Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28772

Title: Математичне моделювання біосенсорних та імуносенсорних систем
Other Titles: Mathematical modeling of biosensor and immunosensor systems
Authors: Марценюк, В. П.
Сверстюк, А. С.
Литвиненко, Ярослав Володимирович
Козодій, Н. В.
Martsenyuk, V. P.
Sverstiuk, A. S.
Lutvunenko, Y. V.
Kozodii, N. V.
Affiliation: Університет в Бельсько Бяла, Польща
Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського, Україна
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Україна
Bibliographic description (Ukraine): Математичне моделювання біосенсорних та імуносенсорних систем / В. П. Марценюк, А. С. Сверстюк, Я. В. Литвиненко, Н. В. Козодій // Матеріали Ⅳ Міжнародної науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій“ присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця, 20-21 червня 2019 року. — Т. : ФОП Паляниця В. А., 2019. — С. 37–40. — (Математичні моделі та інформаційні технології).
Bibliographic description (International): Martsenyuk V. P., Sverstiuk A. S., Lutvunenko Y. V., Kozodii N. V. (2019) Matematychne modeliuvannia biosensornykh ta imunosensornykh system [Mathematical modeling of biosensor and immunosensor systems]. Materialy Ⅳ Mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsii "Teoretychni ta prykladni aspekty radiotekhniky, pryladobuduvannia i kompʼiuternykh tekhnolohii" prysviachena 80-ty richchiu z dnia narodzhennia profesora Ya.I. Protsia (Tern., 20-21 June 2019), pp. 37-40 [in Ukrainian].
Is part of: Матеріали Ⅳ Міжнародної науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій“ присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця, 2019
Conference/Event: Ⅳ Міжнародна науково-технічна конференція „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і комп’ютерних технологій“ присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця
Journal/Collection: Матеріали Ⅳ Міжнародної науково-технічної конференції „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій“ присвячена 80-ти річчю з дня народження професора Я.І. Проця
Issue Date: 20-Jun-2019
Publisher: ФОП Паляниця В. А.
FOP Palyanitsa V. A.
Place of the edition/event: Тернопіль
Ternopil
Temporal Coverage: 20-21 червня 2019 року
20-21 June 2019
UDC: 602.1
519.85
53.082.9
616-07
Keywords: біосенсор
імуносенсор
решітчасті диференціальні рівняння
диференціальні рівняння із запізненням
biosensor
immunosensor
lattice differential equations
differential equations with delay
Number of pages: 4
Page range: 37-40
Start page: 37
End page: 40
Abstract: В роботі розглянуто математичні моделі біосенсорних та імуносенсорних динамічних систем у вигляді диференціальних рівнянь в частинних похідних. Запропоновано моделі для оптимізації розробки біосенсорів, модель біосенсора в циліндричних координатах, на основі використання кінетики Міхаеліса-Ментена та рівнянь реакції-дифузії. Розроблена модель імуносенсора у вигляді решітчастих деференціальних рівнянь із запізненням. Побудова моделі грунтується на ряді біологічних припущень щодо взаємодії колоній антигенів та антитіл, а також дифузії антигенів. Для опису дискретних в просторі колоній, локалізованих у відповідних пікселях, використовується апарат решітчатих диференціальних рівнянь.
The mathematical models of biosensory and immunosensory dynamical systems in the form of differential equations in partial derivatives are considered in this paper. Models for optimizing the development of biosensors, a biosensor model in cylindrical coordinates, based on the use of Michaelis-Menten kinetics and reaction-diffusion equations are proposed. A model of the immunosensor in the form of lattice partial differential equations with delay was developed. The construction of the model is based on a number of biological assumptions about the interaction of colonies of antigens and antibodies, as well as the diffusion of antigens. For the description of discrete spaces in the space of the colonies, localized in the corresponding pixels, the apparatus of lattice differential equations is used.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/28772
ISBN: 978-617-7331-85-7
Copyright owner: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, укладання, оформлення, 2019
URL for reference material: https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2006.11.022
https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.04.075
https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.06.004
https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-53749093113&doi=10.1007%2f3-540-35262-7_11&partnerID=40&md5=03be7ef103cbbc1e94cacbb471daa03f
References (Ukraine): 1. L. Mosinska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Kowalska, P. Popielarski, M. Szybowicz, A. Stasiak, et al., “Diamond as a transducer material for the production of biosensors,” Przemysl Chemiczny, vol. 92, no. 6, pp. 919–923, 2013.
2. Rachela Popovtzer, Amir Natan, Yosi Shacham-Diamand, Mathematical model of whole cell based bio-chip: An electrochemical biosensor for water toxicity detection, Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 602, Issue 1, 2007, Pages 17-23, ISSN 1572-6657, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2006.11.022.
3. Romas Baronas, Nonlinear effects of diffusion limitations on the response and sensitivity of amperometric biosensors, Electrochimica Acta, Volume 240, 2017, Pages 399-407, ISSN 0013-4686, https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.04.075.
4. Martsenyuk V. P. Study of classification of immunosensors from viewpoint of medical tasks [Text] / V. P. Martsenyuk, A. Klos-Witkowska, A. S.Sverstiuk // Medical informatics and engineering. – 2018. – № 1(41). – P.13-19.
