に対して添加することができるので添 加量を最小限にしてスライムの抑制を行うことができる。 発明を実施するための最良の形態
次に本発明の実施例について説明する。
実施例 1
《実験室スライム試験装置による実験例》
特開平 9 - 7 50 6 5号に記載されたトルク式スライム試験装置、 すなわち静 止した外部シリンダと、 この外部シリンダ内に同軸的に設置された内部シリンダ とを有し、 外部シリンダと内部シリンダとの間に水を流通させるとともに内部シ リンダを回転させて内部シリンダ表面にスライムを成長させるようにしたスライ ム試験装置を使用した。 この装置を滞留時間 20分間となるように人工白水 (組 成:溶性デンプン 1 42mg/L、 硫酸アンモニゥム 1 1. 6ing/L、 p H 7. 0) を 3 で連続供給し、 DBNPA (ジブロモニトリ口プロピオンアミ ド) を主剤とするスライムコントロール剤を接触濃度 2. 5mg/Lで 1 5分間、 3 回 日で間欠添加した。 1 2日間運転後にスライムが厚さ 1 1 9 m発生したの でこれを採取し、 PY寒天培地 (組成:ポリペプトン 1 g L、 酵母エキス l g L、 N a C 1 0. 5 gZL、 寒天 1. 5 %、 p H 7. 0) を用いて培養し、 最大希釈の平板からァトランダムに細菌 24菌株を分離した。 個々の分離菌株を 一白金耳採取し、 1. 5 mL容量の微量遠心管に分注した 0. 4πlLのTE緩衝 液 ( 1 OmM T r i s— HC 1、 1 mM EDTA、 p H 8. 0) に懸濁した。 この懸濁液に 0. 8 gの 0. 1 mmジルコニァノシリカビーズ (Bio Spec Pro ducts, Inc社) を加えて、 細胞破碎機 (ビートビータ : Bio Spec Products, Inc 社) により最大出力で 1分間ホモジナイズした。 8, 000 X g、 5分間遠心分 離後、 上清を铸型 DNA溶液として PCR反応を行った。 試薬は PyroBestDNAポリメラー ゼ (宝酒造株式会社、 商標) を用い、 反応装置は GeneAmp2400 (PEバイオシステ ムズ社、 商標) を用いた。 プライマーは 5'_GAGTTTGATCMTGGCTCAG - 3,と 5,_ACGGYT ACCTTGTTACGACTT- 3'を用いた。 PCRの反応条件は、 94°。で0. 2分間、 5 5°Cで 0. 3分間、 7 2°Cで 2分間の反応を 3 0サイクル繰り返し、 最終回は 7 2°Cで 7分間反応を行った。 反応物は MicroSpin S- 300 HRカラム (アマシャム ' ファノレ マシア ·バイオテク株式会社製、 商標) に通して未反応のプライマーを除去した のち、 その一部を BigDye Terminatorし ycle sequencing FS Ready Reaction Kit (P Eバイオシステムズ社、 商標) を用いてシークェンシング反応を行った。 シ 一ク工ンシング用プライマーは 5' -GAGTTTGATCMTGGCTCAG-3'および 5, - CAGCMGCCGC GGTAATWC-3'とした。
反応物は AutoSeq G- 50カラム (アマシャム · フアルマシア ·バイオテク株式会 社製、 商標) に通して未反応のヌクレオチドを除去した後、 加熱変性させ、 ABI PRISM 3000シークェンサ一に供し、 5, 末端より約 5 00塩基の配列を決定した。 全ての分離株に対して得られた塩基配列のデータについて、 GenBankデータベース にアクセスして個々の細菌を同定したところ、 24株の分離株は 5種類の細菌を 含んでおり、 このうちデータベースにァクセッションナンバー AB004728として登 録されている Microbacterium属の一種の塩基配列と 9 8. 1 %の相同性を有する 16S rDNAを持つ細菌 (すなわち Microbacterium sp. と同定) が全細菌の 7 5%を 占め、 優占微生物であった。
さらに、 この分離した優占微生物の塩基配列について独自に構築した微生物検 索データベース (過去に検索した結果を独自に集積したデータベース) を検索し た結果、 全く同じ塩基配列の細菌が過去に分離されたことがあり、 微生物番号 6 3 54として登録されていた。 この微生物番号を検索キーとして抗菌剤検索デー タベースを検索した結果、 上記の Microbacterium sp. は D B N P Aに対する薬斉 lj 抵抗性菌であることが分かり、 その他の分離菌はいずれも DBNP A感受性菌で あった。 なお念のために後刻各分離菌株について DBNPAによる殺菌試験を行 つたところ、 使用した抗菌剤検索データベースの結果は正しい値を示しているこ とを確認した。
また Microbactrium sp. に対して、 『最小有効濃度 X価格』 から判断して最も 低コストで効果の得られる抗菌剤を抗菌剤検索データベースで検索した結果、 H P GHC ( 2 - (p—ヒ ドロキシフエ二ノレ) グリオキシロヒ ドロキシモイノレクロ ライド) が抽出され、 その最小有効濃度は 0. 2mg/Lであることが判明した。 また他の分離菌株は全て H P G H Cに対して感受性であった。
上記の結果を基に、 スライム試験装置の運転条件は変えずにスライムコント口 ール剤だけを HPGHCが系内で 0. 3 mg/Lを維持する方法に変更した。 そ の結果、 スライム付着量は著しく減少し、 同じ期間内のスライム成長が厚さ 3 mになった。 この時に採取した HP GHC処理スライムの微生物相の解析を前記 と同じ方法で実施したところ、 icrobacterium sp. は検出されなかった。
この実施例において、 スライムを採取してから Microbacterium sp. が優占微生 物であることを明らかにするまでに要した日数は 5日間であった。
実施例 1で用いた前記抗菌剤検索データベースは、 Microsoft社の Microsoft A ccess (商標) を利用して作成したものであり、 各種水系および製紙工場のデンプ ンスラリー、 デンプン糊液、 コーティングカラーから分離した細菌について、 p H 3水準、 温度 3水準の条件下で各種抗菌剤 (スライムコントロール剤、 防腐剤、 およびそれらの素剤) を用いて殺菌試験おょぴ増殖抑制試験を行い、 その試験結 果を入力したものである。 さらに各種抗菌剤を各種対象系に適用して得られた過 去の実績データを網羅して入力したものである。
なお、 この抗菌剤検索データベースの検索は、 Microsoft Accessに組み込まれ ている 「並べ替え」 、 「オートフィルター」 および 「検索」 の機能だけを利用し て行い、 検出結果をコンピュータの画面上に表示させて判断した。
実施例 2
《D製紙におけるスライムコントロール剤選定例》
中質紙を抄造している長網マシンのスライムコントロールを、 D B N P Aを主 剤とする抗菌剤で長期間処理していたところ、 白水循環工程でピンク色の細菌ス ライムが発生した。 そこで実施例 1と同じ方法で、 寒天培地を用いて複数の付着 場所のスライムから細菌各 2 4菌株を分離し、 微生物相の解析を行った。 この結 果、 分離株は 5種類の細菌を含んでおり、 このうち GeneBankデータベースのァク セッションナンバー A.T000002の Deinococcus geothe進 lisに 9 9 . 5 %の相同性 を有する 16S rDNAを持つ細菌 (すなわち、 2. geothermalisと同定) が全細菌の 4 6 %を占めていた。
