The mathematical investigation of the work of enzyme biosensors based on conductive polymers Report as inadecuate




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The work of CP-based biosensors was described mathematically in potentiostatic and potentiodynamic mode with constant voltage was mathematically described. The mathematical models were analyzed by linear-stability theory and bifurcation analysis. The stable-state conditions were derived by using the stable-state requirements for 2-dimensional systems for the potentiostatic mode and Routh-Hurwitz criterion for the potentiodynamic mode. The causes for the oscillatory behavior are the influence of the anodic oxidation of strong reducents forming during the work of the sensor and the formation of the less conductive polymer form for the potentiodynamic mode. For the case of the presence of autocatalytic stage, its influence is the third oscillations cause. The causes of monotonic instability and respective critical values of parameters for potentiostatic mode were also found., O desempenho de biossensores eletroquímicos baseados em polímeros condutores PC, modificados pelos fragmentos da enzima, foi descrito matematicamente nos modos potenciostático e potenciodinâmico de voltagem constante. Os modelos matemáticos foram analisados por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. As condições da estabilidade dos estados estacionários foram inferidas com o uso dos requisitos da estabilidade do estado estacionário para os sistemas de duas dimensões para o modo potenciostático e usando o critério de Routh- Hurwitz para o modo potenciodinâmico de voltagem constante. As causas das oscilações eletroquímicas, possíveis durante o funcionamento do sensor, são: a influência da oxidação eletroquímica dos redutores fortes, que se formam durante a reação específica entre o polímero e o analito, sobre a camada dupla e também a formação da forma menos condutora do polímero para o modo potenciodinâmico. Caso a detecção se realize por meio das reações autocatalíticas, estas também são responsáveis pelo comportamento oscilatório no processo.

Tipo de documento: Artículo - Article

Información adicional: Departamento de Farmacia-Facultad de Ciencias Universidad Nacional de Colombia Se autoriza la fotocopia de articulos y textos para fines de uso académico o interno de las instituciones citando la fuente. Las ideas emitidas por los autores son reponsabilidad expresa de estos y no de la revista.

Palabras clave: polímeros condutores, sensores bioquímicos, sensores enzimáticos, sensores eletroquímicos, oscilações eletroquímicas, o estado estacionário estável, Conductive polymers, biosensors, enzymatic sensors, electrochemical sensors, electrochemical oscillations, stable steady-state





Source: http://www.bdigital.unal.edu.co


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Rev.
Colomb.
Cienc.
Quím.
Farm., Vol.
41 (2), 203-216, 2012 www.farmacia.unal.edu.co Artículo de investigación A investigação matemática do desempenho de biossensores eletroquímicos enzimáticos baseados nos polímeros condutores Volodymyr Valentynovych Tkach*, Vasyl’ Vasyl’ovych Nechyporuk e Petro Ivanovych Yagodynets’ Universidade Nacional de Chernivtsi, Ucrânia 1 58012, Ucrânia, Rua Kotsyubyns´kogo, 2, Universidade Nacional de Chernivtsi, E-mail do contato – nightwatcher2401@gmail.com Recibido para evaluación: 26 de noviembre de 2012. Aceptado para publicación: 20 de diciembre de 2012. Resumo O desempenho de biossensores eletroquímicos baseados em polímeros condutores (PC), modificados pelos fragmentos da enzima, foi descrito matematicamente nos modos potenciostático e potenciodinâmico de voltagem constante.
Os modelos matemáticos foram analisados por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações.
As condições da estabilidade dos estados estacionários foram inferidas com o uso dos requisitos da estabilidade do estado estacionário para os sistemas de duas dimensões (para o modo potenciostático) e usando o critério de RouthHurwitz (para o modo potenciodinâmico de voltagem constante).
As causas das oscilações eletroquímicas, possíveis durante o funcionamento do sensor, são: a influência da oxidação eletroquímica dos redutores fortes, que se formam durante a reação específica entre o polímero e o analito, sobre a camada dupla e também a formação da forma menos condutora do polímero (para o modo potenciodinâmico).
Caso a detecção se realize por meio das reações autocatalíticas, estas também são responsáveis pelo comportamento oscilatório no processo. Palavras-chave: polímeros condutores, sensores bioquímicos, sensores enzimáticos, sensores eletroquímicos, oscilações eletroquímicas, o estado estacionário estável. 203 Tkach, Nechyporuk, Yagodynets The mathematical inves...






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