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Development of new water quality sensing technology for realization of sustainable small-scale water supply systems

开发新的水质传感技术以实现可持续的小型供水系统

基本信息

批准号：
21H04568
负责人：
佐藤久
金额：
$ 25.46万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04568/
关键词：
センサ DNAアプタマー小規模水道

项目摘要

廃水処理の安定化や維持管理には処理の好不調に関与する微生物群のモニタリング技術が必要である。しかし、培養法やqPCR法といった今日の測定法では、測定時間やコストの問題から日常的に微生物群の評価をすることは極めて難しい。今年度はポリエチレンテレフタレート（PET）原料製造廃水を処理する上昇流嫌気性スラッジブランケット（UASB）反応器保持汚泥に存在するメタン生成アーキアMethanothrix属とそれに寄生するCandidatus Yanofskybacteriaを対象として本手法の適用可能性を評価した。Methanothrix属はメタン発酵反応器において最終中間産物の酢酸をメタンへ変換するアーキアであり、この寄生関係は廃水処理の成否に関わる可能性がある。そのため、我々は金ナノ粒子プローブ法を用いてCa. YanofskybacteriaとMethanothrixの定量可能性を評価した。定量の結果，純菌のDNA抽出物と汚泥サンプルでは10の5乗 copies/μLから高濃度側にかけて濃度依存性がみられたのに対し、longとshortのPCR産物では10の9乗 copies/μLから高濃度側にかけて濃度依存性がみられた。このとこから、金ナノ粒子プローブの凝集には長鎖ゲノムの高次構造やサンプル中の夾雑物が影響していることが考えられた。BSAの添加前と比較すると添加後では検出下限が2桁ほど下がった。このことから、BSA溶液を添加し金ナノ粒子プローブの凝集状態を制御することで高感度化できることが示唆された。さらに、カーブフィッティングを用いて得られた吸光スペクトルを分解することで、分析の高感度化を目指した。係数hとqPCRで測定したDNA濃度の相関を解析した。10の7乗 copies/μL以下の領域において係数hとDNA濃度の間に正の相関が見られた。

Water treatment stabilization and maintenance management are essential for the proper regulation of microbiota. Culture and qPCR are the most difficult methods to determine the time of day. This year, the possibility of applying this method to the treatment of wastewater from PET raw material production was evaluated. Methanothrix belongs to the family of enzymes that are involved in the production of final intermediates such as acetic acid. The parasitic relationship between Methanothrix and acetic acid may be related to the success or failure of water treatment. The method of using Ca. Quantitative possibility of Yanofskybacteria and Methanothrix The quantitative results showed that the DNA extract of pure bacteria and sludge concentration decreased from 10 to 5 copies/μL, the concentration dependence decreased from 10 to 9 copies/μL, and the concentration dependence decreased from 10 to 9 copies/μL. The aggregation of gold particles in the higher-order structure of the body is affected by the aggregation of gold particles. Before BSA is added, the lower limit is found after BSA is added. The addition of gold to BSA solution can control the aggregation state of the particles and increase the sensitivity of the particles. For example, in the case of light absorption analysis, the sensitivity of light absorption analysis can be improved. Coefficient h and qPCR were used to determine the correlation between DNA concentration and DNA concentration. A positive correlation was found between the concentration of DNA and the coefficient h in the region below 7 copies/μL.