<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Bioeng. Biotechnol.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Bioengineering and Biotechnology</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Bioeng. Biotechnol.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-4185</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1385459</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fbioe.2024.1385459</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Bioengineering and Biotechnology</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Operational stability study of lactate biosensors: modeling, parameter identification, and stability analysis</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Martsenyuk et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fbioe.2024.1385459">10.3389/fbioe.2024.1385459</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>Vasyl</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2633106/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Soldatkin</surname>
<given-names>Oleksandr</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2783381/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Klos-Witkowska</surname>
<given-names>Aleksandra</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2537400/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Sverstiuk</surname>
<given-names>Andriy</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2741394/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Berketa&#x2009;</surname>
<given-names>Ksenya</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2655873/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Computer Science and Automatics</institution>, <institution>University of Bielsko-Biala</institution>, <addr-line>Bielsko-Biala</addr-line>, <country>Poland</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Department of Biomolecular Electronics</institution>, <institution>Institute of Molecular Biology and Genetics of NASU</institution>, <addr-line>Kyiv</addr-line>, <country>Ukraine</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Department of Medical Informatics</institution>, <institution>Ivan Horbachevsky Ternopil National Medical University of the Ministry of Health of Ukraine</institution>, <addr-line>Ternopil</addr-line>, <country>Ukraine</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Department of Computer Science</institution>, <institution>Ternopil Ivan Puluj National Technical University</institution>, <addr-line>Ternopil</addr-line>, <country>Ukraine</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1346053/overview">Kang Cui</ext-link>, University of Jinan, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1219999/overview">Hui Wang</ext-link>, University of Science and Technology Beijing, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2725354/overview">Lingyin Meng</ext-link>, Link&#xf6;ping University, Sweden</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Vasyl Martsenyuk&#x2009;, <email>vmartsenyuk@ubb.edu.pl</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>16</day>
<month>07</month>
<year>2024</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>12</volume>
<elocation-id>1385459</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>12</day>
<month>02</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>03</day>
<month>06</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2024 Martsenyuk, Soldatkin, Klos-Witkowska, Sverstiuk and Berketa&#x2009;.</copyright-statement>
<copyright-year>2024</copyright-year>
<copyright-holder>Martsenyuk, Soldatkin, Klos-Witkowska, Sverstiuk and Berketa&#x2009;</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<sec>
<title>Introduction</title>
<p>This paper investigates the operational stability of lactate biosensors, crucial devices in various biomedical and biotechnological applications. We detail the construction of an amperometric transducer tailored for lactate measurement and outline the experimental setup used for empirical validation.</p>
</sec>
<sec>
<title>Methods</title>
<p>The modeling framework incorporates Brown and Michaelis&#x2013;Menten kinetics, integrating both distributed and discrete delays to capture the intricate dynamics of lactate sensing. To ascertain model parameters, we propose a nonlinear optimization method, leveraging initial approximations from the Brown model&#x2019;s delay values for the subsequent model with discrete delays.</p>
</sec>
<sec>
<title>Results</title>
<p>Stability analysis forms a cornerstone of our investigation, centering on linearization around equilibrium states and scrutinizing the real parts of quasi-polynomials. Notably, our findings reveal that the discrete delay model manifests marginal stability, occupying a delicate balance between asymptotic stability and instability. We introduce criteria for verifying marginal stability based on characteristic quasi-polynomial roots, offering practical insights into system behavior.</p>
</sec>
<sec>
<title>Discussion</title>
<p>Qalitative examination of the model elucidates the influence of delay on dynamic behavior. We observe a transition from stable focus to limit cycle and period-doubling phenomena with increasing delay values, as evidenced by phase plots and bifurcation diagrams employing Poincar&#xe9; sections. Additionally, we identify limitations in model applicability, notably the loss of solution positivity with growing delays, underscoring the necessity for cautious interpretation when employing delayed exponential function formulations. This comprehensive study provides valuable insights into the design and operational characteristics of lactate biosensors, offering a robust framework for understanding and optimizing their performance in diverse settings.</p>
</sec>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>lactate biosensor</kwd>
<kwd>operational stability</kwd>
<kwd>Michaelis&#x2013;Menten kinetics</kwd>
<kwd>delay</kwd>
<kwd>quasi-polynomial</kwd>
<kwd>marginal stability</kwd>
<kwd>Poincar&#xe9; section</kwd>
<kwd>bifurcation diagram</kwd>
</kwd-group>
<contract-sponsor id="cn001">Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Bia&#x142;ej<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100014412</named-content>
</contract-sponsor>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Biosensors and Biomolecular Electronics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<sec id="s1-1">
<title>1.1 Operational stability of biosensor vs. Lyapunov stability of the dynamic model</title>
<p>Operational stability of biosensors means &#x201c;retention of activity of a protein or enzyme when in use&#x201d; (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Gibson, 1999</xref>).</p>
<p>It corresponds mainly with the same notion for dynamic systems from stability theory. Traditionally, enzyme&#x2013;substrate interaction is simulated with the help of the Michaelis&#x2013;Menten model, which is a nonlinear dynamic system. On the other hand, previous studies have paid little attention to the qualitative behavior of the model from the viewpoint of its stability. Partially, operational stability deals with the asymptotic nature of the stability notion, whereas biochemists conduct experiments during &#x201c;finite time.&#x201d;</p>
<p>In turn, the stability theory of dynamic systems, so-called Lyapunov stability, offers powerful tools for enhancing biochemical reactions modeling and saving the qualitative behavior of the systems. Moreover, each model is based on a series of assumptions about biochemical interactions, which allows us to check the validity of phenomena that cannot be verified experimentally, for example, mass action law with the distributed or discrete delays, which will be presented later.</p>
</sec>
<sec id="s1-2">
<title>1.2 Background for lactate measurement</title>
<p>Lactate characteristics: Lactate is an anion of lactic acid and is the final metabolite of the anaerobic breakdown of glucose. It is formed from pyruvate during the processes of glycolysis in the absence of oxygen (<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>) (<xref ref-type="bibr" rid="B35">Rabinowitz and Enerb&#xe4;ck, 2020</xref>) and is an important substance used in medicine as a marker of hypoxia and a number of other disorders, including diabetes and liver and kidney disorders (<xref ref-type="bibr" rid="B34">Pundir et al., 2016</xref>).</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Scheme of reactions that underlie the functioning of a biosensor.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g001.tif"/>
</fig>
<p>Lactate is also actively used in the food industry as an emulsifier, thickener, and acidity regulator. Various salts of lactic acid in the international classification of food additives are numbered E325, E326, E327, E328, and E329. Magnesium lactate is sometimes classified as an antioxidant (<xref ref-type="bibr" rid="B45">Standards, 2021</xref>). In addition, lactate can act as an indicator of the activity of bacteria during the fermentation process (<xref ref-type="bibr" rid="B40">Rawoof et al., 2020</xref>). It can indicate the freshness and quality of some products&#x2014;wine (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Gamella et al., 2010</xref>), juices (<xref ref-type="bibr" rid="B48">Trifir&#xf2; et al., 1997</xref>), etc.</p>
<p>The concentration of lactate in products increases as they spoil due to changes in organoleptic properties. Due to the wide use of lactate as a marker of many processes in medicine and industry, accurate and effective methods of its diagnosis are necessary.</p>
<p>Lactate measurement methods: Traditionally, lactate is measured by colorimetry (<xref ref-type="bibr" rid="B46">Suman et al., 2005</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Pundir et al., 2016</xref>), spectrophotometry (<xref ref-type="bibr" rid="B34">Pundir et al., 2016</xref>), fluorometry (<xref ref-type="bibr" rid="B49">Xue and Yeung, 1994</xref>), liquid chromatography (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Biagi et al., 2012</xref>), and nuclear magnetic resonance (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Hu et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B31">Park et al., 2015</xref>). These methods are certainly effective but have several disadvantages, such as high cost, length, and complexity of the analysis. Some of these methods also require complex preliminary sample preparation.</p>
</sec>
<sec id="s1-3">
<title>1.3 State-of-the-art lactate measurement with the help of biosensors</title>
<p>Biosensors offer effective and sensitive detection methods that can be used in medical institutions to measure the level of lactate in blood, sweat, and other biological fluids. In addition, new methods of lactate detection can be useful for enterprises that must control the processes of manufacturing food products and pharmaceuticals (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Rattu et al., 2020</xref>).</p>
<p>Classification of lactate biosensors from the viewpoint of a bioselective element: A number of biosensor developments aimed at determining the concentration of lactate are known to be in development. Known biosensors can be divided according to the type of bioselective element: sensors based on lactate oxidase (LOx) and sensors based on lactate dehydrogenase (LHD) (<xref ref-type="bibr" rid="B37">Rassaei et al., 2013</xref>). In both cases, the substrate and product of the enzymatic reaction are lactate and pyruvate, respectively.</p>
<p>Basic reactions for lactate biosensors: There is a significant difference in these two reactions. For the LHD reaction, NAD&#x2b; is needed as a proton carrier in the reaction of dehydrogenation of lactate to pyruvate (<xref ref-type="bibr" rid="B9">Chatterjee et al., 2023</xref>). The lactate oxidase reaction can be much easier because, in it, the role of the proton acceptor is played by oxygen; that is, the use of this enzyme in biosensors does not require additional reagents (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Lockridge et al., 1972</xref>).</p>
<p>Other variants of biosensors are based on a mixture of LHD and LOx. This configuration of the bioselective element, according to the results obtained by <xref ref-type="bibr" rid="B10">Chaubey et al. (2000</xref>), allows measuring lactate at lower concentrations than mono-enzyme biosensors, but this makes the analysis more expensive and is characterized by the complexity of manufacturing.</p>
<p>Classification of lactate biosensors from the viewpoint of the transducer: The main biosensor measurement methods used for lactate analysis are optical&#x2014;electrochemiluminescence or fluorescence (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Pundir and Narwal, 2017</xref>) and electrochemical&#x2014;amperometric, potentiometric, or, less often, conductometric or impedimetric (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Rathee et al., 2016</xref>). Moreover, various methods of improving the main characteristics of sensors have been applied to known biosensor systems&#x2014;nanoparticles (<xref ref-type="bibr" rid="B29">Nesakumar et al., 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Azzouzi et al., 2015</xref>), other nanomaterials (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Cui et al., 2007</xref>), complex, multi-stage methods of enzyme immobilization (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Parra et al., 2006</xref>), and multi-enzyme membranes.</p>
