CC BY
131985; 230: 1132-9.
11. De Placido S, Carlomagno C, De Laurentiis M, Bianco AR. C-erbB2 expression predicts tamoxifen efficacy in breast cancer patients. Breast Cancer Res Treat 1998, 52: 55-64.
12. Downs-Kelly E, Yoder BJ, Stoler M, et al. The influence of polysomy 17 on HER2 gene and protein expression in adenocarcinoma of the breast: A fluorescent in situ hybridization, immunohisto chemical, and isotopic mRNA in situ hybridization study. Am J Surg Pathol 2005; 29: 1221-7.
13. Wang S, Saboorian MH, Frenkel EP, t al Aneusomy 17 in breast cancer: its role in HER-2/neu protein expression and
implication for clinical assessment of HER-2/neu status. Mod Pathol 2002; 15: 137-45.
14. Owens MA, Horten BC, Da Silva MM. HER2 amplification ratios by fluorescence in situ hybridization and correlation with immunohistochemistry in a cohort of 6556 breast cancer tissues. Clin Breast Cancer 2004; 5: 63-9.
15. Lal P, Salazar PA, Ladanyi M, Chen B. Impact of Polysomy17 on HER-2/neu Immunohistochemistry in Breast Carcinomas without HER-2/neu Gene Amplification. J Mol Diagn 2003; 5: 155-9.
ЭКОЛОГО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА АБОРИГЕННЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ НЕФТЕПЛАСТОВ
Кайырманова Г. К.
кандидат биологичеких наук, доцент Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Мустапаева Ж. О. Магистрант 2 курса, Казахский национальный университет им. аль-Фараби Ерназарова Алия Кулахметовна кандидат биологичеких наук Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Амангаликызы Асылай студентка 4курса
Казахский национальный университет им. аль-Фараби ECOLOGICAL AND FUNCTIONAL PROPERTIES OF NATIVE MICROORGANISMS OF RETEPLASE Kaiyrmanova. G. K., candidate о/biological Sciences,associate Pro/essor, Kazakh National University named after Al-Farabi Mustapaeva. Zh. O., Kazakh Natwnal University named after Al-Farabi, master degree 2 course student Ernazarova A. K., candidate о/biological Sciences, Kazakh Natwnal University named after Al-Farabi Amangalikyzy A., Kazakh Natwnal University named after Al-Farabi bachelor degree 4 course
АННОТАЦИЯ
Проведен отбор среди 15 культур микроорганизмов, выделенных из проб вод нефтепластов месторождения «Куль-сары», перспективных для повышения нефтеотдачи: изучена эмульгирующая активность и способность к росту в экстремальных условиях среды - рН среды 3,5; солености 90 г/л, режим культивирования 45° С.
ABSTRACT
The selection among the 15 cultures о/ microorganisms isolated f mm water samples о/ reteplase oilfield Kulsary, which are promising/or enhanced oil recovery: we studied the emulsifying activity and the ability to grow in extreme environmental conditions: pH 3,5; salinity 90 g/l, the mode о/cultivation 45° C.
Ключевые слова: эмульгирующая активность, микроорганизмы, экстремальные условия, температура, соленость,
рН.
Key words: microorganisms, emulsi/ying activity, extreme conditions, temperature, salinity, pH
Постановка проблемы. Нефтегазовая отрасль Казахстана является наиболее крупной, динамично развивающейся сферой, где стабильно обеспечивается прирост нефти и газа. Республика Казахстан находится в одном ряду с богатейшими западными, арабскими и другими странами по объемам добычи нефти и газа, и входит в число двадцати крупнейших мировых производителей, а по запасам углеводородов входит в десятку стран.
Однако, в последние годы приобретают большую актуальность, проблема полноты извлечения нефти из пластов, так как, остаточные или неизвлекаемые промышленно освоенными методами разработки запасы нефти достигают в среднем - 55-75 % от первоначальных геологических запасов нефти в недрах. В связи с чем, повышение нефтеот-
дачи или полнота извлечения нефти из пластов является не только решением проблемы рационального использования природных ресурсов, но и экономически выгодным, так как не нужно разрабатывать новые нефтяные месторождения [6, 43-45].
Анализ последних исследований и публикаций.
