Modeling and Simulation of Enzymatic Biosensor for Detecting Aflatoxin B1 Using Artificial Neural Network

Message:
Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
Aflatoxin B1 (AFB1) is one of the most toxic Aflatoxins that contaminates agricultural products and causes deathlike effects on human health. Determination of AFB1 in food by biosensors is fast, low cost and accurate. In this paper, modeling and simulation of chemical reactions in the AFB1 potentiometric biosensor is performed to determine the optimal reaction rate constants. Enzymatic reactions are simulated using COMSOL software and reaction rates are optimized by Artificial Neural Network (ANN) and Genetic Algorithm (GA). The fitness function of GA is defined by deploying ANN. The data generated during the simulation step were used to train and evaluate the performance of the neural network. Compared with experimental data, COMSOL model simulated biosensor response with MAPE equal to 0.1023 %. In addition trained ANN with 5-48-1 structure predicted biosensor response with MAPEs equal to 0.7074 %, 0.9458 %, 0.7473 % and 0.7492 % for train, validation, test and total data sets respectively. Reaction rates were optimized by Artificial Neural Network (ANN) and Genetic Algorithm. Modeling results showed that trained Neural Network using Genetic Algorithm optimized reaction rates has the lowest MAPE equal to 0.0026 % compared with other models in prediction of AChE enzyme inhibition by AFB1.
Language:
Persian
Published:
Iranian Journal of Biosystems Engineering, Volume:51 Issue: 1, 2020
Pages:
23 to 35
magiran.com/p2147097  
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 1,390,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 70 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!