Deinococcus geothermalisを検索キーとして、 実施例 1と同じ抗菌剤検索デー タベースで検索したところ、 この細菌は D B N P Aに抵抗性を持つグループに属 していた。 念のために後刻分離菌の D B N P Aに対する殺菌試験を行ったところ、 間違いなく D B N P A抵抗性菌であった。 この菌に対して有効な抗菌剤を抗菌剤 検索データベースから抽出した結果、 本系の p Hおよび温度条件においてはある 種の無機臭素系化合物が適しているとの結果を得た。 また他の分離菌で検索した 結果、 この無機臭素系化合物に抵抗性を有するスライム構成菌は存在しなかった。 そこで直ちにこれを実際のスライムコントロールに適用した結果、 ピンク色のス ライムはもとよりスライム全体の発生が極めて少なくなつた。 2 5日間連続操業 後に採取した白水サイロ内の付着物を上記と同じ方法で微生物相の解析した結果、 Deinococcus geothermalisが全微生物相に占める占有率は 4 %に減少していた。 なお、 スライム試料を採取してから上記の各種試験を終了し、 新しい処理方法を 決定するまでに要した時間は 6日間であった。
実施例 3
《D製紙におけるモニタリング例》
D製紙には実施例 2と抄造製品が同じで、 マシン形式、 抄造条件が類似した別 のマシンが隣り合わせで存在する。 しかし、 実施例 2のマシンでピンク色のスラ ィムが発生した時にもこのマシンではその発生が認められなかった。 そこで実施 例 1と同じ方法により白水試料から寒天培地を用いて細菌 3 6菌株を分離し、 微 生物相の解析を行った。 試験菌株数が多いことから、 各菌株から調製した 16S rD NAを 3種類の制限酵素 (BstUI、 Rsal、 Hhal) でそれぞれ消化して T R F L P解析 を行い、 パターンが一致するものは同じ菌としてあらかじめグループ化した後、 塩基配列を指標とした同定を行った。 その結果、 本マシンの分離 3 6菌株に占め ¾ Deinococcus geothe進 lisは占有率 2 · 7 % ( 1菌株) に過ぎなかった。
マシンの環境条件が類似していることから、 このマシンでもいずれ時間が経過 すると同じピンク色のスライムが発生する恐れがあつたので、 従来法による効果 監視を強めるとともに、 上記と同じ試験方法により (分離菌株は 4 8菌株に増や した) 白水試料の微生物相の解析を 7〜 1 4日間の間隔で繰り返し実施した。 ま た実施例 1の試験装置と基本構造が同じ 3連式スライムモニターをこのマシンに 設置し、 次のように使用した。
すなわち、 1台 (以下 1号機とする) は本来のスライムモェターとするために、 マシン白水を連続供給した。 残りの 2台はマシン条件を模したシュミレーター試 験装置として用い、 白水の滞留時間がマシンと同条件となるように供給白水の流 量を設定した上で、 D B N P A添加時間帯から離れた時間帯にマシン白水を貯留 タンクに取り、 D B N P Aを含まない白水を供給するようにした。 そして実機の 条件下で D B N P A製剤と無機臭素系化合物の抗カ確認を行うために、 1台 (以 下 2号機とする) には D B N P A製剤を、 あとの 1台 (以下 3号機とする) には 無機臭素系化合物をマシン処理条件と同じになるように各々独立した注入システ ムを使用して添加した。
4回目までの微生物相の 军析結果は、 Deinococcus geothermalisの占有率が 2〜4 % ( 4 8菌株中 1 ~ 2菌株) の範囲で推移していたが、 初回の試験から数 えて 4 7日後に行った第 5回目の結果では 6菌株 (1 2 . 5 %) に増加した。 こ の時同時に実施した白水試料に対する殺菌効力試験では D B N P A製剤の効力は 良好なままで、 通常のバラツキ範囲内にあった。 一方、 3連式スライムモニター の 3号機におけるスライム成長の兆候はなく、 1号機および 2号機においてはス ライム厚さ数 / mに相当する微小な付着ではあったが、 スライム成長の兆候が認 められた。
このような複数の結果を総合して、 この変化は当マシンにもピンク色のスライ ムが発生し始めた兆候であると判断し、 マシンに適用する抗菌剤を D B N P A製 剤から無機臭素系化合物に変更 (試験日から 5日後) した。
抗菌剤を切り替えてから 7日目に行ったマシン白水における微生物相の解析結 果は、 分離菌 4 8菌株中 1菌株 (占有率 2 %) が Deinococcus geothermali sとな り、 ほぼ元の状態に復帰していた。 また 3連式スライムモニターの 1号機付着量 は検出限界以下に低下した。 一方 2号機の方はスライム付着量が徐々に増加し、 抗菌剤切り替え後 1 4日目には肉眼でも判別できるピンク色のスライムが発生し た。 この結果から、 抗菌剤の変更があと 1〜2週間遅れていたら当マシンでもス ライム障害が発生していた可能性が高いと判断された。
この結果から、 DNAの塩基配列を用いた本発明の抗菌効果のモニタリング方法は、 抗菌剤使用マシンにおける効力のモニタリング手段として有効なことが明らかで あ 。 実施例 4
《0製紙におけるスライムコント口ール剤選定例》
中性の中質紙を抄造している長網マシンのスライムコントロールを、 塩素処理 と DBNP Aを主剤とする抗菌剤を併用して長期間にわたり行っていたところ、 白水循環系に黄色のスライムが発生した。 そこで実施例 1と同じ方法でスライム から 24菌株を分離し、 16S rDNAによる微生物相の解析を行った。 その結果、 Ge nBankデータベースのァクセッションナンパー AB027702で特定される Microbacter ium属に属する一微生物の 16S rDNAの塩基配列に 9 8. 0%の相同性を持つ遺伝子 を有する細菌が 90%を占めていることが分かった。
さらに、 分離された優占細菌の塩基配列を独自に構築した前記微生物検索デー タベースで検索したところ、 9 9. 1%相同の塩基配列を有する細菌が微生物番 号 240 1として登録されていた。 そこでこの微生物番号を検索キーとして抗菌 剤検索データベースを検索した結果、 D B N P Aに抵抗性を示すグループに属す る菌であることがわかった。 これに有効な抗菌剤を当マシンの環境条件において 『最小有効濃度 X価格』 から判断したところ無機臭素系化合物を主剤とする抗菌 剤であるとの結果を得た。 そこで次の操業期間からは選定された無機臭素系抗菌 剤を単独で用いてスライムコントロールを行った。 その結果、 1 4日間の連繰期 間中、 肉眼で識別できるスライムの発生がなくなつた。
実施例 5
《A製紙工場デンプンスラリーにおける防腐剤選定例》
A製紙工場製紙用デンプン糊液 (pH 9、 温度 60t) で、 糊液粘度が短時間 に低下する現象が発生した。 本系ではイソチアゾロン系抗菌剤を 1 OmgZL [イソチアゾロンとしての濃度] の濃度で連続添加している。 菌数を測定すると、 1. 7 X 1 0 E + 8 CFU/mLの菌が発生しており、 腐敗初期状況と推定され た q 実施例 3と同じ方法により、 微生物相の解析を行った結果、 Paenibacillus属 の一微生物 (GenBankデータベース : AJ288158) と 94. 8%の相同性を有する 1 6S rDMを持つ細菌が全菌の 9 6 %を占めることがわかった。
さらに、 分離された優占細菌の塩基配列を独自に構築した前記微生物検索デー タベースで検索したところ、 全く同じ塩基配列を有する細菌が微生物番号 2 6 7 5として登録されていた。 そこでこの微生物番号を検索キーとして抗菌剤検索デ ータベースを検索した結果、 この細菌は過去に同じ工場から分離されており、 こ の細菌の栄養細胞はイソチアゾロンに感受性であることがわかった。 優占種が感 受性菌であることから、 原因は抗菌剤が不適合なのではなく使用方法に問題があ ると推定し、 抗菌剤注入システムを見直した結果、 注入ポンプの吐出量が約 1 5に低下し、 注入濃度が不足していることが判明した。 防腐剤貯留タンク内の残 存量からも注入量低下が裏付けられたため、 これが原因であると判断し、 デンプ ン糊槽を洗浄後、 注入ポンプを新品に取り替えて、 再び運転を開始したところ上 記現象が止まり、 菌数も元に戻った。
実施例 6
《 S製紙における糸状菌に対するスライムコント口ール剤選定例》
