Biyomühendislik Temel ve Uygulamalı Laboratuvarı

• altyapı sunar.
• Anahtar Kelimeler (Keywords): biyomühendislik laboratuvarı, biyoproses laboratuvarı, biyoreaktör, biyomalzeme araştırmaları, doku mühendisliği, üsküdar üniversitesi mühendislik

Biyomühendislik Temel ve Uygulamalı Laboratuvarı Nedir? / Amacı Nedir?

Üsküdar Üniversitesi Biyomühendislik Temel ve Uygulamalı Laboratuvarı, biyolojik sistemler ile mühendislik ilkelerini bir araya getirerek katma değeri yüksek biyoteknolojik ürünlerin tasarımı, geliştirilmesi ve ölçek büyütme (scale-up) süreçlerinin yürütüldüğü ileri düzey bir araştırma ve eğitim merkezidir.

• Temel Amaç: Öğrencilere ve araştırmacılara; hücresel fabrikalar, enzim mühendisliği, biyomalzemeler ve biyoproses teknolojileri alanlarında hem temel bilimsel araştırmaları yapabilme hem de bu araştırmaları endüstriyel ölçekte uygulanabilir kılacak mühendislik çözümlerine dönüştürme yetkinliği kazandırmaktır.
• Akademik Katkı: Laboratuvar, moleküler biyoloji verilerini proses mühendisliği ile entegre eder. Canlı hücrelerin veya biyolojik bileşenlerin kontrollü ortamlarda çoğaltılması, biyoreaktör tasarımları ve downstream (ürün saflaştırma) süreçlerinin optimizasyonu gibi konularda güçlü bir akademik altyapı sunar.

Laboratuvarda Bulunan Cihazlar ve Teknik Donanımlar

Laboratuvar altyapısı, mikro ölçekteki hücresel çalışmalardan makro ölçekteki biyoproses sistemlerine kadar geniş bir yelpazede hassas parametre kontrolü sağlayan cihazları barındırır. Öne Çıkan Özellikler çerçevesinde laboratuvar ekipmanları şunlardır:

• Biyoreaktör ve Fermentör Sistemleri: Sıcaklık, pH, çözünmüş oksijen ve karıştırma hızı gibi kritik parametrelerin bilgisayar kontrollü olarak yönetildiği, hücre ve mikroorganizma kültürlerinin endüstriyel ölçekte büyütüldüğü ana üretim üniteleri.
• Laminar Hava Akışlı Kabinler (Biosafety Cabinets - Class II): Hücre kültürü ve mikrobiyolojik ekim işlemlerinin steril bir ortamda, kontaminasyon riski olmaksızın yapılmasını sağlayan biyogüvenlikli steril kabinler.
• Karbondioksitli İnkübatörler: Memeli ve insan hücre hatlarının üremesi ve canlılığını sürdürmesi için gerekli olan vücut sıcaklığı (37 °C) ve optimal gaz dengesini sağlayan hassas iklimlendirme cihazları.
• Yüksek Performanslı Soğutmalı Santrifüjler: Hücre süspansiyonlarının, proteinlerin ve biyolojik makromoleküllerin zarar görmeden, yüksek hız ve kontrollü sıcaklık altında çökeltilerek ayrıştırılmasını sağlayan sistemler.
• Masaüstü Otoklav ve Sterilizatörler: Laboratuvarda kullanılan besi yerlerinin (medyum), cam malzemelerin ve sarf elemanlarının yüksek basınçlı buhar altında biyolojik olarak tamamen steril edilmesini sağlayan donanımlar.

Araştırma Alanları ve Uygulama Alanları

Laboratuvarda gerçekleştirilen uygulamalı dersler, lisansüstü tezler ve disiplinler arası projeler, modern biyoteknolojinin en stratejik dallarını kapsar:

• Biyoproses ve Fermentasyon Teknolojisi: Endüstriyel enzimlerin, aşıların, rekombinant proteinlerin ve biyoyakıtların mikroorganizmalar veya hücre kültürleri vasıtasıyla optimum verimle üretilmesi süreçleri.
• Biyomalzeme ve Doku Mühendisliği: Vücut içi dokuların onarımı veya yapay organ iskelelerinin (scaffold) oluşturulması amacıyla biyo-uyumlu polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve üç boyutlu modelleme çalışmaları.
• Hücre ve Doku Kültürü Uygulamaları: Primer ve sürekli hücre hatlarının üretilmesi, kriyoprezervasyon (dondurularak saklanma) teknikleri, hücre canlılık ve toksisite testlerinin yapılması.
• Aşağı Akış İşlemleri (Downstream Processing): Biyoreaktörde üretilen biyolojik ürünlerin (protein, antibiyotik vb.) ortamdan ayrıştırılması, kromatografik ve filtrasyon yöntemleriyle yüksek saflıkta elde edilmesi.