<p>Although amperometric (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Romero et al., 2010</xref>) and potentiometric (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Mengarda et al., 2019</xref>) biosensors are usually monoenzymatic, that is, based on LHD or Lx, conductometric (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Nguyen-Boisse et al., 2013</xref>) and impedimetric (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Chan et al., 2017</xref>) biosensors usually use two-enzyme bioselective elements, for example, based on a mixture of lactate oxidase and peroxidase (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Nguyen-Boisse et al., 2013</xref>) or a mixture of lactate dehydrogenase and pyruvate oxidase (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Chan et al., 2017</xref>).</p>
<p>Motivation for lactate biosensor design: Therefore, in connection with the variety of works on the development of biosensor systems for measuring lactate and the prospect of its wide use in various areas of human life, we have concluded that the development of new biosensor methods for determining lactate is an urgent need.</p>
<p>Most existing biosensors are currently not ready for wide implementation and commercialization due to various limitations, such as insufficient sensitivity, selectivity, stability with respect to possible inferents, or too narrow a range of biosensor operation.</p>
</sec>
<sec id="s1-4">
<title>1.4 Michaelis&#x2013;Menten model for enzyme kinetics</title>
<p>According to the model, an enzyme E combines with a substrate S to form an enzyme&#x2013;substrate complex ES, characterized by a rate constant <italic>k</italic>
<sub>1</sub>. The resulting complex can dissociate into E and S (with a rate constant of <italic>k</italic>
<sub>&#x2212;1</sub>) or transform into a product P with a rate constant of <italic>k</italic>
<sub>2</sub> (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Berg et al., 2002</xref>).</p>
<p>The speed of the enzyme process is dependent on the ease of formation of the complex of the enzyme with the substrate. For low substrate concentrations, the reaction rate is proportional to the substrate concentration, while at higher concentrations, it tends toward a maximum value and becomes independent of substrate concentration. The general dependence of the rate of an enzyme reaction on substrate concentration is described by an equation called the Michaelis&#x2013;Menten equation (Eq. 1):<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>Here, <italic>v</italic> is the rate of reaction (mol/s), <italic>V</italic>
<sub>max</sub> is the maximum reaction rate (mol/s), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> is substrate concentration (mol/dm<sup>3</sup>), and <italic>K</italic>
<sub>
<italic>M</italic>
</sub> is the Michaelis&#x2013;Menten constant (mol/dm<sup>3</sup>).</p>
<p>The Michaelis&#x2013;Menten constant from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">1</xref> is an enzyme-specific quantity, dependent on substrate, temperature, and pH and independent of enzyme concentration. This constant is a measure of the affinity of the enzyme for the substrate. The lower the value of the constant, the higher the affinity of the enzyme for the substrate (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Berg et al., 2002</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B36">Radomska, 2016</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s1-5">
<title>1.5 Stability research on enzyme kinetics</title>
<p>Models of enzyme kinetics are based on compartmental systems, which are dynamic systems characterized by a network of interconnected nodes, each representing a reservoir or compartment where resources are stored (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Blanchini et al., 2023</xref>). The system&#x2019;s behavior is governed by the movement of resources, depicted as flows traveling along the edges connecting these compartments. Compartment-based dynamic systems serve as invaluable models across various disciplines, including physiologically based pharmacokinetics (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Martsenyuk et al., 2012</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B47">Thompson and Beard, 2012</xref>), mathematical epidemiology (<xref ref-type="bibr" rid="B41">Reyn&#xe9; et al., 2022</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B21">Martsenyuk et al., 2021a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B22">b</xref>), enzyme kinetics (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Keener and Sneyd, 2009</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Craciun et al., 2020</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al., 2022</xref>), demography (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Navarro Valencia et al., 2023</xref>), and ecology (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Krishna et al., 2024</xref>). Stability analysis plays a pivotal role in understanding the behavior of these systems under different conditions (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Blanchini et al., 2023</xref>). In recent years, researchers have made significant strides in advancing stability research methodologies, particularly in the context of compartmental systems with delay (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Martsenyuk et al., 2013</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">Martsenyuk and Gandzyuk, 2013</xref>).</p>
<p>One common approach to stability analysis is linearization, which involves approximating nonlinear systems around equilibrium points. This technique has been extensively utilized in physiologically based pharmacokinetic models to assess the stability of drug distribution processes within the body (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Martsenyuk et al., 2012</xref>). Lyapunov functions represent another powerful tool for stability analysis, offering a rigorous mathematical framework to prove the stability properties of compartment-based systems. In mathematical epidemiology, Lyapunov functions have been employed to establish global stability of disease-free and endemic equilibria in compartmental models of infectious diseases (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Martsenyuk et al., 2021a</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s1-6">
<title>1.6 Brief description of the work</title>
<p>
<xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> describes the materials, including the experiment and models used. The methods presented are related to parameter identification and stability research. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> shows the results concerning the parameter identification for models using gamma-distributed delay and with two discrete delays. The qualitative analysis includes the existence and positiveness of the solutions, equilibrium states, marginal stability, and numerical research with the help of Poincar&#xe9; sections. In <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4,</xref> we discuss the results obtained and open problems.</p>
<p>The <italic>objective</italic> of the work is to offer the flowchart of the lactate biosensor design, including modeling, parameter identification, and stability analysis.</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="materials|methods" id="s2">
<title>2 Materials and methods</title>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Chemical compounds</title>
<p>The enzyme lactate oxidase obtained from <italic>Aerococcus viridans</italic> with an activity of 100 units (Sigma, United States) was used to create the biosensor. Bovine serum albumin (fraction V) (BSA) and a 25% aqueous solution of glutaraldehyde (GA), glycerol, and KCl were obtained from Sigma-Aldrich (United States). Stock 500&#xa0;mM sodium L-lactate solution (Sigma-Aldrich, Switzerland) was used as a substrate. HEPES obtained from Sigma-Aldrich (United States) was used to prepare the buffer solution. Other inorganic compounds used in the work were of domestic production and had a purity level of &#x201c;h.p.&#x201d; and &#x201c;p.d.a.&#x201d;</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Lactate biosensor design</title>
<p>The general scheme of amperometric transducers is shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. Platinum disc electrodes were used as amperometric transducers, manufactured in the laboratory of the Department of Biomolecular Electronics of the Institute of Biomolecular Biology and Geosciences using the following technology: a piece of platinum electrode with a diameter of 0.5&#xa0;mm and a length of 3&#xa0;mm was placed in a capillary tube with an outer diameter of 3.5 mm, and then the narrowed end of the capillary tube was sealed in a torch flame. The electrical connection between the platinum and the silver wire conductor was made by low-temperature soldering using Wood&#x2019;s alloy. The open end of the capillary was filled with epoxy resin, with part of the conductor inside the capillary and part outside. A copper contact was soldered to the conductor to connect the transducer to the measuring unit.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>General scheme of amperometric transducers. <bold>(A)</bold> Schematic view of the amperometric transducer. <bold>(B)</bold> Photograph of an amperometric transducer. <bold>(C)</bold> Scheme of the sensitive area of the transducer. <bold>(D)</bold> Photograph of the sensitive area of a transducer. 1&#x2013;sensitive area, 2 &#x2013;enzyme membrane, 3&#x2013;platinum wire, 4&#x2013;inner conductor (silver wire), electrical connection using 5&#x2013;low-melting Wood&#x2019;s alloy, 6&#x2013;epoxy resin, and 7&#x2013;contact area.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g002.tif"/>
</fig>
<p>Amperometric measurements setup is shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. The PalmSens potentiostat (Palm Instruments BV, the Netherlands) was connected to an auxiliary platinum electrode, a silver chloride (Ag/AgCl) reference electrode, and working electrodes based on platinum disc electrodes. The potentiostat was connected to an 8-channel device (CH-8 multiplexer, Palm Instruments BV, the Netherlands), which allowed it to receive signals simultaneously from several working electrodes or biosensors (up to eight simultaneously). The distance between the auxiliary platinum electrode and all working biosensors during the measurement was the same (approximately 5&#xa0;mm).</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Scheme of the amperometric measurement setup. 1&#x2013;auxiliary electrode, 2&#x2013;measurement cell, 3&#x2013;reference electrode, 4&#x2013;working electrodes, 5&#x2013;multiplexer, 6&#x2013;potentiostat, and 7&#x2013;PSTrace, measurement software for the potentiostat.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g003.tif"/>
</fig>
<p>Preparation of bioselective membranes: Bioselective membranes were prepared by immobilizing proteins on the surface of a platinum disc electrode by covalent cross-linking of the enzyme in a bovine serum albumin matrix using glutaraldehyde as a cross-linking agent. The enzyme gel containing 5% lactotoxidase, 5% BSA, and 10% glycerol was mixed with a 1% glutaraldehyde solution in a 1:1 ratio, after which the mixture was applied to the sensitive area of the platinum disc electrode, and the membrane was air-dried for 20&#xa0;min. After immobilization, the residual glutaraldehyde and unbound membrane components were washed off the membranes in a buffer solution for 5&#xa0;min with constant stirring, changing the buffer several times.</p>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>2.3 Description of amperometric measurements</title>
<p>The measurement was carried out in an open measuring cell with a volume of 2&#xa0;mL under constant stirring at room temperature. A fixed potential of &#x2b;0.6&#xa0;V was applied to the electrodes relative to the chloride silver reference electrode. The working buffer was 25&#xa0;mM HEPES with pH 7.4. The required concentration of the substrate in the cell was set by adding aliquots of the standard solution, 500&#xa0;mM sodium L-lactate, to the buffer.</p>
<p>The duration of one response (from the addition of the substrate to the signal output to the baseline) was approximately 4&#x2013;5&#xa0;min; between responses, the substrate was washed off the biosensor for 5&#xa0;min, changing the buffer in the measuring cell several times. All measurements were performed in at least three replicates.</p>
</sec>
<sec id="s2-4">
<title>2.4 Models used</title>
<sec id="s2-4-1">
<title>2.4.1 Model with continuously distributed delays</title>
<p>An application of delayed mass action law to enzyme kinetics was inspired by Brown&#x2019;s model, formulated by <xref ref-type="bibr" rid="B7">Brown (1902</xref>), where complex C has a lifetime <italic>&#x3c4;</italic> before being decayed. We called the reaction scheme<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m2">
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>S</mml:mtext>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>d</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>P</mml:mtext>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext>t</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</disp-formula>an irreversible one-complex Brown&#x2019;s (IR1CB) mechanism. In <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al. (2022</xref>), we offered the following model based on continuously distributed delays:<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m3">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where for confidence level <italic>c</italic> &#x2208; (0, 1), we set <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m4">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>f</italic>(<italic>s</italic>) is the density function of the delay distribution, which was designed in the form of a gamma distribution:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m5">