酸性の新聞紙を抄造している長網マシンのスライムコントロールを、 D B N P
Aと B B A B ( 1, 4一ビス (プロモアセトキシ) 一 2—プテン) を主剤とする 抗菌剤を併用して長期間にわたり行っていたところ、 マシン全体に力ビを主体と するスライムが発生した。 そこで、 P Y D培地を用いて糸状菌および酵母を選択 的に分離した。 4日間培養して形跡されたコロニーは全て淡い橙色を帯びた菌糸 を有する直径 5 mmの糸状菌であった。 実施例 1と同じ方法で 8株の糸状菌を分 離し、 18S rDNAによる微生物相の解析を行った。 PCRプライマーおよびシークェン シング用プライマーは、 5' -GTAGTCATATGCTTGTCTC-3 'と 5 ' -GGCTGCTGGCACCAGACTTG C - 3'を用いた。 その結果、 8株全てが、 Chaetomium elatum (GenBankデータべ一 ス :ァクセッションナンバー M83257) と 9 9 . 2 %の相同性を有する 18S rDNAを 持つ糸状菌であることがわかった。
Chaetomium elatumを検索キーとして抗菌剤検索データベースで検索したところ、 DBNPAおよび B B ABに非感受性の糸状菌グループに属することがわかつた。 このため、 上記糸状菌に有効な抗菌剤を当マシンの環境条件において 『最小有効 濃度 X価格』 から判断したところ、 4, 5—ジクロ口一 1, 2—ジチオラン一 3 —オン (以下ジチオール) を主剤とする抗菌剤であるとの結果を得た。 そこで次 の操業期間からは選定された B B A Bとジチオールを主剤とする抗菌剤を用いて スライムコントロールを行った。 その結果、 1 4日間の連繰期間中、 肉眼で識別 できるスライムの発生がなくなった。
実施例 7
《空調冷却水系におけるスライムコント口ール剤選定例》
イソチアゾロンを包接して錠剤化した固形抗菌剤を冷却水に浸漬することによ りスライムコントロールを実施している N (株) 管理棟の空調用冷却水系で顕著 な細菌スライムの発生が見られた。 有機物濃度が低い系であることから、 培地で 分離培養できない微生物の占有が大きいと判断し、 スライムから全 DNAを抽出した のち、 抽出された全 DNAを錄型として PCRを行うことにした。
2 mL容量のスクリューキャップ付き微量遠心管を用い、 耳搔き一杯程度のス ライムを 1 mLの DNA抽出用緩衝液 ( 1 00 mM T r i s _HC l、 1 00 πιΜ EDTA、 l O OmM N a 2H P O 4 + N a H 2 P O 4、 1. 5M Na C l、 p H 8. 0) に懸濁し、 28の0. 1 mmジルコニァ/シリカビーズを加え、 ビ 一トビータを用い最大出力で 2分間ホモジナイズした。 さらに凍結融解を 3回繰 り返したのち、 1 Omg/mL濃度の Proteinase K (生化学工業) を 0. 0 1 m
L添加して 3 7 °Cで 1 5分間反応を行った。 さらに 0. 2mLの 1 0%SDSを 添加し、 混合後 6 5 tで 30分間放置した。
ビートビータで再度ホモジナイズ後、 遠心分離 (1 0, 000 X g、 1 0分 間) で上清を回収した。 等量のクロ口ホルムを加えてよく懸濁後、 遠心分離 (1 0, 000 X g、 1 0分間) を行い上清を回収した。 0. 6倍容量のイソプロパ ノールを加え混合後、 30分間室温に置いたのち、 遠心分離 (1 0, 000 X g、 1 0分間) で DNAを回収した。 DNAは 7 0 %エタノールでリ ンス後、 乾燥し T E緩 衝液に懸濁した。 PCRは実施例 1と同じ方法で行った。 プライマーは、 5' - GAGTTT GATCMTGGCTCAG-3'と 5' - CAGCMGCCGCGGTAATWC-3'を用いた。 後者は 5 ' 末端をリン 酸化したものを用い、 およそ 5 0 0塩基対を増幅した。 得られた PCR産物は、 λェ キソヌクレアーゼで処理し、 一本鎖 DNAとした後、 S S C Ρ法により解析を行った c すなわち、 1 0 %ポリアクリルアミ ドゲルを用い、 2 0 0 V、 2 0 °Cの低温条件 で 8時間の電気泳動を行った。 ゲルは GelStar (宝酒造株式会社製、 商標) で染色 後、 U Vランプを照射して DNAのバンドを確認した。 およそ 1 0本の独立したバン ドが観察されたが、 著しく濃度の高い (すなわち量の多い) パンドは検出されな かった。
たまたま障害が発生する以前に採取され、 凍結保存されていた本冷却水系のス ライムについても同様の解析を行って比較した結果、 バンドの数と位置おょぴ濃 度比に大きな違いは観察されず、 障害発生の前後で微生物相に変化は見られない ことがわかった。 検出されたパンドのうち、 最も濃度の濃いバンドから DNAを回収 し、 塩基配列を決定した結果、 Rubrivivax属の近縁種 (GenBankデータベース;ァ クセッショ ンナンバー X89910) と 9 5 .. 8 %の相同性を有する 16S rDNAと、 Sphi ngomonas sp. (GenBankデータベース ; ァクセッショ ンナンノ ー AB023290) と 9 9 . 5 %の相同性を有する 16S rDNAであった。
実施例 1と同じ独自に構築した微生物検索データベースを検索したところ、 こ れらの 16S rDNAはこれまでにも度々同冷却水系から分離されており、 イソチアゾ 口ン処理で顕著な障害を起こした事例はない。 また実施例 1と同じ抗菌剤検索デ ータベースを検索した結果、 Sphingomonas sp. はイソチアゾロンに感受性菌であ ることがわかった。 これらの結果から抗菌剤の種類が不適合なのではなく、 使用 方法に問題があると推定し、 運転日報を調べた結果、 運転担当者がプロ一水量を 高めに設定する変更を実施していた。 これらのことからスライム発生の原因は、 冷却水系の滞留時間が設定値よりも短くなり、 ィソチアゾロンの水中維持濃度が 低下したためと判断された。 そこでプロ一水量を元の状態に戻した結果、 スライ ム発生は止まった。
実施例 8
《超純水製造工程の R O濃縮水側の抗菌剤処理例》
H電子の超純水製造工程の RO濃縮水側にスライムが発生し、 フラックス低下 傾向が出てきた。 スライムを DNA抽出用緩衝液に懸濁後、 グラスビーズを加えてホ モジナイズした。 以下実施例 7と同じ方法で DNAを抽出し、 さらに PCRにより全 16 S rDNAを調製した。 16S rDNAは一本鎖化後、 S S C P法により解析を行った。 そ の結果、 5本の独立したバンドが観察され、 うち 1本は全体の 80%の濃度を占 めるものであった。 このバンドの塩基配列を決定した結果、 Ralstonia eutropha (GenBank: ァクセッションナンバー D88000) と 9 9. 9%の相同性を有すること がわかった。
実施例 1と'同じ抗菌剤検索データベースには複数の Ralstonia eutrophaが登録 されており、 今回分離した 16S rDNAと比較すると 9 9. 2- 9 9. 7%の相同性 を有していた。 この全てに対して最も有効な抗菌剤を検索すると次亜塩素酸ナト リゥムであった。 しかし塩素は RO膜に悪影響を与えることが分かっているので 適用できない。 そこで抗菌剤検索データベースから ROに影響がなく、 かつ上記 微生物に有効な抗菌剤を再検索した結果、 ィソチアゾロン系抗菌剤がイソチアゾ ロンとして 1. 2~1. 5mgZLで有効な使用実績のあることが分かった。 そ こで RO膜内をー且洗浄してから上記のイソチアゾロン製剤を 1. 5mgZLに なるよう注入した。 その結果、 スライム発生がなくなった。
参考例 1
