اين اختراع با عنوان توليد سورفكتين قابل كاربرد در پاكسازي زيستي در زمينه‌ي فني بيوتكنولوژي و زيست محيطي قرار مي‌گيرد. از چالش‌هاي عمده در صنايع نفت، رسوب ذرات هيدروكربني سنگين از جمله آسفالتين است. زمانيكه نفت خام در تانك‌هاي بزرگ ذخيره مي‌شود، لجن‌ها و برش‌هاي سنگين نفت كه در ته مخازن ذخيره نفت ته‌نشين مي‌شوند، رسوباتي با ويسكوزيته بالا و حتي جامد مي‌باشند كه با پمپ‌هاي جابه‌جايي قادر به جداكردن آن‌ها نيستند. جداسازي نيازمند شستشو با حلال يا پاكسازي دستي مي‌باشد. هر دو فرايند زمان‌بر، خطرناك و گران‌قيمت مي‌باشد. علاوه بر اين، حجم بزرگي از خاك‌هاي آلوده نفتي به همان صورت و دست‌نخورده باقي مي‌ماند. تلاش‌هاي زيادي به منظور توسعه روشي براي فرايند پاكسازي توسط تشكيل امولسيون غليظ روغن در آب به كمك عامل‌هاي فعال سطحي صورت گرفته است كه بدين ترتيب لجن‌هاي به حركت درآمده به بيرون پمپ مي‌شوند. يكي از راه‌هاي روانسازي اين لجن‌هاي نفتي استفاده از سورفكتين مي‌باشد كه با توجه به فرآيندهاي خالص‌سازي قديمي براي آن توانايي رقابت اقتصادي با ساير روش‌هاي روانسازي را ندارد ولي با به كارگيري فرآيند خالص‌سازي با استفاده از نانوذرات مغناطيسي، ضمن استفاده از فرآيندي ارزانتر و عملياتي ساده‌تر مي‌توان به سورفكتيني دست يافت كه قابل استفاده در پاكسازي زيستي مي‌باشد.

اين سيستم بخاطر اندازه كوچكش قابل نصب بر روي بدنه انواع بيوراكتورهاي آزمايشگاهي مقياس كوچك مي باشد كارايي بالا اين روش به جهت حذف انواع آلودگي حين نمونه گيري، اين روش را از ساير روشهاي قبلي متمايز مي سازد در اين روش بعد از نصب دوربين طراحي شده به كمك اطلاعات حاصل از نمودارهاي شدت رنگ بر حسب زمان نمايش داده شده مي توان با دقت بالايي،؛ زمان انجام واكنش را مورد بررسي قرار داده و در پريود زماني مناسب ، تغيير رنگ و پيشرفت واكنش را مورد ارزيابي قرار داد. در برخي واكنش ها كه تغيير PH محيط واكنش سبب تغيير رنگ در محيط مربوطه مي شود اين تغييرات رفتاري نيز با اين سامانه قابل بررسي و تحليل مي باشد.

در گذشته براي حذف آلودگي هاي زيست محيطي خصوصا فلزات سنگين از كاتاليست هاي صنايع مختلف از روش هاي شيميايي استفاده مي شد كه اين قبيل روش ها علاوه بر هزينه بالا، آلودگي زيادي را پس از جداسازي فلزات از كاتاليست ها وارد محيط زيست مي كرد. اين اختراع علاوه بر هزينه نسبتا پايين ، سبب كاهش آلودگي ها پس از جداسازي فلزات از كاتاليست ها مي شود. توسط فروشويي ميكروبي در دستگاه ساخته شده فلزات بازيافت شده و قابل استفاده مجدد هستند و همچنين از مواد خالص باقيمانده نيز مي توان در جاهاي مختلف ديگري مانند صنايع ساختماني، سراميك سازي، كارخانجات آسفالت سازي و غيره استفاده نمود. ابتدا محلول حاصل از فرايند ميكروبي كه در يك مدت زمان مناسب در شيكر قرار گرفته بوده و عمليات ليچينگ ميكروبي بر روي كاتاليست هاي موجود در آن صورت گرفته بود وارد دستگاه شده و پس از عبور از فيلتر و حذف ميكروب ها از محلول، وارد مخزني مي شود كه در آن مخلوط نانوپارتيكلهاي اكسيد آهن وجود دارد پس از مخلوط شدن وارد مخزني مي شود كه به ميدان مغناطيسي متصل است در اين مرحله نانوپارتيكل ها به همراه فلزات سنگين جدا شده و محلول عاري از نانو پارتيكل ها وارد مخزن تخليه مي شود در مرحله بعد از مخزن اسيد به اندازه مناسب اسيد وارد مخزني مي شود كه در اين حالت جريان مغناطيسي آن قطع شده است. در اين مرحله مخزن مذكور بطور كامل شسته شده و اين مخلوط شسته شده وارد مخزن تخليه مي شود و اين فرايند بطور پيوسته ادامه پيدا مي كند.

