生物活性小分子

[em0815] 微生物技术采油新进展：生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液驱油应用研究韩立滨公司名称：大庆沃太斯化工有限公司地 址：大庆高新技术产业开发区宏伟园区 邮编：163411电 话：0459-5619800 传真：0459-5619868 E-Mail：victex2008@126.com http://www.cnvictex.com一、概述表面活性剂是具有亲水基和疏水基的离子或非离子型化合物，具有降低表面张力、稳定乳化液、增溶和改变分子极性等作用，表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂，其中生物表面活性剂是微生物在代谢过程中的产物，包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等，具有明显的表面活性，能大幅度降低油水界面张力，形成胶束溶液。此外，还可以改变油层润湿性、洗油能力强、吸附滞留量小、稳定性高、耐盐以及无毒等优点。因此，近年来，环境友好的生物表面活性剂的生产和使用日益受到人们的广泛关注。预计到2010年，生物表面活性剂将会占领市场10%的份额，销售额达两亿美元。目前，国内外研究较多的是由铜绿假单胞菌(Peudomonas aeruginosa)产生的鼠李糖脂，它是一类非常重要的生物表面活性剂，不仅具有乳化、增溶、降低表/界面张力等功能，而且毒性小、易于生物降解，因而在石油开采、医药、食品、日化及环境保护等许多领域具有极大的应用潜力。大庆沃太斯化工有限公司依托中科院上海有机所的先进技术，经自主研发的鼠李糖脂产品质量已经达到国内先进水平，具有年产2000吨以上的生产能力，是国内唯一能够大规模生产的厂家。二、生物表面活性剂国内外的研究进展国外，生物表面活性剂是七十年代后期发展起来的生物工程技术。近年来，生物表面活性剂应用于EOR方面，日益受到人们重视，如德国winter-shullAG公司将生物表面活性剂用于三次采油矿场试验，取得了明显效果，并已申请了多项专利。美国，先后有六大公司应用生物工程技术进行三次采油试验研究工作都见到了理想的效果。我国，生物表面活性剂研究工作始于八十年代初。“七五”期作为国家重点科技攻关项目实验研究做了大量的工作。“八五”期间又进行了生物表面活性剂的中试放大，随着科技手段的不断发展，研究水平不断的提高，生物表面活性剂的应用领域不断扩大，同时生物表面活性剂在石油采油的应用中取得了长足的进步。大庆油田于1997年-2000年在萨北开发区小井距试验区葡I4-7油层开展了生物表面活性剂三元复合驱先导性矿场试验，采用与进口表活剂ORS41复配的强碱体系，取得了全区提高采收率16.64％，中心井提高采收率23.24％的好效果。由于加入了浓度为0.2％生物表面活性剂，使体系中磺酸盐类表面活性剂的浓度由0.3％下降到0.15％，降低了化学表活剂50%的用量，复合驱化学剂总成本降低了35.5%。三、鼠李糖脂简介1、鼠李糖脂是一种阴离子表面活性剂，鼠李糖脂最突出的特性是它的表面活性，具有显著降低水的表面张力，改变固体表面的润湿性，具有乳化、破乳、消泡、洗涤、分散与絮凝、抗静电和润滑等多种功能。鼠李糖脂表面活性剂能使水的表面张力从72 mN/m降至30 mN/m左右，使油水界面张力从43 mN/m降低至1 mN/m左右。本产品与化学表面活性剂复配后的体系达到10-3-10-4 mN/m超低界面张力值。鼠李糖脂的另外一个重要特性是它的抗菌性。已经报道有好几种鼠李糖脂混合物具有抗菌和抗真菌的效果。2. 性状该产品外观为乳白色、带有脂香味粘稠的水溶性液体，其组成包括鼠李糖脂、菌体干细胞、多糖、中性脂等，其中鼠李糖脂的有效含量在30 g/L以上。3. 