به گزارش خبرگزاری کتاب ایران(ایبنا) کتاب «اصول بنیادی در طراحی بیوراکتور» نوشته نورتون ج. مک‌دافی از سوی سازمان انتشارات جهاد دانشگاهی به بازار کتاب عرضه شده است. این کتاب به کوشش فرزانه وهاب‌زاده، محمد حجار و الهام جلیل‌نژاد ترجمه شده است.
کتاب در هفت فصل با عنوان‌‌های «مقدمه»، «ترمودینامیک و استوکیومتری برای طراحی بیوراکتور»، «سینیتک آنزیمی»، «اصول انتقام جرم»، «سینتیک تکثیر سلولی»، «راکتورهای آنزیمی» و «بیوراکتورهای کشت سلول» تدوین شده است.
در نخستین فصل کتاب درباره طراحی سیستم راکتور زیستی آمده است: «زمینه طراحی راکتور زیستی از جمله حوزه‌های بسیار فعال در تحقیق و توسعه به شمار می‌آید. بنابراین هر مطلبی که در ارتباط با یک طراحی خاص منتشر می‌شود، در معرض خطر افزونگی ابتدایی است.» در معرفی این کتاب می‌خوانیم: «این کتاب موضوعی به جای این که تمامی منابع مربوطه را به‌طور جامع پوشش دهد، به منزله راهنمایی برای جنبه‌های اصلی طراحی یک راکتور زیستی خواهد بود.»
در دومین فصل کتاب در مطلبی با عنوان ترمودینامیک می‌خوانیم: «فرآیندهای زیستی همانند فرآیندهای غیرزیستی برگشت‌ناپذیر هستند. اگرچه واکنش‌های پیچیده‌ای که انجام می‌پذیرند برگشت‌ناپذیر یا حالت پایا هستند، تردمودینامیک تعادلی به توضیح آن‌ها کمک می‌کند. در حقیقت ترمودنیامیک تعادلی، در بسیاری از جنبه‌های مدل‌سازی و طراحی مورد استفاده قرار می‌گیرد. از دیدگاه ترمودینامیکی واکنش‌های زیستی منحصر به فرد هستند، چون بسیاری از فرایندهای آنزیمی می‌تواند با جفت‌شدن مستقیم واکنش‌هایی که دارای تغییرات منفی در انرژی گیبس هستند و واکنش‌هایی که دارای تغییرات مثبت در انرژی آزاد گیبس هستند، انجام پذیرد.»
در سومین فصل کتاب نویسنده به موضوع سینتیک آنزیمی پرداخته و در تعریف این اساس طراحی راکتور آورده است: «سینتیک آنزیمی اساس بسیاری از طراحی‌های راکتور است. حتی در شرایطی که در آن سرعت انتقال جرم کنترل‌کننده سرعت واکنش است، سرعت ذاتی واکنش کاتالیز شده، باید برای تعیین رابطه سرعت، مورد ارزیابی قرار گیرد. طراح یا باید هم سرعت واکنش و هم سرعت انتقال جرم را در نظر بگیرد و یا از سرعت واکنش با توجیه مقایسه با سرعت انتقال جرم صرف‌نظر کند.»
محدودیت‌های انتقال جرم در چهارمین فصل کتاب آمده است: «سرعت‌های انتقال جرم در بیوراکتورها به دلیل اثرات آن‌ها بر روی سرعت واکنش‌های شیمیایی، هم در تبدیل‌های صورت گرفته توسط آنزیم‌ها و هم توسط سلول‌های زنده قابل توجه است. این اثرات بر سرعت رشد سلول یا در تبدیل سوبسترا به محصولات مهم هستند. در بسیاری از موارد، محدودیت‌های انتقال جرمی ناچیز هستند اما در طراحی راکتور باید مورد تایید قرار گیرند.»
نویسنده درباره طبیعت رشد و تکثیر سلولی در پنجمین فصل کتاب توضیح داده است: «سلول واحد زندگی است و بنابراین به‌طور طبیعی آخرین ملاحظه در بیشتر فرآیندهای رشد در طراحی بیوراکتور است. با این حال، اختلافات بین ماده زنده و غیرزنده اغلب مورد بحث و بررسی است. آیا پلاسمیدها یا ویروس‌ها واحدهای زنده هستند؟ اگر هستند، آن‌ها برای تکثیر خود به سلول‌ها وابسته هستند. سلول‌های پروکاریوت و یوکاریوت از جنبه‌های بسیاری کاملا با یکدیگر اختلاف دارند، اما برای بررسی سینیتک سرعت رشد در سوسپانسیون‌های تک‌سلولی یا گروه‌های کوچکی از سلول‌ها، انواع یکسان ساده‌ای از مدل‌های فشرده را می‌توان به کار برد.»
مولف در ابتدای فصل ششم کتاب آنزیم را به‌عنوان شگفتی‌های سیستم‌های واکنش زیستی معرفی می‌کند و در ادامه درباره عبارت آنزیم آورده است: «در بسیاری از موارد، عبارت «آنزیم» برای سلول‌های مرده حاوی آنزیم‌ها یا سیستم‌های آنزیمی مطلوب به کار برده می‌شود. استفاده از این سلول‌ها به‌دلیل محتوای پیچیده سیستم‌های آنزیمی و کوفاکتورهای آن‌ها دارای مزایای چندی است. همچنین آن‌ها ارزان‌تر از آنزیم‌های خالص شده بوده و به آسانی می‌توان آن‌ها را از مخلوط‌های واکنش ـ محصول جداسازی کرد. مدل‌های سینتیکی برای آنزیم‌ها در سولل‌های مرده یا غیرتکثیر شونده اساس مانند آنزیم‌های خالص شده است.»
انواع راکتورهای زیستی عنوان مطلبی است که در ذیل آن یعنی هفتمین فصل کتاب می‌خوانیم: «بیوراکتورهای سلولی پراکنده اغلب بیوراکتورهای تک سلولی نامیده می‌شوند. سلول‌ها در حالات ناپیوسته یا تکثیر می‌شوند یا رشد می‌کنند و فعالیت آن‌ها را در هر مورد می‌توان شبیه‌سازی کرد. طراحی راکتور مناسب برای این کشت‌ها براساس اهداف فرایند تعیین می‌شود. طراحی مناسب اب هدف حداکثر تولید سلولی لزوما منطبق با هدف تبدیل بهینه سوبسترا یا گزینش‌پذیری محصول نیست. هر سیستم را باید با توجه به مزیت‌ها و محدودیت‌های خود مورد تجزیه و تحلیل قرار داد. هر یک از آرایش‌های متعدد راکتور و عملکرد آن‌ها که امکان‌پذیر باشد را می‌توان در سیستم‌های کشت سلولی مورد استفاده قرار داد. اما بیشتر آن‌ها یا براساس طراحی راکتور مخزنی همزده پیوسته (CSTR) یا طراحی جریان پلاک استوار هستند. مانند راکتورهای شیمیایی و آنزیمی، حالت‌های ایده‌آل شده را باید برای تطبیق با رفتار واقعی تصحیح کرد.»
چاپ نخست کتاب «اصول بنیادی در طراحی بیوراکتور» با شمارگان 500 نسخه در 152 صفحه، به بهای 11 هزار تومان از سوی سازمان انتشارات جهاد دانشگاهی به بازار نشر عرضه شده است.
شنبه ۱۹ تیر ۱۳۹۵ - ۱۰:۵۳
نظر شما