Биоповерхностные вещества представляют собой эмпатические поверхностно-активные молекулы, продуцируемые микроорганизмами, которые обладают способностью уменьшать поверхностное натяжение жидкости и межфирменное натяжение между двумя различными фазами. Эмпатическая природа этих молекул позволяет им выравниваться на границе между двумя различными фазами и усиливать солюбилизацию одной фазы в другую. Биозащищенные вещества привлекают много внимания по сравнению со своими химическими аналогами из-за различных преимуществ, которые они предлагают.
К ним относятся более высокая специфичность, более низкая токсичность, большее структурное разнообразие, простота приготовления, более высокая биоразлагаемость, их более высокая экологическая совместимость и их активность в экстремальных условиях окружающей среды. В этом видео мы демонстрируем методы, участвующие в скрининге, характеристике и применении биоповерхностных веществ, продуцируемых различными штаммами родококка, лизинибациллы и паэнибациллы. Далее мы иллюстрируем методы оценки применения комбинации биоповерхностных веществ, полученных этими тремя микробными штаммами, при извлечении остаточной нефти методом колонной песчаной упаковки.
Работа проводилась под руководством д-ра Прити Шриваставы и д-ра Маноджа Кумара. Для роста микробов инокулируют колбы, содержащие сотни миллилитров автоклавного бульона Лурия, добавляя один миллилитр выращенной на ночь семенной культуры в колбу внутри ламинарного шкафа воздушного потока. Высиживайте колбы во вращающемся инкубаторе при температуре 30 градусов Цельсия и 180 об/мин в течение семи дней.
После завершения инкубационного периода заготавливают колбы, а культуральный отвар переносят в центрифужные трубки. Центрифугируйте культуру при 4 500 г в течение 20 минут в охлажденной центрифуге при четырех градусах Цельсия. Осторожно перелейте бесклеточный супернатант в свежий стакан и используйте его в скрининговых анализах для производства биоповерхностного вещества.
Для просеивания производства биоповерхностного вещества методом анализа каплевидного коллапса возьмите чистую стеклянную горку и покройте поверхность горки 200 микролитрами масла. Теперь добавьте 20 микролитров бесклеточного супернатанта в центр масла и оставьте его нетронутым в течение двух-трех минут. Если капля разрушается, оцените супернатант положительным на наличие биоповерхностного вещества.
В анализе на разбрасывание нефти возьмите 20 миллилитров двойной дистиллированной воды в пластине Петри и добавьте 200 микролитров сырой нефти на поверхность воды. Теперь добавьте 20 микролитров бесклеточного супернатанта в центр масла и оставьте его нетронутым в течение одной минуты. Если в результате вытеснения нефти образуется зона очистки, оцените супернатант положительным на наличие биоповерхностного вещества.
В анализе индекса эмульсии добавьте четыре миллилитра бензина и бесэлементного супернатанта каждый в чистую стеклянную трубку. Затем смесь энергично в течение трех минут и оставьте ее ненарушенной в течение следующих 24 часов. Для измерения поверхностного натяжения бесклеточного супернатанта очистите стеклянный сосуд жидкостью, поверхностное натяжение которой необходимо определить.
Добавьте жидкость в сосуд и установите сосуд на держателе судна. Разблокируйте держатель зонда и установите на него зонд. С помощью ручного контроллера отрегулируйте высоту платформы таким образом, чтобы зонд находился на расстоянии двух-трех миллиметров от поверхности жидкости.
Затем перейдите к программному обеспечению и следуйте шагам, упомянутым в статье, чтобы измерить поверхностное натяжение. После завершения измерений опустите высоту платформы и разблокируйте и смонтируйте зонд и сосуд от прибора. Для экстракции биоповерхностного вещества отрегулируйте рН бесклеточного супернатанта до двух, используя две нормальные соляные кислоты.
Хранить смесь при четырех градусах Цельсия в течение ночи. На следующий день добавьте равный объем смеси хлороформа метанола и энергично перемешайте в течение 20 минут. Оставьте смесь нетронутой для свободного разделения.