作用机理 总述：该产品的主要成份是生物大分子，它们具有粘弹性和乳化性，能起到增大驱油波及效率的作用，在油层中具有封堵、变形、运移、再封堵的特性，可实现从水井到油井的全过程调剖驱油；具有较高的表面活性能力，有效改变储集层岩石表面的润湿状态，降低原油与岩石表面的润湿角，降低油水界面张力，从而减少了原油在储层孔隙中的流动阻力，原油得以从岩石颗粒表面释放，从而起到提高原油采收率的作用。鼠李糖脂发酵液成分及其对油层的作用鼠李糖脂发酵液组分物质名称对油层的作用鼠李糖脂为代表的各种糖脂类表面活性剂物质1、降低岩石-油-水系统界面张力及表面张力2、形成油-水乳浊液 3、增强油相相容性有机酸类1、提高孔隙度和渗透率 2、降低油黏度菌体的蛋白及核酸大分子类封堵高渗透层，增大水驱扫油率并降低油水比醇、酮、醛溶剂类溶解岩石孔隙中原油，降低原油黏度(1)鼠李糖脂发酵液中的表面活性剂物质形成临界毛管胶束、增溶、乳化、互溶阶段的洗油机理 生物表面活性剂鼠李糖脂等小分子溶液达到临界胶束浓度后，其活性分子会自发迁移到油相界面，由热力学公式△G0m=△H0M-T△S0M可知油相界面自由能降低。表现为聚集于油相，使亲油基团插入油相，亲水基团留在水相，形成圆柱胶束，胶束内核提供了一个增溶的空间，使油相处于岩心孔道中央，发生油相聚集溶合，同时也使多个鼠李糖脂类分子亲油基与油结合形成乳状液，使黏度得到降低。动力来源除了驱替的压力、油水自由能的降低还有微毛管束的拉伸作用，蜂窝状的底层孔隙使得溶液胶束受毛管力作用被沿着岩石孔道推进，胶束经过岩心孔道时受到油滴间表面张力的作用使残余油进入胶束形成油带，它的形成使采出油的含水率得到降低。当油与鼠李糖脂类活性分子结合经过岩心多路液流汇集处或孔道张力集中的弯道处多发生乳化，使油黏度进一步降低。增溶乳化的胶束受驱动力推进，遇到不动的残余油则表现为互溶。此时的油相与水相界面张力及自由能达到最低值。当油相聚集岩心孔道中央达到一定量后挤压水相与岩石孔隙面接触，水相与岩心孔隙形成表面张力膜，增强了水对岩石的润湿性，有利于残油油滴驱出。后续水驱期间，受驱动推力及毛细管共同作用使驱出的油含水率降低，压力平稳，采收率曲线提高平缓。随着水驱的推进鼠李糖脂类表活剂分子随着被驱出的量而减少，其乳化作用、降低界面张力作用及降黏作用的能力快速降低，当压力达到驱动溶液流动的恒定值则表现为平稳，此时的含水率也接近稳定。（2）鼠李糖脂发酵液中的菌体蛋白、核酸等有机大分子调驱机理 一定浓度的发酵液进入油层后，微生物代谢的生物有机物及菌体残余物质聚合形成微生物封堵，在驱替压力作用下向受力作用低的大孔导流动即高渗透区域，并调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低油水比，起到宏观和微观的调剖作用，是一种有选择的封堵，改变水流向，达到提高采收率的作用。从室内驱油试验压力曲线研究证明，该微生物大分子及菌体类似于胶体，即生物大分子及菌体蛋白是有伸缩性与粘弹性，能够在复杂的非均质油层中表现出与压力相反的缓冲效应，该效应形成提高采收率的封堵调驱机理。(3)鼠李糖脂发酵液作为本源微生物营养激活剂提高采收率鼠李糖脂发酵液成分中含有大量的氮元素、碳元素及磷元素，菌体分解的核酸及蛋白等小分子是地层本源微生物迅速生长的高级营养物质，是微生物产生大量代谢物，有表面活性剂、气体、有机酸等进一步发挥微生物采油原理。(4)结论一、鼠李糖脂驱油机理包括四个阶段：形成毛管胶束阶段，增容阶段，乳化阶段，互溶阶段，四个阶段相互依存，协同的洗油机理，提高了原油的采收率。二、与单一鼠李糖脂相比未处理的鼠李糖脂发酵液驱油效果更好，鼠李糖脂与菌体蛋白、菌体代谢物有机酸、醛酮类化合物共同作用原油，既有表面活性剂作用又有大分子封堵调驱作用，提高原油采收率。三、大分子物质封堵岩层大孔道的调驱机理，降低流速比、使驱替液向油层小孔道驱替未动用剩余油、以及降低油水界面张力、乳化并降低原油粘度增容的协同洗油机理是提高采收率的综合效应指标。四、鼠李糖脂发酵液本身是油层中本源微生物的营养激活剂，能促进本源微生物生长发挥微生物采油。