連続操業期間約 2週間の中性抄紙の製紙工程において、 抄紙機の白水循環系で スライムが発生するため、 DBNPA (ジブロモユトリロプロピオンアミ ド) を 有効成分とするスライムコントロール剤を種箱に間欠添加をする方法 (DBNP Aの系内濃度が 2 OmgZLを 20分間維持するように設定した注入量を 1日に 4回、 定量ポンプで自動注入した) でスライムコントロールを行った。 この製紙 . 工程ではこの他にクリャ白水配管にもスライムが発生するため、 同様に DBNP Aを有効成分とするスライムコントロール剤をクリャ白水ピットにも間欠添加す る方法でスライムコントローノレを行った。
実施例 9
参考例 1の処理を開始してから 2か月後に、 抄紙機ワイヤー下のサクションボ ックス内に細菌を主体とするスライムの発生が観察された。 そこでこのスライム を試料として寒天平板法で細菌を分離培養し、 釣菌した 48菌株にっき 16S rDNA を指標にして微生物相の解析を行った。 各菌株から抽出した DNAを铸型として PCR で 16S rDNAを合成し、 3種類の制限酵素 (B s t U I、 R s a 1、 Hh a I ) で それぞれ消化して RF L P解析を行った。 電気泳動パターンが一致するものは同 じ菌としてあらかじめグループ化した後、 5 ' 末端より 500 b p前後の部分塩 基配列を指標として GenBankデータベースにアクセスして、 個々の細菌を同定した。 その結果、 48菌株中 2 5菌株カ ^Deinococcus geothermalis, 1 0菌株が Ac^ov orax temperans, 8菌株が Riemerella属近縁のグラム陰性細菌、 4菌株が Shingo monasであり、 残る 1菌株カ Rhizobium sp.であった。
各菌株の 16S rDNAの塩基配列を指標にして薬剤検索データベースを調べた結果、 Acidovorax temperansN Riemere丄丄 &属¾1縁のグフム陰 te細菌、 Shingomonasおよぴ Rhizobium sp.は D B N P Aに対する感受性菌であったが、 Deinococcus geother malisは DBNP Aに対する抵抗性菌であることが分かった。
後刻これを確かめるため、 代表的分離菌株にっき DBNP Aの殺菌試験を行つ たところ、 Acidovorax temperans^ Riemerella属 ¾Ε¾のクラム陰性細菌、 Shin¾o monasおよび Rhizobium sp.は 2 m g ZL以下の D B N P Aに 30分間接触するこ とで生菌数の 9 9%が死滅したが、 Deinococcus geothermalisは 3 OingZLの DBNP Aに 30分間接触させても全く殺菌されなかった。
次に製紙工程の各箇所から試科を採取し、 DAP I染色直接検鏡法により全菌 数を測定するとともに各 48菌株を寒天平板法により分離し、 16S rDNAの塩基配 列により 48菌株に占める Deinococcus geothermalisの存在比率を調べた。 試験 結果を表 1に示す。 表 1
試料名または 全菌数 Deinococcus 割合 試料採取場所 (eel Is/mL) geotherma 1 i sW&^ (%)
(48株中のコロニー数) * 1 白水サイロの白水 5. 1 X 1 07 9 1 9 クリア白水ピッ卜のクリア白水 3. 0 1 07 8 1 7 工業用水 5. 7 1 03 0 0
L B K Pチェス卜 6. 0 1 06 1 2
CG Pチェスト 4. 8 1 04 0 0 ドライ損紙チェス卜 8. 3 X 1 07 7 1 5 ゥエツト損紙チ: cスト 6. 7 X 1 07 44 92 ミキシングチ Iス卜 4. 8 X 1 07 6 1 3 マシンチェス卜 5. 2 X 1 07 7 1 5 染料タンク 1. 1 X 1 03 0 0 サイズ液タンク 8. 7 X 1 02 0 0 外添デンプン糊液タンク 1. 5 1 04 0 0 内添デンプン糊液タンク 4. 6 X 1 03 0 0
* 1 {Deinococcus geothermai is \ロニ一数 Z48) x 1 00
Deinococcus geothermalisは主にゥエツト損紙チェストに存在し、 その存在比 率は 9 1. 7%に達した。 LBKPチ: ストやドライ損紙チェストにも検出され たが、 これはパルプ調製に使用された回収白水を介してもたらされたものである。 また、 各種パルプ原料が集まったミキシングチヱスト、 マシンチェストは、 全菌 数が増加しているけれども Deinococcus geothermali sの比率が低いこと力 ら、 こ こでは Deinococcus geothermalisが増殖していないことがわかる。 以上の試験結 果から DB NP A抵抗性菌である Deinococcus £eothermalisはゥエツト損紙チェ ストで増殖し、 白水循環系に供給されたものと判定した。 薬剤検索データべースで、 Deinococcus geothermalisを検索キーにしてスライ ムコントロール剤を検索し、 中性域において殺菌効力の高いスライムコントロー ル剤に絞り込んだところ HP GHC (2— (p—ヒ ドロキシフエニル) グリオキ シロヒ ドロキシモイルク口ライド) が抽出された。 HPGHCは系内濃度 2 Om g/Lに 20分間接触させることで Deinococcus geothermalisを殺菌することも 分かった。 ゥ ット損紙系の流量は白水循環系の流入量に比べて約 2 0分の 1で あり、 同じ系内濃度 2 Omg/Lを達成するにはゥ: ット損紙に添加する方が薬 剤使用量が少なくて済む。 さらにこのチェストの滞留時間は長いので、 一度添加 した薬剤が長時間微生物と接触し、 連続注入をしなくても接触時間を維持できる ので流量比以上に薬剤使用量が少なくても済む利点がある。
なお実施例で用いた上記薬剤検索データベースは、 Microsoft社の Microsoft A ccess (商標) を利用して作成したものであり、 各種水系および製紙工場のデンプ ンスラリー、 デンプン糊液、 コーティングカラーから分離した細菌について、 p H 3水準、 温度 3水準の条件下で各種スライムコントロール剤またはその素剤を 用いて殺菌試験おょぴ増殖抑制試験を行い、 その試験結果を入力したものである。 さらに各種スライムコントロール剤を各種対象系に適用して得られた過去の実績 データを網羅して入力したものである。 なお、 この薬剤検索データベースの検索 は、 Microsoft Accessに組み込まれている 「並べ替え」 、 「オートフィルター」 および 「検索」 の機能だけを利用して行い、 検出結果をコンピュータの画面上に 表示させて判断した。
スライムコントロール剤検索の結果から、 ゥ; ット損紙チェストに発生源処理 剤として HP GHCを有効成分とするスライムコントロール剤を保有水量 (チェ ス ト容量) 当たり 2 5mg,Lを 1日 3回添加し、 白水循環系には D B N P Aを 有効成分とするスライムコント口ール剤を従来通りの要領で添加する方法に処理 法を変更した。
この時 HP GHCの使用量は、 白水循環系にこれを添加したと仮定した場合の 約 3 0分の 1の使用量に相当する。
その結果、 シャットダウン時に観察されたスライム付着量は著しく減少し、 サ クシヨンボックス付着物はいわゆるスライムから少量のパルプ繊維を主体とする 付着物になった。
処理法を変更してから 2回目のシャツトダウン時おょぴその直前に、 製紙工程 の各部から試料を採取し、 全菌数およぴ Deinococcus geothermali sの存在比率を、 前回と同じ方法で測定した。 その結果、 全菌数は通常のバラツキ範囲内にあり変 化がなかったが、 Deinococcus geothermalisは検出されなくなった。 結果を表 2 に示す。
表 2
Figure imgf000068_0001