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <italic>a</italic>, <italic>m</italic>, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>min</sub> &#x2265; 0 are the parameters that determine the corresponding probability density function. Their roles and the ways of estimating were well-studied in <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al. (2022)</xref>. The basic idea of Brown&#x2019;s model shown in Model <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">(2)</xref> does not include complex C directly but involves the model time <italic>&#x3c4;</italic> required for complex forming&#x2013;destroying. The model parameters were well-studied by <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al. (2022</xref>) and can be used as an initial approximation for the complex-based model in the next subsection.</p>
</sec>
<sec id="s2-4-2">
<title>2.4.2 Models with two discrete delays</title>
<p>The model extends the well-known irreversible one-complex Michaelis&#x2013;Menten (IR1CMM) mechanism (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Keener and Sneyd, 2009</xref>) (<xref ref-type="sec" rid="s1-4">Section 1.4</xref>)<disp-formula id="equ2">
<mml:math id="m6">
<mml:mi mathvariant="normal">E</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">S</mml:mi>
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x21CB;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="normal">C</mml:mi>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
<mml:mi mathvariant="normal">E</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">P</mml:mi>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>by adding the time durations <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> required for the entire fulfillment of the forward reactions. Mathematically, it corresponds to the time delays within dynamic systems. Hence, we consider the following set of elementary reactions:<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m7">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>S</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>S</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>P</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>which we call the irreversible one-complex with two delays Michaelis&#x2013;Menthen (IR1C2DMM) mechanism. Based on the general approach described by <xref ref-type="bibr" rid="B11">Craciun et al. (2020)</xref>, it yields the delayed model<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m8">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For the solutions of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>, elements of which are the vector functions <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub> &#x2208; <bold>C</bold>
<sup>1</sup> ([&#x2212;<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>max</sub>], 0], <bold>R</bold>
<sup>4</sup>), we consider the following initial conditions:<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m9">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The value of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) can be found by direct integration, namely,<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m10">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s2-5">
<title>2.5 Methods</title>
<sec id="s2-5-1">
<title>2.5.1 Parameter identification</title>
<p>As a result of the amperometric measurements described in <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2,</xref> we obtain responses in the form of current <italic>I</italic>(<italic>t</italic>). We propose to use the relation of the current <italic>I</italic>(<italic>t</italic>) with <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) as<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m11">
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al. (2022)</xref>, this relationship was evidenced for the specific conductance <italic>&#x3ba;</italic>(<italic>t</italic>) of conductometric biosensors. Mathematical modeling of conductometric biosensors in terms of conductivity is presented in detail by <xref ref-type="bibr" rid="B50">Zouaoui et al. (2022)</xref>. Provided fixed potential, we assume the linear dependence of the specific conductance and the current. So, we follow Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref>. Numerical modeling regarding amperometric biosensors is displayed by <xref ref-type="bibr" rid="B44">Simelevicius et al. (2012)</xref> and <xref ref-type="bibr" rid="B16">Hashem Zadeh et al. (2020)</xref>.</p>
<p>In the following, we will denote product concentrations obtained as the solutions of the models as <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>,<italic>pred</italic>
</sub>(<italic>t</italic>). In turn, the corresponding values of the current due to Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref> will be <italic>I</italic>
<sub>
<italic>pred</italic>
</sub>(<italic>t</italic>). On the other hand, let <italic>I</italic>
<sub>exp</sub>(<italic>t</italic>) be the values of responses received as a result of the experiments.</p>
<p>The proposed parameter identification uses the currents <italic>I</italic>
<sub>exp<italic>,j</italic>
</sub> (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>) and <italic>I</italic>
<sub>
<italic>pred,j</italic>
</sub> (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>), <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m12">
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, experimentally and numerically obtained at the time instances <italic>t</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m13">
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<xref ref-type="fn" rid="fn1">
<sup>1</sup>
</xref> for given initial substrate concentrations <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0) &#x3d; <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>,<italic>j</italic>
</sub>.</p>
<p>Our goal is to estimate the parameters <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m14">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>IR</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>CB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m15">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>IR</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>DMM</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> when applying Model (2) or (4), respectively.</p>
<p>We will estimate the parameters &#x3a0; of the models solving the problems of optimization:<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m16">
<mml:mfenced open="" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi mathvariant="monospace">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">n</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">z</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">e</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="monospace">s</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">u</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">b</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">j</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">e</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">t</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">t</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="monospace">o</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Here,<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m17">
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">exp,j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">pred,j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>is the target function, and<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m18">
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">lower</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">upper</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>are inequality constraints, where &#x398; is a null vector, and &#x3a0;<sub>
<italic>lower</italic>
</sub> and &#x3a0;<sub>
<italic>upper</italic>
</sub> are lower and upper bounds for the parameter values of corresponding dimensions.</p>
<p>An algorithm for the estimation of &#x3a0;<sub>IR1CB</sub> was described in detail by <xref ref-type="bibr" rid="B23">Martsenyuk et al. (2022</xref>). Here, we also apply it for the estimation of &#x3a0;<sub>IR1C2DMM</sub>. Moreover, the values of <italic>a</italic>, <italic>m</italic>, and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>min,</sub> obtained as a result of the parameter identification in Eq<xref ref-type="disp-formula" rid="e2">, 2,</xref> will be used in order to set the initial estimate for <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> when estimating Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>. Note that the mean value of time delay for Model (2) can be calculated as<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m19">
<mml:mi mathvariant="monospace">E</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>So, we set the initial values of delays from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> such that <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m20">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="monospace">E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s2-5-2">
<title>2.5.2 Stability research using linearization technique</title>
<p>We will conduct research on local stability using the linearization technique. In this case, stability conditions are constructed based on a characteristic quasi-polynomial. The signs of the real parts of its roots are decisive for making conclusions about stability.</p>
<p>Namely, if all roots lie on the open left-half plane, then the equilibrium is locally asymptotically stable. If some of the roots have positive real parts, then the equilibrium is unstable. We focus our attention on the case when the roots lie on a closed left-half plane; that is, we have some simple roots lying on an imaginary axis. Such a situation is known as marginal stability. We distinguish this situation from the case of the pair of purely imaginary roots corresponding to periodic solutions.</p>
<p>When investigating the characteristic quasi-polynomial, a Pad&#xe9; approximant will be used in the form<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m21">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>allowing us to approximate the characteristic quasi-polynomial with the help of rational functions (<xref ref-type="bibr" rid="B3">Baker and Graves-Morris, 1996</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s2-5-3">
<title>2.5.3 Bifurcation plots using Poincar&#xe9; section</title>
<p>We use the Poincar&#xe9; section technique to study the qualitative behavior of the models developed, which was primarily applied to the compartmental model by <xref ref-type="bibr" rid="B21">Martsenyuk et al. (2021a)</xref>.</p>
<p>To begin, we gain a thorough understanding of Model (4), including its equations and parameters. We select parameters <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> to vary and the variables <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>, and <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub> to focus on. Then, we simulate the system across different parameter values, generating time series data for the chosen variables.</p>
<p>Poincar&#xe9; sections are constructed by intersecting the trajectory of the system with a defined plane <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub> &#x3d; <italic>d</italic> in the phase space, where <italic>d</italic> &#x3d; (min<sub>
<italic>t</italic>
</sub>
<italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) &#x2b; max<sub>
<italic>t</italic>
</sub>
<italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>))/2. This section is determined by specific criteria; namely, we choose such points <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> such that crossing a plane <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub> &#x3d; <italic>d</italic> will happen at sequential time instances <italic>t</italic>
<sup>&#x22c6;</sup> &#x2b; <italic>T</italic>, <italic>t</italic>
<sup>&#x22c6;</sup> &#x2b; 2<italic>T</italic>, <italic>t</italic>
<sup>&#x22c6;</sup> &#x2b; 3<italic>T</italic>, &#x2026; , where T is a period value; that is, <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m23">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c6;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
</mml:math>
</inline-formula>. We plot the sampled points in an (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>)-space to visualize the Poincar&#xe9; sections.</p>
<p>Repeating this process for various parameter values (<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub>), we observe how the Poincar&#xe9; sections change. Analyzing the patterns in the sections, we understand the system&#x2019;s behavior, including the emergence of periodic orbits, chaotic dynamics, or transitions between different states.</p>
