امروزه به دلیل تقاضای رو به رشد سوخت های مایع از یک طرف و پدیده گرم شدن زمین و اثرات زیست محیطی سوخت های فسیلی از طرف دیگر، شاهد تمایل بیشتر به انرژی های تجدید پذیر هستیم. در این میان، زیست اتانول تولیدی از مواد لیگنوسلولزی، توجه بیشتری به خود جلب کرده است. در ایران سالانه بیش از دو میلیون تُن باگاس نیشکر از بین می رود. بنابراین باگاس نیشکر به عنوان ماده اولیه مناسب می تواند برای تولید اتانول استفاده شود. در این پژوهش در مرحله اول، پیش تیمار باگاس نیشکر برای رسیدن به تولید قند بیشتر و مواد بازدارنده کمتر، بهینه سازی شد. عوامل موثر دمای پیش تیمار و زمان ماند برای بهینه سازی آب کافت در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج به دست آمده شرایط بهینه پیش تیمار دمای 161 درجه سانتیگراد و زمان ماند 1.5 دقیقه حاصل شد. در ادامه برای تولید اتانول از آب کافته باگاس، محیط کشت تخمیری پیکیا استیپیتیس بهینه شد. در این مرحله با محیط کشت حاوی 10 گرم بر لیتر شربت ذرت خیسانده، 2 گرم بر لیتر دی آمونیوم هیدروژن فسفات، 2 گرم بر لیتر اوره، 0.5 گرم بر لیتر منیزیم سولفات و 0.5 گرم بر لیتر پتاسیم دی هیدروژن فسفات، بیشینه مقدار اتانول به 6 گرم بر لیتر رسید. کشت هم زمان ساکارومایسیس سرویزیه و پیکیا استیپیتیس در فلاسک های 100 میلی لیتری با در نظر گرفتن نسبت سلول های پیکیا استیپیتیس به ساکارومایسیس سرویزیه، تعداد کل سلول و حجم محیط کشت برای سه محیط تخمیری از جمله آب کافته همی سلولز، آب کافته زی مایه ای و مخلوط آن دو انجام شد. نتایج نشان داد که در تخمیر آب کافته همی سلولز و مخلوط آب کافته ها، کشت پیکیا استیپیتیس از کشت هم زمان بهتر است، در حالی که شرایط بهینه کشت هم زمان آب کافته زی مایه ای در نسبت سلولی پیکیا استیپیتیس به ساکارومایسیس سرویزیه 85 به 15 و تعداد سلول 8^10*6.8 و حجم 75 میلی لیتر حاصل شد. بررسی کشت متوالی ساکارومایسیس سرویزیه و سپس پیکیا استیپیتیس نشان داد که تولید اتانول این دو مخمر از تخمیر پیکیا استیپیتیس اتانول کمتری تولید می کند. با اضافه کردن مواد مغذی اولیه به مرحله دوم کشت متوالی و نیز تقطیر اتانول از آن، مقدار کلی اتانول تولیدی افزایش یافت. مدل سازی سینتیکی تخمیر پیکیا استیپیتیس با استفاده از چهار معادله رشد انجام شد. مدل ها به خوبی با داده های تجربی برازش شدند و ضرایب مربوط به هر مدل تعیین شد.

در سال های اخیر زیست واکنش گاه های کوچک مقیاس موازی با تجهیزات برخط برای کاهش زمان و هزینه های مورد نیاز توسعه فرایندهای زیستی، مورد توجه هستند. با وجود توسعه انواع زیست واکنش گاه های کوچک مقیاس، تا کنون گزارش های اندکی از نتایج مطالعه بر روی زیست واکنش گاه های مینیاتوری حبابی منتشر شده است. در این پژوهش، سامانه متشکل از سه زیست واکنش گاه مینیاتوری حبابی با حداقل حجم کاری 20 میلی لیتر با توجه ساخت و تجهیز آسان، انجام فرایندهای موازی در حجم کاری کم نسبت به زیست واکنش گاه های مینیاتوری حبابی بزرگتر و کاهش مواد مصرفی و زمان فرایند، ساخته و با حسگرهای جدید نوری و بر خط برای اندازه گیری اکسیژن محلول و الکترود ph تجهیز شد. سایر تجهیزات مورد نیاز مانند گرمخانه و پمپ تزریق اسید و باز برای کنترل ph برای تکمیل سامانه مورد نظر به کار رفت. اشرشیاکلی به عنوان ریزاندامگان مدل برای ارزیابی عملکرد سامانه از لحاظ هیدرودینامیکی و سینتیکی انتخاب شد. بر اساس تحلیل های آماری، پارامترکنترل ph در حدود 7 در طول تخمیر، تنها بر روی افزایش kla اثر معنی داری داشت. افزایش سرعت هوادهی تأثیر معنی داری بر شدت رشد ویژه ریزاندامگان (µ) نداشت اما باعث افزایش ضریب حجمی انتقال جرم (kla) و میزان تبخیر شد. نرخ مصرف اکسیژن (our) نیز همانند µ در هوادهی های مختلف ثابت ماند. افزایش دما، مقدار µ، kla و میزان تبخیر را به صورت معنی داری افزایش داد و our نیز متناسب با µ افزایش یافت. با توجه به مقدار عدد بدون بعد دمکوهلر، واکنش شیمیایی کنترل کننده سرعت کلی فرایند زیستی است. تکرار پذیری نتایج در سه زیست واکنش گاه، مقدار بالای kla به دست آمده در این سامانه ( h-1800 <kla ) و امکان تعمیم نتایج سینتیک رشد و هیدرودینامیک جریان به مقیاس بزرگ تر، این سامانه ها را به عنوان یک گزینه موثر و کارآمد در کنار دیگر سامانه ها نظیر زیست واکنش