خالص سازي و جداسازي بر اساس اندازه ي نانوذرات يكي از چالش ها ومعضلات مهم و عمده در آماده سازي و تهيه ي مواد خوش تعريف جهت مطالعات و كاربردهاي بنيادي است. اگرچه روش هاي زيادي براي سنتز نانوذرات توسعه داده شده كه اجازه ي تهيه ي نانوذراتي با ابعاد هسته و عامليت سطحي متفاوت را مي دهند، اما هنوز چالشي ممهم و عمده در توسعه ي استراتژي هايي براي تهيه نانوذراتي با درجه ي بالايي از خلوص ( براي مثال عاري از ليگاندها، نمك ها و مواد شروع كننده اضافي) و چندپاشندگي پايين وجود دارد. ديافيلتراسيون روشي است كه از غشاءهاي اولترافيلتراسيون جهت حذف كامل، جايگزيني يا كاهش غلظت نمك ها يا حلال ها از يك محلول شامل پروتئين ها، ليپيدها، اسيدهاي نوكلوئيك و ساير بيومولكول ها استفاده مي كند. در اين فرآيند از فيلترهاي غشايي قابل نفوذ )متخلخل( جهت جدايي اجزا، از محلول ها و سوسپانسيون ها بر اساس اندازه مولكول ها استفاده مي شود. غشاء اولترافيلتراسيون مولكول هايي را كه از منافذ غشاء بزرگتراند نگه مي دارند در حالي كه مولكول هاي كوچكتر مانند نمك ها، حلال ها و آب كه قابليت نفوذ آنها 100% است، آزادا نه از ميان غشاء عبور مي كنند. روش ديافيلتراسيون پيوسته كه همچنين ديافيلتراسيون حجم ثابت نيز ناميده مي شود، شامل شستشوي نمك هاي بافر اصلي يا ديگر گونه هاي با وزن مولكولي كم است كه در مايع غليظ شده )نمونه( وجود دارند توسط اضافه كردن اب يا يك بافر جديد به مايع غليظ شده با نرخي برابربا نرخ توليد مايع صاف شده. در اينجا ما از اين روش براي خالص سازي نانوذرات قابل حل در آب استفاده مي كنيم.

در اين پروژه به منظور دارو رساني به سلول هاي سرطاني از يك سيستم هسته و پوسته استفاده شد در اين سيستم داروي ضد سرطان doxorubicin hydrocholoride بر روي نانو ذرات ابر پارا مغناطيسي اكسيد آهن به عنوان هسته كه به وسيله لايه هايي از پلي اتيلن گليكول و اسيد فوليك فعال شد به عنوان پوسته پوشانده شده اند بارگذاري شد ابتدا نانو ذرات ابرپارا مغناطيسي اكسيد آهن به روش رسوبي كاهشي از يون ها آهن و عامل كاهنده در حضور آمونياك سنتز شدند اين نانو ذرات هسته هاي اين سيستم داروسازي هستند سطح نانو ذرات به وسيله اتانول براي ايجاد پيوندهاي سطحي با پوسته فعال گرديد در مرحله بعد افزايش زمان نيمه عمر بيولوژيكي نانو ذرات در جريان خون با پوشاندن سطح نانو ذرات سنتز شده توسط پلي اتيلن گليكول با جرم مولكولي انجام گرديد سپس به منظور هدف قرار دادن سلول هاي سرطاني و جذب اين سامانه توسط گيرنده هاي فولات كه در سطح سلول هاي سرطاني به ميزان قابل توجهي پخش شده اند ليگاند اسيد فوليك فعال شده به نانو ذرات پيوند داده شد در نهايت داروي ضد سرطان doxorubicin hydrocholoride بر روي نانو ذرات folate-peg در حضور بافر با ph برابر با 7 (براي شبيه سازي محيط واكنش با محيط بدن) بارگذاري شد براي اطلاع از ماهيت نانو ذرات مگنتيت سنتز شده در ro بهينه بدست آمده و همچنين ميزان خلوص اين ذرات به صورت كيفي از تست xrd استفاده شد از نانو ذرات با استفاده از ميكروسكوپ انقالي الكتروني از نانو ذرات fe3o4-peg-folate-dox عكسبرداري شد و مشاهده گرديد كه متوسط

