[發明專利]培養單細胞生物的方法

有效

• 申請號: 200680051806.7
• 申請日: 2006-11-28
• 公開（公告）號: CN101336289A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 漢斯·K·科特拉;奧德·G·布雷克斯泰德;阿斯蓋爾·溫伯格;西德塞爾·馬庫森
• 申請（專利權）人: 斯塔托伊爾海德羅公司
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;C09K8/58
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 封新琴;巫肖南

本發明涉及培養單細胞生物，尤其是原核生物(例如真細菌和古細菌 (archaea))的方法；涉及用于該方法的設備，涉及在地下應用中使用和抑制這 些生物，涉及新的這樣的生物，和涉及包含這些生物的組合物和庫。

天然的地下烴儲層(reservoir)提供了油和氣的有限資源。因此重要的是對 從這些儲層回收烴的過程進行優化。為了這個目的使用了很多技術，但是仍 然持續需要新的技術。

令很多人驚訝的是，在這些儲層中充滿(impregnate?with)烴類的巖石，即 使處于表面以下幾千米因而處于非常高的溫度和壓力下，也不是無菌的 (sterile)。存在單細胞生物，特別是原核生物如真細菌和古細菌。甚至已經提 出，這些微生物可能與烴類的產生有關。

我們已經認識到，促進或抑制這些內生微生物的生長，或者引入分離自 地下巖層的微生物培養物，可以提供改善儲層管理的方法。但是為此，必需 將這些微生物收集并培養，且如果合適的話對其挑戰(challenge)，從而可發現 生長抑制的方法。

當在環境的表面條件培養一些由地下巖層取回的微生物時，我們驚訝地 發現，如果在類似儲層本身條件的物理化學條件下進行培養，則可以分離和 測試的微生物的范圍明顯更大，特別是如果取自儲層的樣品在培養前和培養 過程中保持在高壓時。

這是特別讓人驚訝的，因為不像氣體，液體是非常難于壓縮的。因此液 體培養基中的細菌基本上是充滿液體的膜，其處于周圍的液體中，其跨膜壓 差如果存在，也是可以忽略的。因此可以期望的是，細菌生長基本上不受培 養基壓力的影響。然而實際并非如此，因為我們發現在高壓和環境壓力下培 養的烴樣品會導致完全不同的生物的生長，特別是一些只在高壓條件下生長 的生物在環境(即地表)壓力下不生長。此外，這些嗜壓生物所用的某些酶似乎 在環境壓力下不起作用，可能是由于三級結構的不同而引起的。

因此雖然已知要培養單獨的地下微生物，但是先前并不知道要培養地下 生態系統，其由多樣的微生物組成，其中一些在表面條件下不旺盛生長 (thrive)。如果井下處理(down-hole?treatment)的效果能夠在實驗室條件再現， 那么就有必要使用本發明的新方法。

如此從一個方面看來，本發明提供產生地下微生物培養物的方法，所述 方法包括：從地下儲層，例如從來自這種儲層的流體流獲得加壓流體的樣品； 在保持所述樣品的壓力的同時將其轉移入發酵反應器；和在高壓下和，優選 也在高溫下，在所述反應器中培育所述樣品。

通常在100至900bar，優選230至280bar，特別優選為取樣儲層或意欲 用培養的微生物處理的地層的壓力的50％至150％，更特別是80％至120％， 尤其是90％至110％的壓力培育樣品。

樣品優選為液體烴樣品；然而也可以使用含水樣品。取自儲層的樣品通 常包括氣體、脂質、有機酸等。

培育溫度通常為60至160℃，優選為80至100℃，特別優選地，在取樣 儲層或意欲用培養的微生物處理的地層的溫度的20℃范圍之內，特別是在 10℃范圍之內。

在將樣品轉移至發酵反應器之前、過程中或之后，優選通過將樣品與營 養物混合來進行培育。營養物可以包含礦物質和/或維生素，但優選至少包含 粉狀巖石(pulverulent?rock)，特別優選來自取樣儲層或來自意欲用經培養的微 生物處理的地層的巖石，或者與這種儲層巖石在地質學上可比較的巖石。如 果期望的話，營養物還將包含來自取樣儲層的流體。通常，儲層流體將為微 生物生長提供碳源。通常地，對于發酵過程，可以添加不同的營養物或抑制 劑，以確定它們對微生物生長的作用。

本發明的方法中的培育通常為7至360天，特別是180至240天。如果 期望的話，可以監測和控制培育過程，使得如果微生物沒有生長或者如果微 生物生長達到了預定的可以接受的水平，則將其終止。監測可以原位進行， 或者在從發酵反應器提取的材料上進行，而且可以以任何適當的方式進行。 因此，例如，樣品的混濁程度、營養物質中放射性示蹤物(tracer)的吸收、有 機固形物含量等，通常可以用作監測的參數。監測通常通過下述方式進行： 抽取培養基的等分試樣，并通過例如GC、LC-MS、MS等對它們進行分析， 以顯示出氣體產生或消耗或脂質的曲線。