<p>Finally, we summarize the results by constructing a bifurcation plot combined with the corresponding <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub> and (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>) phase plots, showing how features of the Poincar&#xe9; sections vary with parameter values. This comprehensive approach allows us to systematically explore the system&#x2019;s behavior and gain insights into its dynamics.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="results" id="s3">
<title>3 Results</title>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Parameter identification for a model using a gamma-distributed delay</title>
<p>The parameter identification technique mentioned in Section 2.5.1 was used for Model (2). The training data correspond to a set of time series of currents corresponding to given initial substrate concentrations <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>(0) equal to 0.1&#xa0;mM, 0.5&#xa0;mM, 1.0&#xa0;mM, and 2.5&#xa0;mM sequentially.</p>
<p>The goal is to estimate the parameters <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m24">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>IR</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>CB</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">min</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. The initial values for the estimation were chosen as &#x3a0;<sub>
<italic>init</italic>
</sub> (see <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>). The lower and upper bounds for &#x3a0;<sub>IR1CB</sub> are shown in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> as &#x3a0;<sub>
<italic>lower</italic>
</sub> and &#x3a0;<sub>
<italic>upper</italic>
</sub>, respectively.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Parameter identification for Model (2).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left"/>
<th align="center">
<italic>k</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>a</italic>
</th>
<th align="center">
<italic>m</italic>
</th>
<th align="center">
<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>min</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>K</italic>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m25">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>lower</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>upper</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1.e<sup>6</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>6</sup>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>init</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">0.1</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">20</td>
<td align="center">5</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">0.5</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">0.09647381</td>
<td align="center">0.9180534</td>
<td align="center">16.2354</td>
<td align="center">4.607475</td>
<td align="center">1e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">0.06818154</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The most valuable information obtained from Model (2) is the density of the distributed delay distribution (see <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref>), which will be used in further estimations.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Density function given in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref> for the distributed delay <italic>&#x3c4;</italic> value from Model Eq. (<xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g004.tif"/>
</fig>
<p>The comparison of predicted and expected values of the currents for the optimal set of the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> is shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>. We see that the parameter values, being optimal concerning the cost criterion (8), enable us to find the solution of Model (2) closest to the expected currents for the initial substrate concentration of 1.0&#xa0;mM. For the smaller initial values of the substrate, we have predicted values smaller than the expected ones, whereas for those bigger than 1.0&#xa0;mM, the predicted values are larger than the experimental ones. The explanation of such an effect lies in the special kind of stability of the model known as marginal stability, which will be evidenced further.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Comparison of the predicted and expected currents for Model (2) at the optimal values of the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> corresponding to given initial substrate concentrations <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0): <bold>(A)</bold> 0.1&#xa0;mM, <bold>(B)</bold> 0.5&#xa0;mM, <bold>(C)</bold> 1.0&#xa0;mM, and <bold>(D)</bold> 2.5&#xa0;mM.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Parameter identification for a model with two discrete delays</title>
<p>Model (4) requires the estimating the parameters <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m26">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>IR</mml:mtext>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>DMM</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. They were obtained as a result of the solution of the optimization problem shown in Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">8</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e10">10</xref>. The training data described in <xref ref-type="sec" rid="s3-1">Section 3.1</xref> were used.</p>
<p>The initial values for the estimation were chosen as &#x3a0;<sub>
<italic>init</italic>
</sub> (see <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>). The lower and upper bounds for &#x3a0;<sub>IR1C2DMM</sub> are shown in <xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref> as &#x3a0;<sub>
<italic>lower</italic>
</sub> and &#x3a0;<sub>
<italic>upper</italic>
</sub>, respectively.</p>
<table-wrap id="T2" position="float">
<label>TABLE 2</label>
<caption>
<p>Parameter identification for Model (4).</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="left"/>
<th align="center">
<italic>k</italic>
<sub>1</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>k</italic>
<sub>&#x2212;1</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>k</italic>
<sub>2</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>
</th>
<th align="center">
<italic>K</italic>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m27">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>lower</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>&#x2212;10</sup>
</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>upper</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1,000</td>
<td align="center">1.e<sup>6</sup>
</td>
<td align="center">1.e<sup>6</sup>
</td>
<td align="center">1,000</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>init</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">0.1</td>
<td align="center">0.1</td>
<td align="center">0.1</td>
<td align="center">15</td>
<td align="center">0.5</td>
<td align="center">0.0</td>
<td align="center">7</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">&#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub>
</td>
<td align="center">0.08717502</td>
<td align="center">0.1048326</td>
<td align="center">0.1220813</td>
<td align="center">15.69849</td>
<td align="center">1.171464e<sup>-05</sup>
</td>
<td align="center">0.2323843</td>
<td align="center">5.357829</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The comparison of predicted and expected values of the currents for the optimal set of the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> for Model (4) is shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>. We see similar tendencies of expected and predicted values as we did for Model (2), with gamma-distributed delays.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Comparison of the predicted and expected currents for Model (4) at the optimal values of the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> corresponding to the given initial substrate concentrations <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0): <bold>(A)</bold> 0.1&#xa0;mM, <bold>(B)</bold> 0.5&#xa0;mM, <bold>(C)</bold> 1.0&#xa0;mM, and <bold>(D)</bold> 2.5&#xa0;mM.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g006.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3-3">
<title>3.3 Qualitative analysis</title>
<sec id="s3-3-1">
<title>3.3.1 Existence and positiveness of the solutions</title>
<p>Given <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m28">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, because the right-hand sides of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> imply the Lipschitz condition, there exists a unique trajectory of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> starting from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">5</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Hale and Lunel, 2013</xref>).</p>
<p>Henceforth, we will focus our attention on the positiveness of the solution of the system shown in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>.</p>
<p>The positiveness of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) follows directly from the positiveness of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>). So, we prove the positiveness of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), and <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) by contradiction.</p>
<sec id="s3-3-1-1">
<title>3.3.1.1 Case without delays</title>
<p>First, we demonstrate the positiveness for Model (4) without delays, that is, if <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 0<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m29">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Let us assume, for the sake of contradiction, that there is the smallest value among <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub>, and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> delivering non-positive solutions. Consider them sequentially.</p>
<p>Let <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> &#x3e; 0 be the smallest instance of time such that <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>) &#x3d; 0. From the first and second lines of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12,</xref> we get<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m30">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>It implies that<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m31">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">&#x3be;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>From the third line of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12,</xref> we have<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m32">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>Hence,<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m33">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>By continuing Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">13</xref>, we have <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>) &#x3e; 0, which contradicts the initial assumption.</p>
<p>Let <italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub> be the smallest instant that <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub>) &#x3d; 0. From the third part of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref>, it follows that<disp-formula id="equ8">
<mml:math id="m34">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>and <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) &#x3e; 0 for <italic>t</italic> &#x2208; [0, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub>).</p>
<p>In turn, from the second part of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref>, we have<disp-formula id="equ9">
<mml:math id="m35">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>and<disp-formula id="equ10">
<mml:math id="m36">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</disp-formula>for <italic>t</italic> &#x2208; [0, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub>],</p>
<p>Let <italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> be the smallest instant that <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>) &#x3d; 0. From the second line of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12,</xref> we get that <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) &#x3e; 0, <italic>t</italic> &#x2208; [0, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>). Furthermore, from the first equation, we have<disp-formula id="equ11">
<mml:math id="m37">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>and<disp-formula id="equ12">
<mml:math id="m38">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</disp-formula>for <italic>t</italic> &#x2208; [0, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub>], which contradicts the assumption.</p>
<p>For the reasons given, we see that the solution of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref> exists and is positive for any positive initial values (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>(0), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(0), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(0), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>(0)) &#x3e; 0.</p>
</sec>
<sec id="s3-3-1-2">
<title>3.3.1.2 Two discrete delays</title>
<p>It is natural to assume that the solutions of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> are still positive for some sufficiently small <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub>. We aim to offer the conditions of positiveness.</p>
