「1滴血10分鐘」就能揪出鉛中毒 新技術具低成本優勢

[周刊王CTWANT] 檢驗鉛中毒有突破性研究！林口長庚紀念醫院、台北科技大學和長庚大學利用互補式金屬氧化物半導體(CMOS)技術結合微機電系統（MEMS），開發出一種橋狀薄膜型奈米力學晶片，可即時檢測血液中的鉛濃度，只要1滴血10分鐘，就可以知道病人是否有鉛中毒。

這項創新技術有望實現超靈敏、便攜式、低成本且快速的血鉛現場即時檢測，為醫界帶來重大突破。研究成果已發表於2024年12月國際知名期刊《分析化學學報（Analytica Chimica Acta）》。

林口長庚醫院臨床毒物中心顏宗海主任表示，台灣於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。

他說，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。

不過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。

顏宗海主任指出，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，長庚紀念醫院暨臺北科技大學學術合作專題研究計畫，由林口長庚臨床毒物中心顏宗海主任、台北科技大學機械工程系顏毅廣副教授和長庚大學電子工程研究所楊家銘教授，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七倍。

顏毅廣副教授進一步指出，團隊所開發的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。此外，團隊也對感測器進行了臨床驗證，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是可信的。

顏宗海主任強調，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。同時其可攜式的特性，還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等優點。臨床上當病人的血鉛濃度偏高，且合併有鉛中毒症狀時，臨床醫師就可以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。

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