工作原理

1. 生物識別元件

生物報警器的核心部分是生物識別元件，這一元件可以是生物體（如細(xì)菌、細(xì)胞等）、生物分子（如酶、抗體、核酸等）。不同的生物識別元件對特定的目標(biāo)物質(zhì)具有高度的特異性識別能力。例如，抗體能夠與對應(yīng)的抗原進(jìn)行特異性結(jié)合，酶能夠催化特定的化學(xué)反應(yīng)，細(xì)胞則可以對某些環(huán)境因素變化產(chǎn)生生理響應(yīng)。

2. 信號轉(zhuǎn)換機(jī)制

當(dāng)生物識別元件與目標(biāo)物質(zhì)相互作用后，會引發(fā)一定的變化，這種變化需要通過信號轉(zhuǎn)換機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓹z測的信號。常見的信號轉(zhuǎn)換方式有光學(xué)、電化學(xué)、壓電等。以光學(xué)信號轉(zhuǎn)換為例，某些生物反應(yīng)會導(dǎo)致熒光強(qiáng)度、吸光度等光學(xué)性質(zhì)的改變，通過光學(xué)傳感器就能將這些變化轉(zhuǎn)化為電信號或數(shù)字信號。在電化學(xué)信號轉(zhuǎn)換中，生物反應(yīng)引起的離子濃度變化、電極表面的電子轉(zhuǎn)移等，可通過電化學(xué)傳感器檢測并轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)而被儀器識別和處理。

3. 信號處理與報警

轉(zhuǎn)換后的信號經(jīng)放大、濾波等處理后，與預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行比較。如果信號強(qiáng)度出或低于設(shè)定閾值，報警器就會觸發(fā)報警機(jī)制，以聲音、光線、震動或無線通訊等方式向使用者傳達(dá)警報信息，告知目標(biāo)物質(zhì)已被檢測到或環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)異常。