在造纸工业中监控生物膜形成微生物的存在的方法技术

本发明专利技术涉及在纸张或纸板制造工艺中检测生物膜形成微生物是否存在以确定在该工艺中抗生物膜剂的需要的方法。该方法包括下述步骤：（ａ）将取样器装置置于生产线中一段时间，使所述微生物能在所述工艺中在取样器表面上就地形成生物膜，（ｂ）任选地在试验抗生物膜剂的溶液内处理在其上具有所述形成的生物膜的取样器表面一段时间，然后（ｃ）在培养装置的凹穴内，使所述生物膜与液体生长介质接触一段时间，和（ｄ）从所述装置的凹穴中取出生长溶液，并定性和／或定量地检测在凹穴壁上是否存在粘附的生物膜。本发明专利技术还提供一种组件盒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在纸张和纸板制造工业中监控生物膜形成微生物的存在以确定在该工艺中是否需要抗生物膜试剂的方法。此外，还提供用于该方法的组件盒(assembly kit)。
技术介绍
纸张和纸板制造工艺含有富含生物可降解养分且具有有益pH(例如pH 4-9)的温热生产用水(例如，45-60℃)，因而提供微生物生长的良好环境。在该工艺中微生物显示出形成生物膜，即表面附着式生长，和自由泳式，即浮游生物式生长。造纸工业中的数个问题因生物膜，即粘泥层引起，所述生物膜在工艺设备的表面上形成且可从表面上剥落。机器表面的生物结垢和松散的生物膜/聚集体可引起严重的工艺干扰降低水的流量；阻塞过滤器、丝网等；例如通过在成品内引起空穴或着色斑点劣化成品质量；或者使整个纸幅断裂。生物膜难以从工艺设备的表面上除去，且常常需要使用非常强的化学品。为了控制微生物生长，将例如杀生物剂加入到生产用水中。通过杀生物剂有效地控制浮游微生物，然而，使用杀生物剂还没有解决纸张或纸板机器中的所有生物膜的问题。存在数个原因，例如宽范围的各种微生物在造纸工艺中生长，且还已知在生物膜内的细菌生长通常比浮游微生物对杀生物剂更具有抗性。专利技术人之一，Kolari，M.在Attachment Mechanisms andProperties of Bacterial Biofilms on Non-Living Surfaces，Dissertationes Biocentri Viikki Universitatis Helsingiensis12/2003，博士论文，University of Helsinki，Finland中最近研究了在纸张和纸板工业中的生物膜形成剂。在研究中，确定了生物膜形成剂并研究其相互作用。因此，发现该工艺包括不同类型的生物膜形成微生物能粘附到清洁表面上的主生物膜形成剂，和然后粘附到主生物膜上的辅助生物膜形成剂。主生物膜形成剂似乎是在纸张和纸板机器内数种其它微生物成功地表面定居的先决条件。例如，Deinococcus geothermalis是一种主生物膜形成剂，而数种杆菌属(Bacillus)物种的菌株粘附到这一细菌的主生物膜上。Kolari等人在Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology，(2003)30，p.225-238中公开了更多的主生物膜形成剂。在修正最新、未出版公开的数据的情况下，迄今为止被人们认识的相关的主生物膜形成微生物是Deinococcus geothermalis物种；Meiothermus属，如M.silvanus或M.ruber物种，Azospirillum属；Burkholderia属，如B.multivorans或B.cepacia；Porphyrobacter属，如P.cryptus；“Rubellimicrobium”属；和Thermomonas属，如T.haemolytica或T.hydrothermalis。主生物膜形成剂典型地适度耐热，其中一些具有高至67℃的最大生长温度，和大多数菌株在45-55℃的温度下显示出最快速的生长。然而，没有讨论克服在造纸工业中与生物膜有关的问题。如上所述，在纸张和纸板机器内粘泥形成的过程中，似乎生物膜形成剂是最有害的微生物，和预防它们将改进生产机器的功能，并进而改进该工艺的产率。由于这一目的，申请人在最近的专利申请FI20021986和FI20021987中公开了一类新型的抗生物膜剂，它来自于植物，且可在纸张或纸板制造工艺中用于防止形成生物膜和/或除去已经形成的生物膜。有效使用杀生物剂或所述抗生物膜剂将需要有效的监控方法。在造纸工业中，微生物生长的典型监控方法是在实验室中培养生产用水的样品。