以上の結果から少量のスライムコントロール剤を追加使用するだけで、 DBN P Aに抵抗性の Deinococcus geothe顧 lisを、 その発生源であるゥエツト損紙チ エストで駆逐したことがわかる。 また白水循環系におけるスライムコントロール 効果を確実なものにしたことがわかる。
なお、 同時に採取したサクシヨンボックス付着物の全菌数は 3. 5 X 1 09cel ls/dry— gで り、 これ力 ら ¾ Deinococcus geothermalisは検出されな力、つた。 実施例 1 0
A工場 Z抄紙機 (日産 2 90トン、 上質紙、 p H7. 3) において、 操業開始 直後より直径 1〜1. 5 mmの褐色の欠点が多発した。 紙片より欠点部分を切り 取り、 その 30個 (約 7. 5mg) を 2 mL容量のプラスチック製微量遠心管に 入れた。 1 mLの DNA抽出液 ( 1 0 O mM T r i s — C l 、 1 0 0 mM ED T A_N a、 1 0 O mM N a 2HP 04、 1. 5 M N a C 1 (p H 8. 0 ) ) を 加え、 室温に 3 0分間放置して紙片を充分に浸漬させた。
次に、 2 8の0. 1 mmジルコニァシリカビーズ (Bio Spec Products, Inc 社) を加え細胞破砕機 (ビートビータ : BioSpec Products, Inc社) で 2分間ホモ ジナイズした。 次に、 1 O in g Zin L濃度のプロティネース K (生化学工業株式 会社) 水溶液を 1 0 L加え、 3 7°Cで 1 5分間反応を行った。 1 0 % S D S水 溶液 2 5 0 /z Lを加え、 ビートビータ一で 1分間ホモジナイズしたのち、 6 0°C で 3 0分間放置した。 1 2 0 0 0 r p mで 2 5 °C、 1 0分間遠心分離したのち、 上淸 6 0 0 μ Lを新しいプラスチックチューブに移し、 6 0 0 ; Lのクロ口ホル ムを加えた。 充分に混合したのち、 1 2 0 0 0 r p mで 2 5 °C、 1 0分間遠心分 離した。 上層液 5 5 0 μ Lを新しいチューブに移し、 3 3 0 /2しのイソプロパノ ールを加えて緩やかに混合して室温に 3 0分間静置した。 遠心分離後 (1 2 0 0 0 r p m、 2 5 °C、 1 0分間) 、 上澄みを廃棄し、 7 0 %エタノールでチューブ 内をリ ンスしてから、 沈殿物を減圧乾燥した。 乾燥した沈殿物は 5 0 Lの T E 水溶液 ( 1 0 mM T r i s _ C 1 、 1 mM E DT A (p H 8. 0 ) ) に懸濁 し、 DNA懸濁液を得た。 また紙片の正常部についても 7. 5 m g相当を 3 0等分割 し、 上記と同様の方法で DNAを抽出した。 すべての抽出操作は再現性を確認するた め、 各試料につき 2連で行った。
上記方法により欠点部および正常部より抽出した各 DNA懸濁液を铸型として、 P CR反応により、 細菌特異的プライマー (Bact27f: 5' - AGAGTTTGATCMTGGCTCAG - 3 ,、 Bact519R: 5' - GWATTACCGCGGCKGCTG- 3' ) 、 および真菌特異的プライマー (NS1 : 5, -GTAGTCATATGCTTGTCTC-3'、 NS2: 5 GGCTGCTGGCACCAGACTTGC- 3' ) を用いて、 s s r DNAを増幅した。 試薬は PyroBestDNAポリメラーゼ (宝酒造株式会社) を用 い、 反応装置は GeneAmp2400 (アプライドバイオシステムズジャパン社) を用いた。 P C Rは、 3 0 Lの反応液で、 温度条件は 9 4 °Cで 0. 2分間、 5 5 °。で0. 3分間、 7 2 °Cで 1分間の反応を 3 0サイクル繰り返し、 最終回は 7 2 °Cで 7分 間の反応を行った。
増幅産物 2 μ Lを 2 %濃度のァガロースゲル電気泳動に供し、 1 0 0 m V、 4 5分間の泳動の後、 ェチジゥムブロマイド染色で DNAを染色し、 紫外線照射下にお いて観察した。 その結果、 図 4に示すように、 細菌特異的プライマーを用いた場 合には、 欠点部および正常部ともに s s r DNAのバンドが見られたが、 真菌特異的 プライマーを用いた場合には、 欠点部では 1 8 S r DNAのバンドが観察されたが、 正常部ではバンドが観察されなかった。 この結果から、 欠点部の細菌量は正常部 と同レベルであるのに対し、 欠点部は顕著な量の真菌を含むことがわかった。 増幅された 1 8 S r DNA水溶液 2 5 μ Lを MicroSpin S-300HRカラム (アマシャ ムフアルマシアバイオテク株式会社) に供し、 未反応のプライマーを除去したの ち、 その一部を BigDye Cycle Sequencing FS Ready Reaction Kit (アプライドノく ィォシステムズジャパン社) を用いてシークェンシング反応を行った。 シークェ ンシングプライマーは上述の N S 1、 N S 2を用い、 シークェンサ一は ABI Pris m 310 Genetic Analyzer (アプライドバイオシステムズジャパン社) を用いた。 その結果、 配列表の配列番号 6に示す塩基配列が得られた。
配列番号 6の塩基配列をデータベース上で検索した。 すなわち、 G e n B a n kデータベースにアクセスし、 データベース上の 1 8 S r DNA配列と B L A S Tを 用いて比較したところ、 Sarcinomyces属の糸状菌の 1 8 S r DNA配列と最もよく一 致し、 9 4 %の相同性を示すことがわかった。
上記方法で特定された Sarcinomyces属の糸状菌の発生場所を次の方法で突き止 めた。 すなわち、 白水および各原料ラインのかび数を P D A平板培地上に形成さ れるコロニー数を指標として調べた。 さらに、 コロニーの形態を指標としてダル ープィ匕し、 上述の DNAシークェンシングにより、 コロニーの 1 8 S r DMAの塩基配 列を指標として個々のカビの同定を行った。 その結果、 表 3に示すように、 白水 および L B K Pスラリー中に優占微生物として観察される赤褐色のカビの DNAの塩 基配列が、 欠点部から分離した DNAの塩基配列と完全に一致した。
以上の結果から、 この赤褐色のカビが欠点の原因であること、 およびこれらの カビの多くが LBKPスラリ一から由来していることがわかった。
表 3
Figure imgf000071_0001
上記結果を基に、 欠点の発生を防止するため、 次のような対策を行った。 まず、
LBKPの製造工程を調べたところ、 シックナーのろ液ラインに赤褐色のスライ ムが発生していることが明かになり、 このスライムの力ビ数を調べた結果、 スラ ィム l g (湿重量) あたり 5 X 1 06C FUのカビが見いだされた。 すべて白水中 の優占微生物と同じ赤褐色のカビで、 塩基配列も一致した。 顕微鏡観察結果から も、 カビを主体とするスライムであることがわかった。 そこで、 本ラインを N a OH洗浄するとともに、 ろ液ラインスライムから分離したカビに最も有効であつ た 4, 5—ジクロロー 1, 2—ジチオラン一 3—オンを主成分とするスライムコ ントロール剤を間欠注入し、 殺菌 ·防腐処理を行った。 その結果、 欠点の発生は 完全になくなった。
実施例 1 1
B工場 Y抄紙機 (日産 41 0 トン、 微塗工紙、 pH7. 5) において、 操業開 始 1 1日目より直径約 5 mmの薄い褐色の欠点が多発し、 操業を停止するに至つ た。 紙片より欠点部分を切り取り、 その 3個 (約 8. 1 mg) を 2 mm四方に裁 断後、 2mL容量のプラスチック製微量遠心管に入れた。 l mLの DNA抽出液 (1 O O mM T r i s — C l、 1 0 0 mM EDTA— N a、 1 0 0 mM N a 2H P 04、 1 . 5 M N a C 1 ( p H 8. 0 ) ) を加え、 室温に 3 0分間放置して紙 片を充分に浸漬させた。
