57、智能传感器系统中的信号处理：生物与核辐射传感解析

智能传感器系统中的信号处理：生物与核辐射传感解析

1. 生物病原体防护与检测

1.1 日常防护措施

在日常生活中，为避免病原体侵害，我们有一些简单有效的防护方法。比如，佩戴简易纸口罩可防止有害颗粒进入呼吸系统；勤洗手能大大减少病原体的摄入；若身体有伤口或溃疡，用绷带包扎可防止病原体通过此处进入身体。这些基本的防护措施，就像小时候母亲教导我们的那样，能提供约 99% 的防护效果。

1.2 生物病原体的荧光特性

许多生物病原体的孢子和细胞表面蛋白质是由氨基酸组成的长链，具有准周期性模式。当用高能光子（如紫外线）激发这些蛋白质时，常能使其发出可见光范围内的荧光。不过，并非所有蛋白质、细胞和组织都有此特性，但大多数细胞表面蛋白质种类丰富，在紫外线照射下总会有物质发出荧光。这虽表明该物质可能是生物性的，但不能完全确定。

目前，人们对研究各种病原体的荧光光谱很感兴趣，特定病原体的荧光有其特征模式。然而，环境中存在数千万种细菌，其中大多数要么无害，要么是我们已免疫的。因此，期望通过荧光光谱模式来唯一识别病原体是不太可靠的。

1.3 病原体自动识别技术

最有前景的病原体自动识别技术是创建能与病原体独特标记结合的荧光团，这与免疫系统的工作原理类似。荧光团是一种化合物，其荧光成分会被周围的结合酸淬灭。这些结合位点可以是按特定空间顺序排列的核酸或氨基酸，能与目标病原体的特定部分结合。当结合发生时，荧光团打开，露出荧光部分。

通过使用一系列能与病原体特征部分“锁钥”结合的荧光团，其荧光模式可用于帮助识别病原体。这与我们的免疫系统原理相同，但只是一个粗略的仿制品。在荧光免疫测定中，可以同时测试多个荧光团标记，其中结