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生物标志化合物在有机地球化学研究中的应用

来源于细菌; β-胡萝卜烷(carotane)和γ-胡萝卜烷来源于高等植物、
细菌或甲藻的色素。
第一节 基本概念
豆甾醇和谷甾醇主要存在于陆源高等植物中,它是24-乙基-胆甾 烷[C29] 的前身;
胆甾醇(cholestanol)主要存在于水生生物和甲壳动物体内, 它是胆甾烷[C27]的前身;
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息
正构烷烃的碳数分布、峰型、主峰 碳 位 置 、 ΣC22-/ΣC23+ 值 、 OEP 值 变 化等可提供有机质的母质类型、演 化程度及是否遭受过细菌微生物的 降解等重要信息
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
第一节 基本概念
这些化合物具有稳定的基本碳骨架
在漫长的地质史或遭受强烈的异常降解作用 时,也仅发生失去某些官能团、碳碳双键的 氢化或芳构化过程,但会保留可辨认的、从 先驱物继承下来的基本碳骨架特征。
HO
O H3C CH3
Abietanoic acid
CH3 CH3
脱氢 H3C CH3
Abietine
植物叶、茎表层的保护膜(也称植物蜡)及类脂物的降 解产物是系列奇碳优势的长链烷烃的主要来源;
动、植物体中的激素是孕(雄)甾烷的先驱物; 动、植物体中的胆固醇是甾族系列化合物的前身; 松香烷(abietane)、松香亭(abietine)、西蒙内利
稀(simonellite)、惹稀(retene)这一系列三环二萜类化 合物来自高等植物树脂中的松香酸(醇)的降解产物;
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的
这些化合物具有明显的生物母源可追溯:他们来源 于高等动物、陆生植物、水生植物、浮游动物以及 细菌微生物的机体;或者是这些机体中的生物先驱 物在热力、压力及其各种催化作用或微生物作用 下,经过复杂的化学、物理变化转化而来的。
第一节 基本概念
生物标志化合物是生物自身合成的(例)
生物标志化合物 在有机地球化学研究中的应用
目录
第一节 基本概念 第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
1.气相色谱图或GC/MS TIC中正构烷烃信息 2.气相色谱图或GC/MS TIC中类异戊二稀烷烃信息 3.两环倍半萜烷信息 4.藿烷系列和甾族系列信息
■ 第三节 细菌微生物作用的生物标志物特征
②碳 数 分 布
在原始有机质中,正构烷烃液态烃碳数分布非常宽,可达C6- C70,由于采用的抽提方法及分析仪器的限制,正构烷烃的碳数 分布的差异较大。以索氏抽提法和GC/MS仪器分析为例:
索氏抽提法一般使用的溶剂为氯仿(也有加入部分强极性溶剂) 或石油醚,其回流温度在80℃左右,在抽提过程和溶剂挥发定 量过程中,轻组分损失较大。一般可从n C10检测出。
CH3 CH3
脱氢
H3C
CH3
Simonaline
CH3 CH3
脱氢
CH3 CH3
CH3
Retene
CH3 HO
OCholesterine
H3C
CH3
CH3 OH
CH3 CH3
脱氢
H3C CH3
CH3 CH3
OH CH3
脱氢
H3C
CH3 CH3
CH3
OH CH3
脱氢
H3C
CH3 CH3
OH CH3
Ring-A-aromatic sterane
第一节 基本概念
姥鲛烷(pristane)、植烷(phtane)、降姥鲛烷(norpristane)和法呢烷(farnesane)等系列类异戊二稀烷 烃(isoprenoids)等的前身物是叶绿素的α侧链植醇;
高碳数的藿烷来源于四羟基细菌烷脱羟基后经加氢还原的 产物;
桉叶油烷(eudesmane)来自高等植物β-桉叶油醇; 8β(H)补身烷(drimane)。是由锥满醇合成的,主要
真菌中主要是麦角甾醇,绝大多数藻类主要含胆甾醇(C27)和麦 角甾醇(C28);
在m/z191质量色谱图三环萜后段检测出的C24、C26、C27、C28-四环萜 烷,Ts与Tm之间的芒柄花根烷,C29αβ与βα之间的γ-羽扇烷 (lupane),C30αβ前的18α(H)-奥利烷(oleanane)是典型 的高等植物输入的特征生物标志化合物。
①正构烷烃的母质来源
●正构烷烃主要来自于陆源生物或水生生物的蜡质及生物体 中类脂物的降解产物。
●C23以后高碳数正构烷烃一般来源于陆源生物,而C22以 前的低碳数正构烷烃一般来自于水生生物和微生物,且 在生物体的原生质中呈强烈的奇碳优势,因此ΣC22/ΣC23+值反映母质类型特征。
第二节 饱和烃相关参数的地球化学意义
Ring-C-aromatic sterane
A,B,C-Tricyclo-aromatic sterane
H3C
Octadecanoic acid C18:0
O
பைடு நூலகம்
OH
脱羧
H3C
Heptadecane nC17
CH3
H3C CH3 CH3 CH3 CH3 β-Carotene
H3C
加氢还原
CH3 CH3H3C CH3
H3C CH3 CH3 CH3 CH3 β-Carotane
生物标志化合物碳骨架示意图
H3C CH3 CH3H3C CH3
第一节 基本概念
这些化合物能够提供重要信息
有关母质来源、母质类型信息; 样品有机质的氧化还原程度及成熟度; 古环境水质的咸淡程度及水体深浅; 样品有机质的热演化程度(热历史); 成烃古环境中是否细菌微生物发育等信息。
由于GC/MS仪器的限制正构烷烃高碳数一般检测到C40左右,更高 碳数的烷烃只有用高温色谱或液相色谱才可检测到。
若采取超临界萃取,或常温超声萃取,且不做柱色层分离前的 全烃分析,可得到轻烃组分。
Abundance
2.6e+07
TIC: MS06041.D
第一节 基本概念
什么是生物标志化合物(Biomarkers) 生物标志化合物(Biomarkers)是指现代和古代沉积
物、原油、天然气中,现代生物体——动物、高等植物、 水生生物、细菌微生物,以及它们的降解产物中,乃至宇 宙物质中所发现的具有以下明显特征的有机化合物。
①生物标志化合物是生物自身合成的 ②这些化合物具有稳定的基本碳骨架 ③这些化合物能够提供一些重要信息
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