[发明专利]地壳岩心样品的取心方法和在该方法中采用的抗菌聚合物凝胶和凝胶材料

说明书

发明领域

本发明涉及一种地壳岩心样品的取心方法，该方法例如可用于对地壳岩心中的壳间微生物进行研究，本发明还涉及在该方法中采用的抗菌聚合物凝胶和凝胶材料。

背景技术

近年来，有关地壳内部的研究取得了很大的进展，并且也有关于地壳内部超高温和高压环境下深层地下微生物存在的报导。根据有关对在由地下微生物组成的地下微生物范围内的地壳间微生物进行的研究，有可能存在重大的未知的不确定性，例如，如何解释在很深的地质环境中材料转化和物质转移的作用，进而，解释在原始地球上生命的起源和其进化，或者药物与新型材料的发展。

可采用相对容易的方法取得地壳岩心样品，例如通过钻井船在海底的地壳上进行钻孔，从接近地幔的深度取得。作为采用钻井船进行钻孔的方法，例如公知的立管钻井法。在该方法中，采用设于其尖端的钻头，将由钻井船延伸至海底的钻管旋转以对地壳进行钻进，同时，向钻头中加入循环流体如钻井泥浆或海水，其中，根据被钻进的地壳的条件来调节循环流体的比重、粘度、化学组成等。

由于在取心操作过程中来自外部的影响，如由于与循环流体进行接触，使得由该方法获得的地壳岩心样品很可能失去原始的状态。在此情形下，有可能造成所取得的地壳岩心样品对各种研究目的来说均不具备可利用的价值。

为了解决这一问题，US专利5,482,123公开了一种方法，在该方法中，当对地壳岩心样品取心时，在其表面上涂布上非侵入性的凝胶，从而获得其物理结构由外部因素保护起来的地壳岩心样品。

但是，在该方法中，又存在这样一种可能性，即外来的异种微生物可能会穿透岩心样品表面上的凝胶涂层进入凝胶涂层的内部，从而附着于地壳岩心样品上，然后可能在地壳岩心样品的表面上或其内部生长。

在处理形成表面涂层的凝胶时，很难防止凝胶不被微生物污染，这是因为微生物不可避免地粘附于凝胶上。

由于上述原因或其它原因造成的外来的异种微生物污染过的地壳岩心样品均不宜用于对地壳间的微生物进行研究。

如上所述，根据地壳岩心样品的常规取心方法，对抗由于外来的异种微生物混合或其生长所致的微生物污染的措施还是不充分的。因此，由该方法取得的地壳岩心样品就存在样品不能完全适用于对地壳间微生物研究的问题。

发明概述

基于上述问题，本发明的目的是提供一种不存在外部微生物污染的方法，该方法能够取得适用于对地壳间微生物进行研究的地壳岩心样品。

本发明的另一个目的是提供了一种用于该方法中的抗菌聚合物凝胶和其所采用的凝胶材料。

按照本发明，提供了一种提取地壳岩心样品的方法，包括对地壳进行钻孔，其中，地壳岩心样品是以用抗菌聚合物凝胶涂布的状态取得的，所述凝胶是由抗菌单体聚合获得的聚合物形成的。

在该方法中，用于获得形成抗菌聚合物凝胶的聚合物的抗菌单体优选为季铵盐化合物，季铵盐化合物优选为至少一种由通式(1)表示的芳族化合物，丙烯酰氧基烷基三烷基铵盐化合物，甲基丙烯酰氧基烷基三烷基铵盐化合物，丙烯酰氧基-烷基吡啶鎓盐化合物和甲基丙烯酰氧基-烷基吡啶鎓盐化合物。通式(1)：其中，R¹为具有1-18个碳原子的直链或支链烷基，R²和R³为甲基，X^-为卤离子。

进而，用于获得形成抗菌聚合物凝胶的聚合物的抗菌单体为鏻盐化合物。在此情形下，鏻盐化合物优选为以下通式(2)表示的芳族化合物：通式(2)：其中，R⁴、R⁵和R⁶可相同或不同，彼此独立地为具有1-18个碳原子的直链或支链烷基，^X-为卤离子。

形成抗菌聚合物凝胶的聚合物也可优选包含由抗菌单体得到的组分，其比例为1-10摩尔％。

进而，形成抗菌聚合物凝胶的聚合物为亲水聚合物，并可为由抗菌单体和丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N’-亚甲基二丙烯酰胺和N，N’-亚甲基二甲基丙烯酰胺中至少一种获得的共聚物。

按照本发明，还提供了一种适用于取得地壳岩心样品的抗菌聚合物凝胶，其包含通过使抗菌单体进行聚合而获得的聚合物，其中，凝胶用于在通过对地壳进行钻孔而取得地壳岩心样品时涂布地壳岩心样品。

按照本发明，还提供了一种适用于取得地壳岩心样品的粉末凝胶材料，通过向其中加入水可形成抗菌聚合物凝胶，其中，抗菌聚合物凝胶用于在通过对地壳进行钻孔而取得地壳岩心样品时涂布地壳岩心样品。