离子束辐照提高石油采收率相关细菌的研究
随着社会和经济的发展，世界对石油的需求量越来越大；而石油是一种不可再生的资源，更使其成为各国重要的战略储备资源。针对如何从有限的储量尽可能的增加原油采收量，发展了新型的三次采油技术——微生物提高石油采收率(MEOR)。本文研究了两株细菌，分别产生具有乳化性能和表面活性的物质；而这正是MEOR中重要的两个指标。主要研究内容包括：
⑴从胜利油田油层中分离得到一株细菌Sp-5-3，该细菌能利用原油以及原油制品为唯一碳源生长代谢。首先对该细菌进行了种属鉴定。经过详细的生理生化反应以及16S rDNA分析鉴定，该细菌属于土壤细菌中的肠杆菌科的肠杆菌属(Enterobacter)。迄今为止，这是肠杆菌属在MEOR中有利用烃类物质及乳化性能优势的首次报道。
⑵利用离子束细胞修饰技术，以提高产物乳化性能为筛选目标，研究了该细菌的诱发突变。实验确定了菌株在不同的离子注入能量、剂量情况下的存活及突变关系；找到了最佳的注入条件：10keV能量，2.08×1014N+/cm2的剂量；此时存活率为12.89％，正突变率为28.57％。最终得到一株产物乳化性能大为提高的突变菌株S-34，油水震荡分离时间由出原来的217分钟提高到大于48小时，比出发菌株提高了12.58倍。对该细菌利用柴油为碳源产生的代谢物进行了分析，结果表明其产生的乳化物质并非脂肽类物质。气相色谱分析揭示其酸产物主要为甲酸，产酸为4.2％，平均每天0.6％。这在微生物提高石油采收率中是一个很有用途的性能。
⑶利用离子束的生物学诱变效应对其进行诱变选育，得到了该菌株在不同的离子注入能量以及剂量情况下的存活和突变关系，病确定了最佳的注入条件，即能量20keV、剂量2.6×1015N+/cm2;此时存活率为18.9％，正突变率为16.58％。经过多轮诱变得到一株表面活性大为提高的突变菌株E-8。该菌株Landy培养基的去细胞发酵液稀释50倍和100倍后，其表面张力值为27.1mN/m和28.5 mN/m，分别比出发菌同等条件下表面活性提高4.6倍和16.4倍。而该菌株的生长特性和表面活性物质的产生特性与出发菌株相比，变化不明显。
⑷研究了该表面活性物质。发酵液经高速离心、切向流超滤浓缩、SOUCE15 PHE疏水相互作用分离纯化得到表面活性物质。通过电喷雾型质谱(ESI-MS)分析确定活性物质是surfactin同系物分子。同时经质谱分析，E-8与出发菌株的surfactin同系物存在较大差异，显示N+可能对突变菌株E-8的代谢过程产生了影响。经过疏水相互作用收集的样品冷冻干燥，出发菌株的表面活性物质产量为23.8mg/L，E-8的产量为33.7mg/L。分别对二者的表面活性物质进行稀释以及对应溶液表面张力值的测量，作图确定临界胶团浓度(CMC)值：出发菌株的表面活性物质的CMC值为4μM，而E-8的表面活性物质的CMC值只有1μM，并对其可能原因进行了初步解释。
石油开采
中国科学院合肥物质科学研究院
博士
核能科学与工程
余增亮
2006
中文
TE327;TE357.9
88
2011-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）