<p>The conditions will be based on the notion of the delayed exponential function. Given the value <italic>x</italic> &#x2208; <bold>R</bold> and delay <italic>&#x3c4;</italic> &#x3e; 0, the delayed exponential function is called (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Angstmann et al., 2023</xref>)<disp-formula id="equ13">
<mml:math id="m39">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>where &#x398;(&#x22c5;) is the Heaviside function. This function has the property that <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m40">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. Note that contrary to the &#x201c;undelayed&#x201d; exponential function, <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m41">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> can also accept negative values.</p>
<p>To apply the approach of contradictions shown above, let <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>e</italic>
</sub>, and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>s</italic>
</sub> be instances delivering non-positive solutions.</p>
<p>If <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub> &#x3e; 0 be the smallest instance that <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub> (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>) &#x3d; 0, then from the first and second lines of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>
<disp-formula id="equ14">
<mml:math id="m42">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence,<disp-formula id="equ15">
<mml:math id="m43">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m44">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>From the third line of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4,</xref> we have<disp-formula id="equ16">
<mml:math id="m45">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Consider <italic>t</italic> &#x3d; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>c</italic>
</sub>. Hence,<disp-formula id="equ17">
<mml:math id="m46">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>and we see that<disp-formula id="equ18">
<mml:math id="m47">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Following the proof in the previous case, we conclude that the solutions of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> are positive if rate parameters, initial conditions, and delays <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> are such that for any <italic>t</italic> &#x3e; 0<disp-formula id="equ19">
<mml:math id="m48">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-3-2">
<title>3.3.2 Stability research</title>
<sec id="s3-3-2-1">
<title>3.3.2.1 Equilibrium of the system</title>
<p>Let <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> be the equilibrium of Model (4). It should satisfy<disp-formula id="equ20">
<mml:math id="m50">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>It follows that<disp-formula id="equ21">
<mml:math id="m51">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>When analyzing Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>, we see that there is a conserved quantity of enzyme because <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m52">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Hence, <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m53">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m54">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is the total amount of available enzyme. Thus, from the last equality of <xref ref-type="sec" rid="s3-3-2-1">Section 3.3.2.1</xref>, we conclude that <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m55">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m56">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>So, we have the unique equilibrium of Model (4), which is the substrate and complex free equilibrium (SCFE).<disp-formula id="equ22">
<mml:math id="m57">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>const</mml:mtext>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The value of <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m58">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is bounded and can be determined by Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">6</xref>. Note that it is related to the initial values of both <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> and <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>. <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub> is not included in the right-hand sides of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s3-3-2-2">
<title>3.3.2.2 Marginal stability</title>
<p>The Jacobian matrix at SCFE for Model (4) is given by<disp-formula id="equ23">
<mml:math id="m59">
<mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>SCFE</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The characteristic quasi-polynomial for <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given by<disp-formula id="equ24">
<mml:math id="m61">
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>where<disp-formula id="equ25">
<mml:math id="m62">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>Hence, stability analysis can be reduced to obtaining conditions of non-positive values of real parts of the quasi-polynomial of <italic>&#x3c7;</italic>
<sub>1</sub>(<italic>&#x3bb;</italic>).</p>
<p>For SCFE, we have the following quasi-polynomial:<disp-formula id="equ26">
<mml:math id="m63">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>When applying the Pad&#xe9; approximation shown in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">11</xref> to the characteristic quasi-polynomial, we get<disp-formula id="equ27">
<mml:math id="m64">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="(" close="">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Setting the values for <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m65">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.139071</mml:mn>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>k</italic>
<sub>1</sub>, <italic>k</italic>
<sub>2</sub>, <italic>k</italic>
<sub>&#x2212;1</sub> from &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> (<xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>), we obtain<disp-formula id="equ28">
<mml:math id="m66">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.0992985372</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.0121224945</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1220813</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1048326</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>In turn, applying the Pad&#xe9; approximation yields<disp-formula id="equ29">
<mml:math id="m67">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="(" close="">
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mfenced open="(" close="">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.9323778976</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>64</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.1939599121</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>128</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.2552307255</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.4156672</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>512</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.048489978</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1.8153112</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>0.3281993488</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.048489978</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.3262124372</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.0121224945</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close="">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfenced open="" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Consider two special cases of Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>:</p>
<p>
<bold>Case 1</bold> without delays, that is, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 0. Then,<disp-formula id="equ30">
<mml:math id="m68">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.3262124372</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.0121224945</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>and we have the roots of <italic>&#x3c7;</italic>
<sub>1</sub>(<italic>&#x3bb;</italic>):<disp-formula id="equ31">
<mml:math id="m69">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.28344384</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.04276859</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>which means marginal stability in this case.</p>
<p>
<bold>Case 2</bold> with optimal values of the delays from &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> (<xref ref-type="table" rid="T2">Table 2</xref>), that is, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 15.69849 and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 5.357829. It holds<disp-formula id="equ32">
<mml:math id="m70">
<mml:mtable class="align-star" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0.0992985372</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>15.69849</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.0121224945</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>15.69849</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5.357829</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1220813</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>5.357829</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1048326</mml:mn>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3-3-3">
<title>3.3.3 Effect of delays on qualitative behavior</title>
<p>We investigated the qualitative behavior of the model by selecting specific parameter values, denoted as &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub>, and examining the influence of the delay <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> on Model 4&#x2019;s dynamics, provided that <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> &#x3d; 5.357829 is fixed. To explore this influence, we varied the parameter <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> over the interval [0, 35].</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> illustrates the construction of Poincar&#xe9; sections in 3D plots for various values of <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>. These sections provide insights into the system&#x2019;s behavior at specific points in its phase space. As it can be seen for the values of <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> greater than in &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub>, we lose the positivity of the solutions. This phenomenon was evidenced in <xref ref-type="sec" rid="s3-3-1-2">Section 3.3.1.2</xref>, where it was shown that in contrast to the model without delay, positivity requires restricting the parameters in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">(4).</xref>
</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Constructing Poincar&#xe9; sections based on trajectories (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>)) of Model <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">(4)</xref> with the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> in dependence of <bold>(A)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d;15.69849, <bold>(B)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 25, <bold>(C)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 32, and <bold>(D)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 35. Poincar&#xe9; sections (in red) are obtained as a result of crossing with the plane <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub> &#x3d; <italic>d</italic>, where <italic>d</italic> &#x3d;(min<sub>
<italic>t</italic>
</sub>
<italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>) &#x2b; max<sub>
<italic>t</italic>
</sub>
<italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>))/2.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g007.tif"/>
</fig>
<p>Furthermore, <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> presents the corresponding Poincar&#xe9; sections plotted in the (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>)-plane, offering a clearer visualization of the system&#x2019;s trajectory crossings. A thorough inspection of the sections says that for the initial trajectory (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>)) behaves at the equilibrium state as a stable node. Then, at less than <italic>&#x3c4;</italic> &#x2248; 25, Hopf bifurcation appears, and the limit cycle starts from a small radius of approximately 10<sup>&#x2013;4</sup> and is extended sequentially to 10<sup>&#x2013;2</sup>. Simultaneously, period doubling occurs.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Poincar&#xe9; sections (in blue) in the (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>)-plane of the model (4) with the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> in dependence of <bold>(A)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 15.69849, <bold>(B)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 25, <bold>(C)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 32, and <bold>(D)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x3d; 35.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g008.tif"/>
</fig>