[align=center][b]中药生物活性测定[b]指导原则起草[/b]说明[/b][/align][b]一、生物活性测定指定原则[b]起草[/b]的背景情况1.1 生物检定和生物检定在药品质量控制中的运用[/b]生物检定是利用生物体包括整体动物、离体组织、器官、细胞和微生物等评估[b]药物[/b]生物活性的一种方法。它以[b]药物[/b]的药理作用未基础，以生物统计为工具，运用特定的实验设计，在一定条件下比较供试品和相当的[b]标准品[/b]或对照品所产生的特定反应，通过等反应剂量间比例的运算，从而测得供试品的效价或毒性。[b]药物[/b]质量控制的根本目的是控制[b]药物[/b]的生物活性，保证临床用药的安全性和有效性。对单一而结构稳定的分子，如果标准物质也是纯度很高、与测定目标分子结构一致的[b]药物[/b]制剂，任何试验系统的测定结果都是一致的，包括生物反应的试验系统和物理化学测定，当然应采用精度和经济性最好物理化学测定方法，可以用mg、g等绝对或相对重量表示其量值。对组分的分子结构是未知的或是多组分的不均一的混合体的[b]药物[/b]，就不能用mg、g等绝对或相对重量表示其量值；或者是其重量等量值不能与其临床效应相关的[b]药物[/b]，如不同构型不同活性的激素、酶等[b]药物[/b]，只能从其药理作用中选择一种能代表临床疗效或毒性反应的指标，根据生物检定的方法建立能控制其质量的检定方法。因此，可以认为生物检定是一种测量的工具，尽管相对来说不如重量测定那样精确。目前，针对药效成分不明确、药效成分太多或制剂中非药效杂质多的[b]药物[/b]制剂，如各种激素、疫苗、免疫血清及毒素、人免疫球蛋白及凝血因子、细胞因子、抗生素、洋地黄制剂等，各国药典都规定了相应的生物检定方法来控制质量。广义的生物检定，包括使用活生命体的生物检定，和不使用活生命体的受体检定、免疫检定等。受体检定和免疫检定的犯法操作简便、费用低、精度高，但其反应值不完全代表整体动物的生物反应。从试验方法来看，分为体内、体外试验。体内试验的受试对象一般是整体动物，这时的反应代表了药品对整个动物或整个在位组织的反应。体外试验的受试对象一般指细胞、酶、受体等，体外试验仅表达了与受体结合的能力，不完全表达其生物反应。由于生物检定的前提或方法特点，包括目标物的结构成分不确定，或反应值不完全代表整体动物的生物反应，所以生物检定的结果存在一定的不确定性。生物检定的有效测量是建立在若干假设基础上的：假设1：标准物质与被测样品是同质的，至少应认为被测样品是标准物质稀释或浓缩的倍数。假设2：规定的生物试验方法中的生物效应指标，是测量相当于标准物质中的目标物或相似物。假设3：标准物质与供试品所用的剂量符合实验设计的要求。因此，生物检定是一种复杂的测量形式，它所采用的标准物质、方法系统、单位含义和试验设计，都需要建立在一定的前提和假设的基础之上，需要借助生物统计的工具及概率的解释，需要随着科学技术的发展而不断完善。生物检定虽复杂而不够精确，但因为其反应生物效应的特点，仍然在药品、生物制品的质量控制中发挥着不可替代的作用，尽管在建立生物检定方法后我们会千方百计找出更适合的方法来取而代之。[b]1.2、中药进行生物活性测定的意义和可行性[/b]1.2.1 中药质量控制尴尬现状体现出生物活性测定的重要性目前，化学成份的定性、定量测定是现行中药质量控制的常用方法。这种方法，通常针对已知的1~2种指标成分或活性成分，进行定性鉴别和定量测定，众所周知，仅是单味中药所含的化学成分超出百种之多，而一个由4~5味中药组成的复方所含化学成分更是成倍增长，现有的研究越来越多地证实，中药发挥疗效的物质基础常常是多种成分组合产生，因此通过检验l~2个成分控制质量有着非常大的局限，而且常常不能与其生物效应形成关联[sup][1][/sup]。甚至造成了一种化合物在许多不同类别的药品标准中使用，例如，槲皮素的含量测定，在现有不用用途中药制剂中出现的频率之高，成为了中药质量控制尴尬现状的一个典型例证。