МОДЕЛЮВАННЯ ВІДГУКУ ФЕРМЕНТНОГО ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНОГО БІОСЕНСОРА НА ОСНОВІ pН-ЧУТЛИВИХ ПОЛЬОВИХ ТРАНЗИСТОРІВ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КРЕАТИНІНУ - Карпенко, Юрій; Архипова, Валентина; Кукла, Олександр; Дзядевич, Сергій (Сенсорна електроніка і мікросистемні технології, 2025)
В роботі проведено моделювання кінетики відгуків потенціометричного біосенсора на основі диференційного рН-чутливого польового транзистору (рН-ПТ) для визначення креатиніну із використанням біоселективного елементу – ферменту креатиніндеіміназа. При моделюванні враховано такі характеристики рН-ПТ як порогова напруга та крутість перехідної ВАХ транзистора, склад та густина функціональних груп на поверхні двошарового затворного діелектрика оксид-нітрид кремнію. Показано еволюцію зміни величини рН розчину поблизу поверхні транзистора у відповідь на внесення креатиніну та відповідну кінетику відгуку біосенсора. Розглянуто вплив іммобілізації ферменту в фотополімерній матриці PVA-SbQ на концентрацію ферменту в біоселективній мембрані та теоретично досліджено вплив іонної сили буферного розчину на відгук біосенсора. Проведено порівняння отриманих модельних результатів з експериментальними відгуками рН-ПТ біосенсора для креатиніну в діапазоні концентрацій субстрату 1-10 мМ та показано їх хорошу відповідність. Середня похибка моделювання складала не більше 2% величини відгуку на внесення 1 мМ креатиніну. Показано, що розраховані значення чутливості розглядуваних рН-ПТ знаходяться в діапазоні 35-40 мВ/рН для робочих величин рН розчину, що відповідає реальним зразкам датчиків.