次に、 2 の 0. 1 mmジルコニァ Zシリカビーズを加え、 ビートビータで 2 分間ホモジナイズした。 次に、 1 O rn g ZinL濃度のプロティネース K水溶液を 1 0 /z L加え、 3 7°Cで 1 5分間反応を行った。 1 0 % S D S水溶液 2 5 0 / L を加え、 ビートビータ一で 1分間ホモジナイズしたのち、 6 0°Cで 3 0分間放置 した。 1 2 0 0 0 r p mで 2 5 °C、 1 0分間遠心分離したのち、 上清 6 0 0 /x L を新しいプラスチックチューブに移し、 6 0 0 Lのクロ口ホルムを加えた。 充 分に混合したのち、 1 2 0 0 0 r p mで 2 5 °C、 1 0分間遠心分離した。 上層 5 5 Ό μ Lを新しいチューブに移し、 3 3 0 ;z Lのィソプロパノールを加えて緩や かに混合して室温に 3 0分間静置した。 遠心分離後 (1 2 0 0 0 r p m、 2 5 °C、 1 0分間) 、 上澄みを廃棄し、 7 0 %エタノールでチューブ内をリンスしてから、 沈殿物を減圧乾燥した。 乾燥した沈殿物は 5 0 Lの T E水溶液 (1 0 mM T r i s — C l、 1 mM ED TA (p H 8. 0 ) ) に懸濁し、 DNA懸濁液を得た。 また紙片の正常部についても 8. l m g相当を 2 5等分割し、 上記と同様の方法 で DNAを抽出した。 すべての抽出操作は再現性を確認するため、 各試料につき 2連 で行った。
上記方法により欠点部および正常部より抽出した各 DNA懸濁液を铸型として、 P C R反応により、 実施例 1 0と同じ細菌特異的プライマー (Bact27f、 Bact519R) および真菌特異的プライマー (NS1、 NS2) を用いて、 s s r DNAを P C R増幅した c 試薬は PyroBestDNAポリメラーゼを用い、 反応装置は GeneAmp OOを用いた。 P C Rの反応条件は 9 4°Cで 0. 2分間、 5 5でで0. 3分間、 7 2 で1分間の反 応を 3 0サイクル繰り返し、 最終回は 7 2DCで 7分間の反応を行った。
増幅産物 2 μ Lを 2 %濃度のァガロースゲル電気泳動に供し、 1 0 0mV、 4 5分間の泳動の後、 ェチジゥムブロマイド染色で DMを染色し、 紫外線照射下にお いて観察した。 その結果、 細菌特異的プライマーを用いた揚合では、 欠点部では 明瞭な s s r DNAのバンドが観察されたが、 正常部ではきわめて薄いバンドが観察 された。 真菌特異的プライマーを用いた場合には、 欠点部おょぴ正常部ともにパ ンドは観察されなかった。
以上の結果から、 欠点部は正常部と比較して顕著な量の細菌を含むことがわか つた。
欠点が多発した時期では系内は全体に汚れており、 欠点の原因となる汚染箇所 を目視観察により特定することはできなかった。 そこで、 系内のスライムを採取 し、 スライムの微生物相と欠点部の微生物相との比較を行った。 サンプルは以下 の箇所から採取した。
1 ) ヘッ ドボックス内スライム
2 ) ホイール下スライム
3 ) 白水サイロ壁スライム
4 ) 種箱壁スライム
5 ) C P (Consistency Profiling Control System) チュープスライム
6 ) 白水
スライムは湿重量で 5 O m g相当から、 白水は 2 m Lを 1 0 0 0 0 r p m、 4 °C、 1 0分間遠心分離して得られた沈殿物から、 上述の方法に従って DNAを抽出し た。 乾燥した沈殿物は 5 0 μ Lの Τ Ε水溶液に懸濁した。
微生物相の比較には T R F L Ρ法を用いた。 上記スライムおよび白水から抽出 した DNA懸濁液ならぴに欠点から抽出した DNA懸濁液を铸型として、 上述と同条件 で P C R反応を行った。 前記プライマー Bact27fは 5 ' 末端側を 4, 4, 2', 4', 5' , 7' -hexachloro-6-carboxyf luorescein 、6— H E X ) でラベノレし 7こ のを用 ヽた。 増幅された 1 6 S r DNA水溶液 2 5 μ Lを MicroSpin S- 400HRカラム (アマシャム 株式会社) に供し、 未反応のプライマーを除去したのち、 その 0 . 5 II Lを制限酵素 B s t U I (ニュ^ f ングランドパイオラボ社) 2単 位を含む 2 /i Lの N E 2緩衝液と混合し、 6 5 °Cで 2時間反応した。 反応物に 1 2 μ Lのホノレムアミ ド、 0 . 5 /i Lの Gene-Scan 500 Rox Size Standard (ァプラ イドバイオシステムズジャパン社) を順次混合しよく攪拌した。 混合物は 9 4 °C で 2分間反応後、 氷水中で急速に冷却し、 ABI PRISM310 Genetic Analyzerを用い て、 GeneScanプログラム (アプライドバイオシステムズジャパン社) を用いたフ ラグメント解析を行った。 解析結果を図 5に示す。
ひとつの細菌は、 複数コピーの保有による多形性や制限酵素認識配列のオーバ 一ラップなどの例外を除いて、 固有のピークを示す。 比較対象とする二つの試料 の間で、 ピークの位置と量を指標としたフラグメントパターンが似ていれば、 両 者の微生物相はおおむね似ていると判断される。 図 5からわかるように、 欠点由 来のフラグメントパターンは 2 0 1 b a s eの T R F (Terminal Restriction F ragment) を主体とするもので、 C Pチューブスライム由来のパターンと極めてよ く似ていたが、 2 2 3 b a s eの T R Fを主体とする白水、 ならびに他のスライ ム由来のパターンとは明らかに異なるものであった。
以上の解析結果から、 欠点は C Pチューブに発生したスライムがはく離するな どして製紙工程に混入して発生したものと推測された。 C Pラインは、 白水をポ リディスクフィルターで処理したクリア白水が利用されているが、 これまでスラ ィムコントロール処理はされていなかった。 そこで、 クリアピットに 2, 2—ジ プロモー 3—二トリ口プロピオンァミ ドを主体とするスライムコントロール剤を 一日 2回間欠注入した。 その結果、 その後の操業から C Pチューブのスライムは 激減し、 欠点の発生もなくなった。 産業上の利用可能性
本発明の抗菌剤の選定方法は、 最適な抗菌剤を簡単に、 かつ短時間で選定する ことができるので、 抗菌処理方法、 抗菌効果のモニタリング方法、 製紙工程のス ライム抑制方法、 製紙工程における微生物抑制方法などにおいて、 抗菌剤 (スラ ィムコントロール剤) を選定する際の選定方法として利用することができる。 本発明の抗菌処理方法は、 対象系の微生物相に応じて最適な工業用抗菌剤を短 時間で選定して効率よく抗菌処理することができる。
本発明の抗菌効果のモニタリング方法は、 抗菌剤の効果が発揮されているかど うかを短時間で簡単に、 かつ的確に把握することができ、 微生物の増殖に起因す るトラプルを事前に防止することができる。
本発明のスライム抑制方法は、 抵抗性微生物に対して最も適切なスライムコン トロール剤を短時間で、 かつ的確に選定することができ、 しかも添加量を最小限 にして効率よくスライムの抑制を行うことができる。
本発明の製紙工程における製品の付着物の分析方法は、 紙製品の欠点の原因と なっている微生物を簡単に、 かつ確実に特定することができる。
本発明の製紙工程における製品の付着物の付着原因の探索方法は、 紙製品の欠 点の原因となっている微生物の発生場所を簡単に、 かつ確実に特定することがで きる。
本発明の製紙工程における微生物制御方法は、 紙製品の欠点の原因となってい る微生物の発生場所を簡単に、 かつ確実に特定し、 これに基いて紙製品の欠点の 発生を簡単に、 かつ確実に低減させることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と