Известно, что присутствие в окружающей среде углеводородов активирует у микроорганизмов-деструкторов синтез биоПАВ, которые выступают в роли стимуляторов бактериальных клеток к потреблению углеводородов. Био-ПАВ способны не только диспергировать углеводороды, переводя их в водную фазу и, повышая биодоступность, но и модифицировать клеточные поверхности бактерий путем гидрофобизации, обеспечивая прямой контакт с
молекулами углеводородов. Многочисленными исследованиями показано, что бактерии родов Acinetobacter, Rhodoccocus, Pseudomonas, Corynebacterium, Nocardia и дрожжи Candida являются активными продуцентами био-ПАВ [2, 916-917].
Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы.
Для разработки микробных технологий повышения нефтеотдачи месторождений Западного Казахстана актуально изучение эколого-функциональных свойств локальных штаммов микроорганизмов, в частности, эмульгирующая активность, а также способность к росту в экстремальных условиях окружающей среды - низкая рН и высокая концентрация NaCl.
Цель статьи - отбор микроорганизмов-экстремофилов как кандидатов для микробных технологий повышения нефтеотдачи.
Изложение основного материала.
Способы разработки нефтяных месторождений подразделяются на первичные, вторичные и третичные способы. Первичные способы основаны на извлечении нефти за счет естественных сил пласта, вторичные методы связаны с поддержанием внутрипластовой энергии путем закачки в пласт воды и природного газа. К третичным способам относят методы увеличения нефтеотдачи за счет закачки различных агентов, отличающихся от используемых при вторичных способах повышенным потенциалом вытеснения нефти - тепловые, газовые, химические, микробиологические [3, 5].
Микробиологические технологии используются во многих отраслях промышленности, но на сегодняшний день широко известны следующие основные направления развития и применения микробиологических технологий в нефтяной промышленности: при разработке нефтяного месторождения для повышения нефтеотдачи пластов; стимуляция скважин; при разливах нефти используется для очистки почвенного покрова земли и воды; для очистки скважинного оборудования; для очистки отложений солей в скважинном оборудовании и трубопроводах [5,12-13]. Микробиологические методы позволяет на 5-7% увеличить вовлекаемые в разработку запасы, в 1,5-2 раза увеличить дебит скважин, а текущую добычу нефти - на 15-25 %. Технико-экономические расчеты, проводимые для уточнения эффективности метода, показывают, что даже на фоне постоянного роста цен на энергоносители, окупаемость микробиологических методов составляет 1,52 лет [7,8-9].
В отличие от химических реагентов, теряющих активность в результате разбавления их пластовыми водами, микроорганизмы способны к саморазвитию, т. е. размножению и усилению биохимической активности в зависимости от физико-химических условий среды. В связи с чем, поиск и селекция микроорганизмов, способных к жизнедеятельности в экстремальных условиях нефтепла-стов актуально [3, 15].
Микроорганизмы нефтяных месторождений обладают большим биотехнологическим потенциалом. Биоразнообразие микроорганизмов, выделенных из нефтяных пластов, относительно невелико, т.к. они существуют в обстановке затрудненного водообмена, с медленным мас-
сообменом, при постоянной температуре и не зависят от современной атмосферы и солнечного света. В состав микробного сообщества нефтепласта входят сульфатредуци-рующие, восстанавливающие тиосульфат и элементарную серу, бродильные бактерии, углеводород и нефтеокисля-ющие бактерии, ацетогены и метаногены [4, 20]. Помимо газов микроорганизмы нефтяных месторождений образуют ряд других нефтевытесняющих метаболитов - ПАВ, экзополисахариды, растворители, кислоты, появление которых в пластовой системе связано с аэробно-анаэробно деградацией нефти [7, 6].
Материалы и методы: Работа выполнена в лаборатории прикладной микробиологии кафедры биотехнологии КазНУ им. аль-Фараби.
Объектами исследования были 15 культур микроорганизмов, выделенные из проб вод нефтепластов месторождения «Кульсары».
Культуры микроорганизмов активировались на свеже-скошенном агаре МПА, затем переносились в жидкую среду МПБ и культивировались при 300 С в течение 24 часов.
