Новости

Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН охарактеризовали состав микроорганизмов четырех нефтяных месторождений на территории Татарстана.     Оказалось, что в пластовой воде обитают как бродильные бактерии, образующие нефтевытесняющие метаболиты, так и сульфатредуцирующие бактерии, образующие сероводород, вызывающий коррозию стального оборудования, порчу нефти и экологические проблемы. Это указывает на то, что повысить нефтеотдачу пластов можно, внося в них с поверхности органические вещества для стимуляции роста бродильных бактерий, а также предусматривать применение методов конкурентного подавления роста сульфидогенов. Результаты исследования опубликованы в журнале Biology.    Снижение запасов легкой кондиционной нефти в пластах с низкоминерализованной пластовой водой обусловливает необходимость разработки пластов с тяжелой нефтью и высокосоленой пластовой водой. Исследования показали, что повысить нефтеотдачу пластов можно, регулируя активность обитающих в них микроорганизмов, которые производят ряд метаболитов, вытесняющих нефть: биосурфактанты, биополимеры, жирные кислоты, ферменты и газы.    Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН (Москва) с коллегами из Татарского научно-исследовательского и проектного института нефти ПАО «Татнефть» исследовали состав микробных сообществ нефтяных пластов с высокоминерализованной пластовой водой на четырех месторождениях (Архангельском, Ромашкинском, Сабачинском и Ново-Елховском) на территории Татарстана. Исследователи отобрали пробы воды из нефтяных пластов, после чего провели их химический, микробиологический и метагеномный анализ.    Оказалось, что исследованные пластовые воды Архангельского и Ромашкинского месторождений содержали высокие уровни сульфатов и сульфатредуцирующих бактерий, которые образуют сероводород, вызывающий коррозию стального оборудования, порчу нефти и экологические проблемы при добыче и переработке нефти.    Кроме того, исследователи выделили из проб воды микробную ДНК для метагеномного анализа, который позволил охарактеризовать состав микробного сообщества и предсказать метаболический потенциал его компонентов. В пластовых водах преобладающими оказались бактерии, относящиеся к группам Desulfobacterota (10–85% всех представителей сообществ), Halanaerobiaeota (0,3–55%), Bacillota (2–22%), Pseudomonadota (0,01–17%) и Synergistota (0,1–6%). На Сабанчинском месторождении значительную долю (до 27%) составляли галофильные метаногенные археи рода Methanohalophilus. В составе микробных сообществ обнаружены бактерии, восстанавливающие сульфаты, ацетогенные бактерии, производящие ацетат, а также метаногены, образующие метан. Больше всего сульфатредуцирующих микроорганизмов оказалось в водах из пластов богатых сульфатами, поскольку именно эти соединения необходимы им для роста. Авторы исследования также выделили из пластовой воды ряд чистых культур некоторых микроорганизмов, вырастив их в лабораторных условиях. Выделенные штаммы бактерий принадлежали к родам Desulfoplanes, Halanaerobium, Sphaerochaeta, Geotoga, Bacillus и другим. Используя их, ученые оценили, какие метаболиты эти микробы выделяют в процессе жизнедеятельности. Так, например, удалось определить, что Geotoga сбраживает углеводы и белки с образованием ацетата, водорода и углекислого газа, а также восстанавливает тиосульфат до сульфида.    «Мы охарактеризовали микробный состав нескольких нефтяных месторождений Татарстана и выявили, что в большинстве из них преобладают сульфатредуцирующие бактерии, разлагающие углеводороды и другую органику и при этом восстанавливающие окисленные соединения серы до сероводорода. Присутствие бродильных бактерий, способных перерабатывать внесенные с поверхности сахара или белки в нефтевытесняющие метаболиты, такие как низшие жирные кислоты, спирты и газы, указывает на потенциальную возможность повышения нефтеотдачи пластов на этих месторождениях. Однако при этом нужно учитывать также активность сульфатредукторов, потребляющих продукты метаболизма бродильных бактерий. Еще предстоит исследовать, какие вещества будут оптимальны для микроорганизмов каждого пласта», — рассказывает Тамара Назина, доктор биологических наук, заведующая лабораторией нефтяной микробиологии ФИЦ Биотехнологии РАН.

