Sudėtinės geometrinės struktūros biojutiklių kompiuterinis modeliavimas

• Main Authors: Romas Baronas, Karolis Petrauskas
• Format: Article
• Language: English
• Published: Vilnius University Press 2011-01-01
• Series: Informacijos Mokslai
• Online Access: http://www.journals.vu.lt/informacijos-mokslai/article/view/3141

Biojutikliai yra analitiniai įrenginiai, skirti medžiagų koncentracijoms matuoti. Kuriant naujus biojutiklius reikia atlikti daug eksperimentų. Siekiant sumažinti atliekamų fizinių eksperimentų skaičių taikomas kompiuterinis biojutiklių veiksmo odeliavimas, kai įprastai kiekvienam struktūriškai naujam biojutikliui yra sudaromas matematinis modelis, tuomet jis keičiamas skirtuminiu, o jo lygčių sistemos sprendimas įgyvendinamas sudarant kompiuterinį modelį. Kiekvienas žingsnis reikalauja atidos ir turėtų būti automatizuotas. Straipsnyje yra pateikiamas biojutiklio metamodelis, leidžiantis formuluoti biojutiklių modelius dalykinės srities sąvokomis. Pasiūlytasis metamodelis aprašo biojutiklių modelius, formuluojamus dvimatėje erdvėje, apimančius biojutiklio struktūros, jo geometrinių savybių, biojutikliuose vykstančių reakcijų ir difuzijos procesų aprašus. Sudarius metamodelį, buvo sukurta programinė įranga, automatiškai sukonstruojanti kompiuterinį biojutiklio modelį pagal metamodelio sąvokomis išreikšto biojutiklio aprašą. Metamodelis ir programinė įranga buvo taikoma realiam biojutiklio modeliui sudaryti ir jo veiksmui modeliuoti kompiuteriniu būdu.", t. y. ištrinti žodžius "biojutiklių veiksmo. Computer-Aided Modeling of Biosensors with a Complex Geometrical Structure Romas Baronas, Karolis Petrauskas Summary Biosensors are analytical devices used to measure the concentration of substances. When developing new biosensors, a lot of experiments are needed to be performed. Mathematical modeling of biosensors is used to decrease the number of physical experiments. Models of biosensors are usually created for each structurally unique biosensor by defining its mathematical model and the corresponding numerical approximation. Equations of the numerical model are then solved using computer programs, usually created for a particular model of the biosensor. Each of these steps requires a great attention and should be automated. The article presents a metamodel for a biosensor, enabling one to define models of biosensors in domain-specific terms. The proposed metamodel describes biosensor models, defined in the two-dimensional space and including definitions of the structure of a biosensor, its geometrical properties, reactions and diffusion processes taking place in it. Upon defining the metamodel, we compiled the computer software able to create computer models for biosensors from the models formulated according to the proposed metamodel. The metamodel was practically used to define a model for a real biosensor, and the biosensor modeling software was used to simulate its operation.