گاه های همزن دار مینیاتوری، مطرح می سازد. شبیه سازی سه بعدی هیدرودینامیک و انتقال جرم در زیست واکنش گاه مینیاتوری حبابی 20 میلی لیتری توسعه یافته در این پژوهش با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (cfd)، نشان داد که کوچک بودن ابعاد زیست واکنش گاه موجب اهمیت اثرات دیواره بر رفتار جریان می شود که این اثر با افزایش هوادهی بیشتر شد. همانند نتایج تجربی، با افزایش هوادهی مقدار our پیش بینی شده توسط مدل سازی تغییری نکرد. مقدار kla به دست آمده از شیب نمودارهای our بر حسب غلظت اکسیژن مصرفی، با دقت خوبی قابل مقایسه با مقادیر تجربی بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در حال حاضر رویکرد فزاینده ای به تولید پروتئین های دارویی با استفاده از روش مهندسی ژنتیک وجود دارد. تولید این پروتئین ها در باکتری اشریشیا کلی سبب تشکیل اجسام نامحلول توده ای شکل به نام اینکلوژن بادی می شود. فرآیند تاخوردگی سبب آرایش مجدد پروتئین های واسرشته از اینکلوژن بادی به ساختار اصلی و فعال آن می شود. در خصوص پروتئین های با پیوند دی سولفیدی (مانند اینترفرون بتا-1بی) نیازمند استفاده از یک اکسیدکننده قوی (مانند یدوزوبنزئیک اسید) است. در این پژوهش آزمایش های فرآیند تاخوردگی نیمه پیوسته با دو روش انجام پذیرفت. ابتدا تاخوردگی نیمه پیوسته به صورت خوراک دهی پروتئین انجام شد. بازدهی تاخوردگی اینترفرون بتا-1بی در شرایط غلظت های متفاوت پروتئین و اکسیدکننده مورد بررسی قرار گرفت. میزان تاخوردگی پروتئین با استفاده از روش چگالی سنجی ژل الکتروفورز سنجیده شد. یدوزوبنزئیک اسید با غلظت 15~10 میکرومولار و پروتئین با غلظت 8 میکروگرم برمیلی لیتر، بازده بیشینه 93% را بدست آورد. همچنین مشخص شد نسبت غلظت اکسیدکننده به غلظت پروتئین در فرآیند تاخوردگی و (در نتیجه) بازده تولید پروتئین های حاوی پیوند دی سولفیدی (از جمله اینترفرون بتا-1بی) نقش کلیدی دارد. سپس آزمایش های تاخوردگی نیمه پیوسته به شکل خوراک دهی همزمان پروتئین و عامل اکسیدکننده انجام و نتایج با کمک کروماتوگرافی مایع فازمعکوس آنالیز شد. طراحی آزمایش ها بصورت فاکتوریل کامل صورت گرفت. استفاده از اکسیدکننده، تغییرات مطلوبی را بر بازدهی فرآیند تاخوردگی تا 13% نسبت به حالت بدون اکسیدکننده ایجاد کرد. افزایش و کاهش میزان پروتئین اکسیدشده و پروتئین ثانویه خلاف یکدیگر صورت پذیرفت. در این روش سطح غلظتی بهینه 40 میکروگرم برمیلی لیتر از اینترفرون بتا-1بی و 8 میکروگرم برمیلی لیتر یدوزوبنزئیک اسید پیشنهاد شد.

موجودات بسیاری از قبیل پرندگان و ماهی های مهاجر شناخته شده اند که قادرند میدان مغناطیسی زمین را حس کنند. در سال های اخیر نیز گونه های مختلفی از باکتری ها کشف شده اند که دارای چنین توانایی هستند و باکتری مغناطیس گرا نامیده می شوند. این باکتری ها نانوذرات مغناطیسی را در داخل سلول می سازند و آن ها را در زنجیره هایی قرار می دهند. چنین نانوذراتی، مگنتوزوم نامیده می شوند و مانند قطب نما باکتری را در یافتن جهت شمال و جنوب جغرافیایی کمک می کنند. همچنین از مگنتوزوم ها می توان برای کاربردهایی از قبیل انتقال دارو، نشانه گذاری سلولی و بیش گرمایش استفاده کرد. باکتری های مغناطیس گرا خطوط میدان مغناطیسی را دنبال می کنند، چنین پدیده ای مغناطیس گرایی نامیده می شود و می تواند در رباتیک بسیار مفید باشد. در این پژوهش، نمونه های آب شیرین از رودخانه کرخه و نمونه های آب شور از دریای خزر جمع آوری شدند. پس از غنی سازی، دو گونه باکتری مغناطیسی از طریق کشت جامد جداسازی شدند. این باکتری ها، با باکتری مگنتوسپیریلوم مگنتوتکتیکیوم dsm 3856 مقایسه شدند. باکتری های جدا شده، گرم منفی بودند و پاسخ گویی آن ها به میدان مغناطیسی به کمک میکروسکوپ نوری بررسی شد. شواهد حاکی از تمایل باکتری های جداشده به هر دو قطب شمال و جنوب آهنربا بود. تصاویر sem نشان داد که باکتری های آب شیرین و آب شور شکل های میله ای و فنری دارند. تصاویر tem زنجیره های مگنتوزوم ها را نشان داد. نقشه عنصری نمونه ها حاکی از آن بود که فاز مگنتوزوم ها مگنتیت است. رفتار مغناطیسی مگنتوزوم ها از طریق مغناطیس سنجی با شیب فرکانسی متناوب بررسی شد و نشان داده شد که مگنتوزوم ها خواص انتقالی سوپرپارامغناطیس به تک حوزگی را از خود بروز می دهند.