生物標(biāo)志化合物ppt課件(留存版)

　　

【正文】 反映質(zhì)荷比由小到大排列及其強(qiáng)度的直角坐標(biāo)圖，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后成為棒狀圖 ① 基峰：質(zhì)譜圖中強(qiáng)度最大的峰；其對應(yīng)離子濃度最大，在質(zhì)譜圖中，將該峰位定為 100, 其它離子峰與基峰相比所得的百分?jǐn)?shù)叫相對豐度。 （ 4）芳香甾烷 具有甾烷碳骨架特征，在 A、 B、 C中一個(gè)或三個(gè)環(huán)被芳構(gòu)化的化合物，稱為芳香甾烷或芳構(gòu)化甾烷。不同的生物中 C2 C28和 C29甾醇的分布不同。 但在泥盆紀(jì)以前，地球上還沒有大量的高等植物，因此認(rèn)為藿烷類化合物主要來源于 原核生物或細(xì)菌 ， 細(xì)菌藿四醇 是藿烷類化合物更合適的前身物 。研究發(fā)現(xiàn)，正構(gòu)烷烴主要來源于活的 生物體以及脂肪酸、蠟質(zhì)等脂類化合物 。 當(dāng)前 ， 石油 、 煤和沉積巖中生物標(biāo)志物（ 地球化學(xué)化石 )的研究 ， 仍是國內(nèi)外有機(jī)地球化學(xué)中最為活躍的前沿領(lǐng)域之一 ， 特別是在油氣勘探中已經(jīng)滲透到成油環(huán)境 、成烴母質(zhì) 、 油源對比 、 成熟度 、 油氣運(yùn)移和石油蝕變等各個(gè)石油地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域 。在自然界中活的生物體尤其是細(xì)菌和藻含有微量正構(gòu)烷烴，并可在原油中找到證據(jù)，如原油中所含的高含量的正十五烷和正十七烷，可能是直接來源于綠藻和褐藻。 藿烷的異構(gòu)化作用 HHRHHHOHOHHHHRHHHRHHR39。 規(guī)則甾烷 甲基甾烷 重排甾烷 沉積有機(jī)質(zhì)中甾烷 A B C D 海相不到 15種 非海相 70多種 分類 規(guī)則甾烷 重排甾烷 4甲基 甾烷 低分子量甾烷 甾醇 甾烷結(jié)構(gòu)示意圖 甾類化合物 （ 1）規(guī)則甾烷 在 C10 和 C13上有一個(gè)甲基，有五個(gè)手征性碳原子，即 C C1 C1 C20 和 C24。 甾族化合物的飽和環(huán)發(fā)生芳構(gòu)化主要由 C環(huán)的單環(huán)芳構(gòu)化經(jīng)二芳環(huán)再到A、 B、 C三芳環(huán)的甾族化合物。質(zhì)譜圖上橫坐標(biāo)為質(zhì)荷比 m/z，縱坐標(biāo)為相對豐度。 RT : 4 3 .8 6 6 6 .1 544 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66T im e (m in)2040608010020406080100Relative Abundance20406080100 NL:m /z = F: MS geo071790NL:m /z = F: MS geo071790NL:m /z = F: MS geo071790低成熟 高成熟 判別原油成熟度 。一般位于質(zhì)譜圖中 m/z最高位置，即最后位置。 芳構(gòu)化 失去 核上 甲基 裂解 單芳環(huán)甾族化合物向三芳環(huán)轉(zhuǎn)化及側(cè)鏈斷裂 裂解 m/e 231(C27) m/e 231(C20) m/e 253(C28) m/e 253(C21) HHHHHHRHHHHHHRHOHHHHHHRHHHHHHRHHHHHHRHHHHHHRHH重排甾烷系列（地質(zhì)構(gòu)型）（地質(zhì)構(gòu)型）（地質(zhì)構(gòu)型）（地質(zhì)構(gòu)型）在地質(zhì)體中（生物構(gòu)型）在生物體中膽甾醇系列正常甾烷重排甾烷異膽甾烷系列膽甾烷系列平衡熟 化熟熟化化化熟熟 化平衡1 3 β ，1 7 α （2 0 S 或2 0 R ）1 3 α ，1 7 β （2 0 S 或2 0 R ）1 4 α ，1 7 α （2 0 R ）1 4 α ，1 7 α （2 0 S ）1 4 β ，1 7 β （2 0 S 或2 0 R ）甾烷的異構(gòu)化作用 甾 族 化 合 物 A環(huán)芳 香甾 重排甾烷 C環(huán)芳 香甾 重排甾烯 甾烯 甾酮 甾烯醇 甾烷醇 正常甾烷 三芳甾 菲系列 輸入 輸入 輸入 化合物產(chǎn)狀 過 程 生 物 體 水 柱 不 成 熟 沉 積 物 消 去 官 能 團(tuán) 成 熟 原 油 脫 水 氧 化 還 原 等 作 用 異 構(gòu) 化 芳 構(gòu) 化 裂 解 成 巖 作 用 階 段 深 成 作 用 階 段 低 溫 細(xì) 菌 改 造 熱 力 Ro= % 主要的天然甾族化合物可能的轉(zhuǎn)化途徑示意圖 甾醇成巖 /深成階段 主要轉(zhuǎn)化途徑 樣品的正確采集、保管和預(yù)處理，是避免其揮發(fā)、變質(zhì)和污染，取得可靠分析資料的先決條件，為此，我們在生物標(biāo)志物研究中所用的樣品，通常采取下列采集、保存及預(yù)處理方法： (1)原油樣品 一般取自井口，采樣前，先打開取樣口放噴３－５分鐘，然后再取樣。 