Лабораторный образец биочипа для детекции микроорганизмов, вовлеченных в биокоррозию в нефтегазовой отрасли

Отчёт состоит из содержания, введения, основной части, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основная часть содержит 73 страницы, 9 глав, 15 таблиц. В таблице 1 представлены 62 пробы-мишени, разработанные на основе нуклеотидных последовательностей ключевых функциональных генов микроорганизмов, вовлеченных в биокоррозию. В таблицах 4–14 приведены расчёты количества ДНК, находящихся на биочипе, для гибридизации с кассетами. В таблице 15 представлены 35 проб-мишеней, отобранных после тонкой настройки для включения в диагностический прототип биочипа. Ключевые слова: коррозия металлов, микробно индуцированная коррозия, олигонуклеотидный биочип, ДНК пробы мишени, ДНК кассеты, гибридизация, диагностика, тонкая настройка биочипа. Цель данной работы заключается в разработке биочипа для быстрой диагностики биокоррозии нефтепромысловых объектов, вызванной различными микроорганизмами. Данная технология позволит значительно снизить экономические потери, повысить срок эксплуатации оборудования и нефтехранилищ. Биокоррозия – это коррозия металлов, вызванная микроорганизмами. Экономические потери, связанные с коррозией металла, оцениваются в $200 миллиардов в год. Причем 70% утечек на трубопроводах из-за локализованной коррозии вызваны биокоррозией. $7 миллиардов ежегодно тратится на контроль коррозии и ремонт на трубопроводах жидкой нефти и газа. За отчётный период проведена работа по созданию тест системы быстрой диагностики микробного заражения нефтепромыслов на основе биочип технологии. Разработанный нами метод диагностики микробного заражения нефтепромыслов на основе биочип технологии является в настоящее время наиболее быстрым и самым дешёвым методом для идентификации всех основных групп микроорганизмов, вовлеченных в коррозию. На сегодняшний момент биочип диагностику можно сравнивать только с Next-Generation Sequencing (NGS), который определяет соотношение всех микроорганизмов в образце, масса из которых не имеет отношения к биокоррозии. Излишний массив данных затрудняет анализ, кроме того NGS значительно более дорогой метод. Разработанный биочип дает информацию о наличии или отсутствии всех основных групп микроорганизмов, вовлеченных в биокоррозию. В течение отчетного периода нами были разработаны 62 молекулярные ДНК пробы-мишени и 11 комплементарных одноцепочечных ДНК кассет ( раздел 4.1 НТО) ; разработан синтез проб и кассет для тонкой настройки лабораторного биочипа ( раздел 4.2 НТО); выполнен синтез 62 олигонуклеотидных проб и 11 ДНК кассет ( раздел 4.3 и 4.4 НТО); произведён прототип лабораторнoгo образцa биочипа, с иммобилизоваными 62 олигонуклеотидными пробaми ( раздел 4.5 НТО) ; проведена тонкая настройка биочипа гибридизацией каждой из синтезированных ДНК кассет с биочипами; проведены визуализация флюоресцентного изображения биочипа и анализ полученных данных ( раздел 4.6 НТО) ; отобраны 35 лучшиx ДНК проб-мишеней; изготовлен лабораторный образец биочипа ( раздел 4.8 НТО) ; отработаны методы подготовки бактериальныx проб для тестирования лабораторного образца биочипа (выделениe и подготовка ДНК для гибридизации c биочипoм - амплификация, фрагментация и введение флюоресцентной метки) ( раздел 4.7 НТО) . Результат проделанной работы позволяет сделать выбор наиболее подходящих проб для включения в диагностический прототип биочипа, сократив их количество до 35, что значительно удешевляет производство биочипа. Структуры ДНК проб представлены в таблице 15 на странице 69 основной части отчёта. Они позволят делать тесты на биологическую зараженность с высокой скоростью и низкой ценой. В настоящее время мы проводим опытно-промышленные испытания разработанного биочипа с российскими нефтяными компаниями «Лукойл» и «Зарубежнефть-Харьяга» с целью выявления микробиологического заражения месторождений и оценки текущей системы борьбы с биокоррозией. По результатам проведенных ОПИ планируется внедрение использования биочип технологии для рутинной оценки микробиологической зараженности месторождений. Применяться может на любых объектах нефтегазовой инфраструктуры, с наиболее высоким КПД во время добычи и хранения. В 2021 - 2022 году запланировано получение патента. Экономический эффект от внедрения технологии на нефтегазовых объектах может достигать несколько сотен миллионов рублей , так как позволит быстро и полно исследовать объекты на биологическую зараженность. Команде удалось успешно выполнить все задачи по проекту в поставленные сроки и бюджеты.