【摘要】 研究了萃取步骤和萃取参数，包括萃取过程中的相分配效率

海上采出水通常来自二次采油作业中深层油藏含水层的地层水。水驱技术经常被用于这些作业中，在这些作业中，海水或其他水注入到储层中，以保持下方的压力水平，并将石油从储层中冲刷到生产井中。由于采出水是来自不同地质构造的原始水和注入碳氢化合物带的液体的混合物，因此它可以作为一面镜子来反映由于海上油气作业而在海底下正在进行的化学和生物活动。海洋采出水中的微生物群落具有重要的科学意义，并与许多工业应用相关。

 

Fan等人1优化海上采出水基质中脂肪酸的提取，以定量分析这些流体的PLFA和微生物群落特征。研究了萃取步骤和萃取参数，包括萃取过程中的相分配效率；纯化过程中DCM、丙酮和甲醇的体积；以及甲基化剂的类型、酸的体积和FAME衍生化过程中相关的特定反应条件。本研究提供了一种适合且高效的海洋含油盐水中PLFAs的分析方法，为科学和工业活动中生物储层酸化控制的研究提供了依据。

 

图1 a不同体积的DCM、丙酮和甲醇对磷脂洗脱回收率的影响。b用6 mL、10 mL和14 mL甲醇从固相萃取柱中洗脱回收磷脂。

 

固相萃取是基于填料柱上溶解的有机化合物的疏水行为。DCM、丙酮和甲醇是极性增加的溶剂，用于洗脱极性增加的脂类：中性脂类、低极性脂类和极性脂类。脂质萃取物中磷脂部分的分离用0.1 g硅胶填充的小型香槟管进行。通常使用甲醇的初始柱调节步骤来脱水二氧化硅，以避免任何部分水化，这将降低硅酸的极性，也可能增强色谱分配。

 

未经甲醇预处理的磷酸乙醇胺（PE）和磷酸胆碱（PC）组的甲醇组分中磷脂的回收率也有所降低，因此在本研究中需要甲醇预处理步骤。基于极性原理，采用DCM预处理步骤对填料固相萃取管内的含油有机物进行了高效去除。

 

图2 两种不同洗脱速率（0.6 mL/min和1.2 mL/min）下磷脂的SPE柱洗脱行为。磷脂按所述方法分8段连续洗脱。

 

两种不同体积的DCM和丙酮的影响以及三种不同体积的甲醇的洗脱行为如图1a所示。而参数的取值是根据以往的研究，从用于磷脂洗脱的连续体积的甲醇中检测到显著差异。相比之下，即使仅填充0.1 g硅胶，DCM和丙酮的体积对目标脂质回收率的影响也很小。甲醇的洗脱体积似乎不足以在设置高通量的磷脂部分。

 

因此，使用4 mL、6 mL、8 mL、10 mL和12 mL体积的甲醇来检测磷脂的洗脱效率。甲醇洗脱液不足可能导致磷脂从硅柱中洗脱不完全。从两种不同有机碳浓度的土壤中获得磷脂。由图1b可知，10 mL甲醇洗脱的磷脂C16:1（顺-9）PC、C18:1（顺-9）PC和C19:0 PC的回收率分别为92.9%、96.3%和92.8%，RSD均在6.5%以下。采用两种不同的洗脱速率对DCM -丙酮-甲醇洗脱方案进行进一步测试，结果如图2所示。三种加标标准品的溶液残渣、DCM或丙酮馏分中均检测到少量或未检测到磷脂。

 

结果表明，极性溶质从液相转移到二氧化硅吸附剂中。当较高的洗脱速率时，洗脱行为略有不同。随着洗脱流速的增大，用4 mL甲醇洗脱的第一部分的体积减小，而用2 mL甲醇回收的后续磷脂部分的体积增大。第一个甲醇馏分的这一现象表明，当施加等量的溶剂时，足够的接触时间会从与二氧化硅吸收剂的相互作用中释放出更多的极性脂质。

 

综上所述，该研究建立了一种测定海洋采出水中微生物群落剖面中PLFAs含量的方法。确定了三段萃取工艺，并评价了分相萃取效率。采用固相萃取（SPE）的洗脱参数对油类样品进行了处理，并确定了其体积，以诱导高回收率的磷脂部分。研究了碱性试剂、中和酸用量、酯交换反应时间和温度等参数对反应的影响。通过考察方法的线性、lod和重复性，验证了GC-MS定量分析方法的正确性。方法研究了磷脂制备和FAMEs衍生化的回收性能。

 

结果表明，该方法具有较高的回收率和重复性，良好的选择性和线性，定量限可用于PLFA分析。该方法具有可靠的准确度和精密度，可用于海洋采出水样品的微生物剖面。该方法适用于海洋环境中高含油、高含盐量样品的常规分析。

 

(1) Fan, F.; Zhang, B.; Morrill, P. L. Phospholipid fatty acid (PLFA) analysis for profiling microbial communities in offshore produced water. Mar. Pollut. Bull. 2017, 122 (1), 194-206. DOI: https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.06.044.

 

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