本文采用两室模型对酶基安培生物传感器在反竞争性和非竞争（混合）底物抑制条件下的非单调响应进行计算研究。模型由酶层和外扩散层组成，基于包含非 Michaelis–Menten 动力学非线性项及层间分配的反应–扩散方程，并用有限差分法求解。除已知底物抑制会使最大电流不同于稳态输出外，研究进一步发现外部扩散限制也可使瞬态电流出现局部最小值...
食品工业对实时检测食品中多种分析物的需求日益增加，生物传感器因特异性高、灵敏度高且可实时工作，成为传统分析方法的替代方案。本文针对酶促安培生物传感器在食品样品检测中的测量时间问题，提出一种基于数学建模的实时预测方法。作者观察到生物传感器的安培响应曲线在不同测量中具有可重复的趋势，并取决于电化学池内发生的酶促氧化还原反应及被测物。为此...
本研究针对细胞生物传感器在输入检测之外还需具备合适响应范围的问题，探索双组分细菌生物传感器的可预测调谐机制。作者以受体蛋白丰度为核心调节变量，建立了描述受体丰度与激活阈值、灵敏度、动态范围及工作范围之间功能关系的数学模型。该模型将报告基因稳态表达表示为外部输入浓度与受体丰度的函数，并给出半最大响应浓度 K0.5 和相对动态范围 γ ...
蛋白污染是食品、制药和家用工业中的严重问题。本研究通过实验与数学建模，考察了利用蛋白酶枯草杆菌蛋白酶A（subtilisin A）从纤维素表面去除鲁布斯科（Rubisco）蛋白污染的过程。纤维素表面通过在表面等离子共振（SPR）生物传感器芯片上构建自组装单分子层（SAMs）制备，先将微晶纤维素与α-硫辛酸偶联，再经硫-金键固定于金表...
大肠杆菌可作为生产生物燃料和重组蛋白等有用化合物的细菌细胞工厂，但其高效生产需要精细监测生长条件并优化代谢通量。为避免关键营养耗竭并提高产物产量，作者建议利用细菌天然的营养限制感知机制，即与胞内信使鸟苷四磷酸（ppGpp）生物合成相关的 stringent response。文中提出一种 ppGpp 生物传感器设计，将 ppGpp ...
理解细胞信号网络的信息处理机制，需要在活细胞中对特定信号蛋白的活性进行定量测量。生物传感器是用于直接追踪信号蛋白活性的分子探针，其应用正在革新信号转导研究。现有定量分析通常假设生物传感器活性与其所追踪的信号蛋白活性近似线性相关。本文针对常见单链 FRET 生物传感器架构建立机制数学模型，同时纳入分子内与分子间反应，检验该线性假设的有...
本文研究了基于葡萄糖氧化酶的电化学生物传感器在扩散模式和动力学模式下的行为。通过改变传感器外膜的通透性，可以监测其灵敏度与线性响应。作者建立了基于底物酶促转化和扩散过程的数学模型，模拟了膜厚度、扩散系数和pH波动对传感器响应的影响，并评估了不同工作模式下的作用。在允许传感器响应波动不超过5%的条件下，计算了表观米氏常数KM(app....