[发明专利]一种荧光原位杂交联合流式细胞术检测污水处理系统中聚磷菌的方法

说明书

一种荧光原位杂交联合流式细胞术检测污水处理系统中聚磷菌的方法属于污水生物处理技术领域。本发明采用SYBR GREEN I染料对全菌染色，标记全菌DNA；探针PAOmix与聚磷菌DNA杂交，对聚磷菌的DNA进行标记。标记后的菌液进入流式细胞仪检测细胞的荧光强度，对被检测的主要的菌群进行圈门。门的位置显示目标菌群荧光强度的分布情况，用于分析目标聚磷菌群占全菌的比例。本发明提供了一种经济、简便、可靠的污水处理系统活性污泥中聚磷菌的定量方法。本发明定量结果准确稳定；实验结果重现性好，避免了荧光原位杂交显微图片定量方法中操作者个人经验和主观判断的影响。

技术领域

本发明涉及一种荧光原位杂交联合流式细胞术检测污水处理系统中聚磷菌的方法，属于污水生物处理技术领域，用于对污水生物处理系统中聚磷菌的定量分析。

背景技术

强化生物除磷污水生物处理技术由于经济、高效的特点而广泛应用于污水处理领域。目前，应用最为广泛的除磷方法有化学沉淀法和强化生物除磷法两大类。化学沉淀法的原理是利用磷酸盐能与化学物质铝盐、铁盐、石灰等发生反应生成不溶于水的化学沉淀物质，在污水处理过程中投加金属盐类沉淀剂，使其与污水中的磷酸盐生成沉淀，从而达到去除污水中磷酸盐的效果，降低出水磷浓度。化学沉淀法虽然去除效率高，不产生二次污染，除磷效果稳定，但会产生大量剩余污泥，同时需另外投加化学沉淀剂，处理费用高。相比于传统的脱氮除磷工艺，反硝化除磷能够实现“一碳两用”，反硝化聚磷菌氧化分解体内的聚-β-羟基丁酸盐，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，既能达到除磷的效果，同时也能脱氮。反硝化除磷工艺能够节省50％的碳源，减少50％的污泥产量，同时减少30％的曝气量。反硝化聚磷菌作为生物脱氮除磷的主要功能微生物，其微生物学原理和工艺过程优化的研究已成为污水生物处理领域的研究热点。研究成果作为反馈能够应用于污水处理厂工艺的调控，以达到进一步提到脱氮除磷效率、降低出水氮磷浓度、稳定工艺运行的目的，从而满足污水处理厂稳定高效运行，避免水体富营养化。对于脱氮除磷工艺的运行调控而言，准确监测并定量分析聚磷菌的动态变化是实现脱氮除磷工艺稳定运行的关键。分子生物技术的快速发展为污水生物处理系统内微生物研究提供了新的分析方法和手段。采用分子生物技术对强化生物除磷污水处理系统中的聚磷菌菌群结构、活性等进行研究分析，能够为污水生物脱氮系统的长期稳定运行提供有力保障。

Flow-Fish作为一种细胞检测手段，以其高灵敏性、高精确度、高稳定性、实时性、污染少等优点，广泛用于医学领域和临床检测，并且逐渐应用于污水生物处理系统中特定菌群的定量分析。已有的流式细胞仪检测技术大范围应用于医学领域中各种特定细胞群，如人体外周血细胞，小鼠脾脏细胞，T淋巴细胞，白细胞等的实时数量检测，用以临床病患的病情诊断和哺乳类动物的科研试验；此外，流式技术也应用于海洋生物学中浮游生物的数量检测以及饮用水中细菌数量的检测；但在污水处理领域中，鲜有关于利用灵敏度高、稳定性好的流式细胞技术对污水处理系统中特定微生物菌群进行定量的报道。

本发明采用荧光原位杂交技术与流式细胞仪相结合，针对强化生物除磷污水处理系统中的聚磷菌进行定量检测。本发明在技术上不同于现有技术，主要体现在以下方面：

(1)本方法相比于单纯的荧光原位杂交技术更加客观、准确。现有的荧光原位杂交技术利用探针与细菌的杂交，并涂片固定后，在荧光显微镜下由操作者随机任意选取不同视野，定量目的菌群的百分比含量。涂片效果、视野的选取及定量过程受操作者的个人经验和主观判断影响较大，同一样本不同操作者的定量结果有较大差异。因此，实测值与真实值之间误差较大。而本发明只是利用荧光原位杂交技术将样品进行杂交预处理，无需涂片，然后经染色、稀释、过滤后进入流式细胞仪进行检测，不存在涂片不匀以及视野选取的问题。