中毒秒知道？長庚研發晶片檢驗鉛中毒只要1滴血，10分鐘就驗好

頭昏、反應慢，「我是鉛中毒了嗎？」檢驗鉛中毒有突破性研究，只要1滴血，10分鐘就知道！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，快速了解病人是否有鉛中毒。

鉛中毒症狀不易辨識 傳統檢測方法耗時費力

林口長庚醫院臨床毒物中心顏宗海主任表示，儘管台灣自2000年起已禁用含鉛汽油，但臨床上仍不乏鉛中毒的案例。除了職業暴露外，國人鉛暴露的原因還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。

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顏宗海說明，鉛中毒會對全身器官造成損害，尤其是造血系統可能引起如貧血、消化系統可能引起腹部絞痛、神經系統傷害如兒童過動症、影響循環系統如發生心血管疾病，以及影響泌尿生殖系統引發如慢性腎臟疾病、不孕等症狀。

但這些症狀並非特異性，因此不容易被診斷，只能仰賴抽血檢驗血鉛濃度。國際上認為，成年人血中鉛濃度高於10μg/dL，或孩童血鉛濃度高於3.5μg/dL，即為異常。

然而，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。

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創新奈米力學感測技術 10分鐘即可檢測血鉛濃度

為解決傳統檢測方法的不足，林口長庚紀念醫院、台北科技大學和長庚大學的研究團隊，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。

台北科技大學機械工程系顏毅廣副教授表示，這項感測器是利用標準化的互補式金屬氧化物半導體（CMOS）技術結合微機電系統（MEMS）製程製造而成。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，進而計算出血液中的鉛離子濃度，最低可測到0.012ug/dL，靈敏度較單純的PEDOT：PSS感測層提高了7倍。

臨床驗證顯示 新技術檢測結果可信

研究團隊也對這項感測器進行了臨床驗證，並與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，此奈米力學感測器具有低成本、高靈敏度、一次性使用等優點，而且只需一滴血（約5uL）的少量檢體，就可以在10分鐘內快速偵測出血鉛濃度。

此外，感測器的可攜式特性，還能減少檢體收集與運輸過程中的誤差、縮短檢測結果的等待時間，方便患者隨時隨地檢測。臨床上若發現病人的血鉛濃度偏高，且合併有鉛中毒症狀時，醫師就可以立即開立螯合劑來治療中毒患者，大幅提升醫療效率，及時挽救病患。

這項創新技術結合了奈米材料與微機電製程，實現了超靈敏、便攜式、低成本且快速的血鉛現場即時檢測，有望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）》。

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◎ 圖片來源／長庚醫院提供
◎ 諮詢專家／顏宗海主任．顏毅廣副教授