Удалите верхнюю часть лица, содержащую воду и метанол, и оставьте нижнюю часть, содержащую биосовреждение, для испарения в вытяжном капюшоне. После испарения органической фазы повторно рассасываем биосурфактант медового цвета в три миллилитра хлороформа и используют эту смесь для характеристики и идентификации биоповерхностного вещества. Для хроматографической характеристики экстрагированного биоповерхностного вещества на пластинах TLC нанесите 20 микролитров биосовреждения.
После высыхания пластин поместите пластину TLC внутрь камеры, насыщенной смесью хлороформа метанола, и запустите TLC. Для обнаружения липидов добавьте несколько гранул йода в свежую камеру и насытите камеру в течение пяти-10 минут. Поместите TLC внутрь камеры и наблюдайте за развитием желтых пятен.
Для обнаружения белков и углеводов распылите пластину TLC с неводородом или анизальдегидом, нагревайте при 110 градусах Цельсия и наблюдайте за развитием цвета. Для ЯМР-анализа вставьте трубку в гаечный ключ. Отрегулируйте высоту трубки с помощью отрегулированной трубки.
Поместите ЯМР-трубку вместе с гаечным ключом в машину MR и следуйте шагам, упомянутым в статье, чтобы получить спектр ЯМР. Для эксперимента по повышению нефтеотдачи берут стеклянную колонну и запечатывают нижний выход стекловатой и стеклянными шариками. Задней колонной с песчаной почвой таким образом, чтобы в верхнюю часть почвы можно было добавить немного жидкости.
Установите колонну на держатель и добавьте несколько стеклянных бусин поверх почвы. Залейте колонну 50 миллилитрами соляного раствора и соберите поток, чтобы определить плохой объем. Извлеките рассол из колонны, заставив сырую нефть проходить через нее.
Соберите объем рассола и масла, выходящего из колонны, чтобы определить начальный объем насыщения маслом. Через 24 часа затопите колонну 10 бедными объемами рассола и соберите нефть, выходящую из колонны, чтобы оценить вторичную добычу нефти. Нефть, оставшаяся в колонне после вторичного извлечения нефти, соответствует остаточной нефти.
Теперь приготовьте смесь биоповерхностных веществ, добавив экстрагированный биоповерхност в стеклянный стакан. И добавьте биозащитный материал и смесь в колонку, и оставьте его нетронутым в течение следующих 24 часов. Через 24 часа измерьте количество нефти и воды, которые вышли из колонны, чтобы определить дополнительную или повышенную нефтеотдачу.
Бесклеточные супернатанты трех микробных штаммов были оценены как положительные на наличие биоповерхностного вещества, поскольку они приводили к коллапсу капель, распространению масла и образованию эмульсии. Подтверждением производства биоповерхностного вещества было измерение поверхностного натяжения бесклеточного бульона. Из-за роста родококка и лизинибациллы поверхностное натяжение среды снизилось с 59 до 45 мН на метр.
Из-за роста пенибактерий поверхностное натяжение среды снизилось с 59 до 28,4 мН на метр. Анализы стабильности эмульсии показали, что биоповерхностные вещества, продуцируемые тремя микробными штаммами, демонстрируют большую стабильность в различных условиях окружающей среды. Показатели эмульсии не показали каких-либо существенных изменений при изменении температуры инкубации, рН и концентрации соли бесклеточного бульона.
Характеристика DLC экстрагированного биоповерхностного вещества показала, что биоповерхностные вещества, продуцируемые всеми тремя штаммами, были гликолипированными. Химическая идентификация биоповерхностных веществ показала, что родококк и лизинбациллы продуцируют один и тот же биоповерхност, который был идентифицирован как рамнолипид, с массой около четырех 80 дальтон. Paenibaccilus, с другой стороны, производит рамнолипид, содержащий три липидные цепи с массой около 802 дальтон.
Комбинация биоповерхностных веществ была способна извлекать 56,5% остаточной нефти из песчаной колонны. Была проанализирована продукция биоповерхностных веществ из штаммов родококка, lsyinibaccilus и paenibacillus, и штаммы были оценены как положительные для производства биоповерхностного вещества. Полученные биоповерхноствигатели были охарактеризованы и идентифицированы как рамнолипиды.
Поскольку комбинация биоповерхностных веществ была успешной в извлечении 56% остаточной нефти в методе песчаной упаковки, комбинация биоповерхностных веществ может быть использована в полевых условиях для извлечения остаточной нефти, захваченной внутри нефтяных резервуаров.
