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Sensors and actuators. B, Chemical v.259, 2018년, pp.580 - 586   SCI SCIE SCOPUS
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Potentiometric enzyme biosensor for aflatoxin B1 detection – Kinetic simulation

Stepurska, Kateryna (Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kiev, Ukraine ) ; Dzyadevych, Sergei (Institute of High Technologies, Taras Shevchenko National University of Kiev, Ukraine ) ; Gridin, Sergii (Department of Physics, Wake Forest University, Winston Salem, NC, USA ) ;
  • 초록  

    Abstract We have investigated the operation of a potentiometric biosensor based on reversible acetylcholinesterase inhibition for determination of aflatoxin B1. The biochemical reactions between enzyme, substrate, and inhibitor are described using rate equations. A sensitivity study of the biosensor response to the biochemical reaction rates was done by varying each rate constant. The response to substrate and inhibitor was used as a fitting target for evaluation of the biochemical reaction rates. Initial concentrations of the enzyme (2.0 × 10 −5 M acetylcholinesterase), the substrate (4.0 × 10 −3 M acetylcholine chloride), and the inhibitor (9.6 × 10 −6 M aflatoxin B1) in the biosensor membrane act as the boundary conditions for the rate equations. This kinetic model allowed us to establish the effect of reaction rates on the biosensor response and reproduce the response to different inhibitor concentrations. The results may be used for biosensor design and optimization. Highlights A kinetic model of biochemical reactions in a potentiometric enzyme biosensor is proposed. Biochemical reaction rates in the bioselective membrane are evaluated through fitting the biosensor response. Sensitivity of biosensor response to the biochemical reaction rates is investigated.


  • 주제어

    Biosensor .   Acetylcholinesterase .   Aflatoxin .   Simulation.  

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