加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

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广州地化所在蓝细菌中发现新型脂肪类生物聚合物

2022-01-14 广州地球化学研究所
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   微藻作为地球上最古老的生物之一,可以为甲烷、生物氢、生物柴油等多种不同类型的可再生生物燃料提供原材料。近年来,由于石油价格不断上涨以及燃烧化石燃料引起的全球变暖等问题日益严重,微藻产油方面的研究得到了广泛关注。然而,由于微藻含有大量的多糖、蛋白质和脂质,在热解的过程中极易受热分解,导致生物柴油中氧、氮含量高,而且酸度指标较高,进而导致生物柴油的品质下降,很难满足使用要求。事实上,前人已经建立了一种可以有效提取藻质素或类藻质素的研究方法。藻质素或类藻质素是一种高脂肪族的、不可水解的、不溶性的生物聚合物,主要存在于一些绿藻、鞭毛藻和耳根瘤菌的细胞壁上。国内外只有少数研究揭示了几种蓝细菌中存在藻质素类似物,而关于蓝细菌来源的类藻质素能否产油和生烃,仍然缺乏系统研究。
  中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室、深地科学卓越创新中心研究人员等研究了纯培养蓝细菌中难降解脂肪性生物聚合物的结构、产油和生烃潜力,研究成果于近日发表在Organic Geochemistry上。该研究对实验室培养的两种蓝细菌(颤藻和畸形眉藻)样品进行了化学分级,得到去脂类 (LPF)和酸不可水解有机碳(NHOM) 组分,应用元素分析、13C交叉极化/总边带抑制 (CP/TOSS NMR)及其对应的偶极去相核磁共振技术和Rock-Eval热解分析对其进行了表征,并使用封闭式高压釜-黄金管裂解实验对颤藻和畸形眉藻中的NHOM组分进行裂解研究。结果表明,从两种蓝细菌中分离出的NHOM组分是一类具有高脂肪性的难降解生物聚合物,由一条饱和、无支链、链长可达33的碳链构成,与藻质素的结构相似。此外,两种蓝细菌的类藻质素组分的氮和氧含量低,其生烃潜力分别达到65%和53%,具有非常好的产油和产气前景。以上裂解实验得到的生烃潜力和核磁共振数据计算的理论生烃潜力相比,表明核磁共振法会略微低估两种蓝藻生物聚合物的生烃潜力。
   该研究受到国家自然科学基金与广东省重点联合基金项目、广东省科技支撑计划项目和国家重点实验室专项基金项目的资助。
  图1 颤藻和畸形眉藻原始样品(BL)及其NHOM组分的13C NMR谱图。 细线:非选择性CP/TOSS光谱;粗线:对应的偶极去相CP/TOSS光谱
  
  图2 不同裂解温度下,OSC_NHOM和CAL_NHOM产生的气态烃含量变化图。C4为异丁烷和正丁烷的总含量; C5是异戊烷和正戊烷的总含量
  
  图3 在不同裂解温度下,OSC_NHOM和CAL_NHOM样品产生的液态烃的气相色谱图
  
  图4 在不同裂解温度下,OSC_NHOM和CAL_NHOM样品产生的正构烷烃(n-C6-33)含量
打印 责任编辑:江澄

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