を有する抗菌剤の選定方法。
2 . 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取する試料採取工程 と、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と、
前記抗菌剤選定工程で選定した工業用抗菌剤を対象系に添加する抗菌剤添加工 程と
を有する抗菌処理方法。
3 . 工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取する試料採 取工程と、
この試料の微生物相を DNAの;^基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試科の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効な工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を 選定する抗菌剤選定工程と、 前記抗菌剤選定工程で選定した工業用抗菌剤を対象系に添加する抗菌剤添加工 程と
を有する抗菌処理を行っている抗菌処理系において、
定期的または任意の時点で、 前記試料採取工程おょぴ微生物解析工程を行い、 この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤効 果の変化を監視する
抗菌効果のモニタリング方法。
4 . 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑制す る方法であって、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取する試科採取工程と、
各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータベー スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効なスライムコントロール剤を抽出し、 この中からスラ ィムコントロール剤を選定するスライムコントロール剤選定工程と、
前記スライムコントロール剤選定工程で選定したスライムコントロール剤を対 象系に添加するスライムコントロール剤添加工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法において、
前記微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコント 口ール剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
前記抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高 い試料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定する発生源判定工程と
をさらに有し、
前記スライムコント口ール剤選定工程においては、 前記抵抗性判定工程で抵抗 性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとしてデータベースを検索してス ライムコントロール剤を抽出する
製紙工程のスライム抑制方法。
5 . 製紙工程で発生し、 紙製品の付着物の原因となるスライムをスライムコ ントロール剤を用いて抑制する方法であって、
紙製品に付着した付着物おょぴ製紙工程に発生したスライムを試料として採取 する試料採取工程と、
各試料ごとの微生物相を MAの塩基配列に基づいて解析する微生物解析工程と、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索して、 前記微生物解析工程で解析した試料の微生物相、 優占微生物また は特定微生物に対して有効なスライムコントロール剤を抽出し、 この中からスラ ィムコント口ール剤を選定するスライムコント口ール剤選定工程と、
前記スライムコントロール剤選定工程で選定したスライムコントロール剤を対 象系に添加するスライムコントロール剤添加工程と
を有する製紙工程における微生物抑制方法において、
付着物の微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの微生 物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となったスライム の発生場所を特定するスライム発生源特定工程をさらに有し、
前記スライムコントロール剤選定工程においては、 付着物の原因となったスラ ィムの優占微生物を検索キーとしてデータベースを検索してスライムコントロー ル剤を抽出し、
前記スライムコントロール剤添加工程では、 スライムコントロール剤を前記ス ライム発生源特定工程で特定した場所に添加する
製紙工程における微生物抑制方法。
6 . 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用する対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータべ一 スを検索し、 前記試料の微生物相、 優占微生物または特定微生物に対して有効濃 度が入力されている工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を選定して 使用する
抗菌処理方法。
7 . 工業用抗菌剤を使用して抗菌処理する方法において、
工業用抗菌剤を適用している対象系から、 定期的または任意の時点で、 微生物 を含む試料を採取し、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視し、 工業用抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出現傾向が認めら れた場合には、 微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されてい るデータベースを検索し、 前記出現傾向が認められた微生物に対して有効濃度が 入力されている工業用抗菌剤を抽出し、 この中から工業用抗菌剤を選定して使用 する
抗菌処理方法。
8 . データベースに蓄積されている微生物に対する工業用抗菌剤の有効濃度 のデータは、 微生物毎に培養試験から得られた有効濃度、 処理実績から得られた 有効濃度、 または文献から得られた有効濃度である請求の範囲第 6項または第 7 項記載の抗菌処理方法。
9 . データベースは、 微生物の生育に及ぼす環境条件ごとに微生物に対する 工業用抗菌剤の有効濃度のデータが蓄積されており、 指定された環境条件の中か ら工業用抗菌剤を抽出するものである請求の範囲第 6項ないし第 8項のいずれか に記載の抗菌処理方法。
1 0 . 微生物の生育に及ぼす環境条件が p H、 温度または対象系の種類であ る請求の範囲第 9項記載の抗菌処理方法。
1 1 . データベースは、 微生物の種類、 ェ,用抗菌剤の種類および有効濃度、 微生物の生育に及ぼす環境条件、 ならびに処理実績の結果が追加、 蓄積おょぴ修 正できるものである請求の範囲第 6項ないし第 1 0項のいずれかに記載の抗菌処 理方法。
1 2 . データベースは、 対象系に使用した工業用抗菌剤の濃度および工業用 抗菌剤使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 工業用抗菌剤使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算して記録し、 この演 算結果から各微生物に対して工業用抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定し て追加、 蓄積および修正できるものである請求の範囲第 6項ないし第 1 1項のい ずれかに記載の抗菌処理方法。