В медицинской и ветеринарной дерматологии широко используют лекарства из нефти и продуктов ее переработки для лечения гнойно-воспалительных ран.     Они обладают успокоительными, обезболивающими и обеззараживающими свойствами, но имеют свои недостатки. Например, вазелин при длительном применении приводит к чувствительности организма и замедляет скорость проникновения лекарства сквозь кожу. Ученые ПНИПУ изучили, какими заживляющими свойствами обладают разные соединения, полученные из бензина, разработали и протестировали лечебные мази на их основе. Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология» №3 за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».    У многих отечественных и зарубежных ранозаживляющих средств слабая активность. Из-за этого приходится многократно наносить их на кожу и часто менять повязки. В результате такого беспокойства раны долго восстанавливаются. Для создания эффективного и бюджетного аналога таким средствам ученые Пермского Политеха использовали бензин риформинга.    Риформинг – это процесс термической переработки нефти, в результате которого получают необходимые органические соединения (углеводороды). С помощью установки для разгонки нефти, под воздействием разных температур, исследователи вывели 11 бензиновых фракций – смесей легких парафиновых, ароматических и нафтеновых углеводородов, которые стали компонентами будущей мази. Пермские политехники изучили, как состав полученных фракций влияет на полезные с медицинской точки зрения свойства.    Для этого ученые Пермского Политеха приготовили мази на вазелиновой основе, содержащие 10% каждой фракции. Их способность заживлять раны изучили на коже белых лабораторных крыс. Животных разделили на две группы – для одной из них использовали мазь, а для второй нет. На раны крыс наносили по 0,2 грамма мази, на седьмые сутки ученые сравнили процессы заживления в обеих группах. Эксперименты выполнили в соответствии с правилами лабораторной практики при проведении доклинических исследований в РФ и с соблюдением международных рекомендаций Европейской конвенции по защите позвоночных животных и требований по этике.    "Мы искали ответ на главный вопрос: какие химические компоненты природных нефтей создают наибольший лечебный эффект. В качестве эталонов для сравнения использовали известные препараты бепантен, левомеколь и 10 %-ную стрептоцидовую мазь. Средства, содержащие смеси углеводородов, проявили более высокую активность. Так, мазь на основе компонентов с температурой кипения 90-100 °С, превосходит по эффективности левомеколь и действует на уровне бепантена. Кроме того, стоимость таких мазей будет существенно ниже", – рассказывает доцент кафедры химических технологий ПНИПУ, кандидат фармацевтических наук Екатерина Баньковская.    В результате наилучшее действие показали два образца фракций, которые содержат от 80 до 86% парафиновых углеводородов, около 8 % нафтенов и от 3 до 9% аренов. Исследователи отмечают, что выбранная температура кипения и физико-химические свойства (плотность, масса молекул, содержание парафинов, нафтенов, аренов и др.) каждой нефтяной фракции, существенно влияют на их ранозаживляющие свойства. Например, чем выше температура, тем лучше свойства. Более подробно эту взаимосвязь для каждой фракции они рассчитали в самостоятельно составленных уравнениях, которые проверили на универсальность. Они будут полезными в дальнейших исследованиях. Кроме того, ученые ПНИПУ обнаружили, что с высокой вероятностью их образцы могут быть эффективны в лечении таких заболеваний, как экзема и себорея, есть возможность применять их в качестве антидиабетических и других средств.    Как выяснили пермские политехники, фракции бензина риформинга обладают хорошими ранозаживляющими и антисептическими свойствами. Поэтому они могут стать отечественным альтернативным и достаточно бюджетным средством для местного лечения гнойных и воспаленных открытых ран. На данном этапе исследования продолжаются. Сейчас ученые подбирают активный компонент, который увеличит срок годности и стабильность лекарственной формы при хранении, без снижения ранозаживляющего действия препарата.