<p>In <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref>, we depict the bifurcation diagram for the variable <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> resulting from the parameter variation of <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>. It reveals that the equilibrium state behaves as a stable node within the range of <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> values from 0 to 25. Subsequently, a bifurcation occurs, leading to a transition to a limit cycle. This period-doubling phenomenon is further supported by <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref>, which displays the (<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>)-phase plane for different initial states.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Bifurcation diagram of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> with respect to the parameter <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g009.tif"/>
</fig>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>(<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>E</italic>
</sub>)-phase plots of Model (4) with the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> in dependence of <bold>(A)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;15.69849, <bold>(B)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;25, <bold>(C)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;32, and <bold>(D)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;35. Trajectories are constructed at different initial values of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0):&#x2013;0.1&#xa0;mM, &#x2013;0.5&#xa0;mM, &#x2013;1.0&#xa0;mM, and &#x2013;2.5&#xa0;mM. Starting points are indicated in blue.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g010.tif"/>
</fig>
<p>For <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> values exceeding 32, the system&#x2019;s behavior appears likely to become chaotic. This transition is occurring through period doubling, although further investigation is warranted. It is noteworthy that the system exhibits marginal stability, as evident from <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref>. This figure illustrates how different initial values of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0) lead the solution <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub> to converge toward either a stable node or a limited cycle.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>(<italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>P</italic>
</sub>)-phase plots of Model (4) with the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> in dependence of <bold>(A)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;15.69849, <bold>(B)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;25, <bold>(C)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;32, and <bold>(D)</bold> <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>&#x3d;35. Trajectories are constructed at different initial values of <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0):&#x2013;0.1&#xa0;mM, &#x2013;0.5&#xa0;mM, &#x2013;1.0&#xa0;mM, and &#x2013;2.5&#xa0;mM. Starting points are indicated in blue.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fbioe-12-1385459-g011.tif"/>
</fig>
<p>Special attention should be paid to the positivity of the solutions, as we observed from the numerical modeling.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="discussion" id="s4">
<title>4 Discussion</title>
<p>The use of gamma-distributed delays and discretely distributed delay models is simultaneously important because the parameter values from the IR1CB model can be used for the IR1C2DMM model. The gamma-distributed delays model allows us to estimate the mean value of the delay easily.</p>
<p>Moreover, based on the results of numerical experiments, we can conclude that for the optimal values of the parameters &#x3a0;<sub>
<italic>opt</italic>
</sub> (<xref ref-type="table" rid="T1">Tables 1</xref>, <xref ref-type="table" rid="T2">2</xref>), we have that <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> &#x2b; <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> &#x2248; E(<italic>&#x3c4;</italic>), where <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> are the discrete delays from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>, and <italic>&#x3c4;</italic> is the distributed delay from Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref> (see also <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> for delay density distribution).</p>
<p>The use of the Levenberg&#x2013;Marquardt algorithm is essentially determined by choosing the initial approximation of the parameter values. It can be improved by applying AI techniques and constructing and tuning neural networks of the appropriate architecture for future consideration.</p>
<p>Artificial intelligence (AI) models like recurrent NNs can also be used to model enzyme&#x2013;substrate interaction (we will try this in the future). The advantage of an AI model is that it makes more accurate predictions. The disadvantages of using AI are (1) the black box problem, meaning that the models are not based on any biochemical assumptions but only neural network architecture and (2) the overfitting problem, meaning that when we try to fit the outputs as accurately as we can, we may not see the general tendencies in reactions.</p>
<p>The system is characterized by marginal stability, which is between Lyapunov stability and instability. It corresponds to the objective of an electrochemical biosensor as a measuring device. Each initial state, including substrate concentration changes, has its &#x201c;own&#x201d; concentration of the product at an infinite time. We can reformulate it as the definition of operating stability.</p>
<p>The question arises of how to apply and interpret the marginal stability condition. As was shown, the marginal stability condition can be reduced by checking the real parts of the polynomial roots. We see that the roots depend on the reaction rate parameters (<italic>k</italic>
<sub>1</sub>, <italic>k</italic>
<sub>2</sub>, <italic>k</italic>
<sub>&#x2212;1</sub>), time delays <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub>, and the initial concentration of <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m71">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>The equilibrium of the system was demonstrated in this article. From the viewpoint of enzymatic reactions and based on the proposed model, we saw that the system would be in equilibrium in the case of the absence of substrate and complex, that is, <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m72">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub> &#x2261; 0, as well as the concentration of the enzyme equal to the total amount of available enzyme. The concentration of the product should be a constant value calculated in accordance with Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">6</xref> as the area under curve <italic>n</italic>
<sub>
<italic>C</italic>
</sub>(<italic>t</italic>), that is, <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m73">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. In addition, <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m74">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> is determined by the initial value <italic>n</italic>
<sub>
<italic>S</italic>
</sub> (0).</p>
<p>In the work, we also considered a model with two discrete delays where <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> are time durations required for the entire fulfillment of forwarded reactions. To be precise, <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub> is the time needed for the substrate to bind with the enzyme (time needed for complex formation), and <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> is the time needed for the complex to break down into enzyme and product. It was numerically shown that increasing those two parameters could result in a loss of stability. Suppose we have optimal values <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m75">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m76">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and they correspond to a stable solution. If <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m77">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, more time is required for forming the complex at <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m78">
<mml:mtext>S</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>. In other words, less complex will be produced compared with the optimal value. In turn, if <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m79">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, this means that more time will be needed for the <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m80">
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>P</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> reaction, leading to less enzyme and product than in the steady state. We remember that in the steady state, it has been proven that we have no complex, and the enzyme content is maximal. On the other hand, an increase in <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub> results in having more complex but less product. This will affect the final content of the product, that is, the biosensor index.</p>
<p>It can also be noted that no unique parameters are set for fitting the model to the expected data at different values (<xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref>), as the rates are not constant but can be functions of the substance concentrations. In particular, the times required for the reactions <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m81">
<mml:mtext>S</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>C</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m82">
<mml:mtext>C</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mtext>k</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mtext>E</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>P</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> are not constant. They likely depend on the concentrations of S, E (for <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>1</sub>), and C (for <italic>&#x3c4;</italic>
<sub>2</sub>). These data should be determined experimentally. Moreover, the models can be extended by involving other complexes created by reactions with other biosensor auxiliary components. For example, BSA is known to create a complex with an enzyme known as CLEA (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Shah et al., 2006</xref>). In other words, incorporating additional variables and increasing the system dimension can improve the model fitting.</p>
<p>These findings provide valuable insights into the system&#x2019;s dynamics and highlight the importance of parameter exploration in understanding the qualitative behavior of enzyme kinetics models.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusion of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>VM: writing&#x2013;review and editing, writing&#x2013;original draft, visualization, validation, supervision, software, methodology, investigation, and conceptualization. OS: writing&#x2013;review and editing, writing&#x2013;original draft, validation, supervision, resources, project administration, methodology, funding acquisition, formal analysis, data curation, and conceptualization. AK-W: writing&#x2013;review and editing, writing&#x2013;original draft, visualization, validation, methodology, investigation, and formal analysis. AS: writing&#x2013;review and editing, writing&#x2013;original draft, validation, project administration, methodology, investigation, funding acquisition, data curation, and conceptualization. KB: writing&#x2013;review and editing, writing&#x2013;original draft, resources, methodology, investigation, and data curation.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article. The work was supported by the National Research Foundation of Ukraine in the framework of the competition of projects for research and development, &#x201c;Science for the reconstruction of Ukraine in the war and post-war periods&#x201d; (project 2022.01/0043).</p>
</sec>
<ack>
<p>The authors are grateful to the reviewers for valuable comments that allowed the paper to be significantly improved. All activities related to preparing and publishing the paper were financed by the University of Bielsko-Biala within the framework of the discipline &#x201c;Technical Informatics and Telecommunication.&#x201d;</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<fn-group>
<fn id="fn1">
<label>1</label>
<p>Without loss of generality, we assume that all time series have the same time span.</p>
</fn>
</fn-group>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Angstmann</surname>
<given-names>C. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Burney</surname>
<given-names>S.-J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Henry</surname>
<given-names>B. I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jacobs</surname>
<given-names>B. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>A systematic approach to delay functions</article-title>. <source>Mathematics</source> <volume>11</volume>, <fpage>4526</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math11214526</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Azzouzi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rotariu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Benito</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maser</surname>