В работе использовались традиционные микробиологические методы культивирования микроорганизмов: поверхностные методы посева, посев в жидкую среду (инокулят составлял 10% об.). Микроорганизмы культивировались на универсальной среде при следующих экстремальных условиях среды: рН равная 3,5 ед. (контроль 6,5); высокое содержание №С1 (90 г/л); режим культивирования 450 С. Способность роста микроорганизмов в экстремальных условиях оценивалась визуально, по следующим культуральным признакам: образование помутнения, осадка, пленки.
Эндогенную эмульгирующую активность бактерий определяли методом Д. Купера в модификации [8, 226227]. Для определения эндогенной эмульгирующей активности суточные бактериальные культуры, выращенные в МПБ, пересевались в жидкую минеральную среду Е8 с добавлением углеводородного субстрата в качестве единственного источника углерода и энергии (20 г/л глицерин). Далее, двухсуточная бактериальная суспензия смешивалась с углеводородным субстратом (нефть или гексан) в соотношении 1:1 на шейкере при 250 об/мин в течение 20 мин до получения стабильной эмульсии. После этого пробирки оставляли в вертикальном положении при комнатной температуре, эмульгирующую активность выражали в процентах, рассчитывая ее как отношение объема эмульсии через 24 (Е24) часа к общему объему жидкости, умноженное на 100.
Выводы и предложения
Результаты
Способность микроорганизмов расти на углеводородном субстрате, как правило, связано с синтезом ими биоПАВ, облегчающих поглощение углеводородов клетками бактерий за счет диспергирования нефтепродуктов и увеличения биодоступности углеводородов [1, 15-16]. Однако, использование биотехнологического метода для повышения нефтеотдачи осложняется экстремальными экологическими условиями для микроорганизмов-высо-кими или низкими значениями рН и высокой степенью минерализации. В связи с чем, было проведено изучение
эмульгирующей активности 15 аборигенных культур микроорганизмы и их способности к росту в экстремальных экологических условиях: высокое содержание №С1 в среде (90 г/л), кислая рН среды равная 3,5; режим культивирования 450 С по следующим культуральным признакам - об-
разование помутнения, осадка, пленки, газа.
В таблице 1 представлены результаты изучения роста микроорганизмов на универсальной среде с высоким содержанием №С1 (90 г/л) и низкой кислотностью (рН 3,5) при режиме культивирования 450 С.
Таблица 1.
Рост микроорганизмов на среде с высоким содержанием №С1 (90 г/л), рН 3,5 в режиме культивирования 450 С
№ Название культуры микроорганизма 24 часа 48 часов
помутнение осадок Пленка Газ помутнение осадок Пленка Газ
Контроль - - - - - - - -
1 КМА-1 + + - - - + - -
2 КМА-2 + - - - - - - -
3 КБ-1 + - - - + + + -
4 КБ-4 + - - - - - - -
5 КГ-1 - - - - - - - -
6 КГ-2 - - + + - - + +
7 КЭ-1 - - - - - - - -
8 КМ-1 - + - - + + + -
9 КМ-2 - - - - + - + -
10 КМ-3 + - - - + + - -
11 НКК-1 - + - - + + + -
12 НКК-2 - - - - + + + -
13 НКК-3 - + - - + + + -
14 КБ-2 + - - - + + - -
15 КБ-3 - - - - + - + -
Примечание :+ наличие помутнения, осадка,газа пленки
Как видно, из табличных данных, в заданных условиях, к концу первых суток, только у 2-х следующих культур: КМА-1, КГ-2 наблюдается умеренный рост, так, из исследованных 4-х показателей положительный результат по 2 показателям, а у остальных 13 культур наблюдается отсутствие или слабый рост. На вторые сутки, обильный рост наблюдается у 5 следующих культур КМ-1, НКК-1, НКК-2, НКК-3, КБ-1 так, из 4-х показателей положительный ре-
зультат по 3 показателям, умеренный рост наблюдается у 5 культур (положительный результат по 2 показателям), а у остальных культур наблюдается слабый рост или отсутствие роста.
В таблице 2 представлены результаты роста микроорганизмов на универсальной среде с рН 6,5 и высоким содержанием №С1 при культивировании в режиме 450 С.
