عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی ماتریس های سنسور های فلورسانت جهت اندازه گیری اکسیژن محلول در میکرو بیو راکتور ها
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی- بیوتکنولوژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1294.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 58731
- تاریخ دفاع
- ۱۵ مهر ۱۳۹۱
- دانشجو
- علیرضا عسکری
- استاد راهنما
- قاسم عموعابدینی
- چکیده
- اندازه گیری عوامل مؤثر بر فرآیندهای زیستی بی شک اصلی ترین و نخستین گام در بهینه سازی و رسیدن به هدف مورد نظر از فرآیند می باشد و در واقع مفاهیم بررسی و کنترل بدون اطلاع دقیق از این عوامل بی-معنا خواهد بود. در طی سال ها روش های متعددی برای اندازه گیری این عوامل در بیورأکتورهای متداول به کار گرفته و به مرور زمان بهینه و کامل شده اند. در دو دهه گذشته با کاهش اندازه بیورأکتورها به منظور افزایش بهره وری در تولید، دیگر روش های قدیمی اندازه¬گیری کارآمد نیستند لذا نیاز به استفاده از روش ها و دستگاه های جدیدتر و کارآمدتری برای اندازه گیری عوامل مؤثر بر فرآیندهای زیستی می باشد. یکی از این روش ها به کارگیری حسگرهای فلورسانت است که به دلیل اندازه کوچک، دقت بالا و سادگی استفاده به عنوان روشی بسیار مناسب در سال های اخیر مطرح گردیده است. روش کار این حسگرها بر اساس یک واکنش و تولید و ارسال یک طیف نور می باشد که دستگاه آنالیزور پس از بررسی آن، اندازه کمیت مورد نظر را ارئه می دهد. یکی از عوامل مهم در فرآیندهای زیستی اکسیژن محلول در محیط می باشد که انداز¬گیری آن در بیورأکتورهای کوچک مقیاس با روش¬های مرسوم غیر ممکن است. برای این منظور نیز از حسگرهای فلورسانت بهره گرفته می¬شود. در این تحقیق نیز از یک ماده فلورسانت بر پایه کمپلکس روتنیوم استفاده شد به طوری که این ماده بر روی سیلیکاژل تثبیت گردید و پس از تهییج و از طریق واکنش با اکسیژن طیفی از خود ساطع نمود که در نهایت توسط دستگاه بررسی و غلظت اکسیژن محلول در محیط به دست آمد. از آنجا که مواد فلورسانت حتما باید به صورت تثبیت شده به کار روند تا قابلیت ایفای نقش خود را داشته باشند در نتیجه بهینه¬سازی تثبیت نیز خود از گام¬های مؤثر در بهبود عملکرد این نوع حسگرهاست. یکی از روش¬های تثبیت بهره¬گیری از پلیمرها می باشد که در این تحقیق پلیمر حاصل از مونومر سیلیکون به کار گرفته شده است.
- Abstract
- Measuring the effective parameters in the biological processes is undoubtedly the main and the first step in optimization and reaching to the desired target of the process. In fact, the concepts of analysis and control without having accurate data about these parameters is meaningless. During years several methods have been used for measuring these parameters in common bioreactors and they have been optimized and completed over time. In the past two decades by decreasing the size of the bioreactors in order to increase the efficiency of production, the old measuring methods are no more useful, therefore there is a need to use more modern and efficient methods and equipment in order to measure effective parameters in biological processes. One of these methods is using the fluorescent sensors which is a very appropriate technique and is introduced in recent years due to its small size, high accuracy and simplicity. The function of these sensors is based on a reaction that makes and sends a spectrum of light which is measured in quantity by an analyzing device. One of the important parameters in biological processes is the dissolved oxygen in the media which its measuring in small-scale bioreactors by common methods is impossible. For this reason fluorescent sensors are used. A fluorescent material based on ruthenium complex is used in this research too. This material is embedded in the silica gel and after excitation and reaction with oxygen emits a spectrum which is finally analyzed by a device and dissolved oxygen concentration in the media is obtained. Since the fluorescent materials should be used in embedded form in order to have the ability to play their role, therefore optimization of embedding itself is one of the effective steps in improving the performance of these sensors. One of the embedding methods is taking advantage of polymers and in this research the polymer is made of silicon monomer.