<given-names>W. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ali</surname>
<given-names>M. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bala</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>A novel amperometric biosensor based on gold nanoparticles anchored on reduced graphene oxide for sensitive detection of l-lactate tumor biomarker</article-title>. <source>Biosens. Bioelectron.</source> <volume>69</volume>, <fpage>280</fpage>&#x2013;<lpage>286</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bios.2015.03.012</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Baker</surname>
<given-names>G. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Graves-Morris</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <source>Pad&#xe9; approximants</source>. <edition>Second Edition</edition>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/cbo9780511530074</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berg</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tymoczko</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stryer</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <source>Biochemistry</source>. <edition>Fifth Edition</edition>. <publisher-loc>Germany</publisher-loc>: <publisher-name>W. H. Freeman</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biagi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghimenti</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Onor</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bramanti</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Simultaneous determination of lactate and pyruvate in human sweat using reversed-phase high-performance liquid chromatography: a noninvasive approach</article-title>. <source>Biomed. Chromatogr.</source> <volume>26</volume>, <fpage>1408</fpage>&#x2013;<lpage>1415</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/bmc.2713</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Blanchini</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bolzern</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Colaneri</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>De Nicolao</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Giordano</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Optimal control of compartmental models: the exact solution</article-title>. <source>Automatica</source> <volume>147</volume>, <fpage>110680</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2022.110680</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brown</surname>
<given-names>A. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1902</year>). <article-title>Xxxvi.&#x2014;enzyme action</article-title>. <source>J. Chem. Soc. Trans.</source> <volume>81</volume>, <fpage>373</fpage>&#x2013;<lpage>388</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1039/ct9028100373</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chan</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Barsan</surname>
<given-names>M. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Korpan</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brett</surname>
<given-names>C. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>L-lactate selective impedimetric bienzymatic biosensor based on lactate dehydrogenase and pyruvate oxidase</article-title>. <source>Electrochimica Acta</source> <volume>231</volume>, <fpage>209</fpage>&#x2013;<lpage>215</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.electacta.2017.02.050</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chatterjee</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bhowal</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gupta</surname>
<given-names>K. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pareek</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singla-Pareek</surname>
<given-names>S. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Lactate dehydrogenase superfamily in rice and arabidopsis: understanding the molecular evolution and structural diversity</article-title>. <source>Int. J. Mol. Sci.</source> <volume>24</volume>, <fpage>5900</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/ijms24065900</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chaubey</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pande</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singh</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malhotra</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Co-immobilization of lactate oxidase and lactate dehydrogenase on conducting polyaniline films</article-title>. <source>Anal. Chim. Acta</source> <volume>407</volume>, <fpage>97</fpage>&#x2013;<lpage>103</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0003-2670(99)00797-7</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Craciun</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mincheva</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pantea</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>P. Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Delay stability of reaction systems</article-title>. <source>Math. Biosci.</source> <volume>326</volume>, <fpage>108387</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.mbs.2020.108387</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cui</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Highly sensitive lactate biosensor by engineering chitosan/PVI-os/CNT/LOD network nanocomposite</article-title>. <source>Biosens. Bioelectron.</source> <volume>22</volume>, <fpage>3288</fpage>&#x2013;<lpage>3292</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bios.2007.03.004</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gamella</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Campuzano</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Conzuelo</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Curiel</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mu&#xf1;oz</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Reviejo</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Integrated multienzyme electrochemical biosensors for monitoring malolactic fermentation in wines</article-title>. <source>Talanta</source> <volume>81</volume>, <fpage>925</fpage>&#x2013;<lpage>933</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.talanta.2010.01.038</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gibson</surname>
<given-names>T. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Biosensors: the stabilit&#xe9; problem</article-title>. <source>Analusis</source> <volume>27</volume>, <fpage>630</fpage>&#x2013;<lpage>638</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/analusis:1999270630</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hale</surname>
<given-names>J. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lunel</surname>
<given-names>S. M. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Introduction to functional differential equations</source>, <volume>99</volume>. <publisher-loc>Germany</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Science and Business Media</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hashem Zadeh</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heidarshenas</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ghalambaz</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Noghrehabadi</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saffari Pour</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Numerical modeling and investigation of amperometric biosensors with perforated membranes</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>20</volume>, <fpage>2910</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s20102910</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yoshihara</surname>
<given-names>H. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bok</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kurhanewicz</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Use of hyperpolarized [1-13c]pyruvate and [2-13c]pyruvate to probe the effects of the anticancer agent dichloroacetate on mitochondrial metabolism <italic>in vivo</italic> in the normal rat</article-title>. <source>Magn. Reson. Imaging</source> <volume>30</volume>, <fpage>1367</fpage>&#x2013;<lpage>1372</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.mri.2012.05.012</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Keener</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sneyd</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <source>Mathematical physiology</source> (<publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-0-387-75847-3</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krishna</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peterson</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Listmann</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hinners</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Interactive effects of viral lysis and warming in a coastal ocean identified from an idealized ecosystem model</article-title>. <source>Ecol. Model.</source> <volume>487</volume>, <fpage>110550</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ecolmodel.2023.110550</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lockridge</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Massey</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sullivan</surname>
<given-names>P. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1972</year>). <article-title>Mechanism of action of the flavoenzyme lactate oxidase</article-title>. <source>J. Biol. Chem.</source> <volume>247</volume>, <fpage>8097</fpage>&#x2013;<lpage>8106</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0021-9258(20)81814-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Augustynek</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Urbas</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021a</year>). <article-title>On qualitative analysis of the nonstationary delayed model of coexistence of two-strain virus: stability, bifurcation, and transition to chaos</article-title>. <source>Int. J. Non-Linear Mech.</source> <volume>128</volume>, <fpage>103630</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnonlinmec.2020.103630</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernas</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klos-Witkowska</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021b</year>). <article-title>Two-strain covid-19 model using delayed dynamic system and big data</article-title>. <source>IEEE Access</source> <volume>9</volume>, <fpage>113866</fpage>&#x2013;<lpage>113878</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/access.2021.3104519</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klos-Witkowska</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dzyadevych</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sverstiuk</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Nonlinear analytics for electrochemical biosensor design using enzyme aggregates and delayed mass action</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>22</volume>, <fpage>980</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s22030980</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrushchak</surname>
<given-names>I. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Melenchuk</surname>
<given-names>I. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Method of construction and determination of approximate solutions of the model of pharmacokinetics of nanoparticles</article-title>. <source>J. Automation Inf. Sci.</source> <volume>44</volume>, <fpage>32</fpage>&#x2013;<lpage>43</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1615/jautomatinfscien.v44.i8.40</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Andrushchak</surname>
<given-names>I. Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gandzyuk</surname>
<given-names>N. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Constructing exponential estimates in compartmental systems with distributed delays: an approach based on the hale&#x2013;lunel inequality</article-title>. <source>Cybern. Syst. Analysis</source> <volume>49</volume>, <fpage>347</fpage>&#x2013;<lpage>352</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10559-013-9517-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Martsenyuk</surname>
<given-names>V. P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gandzyuk</surname>
<given-names>N. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Stability estimation method for compartmental models with delay</article-title>. <source>Cybern. Syst. Analysis</source> <volume>49</volume>, <fpage>81</fpage>&#x2013;<lpage>85</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10559-013-9488-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mengarda</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dias</surname>
<given-names>F. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peixoto</surname>
<given-names>J. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Osiecki</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bergamini</surname>
<given-names>M. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marcolino-Junior</surname>
<given-names>L. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Determination of lactate levels in biological fluids using a disposable ion-selective potentiometric sensor based on polypyrrole films</article-title>. <source>Sensors Actuators B Chem.</source> <volume>296</volume>, <fpage>126663</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.snb.2019.126663</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Navarro Valencia</surname>