در اين طرح بيوراكتور لرزشي يك بار مصرف در مقياس نيمه صنعتي با بهره گيري از تركيب سه تكنولوژي زير طراحي و ساخته شد. 1- تكنولوژي لرزشي (shaken) با طراحي و ساخت يك شيكر انكوباتور نيمه صنعتي خاص، علاوه بر حذف تنش برشي ناشي از همزن، با تغيير مكانيزم هوادهي به صورت هوادهي از سطح براي اولين بار از دانش فني توليد محصول بدون كف نيز بهره جويي شد. 2. بيوراكتور يكبار مصرف: با استفاده زا بيوراكتورهاي استوانه اي ارزان قيمت، هزينه هاي اوليه و عملياتي به مقدار قابل توجهي كاهش يافت. وجود بيوراكتورهاي يكبار مصرف در حجم هاي مختلف و قيمت پايين در بازار و عدم نياز به استريل چند باره از مهم ترين مزيت آنهاست. 3. نمايش آني (online monitoring) : با بهره گيري از فناوري نوين نمايش آني، با بررسي لحظه اي شرايط رشد و نتايج حاصل از آن شرايط بهينه براي هر ماده حاصل شده و بدين ترتيب بازدهي به مقدار قابل توجهي افزايش مي يابد. تركيب اين سه فناوري يك بيوراكتور منحصر به فرد براي كشت سلول هاي گياهي و حيواني در مقياس نيمه صنعتي ايجاد كرده كه قابل استفاده در انواع عرصه ها از جمله غذايي، دارويي و نفتي مي باشد.

با توجه به نيازها و رويكردهاي جديد بوجود آمده در زمينه علم وو صنعت بيوتكنولوژي ساخت دستگاههايي براي انجام سريع و كم هزينه فرايندهاي زيستي لازم و ضروري مي باشد. در همين راستا دستگاه ميكرو بيوآكتور طراحي و ساخته شد تا امكان انجام فرايندهاي زيستي در مقياس مينياتوري فراهم آيد. دستگاه ميكروبيوآكتور ساخته شده توانايي انجام تمامي فرايندهاي انجام شده در بيورآكتورهاي مقياس بزرگ را دارا مي باشد. در ضمن ميكرو بيورآكتور ساخته شده توانايي پايش مستقيم فرايند را به صورت لحظه به لحظه دارا مي باشد و اكسيژن محلول در محيط كشت اكسيژن موجود در فاز گازي دي اكسيد كربن توليد شده از تفنس سلولي انتقال جرم گاز به مايع اكسيژن مصرف شده و تنفس سلول را در هر لحظه از فرايند نشان مي دهد . در ضمن ميكرو بيورآكتور ساخته شده توانايي كنترل لحظه به لحظه پارامترهاي اندازه گيري شده را نيز دارا مي باشد.

با توجه به نيازها و رويكردهاي جديد بوجود آمده در زمينه علم و صنعت بيوتكنولوژي ساخت دستگاههايي براي انجام سريع و كم هزينه فرايندهاي زيستي لازم و ضروري مي باشد. در همين راستا دستگاه ميلي بيورآكتور طراحي و ساخته شد تا امكان انجام فرايندهاي زيستي در مقياس مينياتوري فراهم آيد. دستگاه ميلي بيورآكتور ساخته شده توانايي انجام تمامي فرايندهاي انجام شده در بيورآكتورهاي مقياس بزرگ را دارا مي باشد. در ضمن ميلي بيورآكتور ساخته شده توانايي پايش مستقيم فرايند را به صورت لحظه به لحظه دارا مي باشد و اكسيژن محلول در محيط كشت، اكسيژن موجود در فاز گازي، دي اكسيد كربن توليد شده از تنفس سلولي ، انتقال جرم گاز به مايع اكسيژن مصرف شده و تنفس سلول را در هر لحظه از فرآيند نشان مي دهد. در ضمن ميلي بيورآكتور ساخته شده توانايي كنترل لحظه به لحظه پارامترهاي اندازه گيري شده را نيز دارا مي باشد.