Skip to main content

2010 | OriginalPaper | Buchkapitel

Modeling Biosensors Utilizing Microbial Cells

verfasst von : Romas Baronas, Feliksas Ivanauskas, Juozas Kulys

Erschienen in: Mathematical Modeling of Biosensors

Verlag: Springer Netherlands

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The biocatalytical system of microbial cells can be used as biocatalyzers for the biosensor preparation [127, 130]. They can show very high specificity for some substrates. For example, yeast cells Hansenula anomala grown in lactate reach breeding media induce cytochrome b 2, and shows high specificity to L-lactate [125]. The scheme of substrates distribution in a microbial biosensor is depicted in Fig. 1.
The peculiarity of the modeling of the microbial biosensors is a slow substrate and product transport through the microbial cell wall. If the substrate transport is slower than the diffusion through the bulk solution and the semipermeable membrane the substrate and the product concentration change in the cell can be written:
$$\begin{array}{rcl} & & \frac{\mathrm{d}{S}_{c}} {\mathrm{d}t} = k({S}_{0} - {S}_{c}) - {V }_{c}\,, \\ & & \frac{\mathrm{d}{P}_{c}} {\mathrm{d}t} = {V }_{c} - k'{P}_{c}\,, \end{array}$$
(1)
where S c and P c are the concentrations of the substrate and the product in the cell, respectively, k and k′ are constants of substrate transport into the cell and the product transport from the cell, respectively, and V c is the rate of the enzymatic process in the cell. The constants k and k′ are related to permeability (h) of the cell wall, that can be expressed as
$$\begin{array}{rcl} & & k = {h}_{s}/l\,, \\ & & k' = {h}_{p}{\mathit{sur}}_{c}/{\mathit{vol}}_{c}\end{array}$$
(2)
where sur c and vol c are the surface and the volume of the microbial cell, respectively.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
125.
Zurück zum Zitat Kulys J, Kadziauskiene K (1978) Bioelectrocatalysis. Lactate-oxidizing electrode. Doklady Akademii Nauk SSSR 239:636 Kulys J, Kadziauskiene K (1978) Bioelectrocatalysis. Lactate-oxidizing electrode. Doklady Akademii Nauk SSSR 239:636
127.
Zurück zum Zitat Kulys J, Kadziauskiene K (1980) Yeast BOD sensor. Biotechnol Bioeng 22:221 Kulys J, Kadziauskiene K (1980) Yeast BOD sensor. Biotechnol Bioeng 22:221
130.
Zurück zum Zitat Kulys JJ (1981) Development of new analytical systems based on biocatalysers. Enzyme Microb Technol 3:344CrossRef Kulys JJ (1981) Development of new analytical systems based on biocatalysers. Enzyme Microb Technol 3:344CrossRef
Metadaten
Titel
Modeling Biosensors Utilizing Microbial Cells
verfasst von
Romas Baronas
Feliksas Ivanauskas
Juozas Kulys
Copyright-Jahr
2010
Verlag
Springer Netherlands
DOI
https://doi.org/10.1007/978-90-481-3243-0_4