<given-names>V. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>D&#xed;az</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pascale</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Boni</surname>
<given-names>M. F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sanchez-Galan</surname>
<given-names>J. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Using compartmental models and particle swarm optimization to assess dengue basic reproduction number r0 for the republic of Panama in the 1999-2022 period</article-title>. <source>Heliyon</source> <volume>9</volume>, <fpage>e15424</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.heliyon.2023.e15424</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nesakumar</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sethuraman</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krishnan</surname>
<given-names>U. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rayappan</surname>
<given-names>J. B. B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Fabrication of lactate biosensor based on lactate dehydrogenase immobilized on cerium oxide nanoparticles</article-title>. <source>J. Colloid Interface Sci.</source> <volume>410</volume>, <fpage>158</fpage>&#x2013;<lpage>164</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcis.2013.08.009</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nguyen-Boisse</surname>
<given-names>T. T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saulnier</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jaffrezic-Renault</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lagarde</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Highly sensitive conductometric biosensors for total lactate, d- and l-lactate determination in dairy products</article-title>. <source>Sensors Actuators B Chem.</source> <volume>179</volume>, <fpage>232</fpage>&#x2013;<lpage>239</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.snb.2012.10.021</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Park</surname>
<given-names>J. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Josan</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mayer</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hurd</surname>
<given-names>R. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chung</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bendahan</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Hyperpolarized 13c NMR observation of lactate kinetics in skeletal muscle</article-title>. <source>J. Exp. Biol.</source> <volume>218</volume>, <fpage>3308</fpage>&#x2013;<lpage>3318</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1242/jeb.123141</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Parra</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Casero</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>V&#xe1;zquez</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pariente</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lorenzo</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Design and characterization of a lactate biosensor based on immobilized lactate oxidase onto gold surfaces</article-title>. <source>Anal. Chim. Acta</source> <volume>555</volume>, <fpage>308</fpage>&#x2013;<lpage>315</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aca.2005.09.025</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pundir</surname>
<given-names>C. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Narwal</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A bird&#x2019;s eye view of lactate biosensors</article-title>. <source>J. Intensive Crit. Care</source> <volume>03</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.21767/2471-8505.100089</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pundir</surname>
<given-names>C. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Narwal</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Batra</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Determination of lactic acid with special emphasis on biosensing methods: a review</article-title>. <source>Biosens. Bioelectron.</source> <volume>86</volume>, <fpage>777</fpage>&#x2013;<lpage>790</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bios.2016.07.076</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rabinowitz</surname>
<given-names>J. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Enerb&#xe4;ck</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Lactate: the ugly duckling of energy metabolism</article-title>. <source>Nat. Metab.</source> <volume>2</volume>, <fpage>566</fpage>&#x2013;<lpage>571</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s42255-020-0243-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="web">
<collab>Radomska</collab> (<year>2016</year>). <article-title>Praca dokt_mradomska.pdf</article-title>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://depotuw.ceon.pl/bitstream/handle/item/2777/praca%20dokt_%20MRadomska.pdf?sequence=1">https://depotuw.ceon.pl/bitstream/handle/item/2777/praca%20dokt_%20MRadomska.pdf?sequence&#x3d;1</ext-link> (Accessed on April 11, 2023)</comment>.</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rassaei</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Olthuis</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsujimura</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sudh&#xf6;lter</surname>
<given-names>E. J. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>van den Berg</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Lactate biosensors: current status and outlook</article-title>. <source>Anal. Bioanal. Chem.</source> <volume>406</volume>, <fpage>123</fpage>&#x2013;<lpage>137</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00216-013-7307-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rathee</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhull</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dhull</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singh</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Biosensors based on electrochemical lactate detection: a comprehensive review</article-title>. <source>Biochem. Biophysics Rep.</source> <volume>5</volume>, <fpage>35</fpage>&#x2013;<lpage>54</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.bbrep.2015.11.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rattu</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khansili</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maurya</surname>
<given-names>V. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krishna</surname>
<given-names>P. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Lactate detection sensors for food, clinical and biological applications: a review</article-title>. <source>Environ. Chem. Lett.</source> <volume>19</volume>, <fpage>1135</fpage>&#x2013;<lpage>1152</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10311-020-01106-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rawoof</surname>
<given-names>S. A. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kumar</surname>
<given-names>P. S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vo</surname>
<given-names>D.-V. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Devaraj</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mani</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Devaraj</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Production of optically pure lactic acid by microbial fermentation: a review</article-title>. <source>Environ. Chem. Lett.</source> <volume>19</volume>, <fpage>539</fpage>&#x2013;<lpage>556</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10311-020-01083-w</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Reyn&#xe9;</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saby</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sofonea</surname>
<given-names>M. T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Principles of mathematical epidemiology and compartmental modelling application to covid-19</article-title>. <source>Anaesth. Crit. Care amp; Pain Med.</source> <volume>41</volume>, <fpage>101017</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.accpm.2021.101017</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Romero</surname>
<given-names>M. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ahumada</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Garay</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baruzzi</surname>
<given-names>A. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Amperometric biosensor for direct blood lactate detection</article-title>. <source>Anal. Chem.</source> <volume>82</volume>, <fpage>5568</fpage>&#x2013;<lpage>5572</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1021/ac1004426</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shah</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gupta</surname>
<given-names>M. N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Preparation of cross-linked enzyme aggregates by using bovine serum albumin as a proteic feeder</article-title>. <source>Anal. Biochem.</source> <volume>351</volume>, <fpage>207</fpage>&#x2013;<lpage>213</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ab.2006.01.028</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Simelevicius</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Baronas</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kulys</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Modelling of amperometric biosensor used for synergistic substrates determination</article-title>. <source>Sensors</source> <volume>12</volume>, <fpage>4897</fpage>&#x2013;<lpage>4917</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/s120404897</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="web">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Standards</surname>
<given-names>I. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk&#x3d;1&#x26;url&#x3d;https%253a%252f%252fworkspace</article-title>. <comment>Available at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk=1&#x26;url=https%253A%252F%252Fworkspace.fao.org%252Fsites%252Fcodex%252FStandards%252FCXG%2B36-1989%252FCXG_036e.pdf">https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/sh-proxy/en/?lnk&#x3d;1&#x26;url&#x3d;https%253A%252F%252Fworkspace.fao.org%252Fsites%252Fcodex%252FStandards%252FCXG%2B36-1989%252FCXG_036e.pdf</ext-link>.</comment>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Suman</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Singhal</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sharma</surname>
<given-names>A. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Malthotra</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pundir</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Development of a lactate biosensor based on conducting copolymer bound lactate oxidase</article-title>. <source>Sensors Actuators B Chem.</source> <volume>107</volume>, <fpage>768</fpage>&#x2013;<lpage>772</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.snb.2004.12.016</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Thompson</surname>
<given-names>M. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Beard</surname>
<given-names>D. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Physiologically based pharmacokinetic tissue compartment model selection in drug development and risk assessment</article-title>. <source>J. Pharm. Sci.</source> <volume>101</volume>, <fpage>424</fpage>&#x2013;<lpage>435</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/jps.22768</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Trifir&#xf2;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Saccani</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gherardi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vicini</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Spotti</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Previdi</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Use of ion chromatography for monitoring microbial spoilage in the fruit juice industry</article-title>. <source>J. Chromatogr. A</source> <volume>770</volume>, <fpage>243</fpage>&#x2013;<lpage>252</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0021-9673(97)00049-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xue</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yeung</surname>
<given-names>E. S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>Indirect fluorescence determination of lactate and pyruvate in single erythrocytes by capillary electrophoresis</article-title>. <source>J. Chromatogr. A</source> <volume>661</volume>, <fpage>287</fpage>&#x2013;<lpage>295</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0021-9673(94)85196-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zouaoui</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zine</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Errachid</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jaffrezic-Renault</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Mathematical model and numerical simulation of conductometric biosensor of urea</article-title>. <source>Electroanalysis</source> <volume>34</volume>, <fpage>1131</fpage>&#x2013;<lpage>1140</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/elan.202100610</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>