1 3 . データベースは、 対象系に使用した工業用抗菌剤の濃度および工業用 抗菌剤使用前後の微生物相の解析結果、 ならびに処理実績の結果を入力すると、 工業用抗菌剤使用前後の微生物相の各微生物の量の差を演算し、 この演算結果か ら各微生物に対して工業用抗菌剤の濃度が有効であつたか否かを判定し、 この処 理実績から得られる判定結果と、 対象系に含まれる培養可能微生物について培養 試験した結果から得られる判定結果とを比較し、 処理実績における工業用抗菌剤 の効力は培養試験における効力に比べて過大、 正常範囲内または過小のいずれか であるかを判定して追加、 蓄積およぴ修正できるものである請求の範囲第 6項な いし第 1 2項のいずれかに記載の抗菌処理方法。
1 4 . 工業用抗菌剤を使用している対象系において定期的または任意の時点 で、 対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試料の微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視する
抗菌効果のモニタリング方法。
1 5 . 工業用抗菌剤を使用している対象系において定期的または任意の時点 で、 対象系から微生物を含む試料を採取し、
この試料の微生物相を DMの塩基配列に基づいて解析し、
この解析結果を前回の解析結果と比較して、 微生物相の変化から工業用抗菌剤 効果の変化を監視し、 工業用抗菌剤に抵抗性を有する微生物の出現傾向が認めら れた場合には、 工業用抗菌剤の再選定の判断をする
抗菌効果のモニタリング方法。
1 6 . 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑制 する方法において、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取し、 各試料ごとの微生物相を DMの塩基配列に基づいて解析する 微生物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高い試 料の採取場所を抵抗性微生物の発生源と判定する発生源判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントロール剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコントロール剤選定工程と、
発生源判定工程で判定した抵抗性微生物の発生源に、 スライムコントロール剤 選定工程で選定した新しいスライムコント口一ル剤を添加する発生源処理剤添加 工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
1 7 . 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑制 する方法において、 スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試科を採取し、 各試料中の微生物を DNAの塩基配列に基づいて解析する微生 物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率を、 前記 各試料ごとに求め、 抵抗性微生物の存在比率の高い試料の採取場所を抵抗性微生 物の発生源と判定する発生源判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデ"タが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントロー^/剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコント口ール剤選定工程と、
発生源判定工程で判定した抵抗性微生物の発生源に、 スライムコントロール剤 選定工程で選定した新しいスライムコントロール剤を添加する発生源処理剤添加 工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
1 8 . 製紙工程で発生するスライムをスライムコントロール剤を用いて抑制 する方法において、
スライムコントロール剤を用いてスライムを抑制している製紙工程の 2箇所以 上から試料を採取し、 各試料ごとの微生物相を DNAの塩基配列に基づいて解析する 微生物解析工程と、
微生物解析工程で検出された微生物が、 現在使用しているスライムコントロー ル剤に対して抵抗性を有するか否かを判定する抵抗性判定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物を検索キーとして、 微生物に対するスライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデ ータベースを検索し、 抵抗性微生物に対して有効濃度が入力されているスライム コントローノレ剤を抽出し、 この中から新しいスライムコントロール剤を選定する スライムコントロール剤選定工程と、
抵抗性判定工程で抵抗性を有すると判定した抵抗性微生物の存在比率が高い試 料の採取場所に、 スライムコントロール剤選定工程で選定した新しいスライムコ ントロール剤を添加する発生源処理剤添加工程と
を有する製紙工程のスライム抑制方法。
1 9 . 抵抗性判定工程において、 微生物解析工程で検出された微生物または 現在使用しているスライムコントロール剤を検索キーとして、 微生物に対するス ライムコントロール剤の有効濃度のデータが蓄積されているデータベースを検索 し、 検索対象の微生物に対して現在使用しているスライムコントロール剤の有効 濃度が記録されている場合は、 検索対象の微生物は現在使用しているスライムコ ントロール剤に対して抵抗性を有さず、 有効濃度が記載されていない場合は抵抗 性を有すると判定する請求の範囲第 1 6項ないし第 1 8項のいずれかに記載のス ライム抑制方法。
2 0 . 微生物解析工程において試料を採取する場所が、 パルプ原料調製系、 損紙系、 製紙薬品調製系、 調成系、 白水循環系おょぴ白水回収系からなる群から 選ばれる 2箇所以上である請求の範囲第 1 6項ないし第 1 9項のいずれかに記載 のスライム抑制方法。
2 1 . 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DNAを 抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微生物 を分析する製紙工程における製品の付着物の分析方法。
2 2 . 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DNAを 抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微生物 を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの 微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となったスラ ィムを特定する製紙工程における製品の付着物の付着原因の探索方法。
2 3 . 製紙工程において、 製品に付着した付着物から微生物に由来する DNAを 抽出し、 得られた DNAの塩基配列を指標にして付着物の微生物相または優占微生物 を分析し、 この微生物相または優占微生物と、 製紙工程内に発生したスライムの 微生物相または優占微生物とを比較することにより、 付着物の原因となったスラ ィムの発生場所を特定し、 特定したスライムの発生場所に対して殺菌 ·防腐処理 を行う製紙工程における微生物制御方法。
2 4 . 微生物相または優占微生物を分析するために使用する DNAが、 リボソ一 ム R N Aをコードする DNAである請求の範囲第 2 1項ないし第 2 3項のいずれかに 記載の方法。
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