Öğrencilere ve Sektöre Sağladığı Katkılar

Biyomühendislik Temel ve Uygulamalı Laboratuvarı, öğrencilere teorik yaklaşımları katma değerli endüstriyel ürünlere dönüştürme vizyonu katarak onları küresel biyoteknoloji pazarına hazırlar.

• Endüstriyel Ölçeklendirme Yetkinliği: Öğrenciler, bir laboratuvar tüpünde başlayan biyolojik reaksiyonu litrelik biyoreaktör hacimlerine nasıl taşıyacaklarını (scale-up prensipleri) bizzat deneyimleyerek öğrenirler.
• Stratejik İstihdam Potansiyeli: Bu laboratuvarın pratik disipliniyle yetişen mezunlar; biyoteknolojik ilaç (biyobenzer) üretim tesislerinde, savunma sanayii biyosavunma birimlerinde, gıda ve tarım biyoteknolojisi Ar-Ge merkezlerinde, biyomalzeme üreten implant/protez firmalarında ve çevre biyoteknolojisi laboratuvarlarında "Biyomühendis" veya "Proses Geliştirme (R&D) Uzmanı" olarak hızla kariyer bulurlar.

Sık Sorulan Sorular

Bu laboratuvarı hangi bölümler kullanır? Bu laboratuvarı öncelikli olarak Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi bünyesinde yer alan Biyomühendislik (Lisans, Yüksek Lisans ve Doktora) programı öğrencileri ve araştırmacıları kullanmaktadır. Ayrıca Moleküler Biyoloji ve Genetik ile Kimya Mühendisliği gibi ortak çalışma alanına sahip disiplinlerin projelerine de ev sahipliği yapar.

Laboratuvarda ne tür testler ve analizler gerçekleştirilir? Laboratuvarda hücre büyüme eğrileri tespiti, biyoreaktör verimlilik ve verim katsayısı hesaplamaları, biyomalzemelerin biyo-uyumluluk ve degradasyon (bozunma) analizleri, enzim aktivitesi ölçümleri ve temel mikrobiyolojik saflık analizleri gerçekleştirilmektedir.

Biyoreaktörlerin çalışması esnasında hangi güvenlik protokolleri uygulanır? Biyoreaktörlerde yüksek basınç, sıcaklık ve gaz akışları kontrol edildiği için tüm sistemler otomatik emniyet valfleri ve yazılımsal alarm algoritmaları ile izlenir. Kullanıcıların, sistem çalışırken koruyucu donanımlarla (önlük, gözlük, ısıya dayanıklı eldiven) işlem yapması ve operasyonel el kitabına sıkı sıkıya uyması zorunludur.

Laboratuvar dışarıdan sektörel projelere veya üniversite-sanayi iş birliklerine açık mıdır? Evet. Laboratuvar; ilaç, kozmetik, gıda ve biyomalzeme sektöründeki firmaların Ar-Ge ihtiyaçlarına yönelik prototip ürün geliştirme, biyoproses optimizasyonu ve endüstriyel suş/hücre geliştirme projeleri kapsamında TÜBİTAK, TEYDEB ve San-Tez projelerine tam uyumlu ve açık bir altyapıya sahiptir.

Öğrenciler ders dışı saatlerde bu laboratuvarda çalışabilir mi? Evet, öğrenciler yürütmekte oldukları bitirme projeleri, ulusal/uluslararası yarışma hazırlıkları (örneğin iGEM, Teknofest) veya akademik araştırma faaliyetleri kapsamında; laboratuvar sorumlusu teknisyenlerin ve ilgili tez danışmanlarının onayı, takvimi ve gözetimi altında ders dışı saatlerde de laboratuvardan aktif olarak yararlanabilirler.