講演名 1999/7/23
生体膜輸送の非線形最適制御
平山 博史, 北川 敬之,
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抄録(和) 担体による生体膜を介する物質輸送をモデル化をして, 輸送機構を評価し, 解明する数学的方法を提唱した。反応係数は輸送される物質, 担体-物質複合体の単位膜面積あたりの濃度の指数関数とし物質が輸送される過程でそれらの複合体の濃度に依存して輸送される割合が変化する現象を近似的に表現した。膜輸送が最適制御下で形成されることを仮定して, 評価関数を設定した。本研究では誤差最小化型評価関数をもちいた。生理学的に妥当な実験結果をもちいて, 最適制御下でのシステム方程式を数値計算で解いた。評価関数中の重価係数を増大すると, 標的値への到達時間が短縮されそれまでの間のプラトー部も明確に実現された。反応係数が輸送物質, 担体の関数である場合, より生理的に近い輸送状態を実現できる可能性を示唆した。本研究を発展させることでより生物学的な人工膜の生成およびその機能評価が可能になると推測した。
抄録(英) A mathematical method was introduced to analyze the optimally controlled carrier mediated material transport across the bioiogical membrane. The rate constants for the reactions between the ligand and carrier were set as exponential functions of concentrations of the species. Thus, the transfer rates of ligands were not constant but charged as the transport state proceeded. The interactions between the free carrier and its bounded type on both of the outer and inner surface of the membrane were expressed by four non linear differential equations. The optimal control that minimized the deviations from the target concentrations of the species produced characteristic pattern of temporal changes in the concentrations of the species. As the time passed, the concentrations of the species achieved evident plateau and reached the target values. The present method will be available for evaluating the biological and artificial membrane functions.
キーワード(和) 非線形 / 膜輸送 / 担体 / 反応係数 / 飽和 / 最適制御 / 評価関数
キーワード(英) Non linear / Membrane transport / Carrier / Rate constant / Optimal control
資料番号 NLP99-67
発行日

研究会情報
研究会 NLP
開催期間 1999/7/23(から1日開催)
開催地(和)
開催地(英)
テーマ(和)
テーマ(英)
委員長氏名(和)
委員長氏名(英)
副委員長氏名(和)
副委員長氏名(英)
幹事氏名(和)
幹事氏名(英)
幹事補佐氏名(和)
幹事補佐氏名(英)

講演論文情報詳細
申込み研究会 Nonlinear Problems (NLP)
本文の言語 ENG
タイトル(和) 生体膜輸送の非線形最適制御
サブタイトル(和)
タイトル(英) Non Linear Optimal Control of Biomolecular Transport Across the Biological Membrane.
サブタイトル(和)
キーワード(1)(和/英) 非線形 / Non linear
キーワード(2)(和/英) 膜輸送 / Membrane transport
キーワード(3)(和/英) 担体 / Carrier
キーワード(4)(和/英) 反応係数 / Rate constant
キーワード(5)(和/英) 飽和 / Optimal control
キーワード(6)(和/英) 最適制御
キーワード(7)(和/英) 評価関数
第 1 著者 氏名(和/英) 平山 博史 / H. Hirayama
第 1 著者 所属(和/英) 旭川医科大学公衆衛生
Dept. of Public Health Asahikawa Medical College
第 2 著者 氏名(和/英) 北川 敬之 / N. Kitagawa
第 2 著者 所属(和/英) 旭川医科大学公衆衛生
Dept. of Public Health Asahikawa Medical College
発表年月日 1999/7/23
資料番号 NLP99-67
巻番号(vol) vol.99
号番号(no) 205
ページ範囲 pp.-
ページ数 8
発行日