Таблица 2
Способность роста микроорганизмов на среде с высоким содержанием №С1, рН 6,5 ед. при режиме культивирования 450 С
№ Название культуры микроорганизма 24 часа 48 часов
Помутнение осадок пленка газ Помутнение осадок пленка газ
Контроль - - - - - - - -
1 КМА-1 + - - - - - - -
2 КМА-2 + - - - - - - -
3 КБ-1 + + + - + + + -
4 КБ-4 + - - - + + + -
5 КГ-1 + - - - - - - -
6 КГ-2 + - + - - - - -
Продолжение таблицы 2
7 КЭ-1 + - - - - - - -
8 КМ-1 - + - - + + + -
9 КМ-2 + - - - + + + -
10 КМ-3 - - + - + + - -
11 НКК-1 - + - - + + + -
12 НКК-2 - + - - + + + -
13 НКК-3 - + - - + + + -
14 КБ-2 - + - - + + + -
15 КБ-3 + - - - + + + -
Примечание :+ наличие помутнения, осадка, газа пленки
Как видно, на вторые сутки наблюдается обильный рост у 8-и из 15-и культур: КМ-1, КМ-2, НКК-1, НКК-2, НКК-3, КБ-2, КБ-3 КБ-1 так, из 4-х показателей положительный результат по 3 показателям, умеренный и слабый рост отмечены у остальных 7 культур микроорганизмов.
Таким образом, способностью к обильному росту при следующих экстремальных условиях: рН среды равная 3,5 ед. (контроль 6,5); высокое содержание №С1 (90 г/л) в сре-
Эмульгирующая активность
де; режим культивирования 450 С обладают 5 48-часовых культур микроорганизмов: КМ-1, НКК-1, НКК-2, НКК-3, КБ-1.
В таблице 3 представлены результаты изучения эндогенной эмульгирующей активности 15 аборигенных культур микроорганизмов нефтепластовых вод месторождения «Кульсары» по отношению к гексану и нефти.
Таблица 3.
аборигенных микроорганизмов
№ Название культур Эмульгирующая активность, %
гексан Нефть
1 КМ2 3 4
2 КМ3 2 5
3 КМ1 4 4
4 КГ2 18 4
5 КМА1 6 9
6 НКК3 3 0
7 КЭ1 12 0
8 НКК1 6 2
9 КБ2 10 18
10 НКК2 12 16
11 КБ3 14 20
12 КГ1 8 24
13 КБ4 15 14
14 КМА2 5 12
15 КБ1 22 18
Как видно, из исследованных углеводородов - нефть и гексан, максимальная эндогенная эмульгирующая активность по отношению к гексану обнаружена у КБ-1 равная 22 %. Максимальная эндогенная эмульгирующая активность по отношению к нефти обнаружена у КГ-1 равная 24 %. Эмульгирующая активность по отношению к гексану у 14-ти культур варьирует в диапазоне 10-21 %, а к нефти у 12 культур бактерий - 12-24 %.
В результате проведенных исследований эколого-функ-циональных свойств 15 аборигенных культур микроорганизмов, выявлено что 5 двухсуточных культур: КМ-1,
НКК-1, НКК-2, НКК-3, КБ-1 показывают обильный рост в следующих экстремальных условиях: высокое содержание №С1 в среде (90 г/л), рН среды равная 3,5; режим культивирования 450 С. Среди изученных 15 культур микроорганизмов максимальная эндогенная эмульгирующая активность по отношению к гексану обнаружена у КБ-1 равная 22 %. Максимальная эндогенная эмульгирующая активность по отношению к нефти обнаружена у КГ-1 равная 24 %.
Умеренная биоэмульгирующая активность микробной культуры КБ-1 в сочетании со способностью к росту при
низких и нейтральных значениях рН, в условиях высокой степени минерализации среды свидетельствует о перспективности использования данного вида микроорганизма как кандидата для разработки методов повышении нефтеотдачи третичными методами.
Список литературы
1. Коронелли, Т. В. Поверхностно-активные свойства некоторых штаммов углеводородокисляющих бактерий Текст./ Т. В. Коронелли, С. Г. Юферова // Вестн. моек, ун-та. Серия 16. Биология. - 1990. - № 1. — С. 14-18.
2. Christofi, N. Microbial surfactants and their use in field studies of soil remediation Text./ N. Christofi, I. B. Ivshina // J. Appl. Microbiol. 2002. - V. 93. - P. 915-929.
3. Сургучев М.Л., «Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов» — М.: Недра, 1985. С-308 .
