鉛中毒可能影響身體多個部位或系統,但是當症狀出現時,病患第一時間卻很少聯想到是因為鉛而造成的,病人也常是輾轉才到毒物科就診,進而發現自己中毒。
當前,檢驗鉛中毒已有突破性研究,林口長庚醫院臨床毒物中心主任顏宗海指出,新的「橋狀薄膜型奈米力學晶片」可以即時檢測血液中的鉛濃度,透過這個工具只要 1 滴血 10 分鐘就可以知道病人是否有鉛中毒。此新技術優勢是靈敏、便攜式且快速的血鉛現場即時檢測;經過檢測,當病人的血鉛濃度偏高,且合併有鉛中毒症狀時,醫師可以馬上開立「鉛中毒的螯合劑」來治療中毒患者,大幅提升醫療效率,及時挽救病患。
鉛中毒 全身器官都會受到損害
顏宗海表示,台灣在 2000 年起禁用含鉛汽油,但臨床上仍有鉛中毒的案例,除了職業暴露外,國人鉛暴露的原因包括來源不明的草藥、鉛水管、含鉛油漆、使用含鉛顏料的瓷器或玩具等。
他強調,鉛中毒造成的症狀是非特異性的,也就是全身器官皆會受到損害,尤其是造血系統 (如貧血)、消化系統 (如腹部絞痛)、神經系統 (如過動兒)、循環系統 (如心血管疾病) 和泌尿生殖系統 (如慢性腎臟疾病、不孕) 等等。
鉛中毒如何被診斷出來?
顏宗海指出,鉛中毒不容易被診斷,只能仰賴血鉛濃度的檢驗。國際上認為血鉛異常的標準為,成年人血中鉛濃度高於 10μg/dL,或者孩童血鉛濃度高於 3.5μg/dL。傳統的血鉛檢測方法,如原子吸收光譜或感應耦合電漿質譜儀,雖然具有高靈敏度和準確性,但通常需要在實驗室進行,操作複雜、成本高昂且耗時,難以滿足即時檢測的需求。
為了解決這些問題,醫界攜手學界(林口長庚紀念醫院、台北科技大學、長庚大學)共同開發出一種結合氧化鋅奈米棒與 PEDOT:PSS(3,4-乙烯二氧噻吩單體的聚合物:聚苯乙烯磺酸鹽)的新型橋狀薄膜型奈米力學感測裝置,大幅增加對鉛離子的吸附能力,相較於單純的 PEDOT:PSS 感測層,新型奈米複合材料感測器對鉛離子的靈敏度提高了 7 倍。
「橋狀薄膜型奈米力學晶片」可即時檢測血液中鉛濃度
橋狀薄膜型奈米力學感測晶片,是利用標準化的 CMOS 結合 MEMS 製程製造;當感測層與血樣中的鉛離子接觸時,會產生表面應力變化,進而引起橋狀薄膜結構的形變。
位於橋式結構兩端的壓阻器會將這些微小的形變,轉換為可測量的電阻變化,計算出血液中的鉛離子濃度,且可以測到的最低濃度達 0.012ug/dL,可說是一種相當靈敏的檢測方法。
使用感測器進行臨床驗證,同時和林口長庚原子吸收光譜法的數據進行比對,結果顯示所開發的感測器具有可信度。顏宗海表示,以臨床醫師的觀點來看,此奈米力學感測感測器的優點是低成本、高靈敏度、一次性使用,而且只需一滴血 (約 5uL) 的少量檢體,就可以快速偵測出血鉛濃度。其可攜式的特性,也能減少檢體收集與運輸過程中的誤差、減少檢測結果的等待時間、及方便患者隨時隨地檢測的優點。

文/劉一璇、圖/楊紹楚