然而，这种培养方法耗时且复杂，即它们耗时数天，且特别地要求使用各种生长介质用于分离和鉴定样品内的不同类型的微生物。此外，已知在实验室中微生物生长依赖于培养介质，由此存在于样品内的部分微生物常常无法在实验室条件下生长。此外，监控典型地集中在自由泳式微生物上。还缺少用于监控抗生物膜剂对生物膜形成微生物影响的有效方法。因此，例如杀生物剂常规地用于非选择性抑制该工艺内的所有微生物，由此常常要求大量的杀生物剂。申请人的FI95597公开了一种装置，它可在实验室中使用或者引入到在其载玻片上产生生物膜的造纸工艺中。采用纯酵母培养物或者通过将该装置置入生产用水中，从而形成生物膜。使用常规的平板培养法，通过计算每cm2上的酵母细胞的数量，来分析生长。如前所述，平板培养法在鉴定有害微生物和筛选例如合适的杀生物剂这两方面均是耗时的。此外，在生物膜内的一部分微生物可能无法在培养介质上生长。US6326190和US6410256公开了一种方法，其中在装置内排列的多个突出部分(protrusion)的表面上形成细菌生物膜并测定生物膜对抗菌剂的灵敏度。然而，在所述方法中，采用常规的耗时技术，即通过在特定的实验室装置内使用在实验室中培养的纯的培养物，来形成生物膜。因此，在造纸工业中仍需要更加有效的监控粘泥形成的方法。专利技术目的本专利技术的目的是提供用于造纸工业的进一步的检测方法，该方法能以有效且节约时间的方式监控在纸张或纸板制造工艺中的微生物状态。本专利技术进一步的目的是提供一种检测方法，该方法可用于选择性监控在造纸工业中有害的生物膜形成微生物，且可用于筛选抗生物膜剂，所述抗生物膜剂对在工艺条件下生长的生物膜最具有活性。本专利技术另一目的是提供一种组件盒，它能非常可行地用于在处理场所进行的本专利技术的检测方法。附图简述附图说明图1代表在实施例中使用的取样器装置和处理/培养装置的一个优选的实施方案。专利技术详述专利技术人已发现，可在纸张或纸板制造工艺中，在取样器装置的表面上就地形成生物膜，并可视需要直接从所述表面就有害的生物膜形成剂，特别是主生物膜形成剂的存在和量对在所述表面上形成的生物膜进行分析。因此，在本专利技术中，不需要从取样器表面上除去就地形成的生物膜。此外，专利技术人已开发了在取样器表面上形成的生物膜的检测方法，该方法快于目前使用的培养基方法，且可用于检测在特定的生产场所处实际的生物膜形成剂的出现，和用于选择最有效的抗生物膜剂和对抗在该场所处所述实际生物膜的抗生物膜剂的有效浓度。现已开发的检测方法可用于监控在纸张或纸板制造工艺中抗生物膜剂的需要，尤其是否需要任何抗生物膜剂，是否需要进一步添加它和/或待添加的抗生物膜剂的有效/最佳用量。以下在权利要求中定义了本专利技术的特性特征。因此，本专利技术提供在纸张或纸板制造工艺中监控微生物生长以确定在该工艺中抗生物膜剂的需要的检测方法，该方法包括下述步骤(a)将取样器装置置于生产线中例如3小时-7天，优选12小时-3天的时间段，使所述微生物能在所述工艺中在取样器表面上就地形成生物膜，(b)任选地在介于环境温度至65℃的温度下，例如在35-65℃下，优选在40-60℃下，更优选在接近于生产线的取样场所的工艺温度的温度下，如在40-60℃下，在试验抗生物膜剂的溶液内处理所述形成的生物膜，优选在其上具有所述形成的生物膜的取样器表面例如10分钟-4小时，优选1-2小时的时间段，然后(c)在介于环境温度至65℃的温度下，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
在纸张或纸板制造工艺中检测生物膜形成微生物的存在以确定在该工艺中抗生物膜剂的需要的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：（ａ）将取样器装置置于生产线中一段时间，使所述微生物能在所述工艺中在取样器表面上就地形成生物膜，（ｂ）任选地在试验抗生物膜剂的溶液内处理在其上具有所述形成的生物膜的取样器表面一段时间，然后（ｃ）在培养装置的凹穴内，使在其上具有所述生物膜的取样器表面与液体生长介质接触一段时间，（ｄ）从所述装置的凹穴中取出生长溶液和取样器表面，并定性和／或定量地检测在凹穴壁上是否存在粘附的生物膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克拉里，M萨尔基诺耶萨洛南，T哈特南，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]