有害微量元素積累檢測：吸煙怎樣使重金屬在體內(nèi)“安家”

“吸煙有害健康"的認知早已深入人心，但煙草煙霧中含有的鉛、鎘、砷等重金屬，經(jīng)呼吸進入人體后在組織內(nèi)沉積所造成的隱形危害，卻常常被忽視。一項針對吸煙環(huán)境中兒童唾液的研究（Gatzke-Kopp L M，2023）表明，二手煙暴露正成為兒童鉻、銅、鋅及鉛暴露的來源之一。這些重金屬具有強毒性和累積性，會逐步損害口腔、消化、免疫等多個系統(tǒng)，甚至成為誘發(fā)牙周病的重要潛在因素。

傳統(tǒng)元素檢測技術需要復雜的樣本前處理，難以快速驗證重金屬與吸煙的關聯(lián)，而激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術通過高能量脈沖激光激發(fā)樣本產(chǎn)生等離子體，依據(jù)元素的“指紋波長"實現(xiàn)多元素同步檢測，不僅無需破壞樣本，而且檢測周期短，在微量元素檢測、重金屬污染監(jiān)測、污染生態(tài)學研究及食品安全檢測等領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。

吸煙者牙齒中的有毒微量元素積累

煙草煙霧中不僅含有尼古丁、一氧化碳等有害氣體，還含有鎘、鉛、砷等重金屬污染物——這些元素是煙草本身（種植過程中吸收土壤/水源中的重金屬）或加工過程中引入的污染物。

研究人員（Alhasmi A M，2015）采用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，對吸煙者與非吸煙者的牙齒進行元素檢測，以分析有毒元素濃度與牙周參數(shù)的關聯(lián)，深入探究吸煙影響牙周疾病的作用機制。研究結果顯示，吸煙者牙齒根部的有毒元素（Pb、Cd、As）積累量顯著高于非吸煙者，而這種積累可能通過加劇臨床附著喪失，進一步破壞牙周組織。吸煙者長期吸入煙草煙霧后，重金屬會經(jīng)呼吸道進入體內(nèi)循環(huán)，最終沉積于牙齒根部（尤其是牙周組織受損區(qū)域）。這正是吸煙者體內(nèi)此類元素濃度顯著高于非吸煙者及對照組的核心原因，且呈現(xiàn)“吸煙量-積累量"的劑量依賴關系。該研究明確揭示了吸煙與牙齒有毒元素積累及牙周疾病之間的關聯(lián)，為牙周病風險評估提供了一種新的檢測手段。

吸煙者膽結石中的重金屬元素積累

另一項針對膽結石患者的研究（Naser H J，2021）利用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，檢測了膽固醇型、色素型、混合型等不同類型膽結石樣本中重金屬含量的差異。

結果顯示，色素型膽結石中銅（Cu）、鋅（Zn）、錳（Mn）的含量顯著高于混合型膽結石，且這三種元素在膽固醇型膽結石中未被檢出；膽固醇型膽結石中鉻（Cr）、鎘（Cd）的含量高于色素型和混合型膽結石，二者是該類型膽結石的特征性重金屬元素。該研究的核心發(fā)現(xiàn)之一為：鉛（Pb）和砷（As）兩種重金屬僅在吸煙患者的膽結石樣本中被檢測到，推測這與吸煙時吸入煙草中的重金屬污染物有關，為膽結石疾病與吸煙的關聯(lián)性提供了元素層面的證據(jù)。上述兩組研究結果相互印證，進一步凸顯了吸煙在有毒元素暴露方面對自身及他人的潛在危害。

北京易科泰結合激光誘導擊穿光譜技術，針對不同的科研場所和工業(yè)適用場景，提供FireFly & MiniFly LIBS系列元素測量與成像系統(tǒng)，為微量元素檢測、重金屬污染、污染生態(tài)學研究、畜禽飼料檢測、飼料污染檢測等領域的研究提供更高效、更精準的技術支撐。

產(chǎn)品試驗案例：

1. Fazli? A, Faruzelová A, Buday J, et al. Investigating the effects of laser wavelengths and other ablation parameters on the detection of biogenic elements and contaminants in hydroxyapatite[J]. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2024, 39(9): 2330-2339.

2. Alhasmi A M, Gondal M A, Nasr M M, et al. Detection of toxic elements using laser-induced breakdown spectroscopy in smokers’ and nonsmokers’ teeth and investigation of periodontal parameters[J]. Applied optics, 2015, 54(24): 7342-7349.

3. Naser H J, Hamad T K. Quantitative Analysis of heavy metals in gallstone Using LIBS[C]//Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2021, 1963(1): 012089.

4. Gatzke-Kopp L M, Riis J L, Ahmadi H, et al. Environmental tobacco smoke exposure is associated with increased levels of metals in children’s saliva[J]. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology, 2023, 33(6): 903-910.