جذب سطحی بستر توسعه یافته یک فناوری جامع، برای جداسازی مستقیم محصول بیولوژیکی مورد نظر از خوراک بیولوژیکی غیرشفاف می باشد. مزیت این روش نسبت به سایر روش های جداسازی این است که مراحل سانتریفیوژ، تغلیظ، فیلتراسیون و جداسازی اولیه پروتئین ها در یک مرحله انجام می شود. ساخت جاذب با ویژگی های مناسب، برای تشکیل یک بستر توسعه یافته پایدار ضروری است. در این تحقیق ساختار شیمیایی (با پوشش 4 درصد پلیمر آگار بر روی پودر نیکل) با حفرات نانویی به منظور جذب ذرات بیولوژیکی/ نانو ذرات بیولوژیکی بر مبنای روش امولسیون آب در روغن، آماده شده اند. به منظور بررسی مورفولوژی ذرات آماده شده، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داده است که ذرات جاذب آماده شده دارای ظاهر کاملاً کروی می باشند و دانسیته مرطوب آن تقریباً g/ml 78/2-64/1، محتوای رطوبت % 74/62-34، میانگین اندازه ذات mµ 41/383-77/344، درصد تخلخل % 98-90، اندازه حفرات nm 140-30 است. در ادامه این تحقیق، اثر دانسیته ذرات جاذب آگار-نیکل بر عملکرد بستر توسعه یافته از لحاظ ویژگی های هیدرودینامیکی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش دانسیته جاذب، ضریب پراکندگی محوری افزایش یافته است. و همچنین در یک سرعت ثابت با افزایش دانسیته جاذب، ضریب بسط بستر کاهش یافته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ذرات جاذب آگار-نیکل ویژگی های بسط و پایداری خوبی از خود نشان داده اند و از لحاظ عملکرد برای فرایند های بستر توسعه یافته مناسب هستند. سپس، از طریق پیوند کوالانسی لیگند میل ترکیبی کاذبreactive blue 4 (rb4)، بر روی هر دو ساختار آگار-نیکل و جاذب تجاری streamline به نظور تهیه جاذب های میل ترکیبی کاذب تثبیت گردید. آلبومین سرم گاوی (bsa) به عنوان پروتئین هدف به منظور بررسی خصوصیات جذب جاذب آگار-نیکل عامل دار شده، در سیستم های جذب ناپیوسته و بستر جذب سطحی توسعه یافته، انتخاب شد. اثر پارامترهایی چون ph و قدرت یونی محلول پروتئینی بر عملکرد جذب بررسی شد. طبق نتایج بدست آمده ایزوترم جذب تعادلی از مدل لانگمیر پیروی می کند. بیشینه ظرفیت جذب تعادلی (01/64 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) در مقایسه با جاذب تجاری (54 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) مقدار بالاتری را نشان داد. از مدل سینتیک شبه درجه یک و شبه درجه دو برای توصیف داده های سینتیکی استفاده شد. بررسی ها نشان داد، مدل سینتیک شبه درجه اول مدل مناسب تری برای توصیف داده های تجربی می باشد. دینامیک جذب و عوامل تاثیر گذار بر بازدهی فرایند جذب پیوسته، در یک ستون به قطر داخلی 1 سانتی متر بررسی شد. منحنی های رخنه در شدت جریان های بالاتر و غلظت اولیه بیشتر دارای شیب بیشتری می باشد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان و کاهش غلظت اولیه محلول ورودی کاهش یافت. جاذب های آگار-نیکل در مقایسه با جاذب های تجاری پتانسیل عملکرد بهتری در سیستم جذب ناپیوسته و سیستم جذب سطحی بستر توسعه یافته داشته اند. در ادامه این تحقیق، جذب نانو ذرات پروتئینی bsa، توسط جاذب آگار- نیکل تحت شرایط عملیاتی مشابه مورد ارزیابی قرار گرفت.

با توجه به اثرات منفی انتشار دی اکسید کربن در محیط زیست، توسعه فناوری های کارآمد برای حذف دی اکسید کربن مانند تماس دهنده غشایی با استفاده از جاذب آمینی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق، غشاهای پلی سولفونی تخت و متخلخل با استفاده از فرآیند وارونگی فازی سنتز گردیدند. در سنتز این غشاها، پلی وینیل پیرولیدون به عنوان افزودنی به محلول پلیمری اضافه شده است. همچنین غلظت های متفاوت پلیمر در سنتز غشاها در نظر گرفته شده است. به منظور بررسی ساختار غشاهای سنتز شده از آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ نیروی اتمی و اندازه گیری زاویه تماس استفاده شده است. آزمایش های جذب فیزیکی با استفاده از جاذب آب دیونیزه و جذب شیمیایی توسط جاذب های آمینی مونواتانول آمین و دی اتانول آمین در تماس¬دهنده انجام گردیدند. نتایج شکل شناسی غشاها مشخص نمود غشای پلی سولفونی دارای افزودنی پلی وینیل پیرولیدون، دارای ساختار انگشتی مانند و غشای بدون افزودنی دارای ساختار ریزحفره می باشند. نتایج آنالیزهای مختلف انجام شده حاکی از آنست که با افزودن پلی وینیل پیرولیدون، زبری سطح و تخلخل غشا افزایش یافته و آبگریزی تغییر چندانی ننموده است. این خواص مناسب باعث بهبود عملکرد جذب دی اکسید کربن غشای دارای افزودنی نسبت به غشای بدون افزودنی شده است به¬طوری¬که در دبی 12 میلی¬لیتر بر دقیقه با استفاده از آب دیونیزه، شار جذب دی¬اکسید کربن غشای دارای افزودنی 2/46 برابر شار جذب دی¬اکسید کربن غشای بدون افزودنی می¬باشد. همچنین نتایج ارزیابی غشاهای سنتز شده با غلظت های متفاوت پلیمر نشان می دهد با کاهش غلظت پلیمر در محلول پلیمری، زبری سطح، تخلخل، اندازه حفرات و آبگریزی غشا افزایش یافته و باعث بهبود عملکرد غشا می گردد. در این تست، با استفاده از آب دیونیزه در دبی 9/7 میلی لیتر بر دقیقه مشاهده گردید شار جذب دی اکسید کربن غشای پلی سولفونی 16 درصد نسبت به شار جذب دی اکسید کربن غشای پلی سولفونی 18 درصد، 117 درصد افزایش یافته است. تاثیر پارامترهای دبی فاز گاز، دبی فاز مایع، غلظت جاذب و نوع جاذب در آزمایش های جذب دی اکسید کربن بررسی شده است. با افزایش دبی فاز مایع حین استفاده از آب دیونیزه و جاذب های آمینی، میزان انتقال جرم دی اکسید کربن افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد با استفاده از مخلوط گازی نیتروژن و دی اکسید کربن و جاذب آمینی در تماس دهنده غشایی، با افزایش دبی فاز گاز، شار جذب دی اکسید کربن افزایش یافته است. علاوه بر این، افزایش غلظت جاذب نیز باعث افزایش شار جذب شیمیایی دی اکسید کربن شده است. در نهایت، مقاومت های انتقال جرم در هر دو حالت بررسی شده و سهم هر یک از آن ها در مقاومت کلی انتقال جرم محاسبه شده است.