حلالیت کم اکسیژن در محلول های آبی و نقش بسزای آن در رشد و سوخت و ساز میکروارگانیسم ها، سبب شده اکسیژن به عنوان عامل کلیدی در کشت و رشد میکروارگانیسم ها در نظر گرفته شود. به همین دلیل مدل سازی فرایند اکسیژن رسانی به محیط کشت میکروارگانیسم یکی از عوامل مهم بهینه سازی فرایند رشد می باشد. با توجه به این که یکی از فاکتورهای مهم در مدل سازی فرایند اکسیژن رسانی و همچنین افزایش مقیاس فرایندهای کوچک، ضریب انتقال جرم می باشد در این پژوهش، ضریب انتقال جرم اکسیژن برای بیوراکتورهای مقیاس کوچک اندازگیری شده است. سپس روشی نوین با استفاده از نانو ذرات مغناطیسی برای افزایش سرعت انتقال اکسیژن از فاز گاز به مایع ارائه می شود. در این روش نانو ذرات با افزایش ضریب انتقال جرم اکسیژن، سرعت انتقال جرم اکسیژن را افزایش می دهند. با توجه به قیمت ارزان نانو ذرات مزیت عمده این روش صرفه اقتصادی می باشد و هم چنین عدم آسیب رسانی به میکروارگانیسم ها از ویژگی های منحصر بفرد آن می باشد. نتایج نشان می دهد که استفاده از نانو ذرات مغناطیسی مگنتولیپوزوم در سرعت لرزش rpm 100 سبب افزایش ضریب انتقال جرم به میزان 64/27 برابر می شود. هم چنین لازم به ذکر است که، با افزایش سرعت لرزش، اثر نانو ذرات کاهش چشم گیری پیدا می کند. به طوری که با افزایش سرعت لرزش به rpm 150 ضریب انتقال جرم تنها به میزان 285/3 افزایش می یابد.