5. Mikhail A. Vorotyntsev, Anatoly E. Antipov, Reduction of bromate anion via autocatalytic redox-mediation by Br2/Br− redox couple. Theory for stationary 1D regime. Effect of different Nernst layer thicknesses for reactants, Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 779, 2016, Pages 146-155, ISSN 1572-6657, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.06.004.
6. Martsenyuk V. Stability, bifurcation and transition to chaos in a model of immunosensor based on lattice differential equations with delay / A. Klos-Witkowska, A. Sverstiuk // Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations: No. 2018(27), р. 1-31.
7. A. Hoffman, H. Hupkes, and E. Van Vleck, “Entire solutions for bistable lattice differential equations with obstacles,” 2017.
8. V. Marzeniuk, “Taking into account delay in the problem of immune protection of organism,” Nonlinear Analysis: Real World Applications, vol. 2, no. 4, pp. 483–496, 2001, cited By 2. doi: 10.1016/S1468-1218(01)00005-0.
9. G. Marchuk, R. Petrov, A. Romanyukha, and G. Bocharov, “Mathematical model of antiviral immune response. i. data analysis, generalized picture construction and parameters evaluation for hepatitis b,” Journal of Theoretical Biology, vol. 151, no. 1, pp. 1–40, 1991, cited By 38. doi: 10.1016/S0022-5193(05)80142-0.
10. A. Nakonechny and V. Marzeniuk, “Uncertainties in medical processes control,” LectureNotes in Economics and Mathematical Systems, vol. 581, pp. 185–192, 2006, cited By 2.doi: 10.1007/3- 540- 35262- 7_11. [Online]. Available: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-53749093113&doi=10.1007%2f3-540-35262-7_11&partnerID=40&md5=03be7ef103cbbc1e94cacbb471daa03f.
11. Martsenyuk V.P. On principles, methods and areas of medical and biological application of optical immunosensors [Text] / V. P. Martsenyuk, A. Klos-Witkowska, A. S. Sverstiuk, T. V. Bihunyak // Medical informatics and engineering. – 2018. – № 2 (42). – P. 28-36.
References (International): 1. L. Mosinska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Kowalska, P. Popielarski, M. Szybowicz, A. Stasiak, et al., "Diamond as a transducer material for the production of biosensors," Przemysl Chemiczny, vol. 92, no. 6, pp. 919–923, 2013.
2. Rachela Popovtzer, Amir Natan, Yosi Shacham-Diamand, Mathematical model of whole cell based bio-chip: An electrochemical biosensor for water toxicity detection, Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 602, Issue 1, 2007, Pages 17-23, ISSN 1572-6657, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2006.11.022.
3. Romas Baronas, Nonlinear effects of diffusion limitations on the response and sensitivity of amperometric biosensors, Electrochimica Acta, Volume 240, 2017, Pages 399-407, ISSN 0013-4686, https://doi.org/10.1016/j.electacta.2017.04.075.
4. Martsenyuk V. P. Study of classification of immunosensors from viewpoint of medical tasks [Text], V. P. Martsenyuk, A. Klos-Witkowska, A. S.Sverstiuk, Medical informatics and engineering, 2018, No 1(41), P.13-19.
5. Mikhail A. Vorotyntsev, Anatoly E. Antipov, Reduction of bromate anion via autocatalytic redox-mediation by Br2/Br− redox couple. Theory for stationary 1D regime. Effect of different Nernst layer thicknesses for reactants, Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 779, 2016, Pages 146-155, ISSN 1572-6657, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.06.004.
6. Martsenyuk V. Stability, bifurcation and transition to chaos in a model of immunosensor based on lattice differential equations with delay, A. Klos-Witkowska, A. Sverstiuk, Electronic Journal of Qualitative Theory of Differential Equations: No. 2018(27), r. 1-31.
7. A. Hoffman, H. Hupkes, and E. Van Vleck, "Entire solutions for bistable lattice differential equations with obstacles," 2017.
8. V. Marzeniuk, "Taking into account delay in the problem of immune protection of organism," Nonlinear Analysis: Real World Applications, vol. 2, no. 4, pp. 483–496, 2001, cited By 2. doi: 10.1016/S1468-1218(01)00005-0.
9. G. Marchuk, R. Petrov, A. Romanyukha, and G. Bocharov, "Mathematical model of antiviral immune response. i. data analysis, generalized picture construction and parameters evaluation for hepatitis b," Journal of Theoretical Biology, vol. 151, no. 1, pp. 1–40, 1991, cited By 38. doi: 10.1016/S0022-5193(05)80142-0.
10. A. Nakonechny and V. Marzeniuk, "Uncertainties in medical processes control," LectureNotes in Economics and Mathematical Systems, vol. 581, pp. 185–192, 2006, cited By 2.doi: 10.1007/3- 540- 35262- 7_11. [Online]. Available: https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-53749093113&doi=10.1007%2f3-540-35262-7_11&partnerID=40&md5=03be7ef103cbbc1e94cacbb471daa03f.
11. Martsenyuk V.P. On principles, methods and areas of medical and biological application of optical immunosensors [Text], V. P. Martsenyuk, A. Klos-Witkowska, A. S. Sverstiuk, T. V. Bihunyak, Medical informatics and engineering, 2018, No 2 (42), P. 28-36.
Content type: Conference Abstract
Appears in Collections:Ⅳ Міжнародна науково-технічна конференція „Теоретичні та прикладні аспекти радіотехніки, приладобудування і компʼютерних технологій“ (2019)



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.