کتاب صوتی مهندسی اکسیژن‌رسانی در بیوراکتورهای کشت سلول: از انتقال گاز تا مقیاس‌گذاری پایدار

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مهندسی اکسیژن‌رسانی در بیوراکتورهای کشت سلول: از انتقال گاز تا مقیاس‌گذاری پایدار

موضوع کلی: فناوری زیستی و مهندسی فرایندهای بیولوژیکی

موضوع میانی: طراحی و بهینه‌سازی بیوراکتورها

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. اکسیژن‌رسانی در کشت سلول: نقش و اهداف طراحی
• 2. فیزیولوژی مصرف اکسیژن و پاسخ سلول به هیپوکسی
• 3. تعیین نیاز اکسیژن بر اساس نوع سلول و فاز رشد
• 4. تعادل جرمی اکسیژن در بیوراکتور
• 5. محاسبه نرخ مصرف اکسیژن (OUR)
• 6. نرخ تهویه سلولی (CER)، ضریب تنفسی (RQ) و گاز خروجی
• 7. اکسیژن حیاتی (Ccrit) و آستانه محدودکننده رشد
• 8. رابطه kLa، نیروی محرک و ظرفیت انتقال اکسیژن
• 9. مدل دو‌لایه مرزی و مقاومت‌های متوالی
• 10. حلالیت اکسیژن در آب و محیط کشت
• 11. اثر دما، فشار، pH، شوری و ترکیب محیط بر حلالیت
• 12. واحد اندازه‌گیری و تبدیل پارامترهای اکسیژن‌رسانی
• 13. انتقال اکسیژن در سیال‌های غیرنیوتنی و غلیظ
• 14. هیدرودینامیک مؤثر بر انتشار و تماس گاز-مایع
• 15. نقش همزدن در گسیل، پخش و بازچرخش حباب‌ها
• 16. طراحی پاشنده گاز و کنترل اندازه حباب
• 17. توزیع اندازه حباب، ماندگاری و سطح تماس مؤثر
• 18. ادغام، شکست و حرکت حباب‌ها در سیال
• 19. مدل‌های تجربی و نیمه‌تجربی kLa
• 20. اعداد بی‌بُعد، مقیاس‌پذیری و معیارهای هیدرودینامیک
• 21. اثر توان ورودی، سرعت همزن و فاصله پره‌ها
• 22. زمان مخلوط‌شدن و یکنواختی میدان اکسیژن
• 23. جریان گردابی، نقاط مرده و توزیع ناهمگون گاز
• 24. اثر ارتفاع مایع، سطح آزاد و هندسه بیوراکتور
• 25. ظرفیت تهویه، غرق‌شدگی پاشنده و پایداری حباب‌ها
• 26. اثر ویسکوزیته، سلول‌ها، کف و آنتی‌فوم بر انتقال
• 27. سازگاری برش سلولی با ظرفیت اکسیژن‌رسانی
• 28. اندازه‌گیری غلظت اکسیژن محلول (DO)
• 29. اصول کار الکترودهای اکسیداسیون کاتدی و سنسورهای نوری
• 30. انتخاب سنسور DO متناسب با فرایند و محیط
• 31. کالیبراسیون دو نقطه‌ای و کالیبراسیون در میدان
• 32. جبران دما، تأخیر پاسخ و خطای اندازه‌گیری
• 33. قرارگیری سنسور، آلودگی، انحراف نشانگر و پاک‌سازی سطح
• 34. پایش همزمان DO، اکسیژن ورودی و اکسیژن خروجی
• 35. تحلیل گاز خروجی برای ارزیابی مصرف و ظرفیت اکسیژن
• 36. طراحی حلقه کنترل کاسکاد اکسیژن محلول
• 37. تنظیم همزمان جریان گاز، فشار و درصد اکسیژن ورودی
• 38. استفاده از اکسیژن خالص، نیتروژن و مخلوط‌های گاز
• 39. نقطه تنظیم پویا در فرایندهای با بار سلولی متغیر
• 40. پاسخ گذرا، تأخیر انتقال و پایداری کنترل
• 41. کنترل پیش‌بین و کنترل چندمتغیره برای اکسیژن‌رسانی
• 42. برآورد آنلاین OUR، ظرفیت باقی‌مانده و نرم‌سنسورها
• 43. یکپارچه‌سازی داده‌های فرایند و پایش زمان واقعی
• 44. راهبردهای جلوگیری و واکنش به افت ناگهانی DO
• 45. طراحی فرایند batch، fed-batch و perfusion از نظر اکسیژن
• 46. اکسیژن‌رسانی در کشت‌های با غلظت سلولی بالا
• 47. اکسیژن‌رسانی در کشت‌های رقیق، ویسکوز و معلق
• 48. نیازهای ویژه سلول‌های پستان و سلول‌های حساس به برش
• 49. نیازهای ویژه باکتری‌ها، مخمرها و کشت‌های حشرات
• 50. اثر اکسیژن بر متابولیسم، رشد و کیفیت محصول
• 51. مدیریت هیپوکسی، اکسیژناسیون بیش از حد و استرس اکسیداتیو
• 52. تعامل اکسیژن با دما، pH، حل‌شونده‌ها و غلظت مواد مغذی
• 53. کنترل کف، اسپو و آلودگی در مدار گاز و سنسور DO
• 54. انتقال اکسیژن با غشای گازی و تماسندهای خارجی
• 55. طراحی مدار گاز استریل، فشار و ایمنی عملیاتی
• 56. اکسیژن غنی‌شده، احتراق، فشار و کنترل ریسک
• 57. اعتبارسنجی آزمایشی ظرفیت انتقال اکسیژن
• 58. روش‌های gassing-out و تعیین kLa در محیط واقعی
• 59. تعیین OUR و ظرفیت مصرف در مقیاس آزمایشگاهی و تولید
• 60. طراحی آزمایش و بهینه‌سازی پارامترهای اکسیژن‌رسانی
• 61. مدل‌سازی ریاضی انتقال اکسیژن و مصرف سلولی
• 62. شناسایی پارامترها و کالیبراسیون مدل‌های دینامیکی
• 63. شبیه‌سازی سناریوهای بار سلولی و تغییرات عملیاتی
• 64. مقیاس‌گذاری بر اساس kLa و ظرفیت انتقال ثابت
• 65. مقیاس‌گذاری بر اساس توان در واحد حجم و سرعت برش
• 66. مقیاس‌گذاری بر اساس زمان مخلوط‌شدن و انتشار گاز
• 67. انتخاب معیار مقیاس‌گذاری برای سلول‌های حساس به برش
• 68. طراحی مدل scale-down برای ناهمگنی میدان اکسیژن
• 69. انتقال دانش از آزمایشگاه به پایلوت و تولید
• 70. ارزیابی عدم قطعیت، تکرارپذیری و داده‌های مقیاس‌گذاری
• 71. پایش انرژی و بازده اکسیژن در بیوراکتور
• 72. عیب‌یابی افت kLa، خطای DO و ناپایداری فرایند
• 73. برنامه عملیات استاندارد برای تغییر بار و تعمیرات
• 74. مستندسازی، کنترل تغییرات و تکرارپذیری تولید
• 75. طراحی راهبرد یکپارچه اکسیژن‌رسانی برای توسعه فرایند