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第32章 生物传感技术

抗日战争时期,日本侵略军臭名昭著的731部队,在中国东北用中国人作为试验品,大搞细菌、病毒等生物化学武器试验;他们试验研制出的生化武器,又在中国江苏等地使用,杀害成千上万的中国军民。抗美援朝战争期间,美国人在战场上无方通过枪炮达到其侵略目标,便向朝鲜和中国东北空投带病菌、病毒的毛巾、罐头等生活日用品,毒害了成千上万的中朝军民。美国和日本侵略军欠下了中国、朝鲜人民的累累血债!他们违背了禁止在战争中使用生化武器的《日内瓦协议书》(1925年),公然使用生化武器。俗话说得好:善有善报,恶有恶报。1995年,日本的奥姆真理教组织在东京地铁东站使用了化学武器,震动日本朝野和世界;2001年,美国则发生了著名的“炭疽事件”,先后确认有几十人感染或被证实接触了炭疽杆菌。这两个事件——尤其是美国“炭疽事件”引起美国和世界极大的心理恐慌。美国政府起初认为是阿富汗的“基地”组织干的,因而将处理“炭疽事件”与反恐联系在一起,陡然增加了“炭疽事件”的神秘感。最后,美国人又查出“炭疽”是美国人自己的生物科学家研制并散播到社会来的。

生物武器除了上述病菌、病毒武器外,还包括所谓“基因”武器。这种武器只对具有某种基因特征的人(如黄种人基因、黑种人基因)发生效力。生物武器之所以引起世界的极大恐慌,关键是它看不见、摸不着,受到攻击的人浑然不觉,未受到攻击的人却怀疑自己受到攻击了。整个人类生物科学的发展水平,仍然对它处于软弱无力的“逆来顺受”状态,即不知攻击发起没有,谁受到攻击,哪里受到攻击,甚至受到攻击很长一段时间才有所察觉。有时因为为时已晚而无法防御治疗。因此,研究生物武器攻击侦察系统,即生物传感器或生物雷达,及时探测清楚生物武器的攻击方位、范围、性质与特征,以便适时防治,是一个严峻的课题。

近年来,美国军方加强了生物雷达即生物传感器的研究,他们的水平处于世界领先地位。不过,目前的生物检测系统或生物传感器相当庞大,而且都是人工操作。例如美军的生物武器攻击传感移动实验室,需要4个技术人员操作。又例如装在直升机上的以电一光学技术为基础的设备,能探测50千米以外生物攻击的信号,并识别出生物武器的类型。目前从收集空气样品到识别出生物武器攻击的种类,并测定生物制剂在空气中的浓度,大约需要30分钟时间。因此,当前美军在加大力度开发能快速检测的便携式生物传感器。

注:

生物制剂检测的方法有多种。一是利用各种生物的DNA结构不同,将未知的生物制剂样品复制到足够浓度,并将其分子(如炭疽孢子)裂开,取出DNA,与已知的各种生物制剂DNA对比,确定未知生物制剂属于哪一种。由于这个过程可并行处理,因而30分钟可检测确定出10个病菌样品。

第二种是利用哺乳动物的免疫系统遭病菌、病毒入侵时,会产生称作“抗体”的特殊蛋白质来对抗的现象,以抗体与空气样本交汇,若发生反应则证明空气中有生物制剂。第三种方法是利用哺乳动物细胞在遭生物毒素攻击时,其细胞膜电压会发生变化,利用微电极测定这种反应或变化,即可检测生物制剂是否存在和它的种类。第四种方法是利用所谓质谱仪,将生物制剂的蛋白质样品碎化成氨基酸成分。由于备种生物制剂蛋白质氨基酸成分比例是不同的,只要测出生物制剂样品蛋白质的这个氨基酸组分比值,即可判断出它是哪一种生物制剂。

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