規(guī)則 甾烷的基本骨架及碳原子排列順序 R CH3 CH3 A B C D A B C D 甾烷結(jié)構(gòu)示意圖 13β(H),17α(H) C27重排膽甾烷 (20S) 13β(H),17α(H) C27重排膽甾烷 (20R) 13α(H),17β(H) C27重排膽甾烷 (20S) 13α(H),17β(H) C27重排膽甾烷 (20R) 5α(H),14α(H),17α(H)C27膽甾烷 (20R) 24甲基 ,5α(H),14α(H),17α(H) C28膽甾烷 (20R) 24乙基 ,5α(H),14α(H),17α(H) C29膽甾烷 (20R) 黃第藩（ 1984）認(rèn)為 C27膽甾醇為動(dòng)物甾醇，C29的 β 谷甾醇為植物甾醇，它們經(jīng)過生物還原和熱力作用分別形成 C27和 C29甾烷。目前認(rèn)為這個(gè)系列的化合物由五環(huán)三萜烷類烴熱降解或生物降解而成（ Aquino Neto等， 1983） 。 ??????????????????)()()()(213426332532243325CCCCCCCCC P I碳優(yōu)勢指數(shù) (CPI） 1)1(3142446?????? ??????????iiiiiiCCCCCO E P奇偶優(yōu)勢指數(shù) ( OEP) nC16 i+2 碳數(shù)的選擇一般用主峰碳及前后的各兩個(gè)正烷烴，共 5個(gè)組分計(jì)算。 一、生物標(biāo)志物的概念 生物標(biāo)志化合物： 是指沉積物或巖石中來源于活的生物體，在演化過程中記載了原始生物母質(zhì) 碳骨架 的特殊分子結(jié)構(gòu)信息的 有機(jī)化合物 。 生物標(biāo)志物立體化學(xué) 如果該碳原子不是環(huán)系體系的一部分就可以根據(jù) 4個(gè)不同取代基質(zhì)量的先后順序?qū)⑦@兩種構(gòu)型描述為“ R”和 “ S”. 第一步 把最小取代基團(tuán)（一般是 H原子）設(shè)在紙平面的后面，使此基團(tuán)與非對稱碳原子的連線垂直于紙平面 第二步 把位于紙平面上的取代基團(tuán)賦予優(yōu)先權(quán)，基團(tuán)越大，優(yōu)先權(quán)越高。 非藿烷系列： E 環(huán)多為六員碳環(huán)，而且大多只有 30個(gè)碳原子。 甾烷的基本骨架及碳原子排列順序 原核細(xì)胞的雙層結(jié)構(gòu) 細(xì)胞膜 細(xì)胞核 細(xì)胞核膜 線粒體 葉綠體 胞液 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 甾醇 磷脂 類脂雙層 原核細(xì)胞膜的雙層結(jié)構(gòu) 甾醇 細(xì)胞核 磷脂雙分子層 糖蛋白 原油中甾烷的含量 許多觀察研究發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)代生物體中未發(fā)現(xiàn)有甾烷，其中的甾族化合物主要以 醇、酸，酮 的形式出現(xiàn)，如膽甾醇、麥角甾醇、膽汁酸等。 一般認(rèn)為 4甲基甾烷與甲藻和細(xì)菌有關(guān)，它們可能來源于海相和湖相沉積環(huán)境。 H z vrmv ?2VrHzm222?單聚焦質(zhì)譜計(jì)只有一個(gè)磁分析器，當(dāng)離子進(jìn)入磁分析器后，受 到與之垂直的均勻磁場的作用，離子飛行的途徑彎曲成弧形， m/z不同，曲率半徑 r也不同，此時(shí)離子運(yùn)動(dòng)的離心力 mv2/r與磁 場作用力相等（ H為磁場強(qiáng)度）。確定一個(gè)油藏的聚集歷史，為有關(guān)油田連通性和排流的決策提供依據(jù) 新疆阿其克石炭系卡拉烏依組包裹體烴類和游離烴類甾、萜烷對比圖 包裹體烴類 包裹體烴類 氯仿“ A” m/z217 氯仿“ A” m/z191 新疆桑株第三系地蠟包裹體烴類和游離烴類烷烴色譜對比圖 包裹體烴類 氯仿“ A” 地蠟氯仿“ A” 奧陶系烴類 運(yùn)移作用 本章小結(jié)： ①生物標(biāo)志化合物慨念 ②生物標(biāo)志化合物種類：飽和烴、類異戊二烯烴、萜烷、甾烷（生物來源、演化過程、地球化學(xué)參數(shù)，及地球化學(xué)意義） ③生物標(biāo)志化和物分析：色譜 —質(zhì)譜： m/e ④ 生物標(biāo)志化和物的應(yīng)用 實(shí)訓(xùn)練習(xí)： 各種烴源巖及原油飽和提烴色譜、 色譜 —質(zhì)譜譜圖的識(shí)別及地