4. Назина Т. Н. «Микроорганизмы нефтяных пластов и использование их в биотехнологии повышения нефтеотдачи»: М., 2000. С-167.
5. Еремин H.A., Ибатулин Р.Р., Назина Т.Н., Ситников A.A. Биометоды увеличения нефтеотдачи. Москва., 2003 С.12-13
6. Ибатуллин P.P., Хисамов Р.С., Беляев С.С., Борзен-ков И.А., Назина Т.Н. Разработка и применение микробных биотехнологий увеличения нефтеотдачи пластов. // Нефтяное хозяйство. 2005 С. 42 - 45.
7. Юлбарисов Э. М. Биогеотехнология увеличения нефтеотдачи / Э. М. Юлбарисов // Интервал. Октябрь-ноябрь - 1999. - № 9, 10. - С. 4-9
8. Соорег D.G., ОоЫепЬег§ B.G. ЗшТасе асйуе agents from two Васй^ species // Appl. Environ. Mia'obiol. 1987. Vol. 53, № 2. P. 224-229.
БИОРИТМЫ ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА И ЭКСПЕДИЦИОННО-ВАХТОВЫИ ТРУД
НА СЕВЕРЕ
Фатеева Надежда Михайловна
доктор биологических наук, профессор кафедры медико-биологических дисциплин, Тюменский государственный университет, РФ
BIORHYTHMS OF HUMAN HEALTH AND THE EXPEDITIONARY SHIFT LABOR THE NORTH
Fateeva N.M., Doctor of Biology, Professor, Department of Medicobiological, Disciplines, Tyumen State University,
АННОТАЦИЯ
Представлены хронобиологические исследования адаптации организма человека к экстремальным условиям Крайнего Севера при экспедиционно-вахтовой форме труда. Выявлены три степени десинхроноза суточного ритма физиологических показателей. Определена стратегия адаптивного поведения организма человека при воздействии комплекса производственных и экологических факторов экспедиционно-вахтового труда на Крайнем Севере.
ABSTRACT
The selection among the 15 cultures of microorganisms isolated from water samples of reteplase oilfield Kulsary, which are promising for enhanced oil recovery: we studied the emulsifying activity and the ability to grow in extreme environmental conditions: pH 3,5; salinity 90 g/l, the mode of cultivation 45° C.
Ключевые слова: экспедиционно-вахтовый труд, Крайний Север, адаптация, биоритмы, гемостаз, гемодинамика.
Key words: a expeditional-watch work, the Far North, a adaptation, biorhythms, hemostasis, hemodynamic.
Актуальность. Изучение ритмичности различных функций организма открывает перспективу использования биоритмологической информации в качестве критерия оценки возможных явлений десинхроноза и диагностики состояния напряжения [12, 126-130].
Биологические ритмы человека рассматриваются в качестве универсального критерия функционального состояния организма и эффективности приспособления его к окружающей среде, поэтому хронофизиологическая диагностика состояния организма, как в норме, так и при различных формах производственной деятельности в различных экологических условиях является наиболее информативной в оценке и расшифровке физиологических механизмов адаптации и срыва компенсаторно-приспособительных реакций [4, 32-36].
Среди экстремальных воздействий на человека наибольший интерес представляет исследование адаптации к проживанию и работе в новых климато-географических условиях при экспедиционно-вахтовой организации труда
[1, 97-103; 13, 25-29]. Особое место занимают нетрадиционные формы производственной деятельности человека в условиях Крайнего Севера - вахтовая и экспедици-онно-вахтовая [3, 29; 8, 140; 11, 131]. Так, исследования, проведенные непосредственно в экстремальных условиях Заполярья, выявили высокую распространенность артериальной гипертонии у лиц, занятых экспедиционно-вах-товой формой труда [7, 145].
Наиболее правильным в изучении и в представлениях о временной организации можно считать системный подход, позволяющий дать интегрированную оценку ритмической структуры организма и выявить механизмы ее регуляции [12, 57-59]. Кроме того, согласно представлениям Ф.Халберга [16, 14-15] комплексная временная организация может быть описана понятием "хроном", включающим в себя широкий спектр биоритмов. Наибольший интерес представляет ритмический аспект хронома, так как количественное описание параметрических характеристик ритмов открывает возможности для прогнозирования.