这个尴尬现状造成了现在中药质量控制存在很大的局限性。首先，含量测定的指标成分不一定是该药品的有限成分或主要有效成分，即使是主要成分其低微的含量限度与临床有效剂量间也缺乏相关性，因此测定指标成分不能代表控制了[b]药物[/b]的生物活性。其次，低含量的成分测定，造成了上市前药品和上市后药品，甚至不同基源的药品，甚至生产工艺的微小改变，甚至来源生产一致的不同批药品，尽管都符合现在低含量成分测定的质量标准，但是其活性成分却存在很大变数，临床效应没有重现性。这样的问题长久了，引来的是病人和医生对[b]药物[/b]有效性的担心，反过来是对中医药的一种伤害。第三，某些不法分子，在伪劣药品中加入指标成分，可以达到以次充好、以假乱真，欺骗了医生和患者，欺骗了质量检验机构，严重影响临床的用药安全有效。这些现状反映了在中药的质量控制中，单纯依赖化学成分测定方法，难以达到有效控制制剂疗效的目的，中药注射剂也不例外。中药注射剂改变了中药传统的给药方式，有着快速、高效的特点。但在目前国家批准的109个品种中，其中大部分为上世纪七八十年代研制的品种，有效成分含量不明确（只有下限），未知的非定量成分的比例相当高[sup]【[/sup][sup]2[/sup][sup]】[/sup]。2006年6月国家药监局在全国范围内停止鱼腥草注射液等7个注射剂后，引发了对中药注射剂的安全性和质量标准的关注热潮。近年来发展的中药指纹图谱技术，虽能较好地反映中药多组分现状，可以检测几十种成分，但也并不能直接与临床效应相关。但是仍然无法与疗效建立直接的联系[sup]【[/sup][sup]2[/sup][sup]】[/sup]。作为直接进入血液循环的药品，质量标准必须应充分地说明制剂应有的生物效应，并尽可能设定安全控制指标。2005年版中国药典明确提出，中药制剂质量标准应以准确检测[b]药物[/b]有效成分为目标，建立有效的方法测定中药中的物质群。现在，中药注射剂在临床中运用的最大阻碍来自对其安全性和有效性的担心和不信任，有文献显示对10个城市37家医院66位医生进行调查，近六成医生认为中药注射剂比抗菌[b]药物[/b]更不安全，近七成医生认为清热解毒类注射剂疗效不如抗生素。因此，中药生物活性测定是作为直接体现生物效应的方法，能够较好体现出中药临床运用的安全性和有效性，在中药质量标准中设定相应的项目已经刻不容缓。

98% 储存温度：0℃～8℃ 同时，玛咖科研团队经过长期科研积累，根据玛咖产业发展面向全国开展各项技术服务： http://i05.c.aliimg.com/img/ibank/2014/404/045/1641540404_1639412196.jpg?__r__=1409631792515 玛咖研发技术服务： 玛咖研究中心引领我国玛咖产业发展——玛咖核心技术研究——玛咖良种培育——玛咖标准化种植——采收及深加工——玛咖新型健康产品开发和推广。 核心技术：玛咖良种培育——玛咖标准化种植——玛咖中生物活性成分含量检测分析——玛咖中活性成分浓缩提取制备技术——玛咖生理活性物质作用机理研究——玛咖深加工过程中生物活性成分稳定性研究等。 http://i03.c.aliimg.com/img/ibank/2014/683/551/1659155386_1639412196.jpg?__r__=1409632084109 开展多项技术服务： 玛咖研究中心实现了玛咖中生物活性成分物质，如：玛咖酰胺、玛咖烯、玛咖咪唑生物碱、玛咖苄基芥子油苷、异硫氰酸苄酯类物质等玛咖特征活性物质的结构解析、含量测定、制备技术。 样品品质检测分析： 玛咖生物活性成分：1 玛咖酰胺；2 玛咖烯；3 总芥子油苷；4 挥发油（主要检测异硫氰酸苄酯类物质等）；5 玛咖咪唑生物碱；6 甾醇 7 皂苷等 玛咖基础营养成分：1 蛋白质；2 氨基酸(氨基酸总量及水解17种氨基酸比例)；3 膳食纤维