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暗殺專用!?殺人壽司中的「釙」——《跟著怪咖物理學家一起闖入核子實驗室》

聯經出版_96
・2019/01/14 ・1696字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 522 ・七年級

編按:相信背過元素週期表的各位對釙 Po 這個化學元素不算陌生,這個原子序 84 的放射性元素除了特別難念外,還有著致命的危險性……

壽司當前,不戰而「釙」:窺探俄羅斯前特務之死

各位或許聽過釙這個名詞。

它是放射性物質,就是那個塗在壽司上……好啦好啦,其實就是二○○六年前蘇聯國家安全委員會(簡稱 КГБ,英譯 KGB)/今俄羅斯聯邦安全局(簡稱 ФСБ,英譯 FSB)幹員亞歷山大•瓦爾傑洛維奇•利特維年科暗殺案中所使用而聲名大噪的那個元素。

2006年被釙暗殺的利特維年科。圖/聯經出版社提供

利特維年科因為吃了釙,導致體內曝露而身亡。

釙的同位素全都具有放射性(會釋放輻射),根據推測,暗殺當時所利用的應該是釙 210。

釙 210,一般是出自於核子反應爐的人工產物,不過在自然界中也有一定程度的含量。有可能讓各位攝取到釙的途徑是:菸草。肥料中含有的放射性物質衰變後產生的釙 210 會附著在菸草的葉片上。由於抽菸是燃燒菸草後吸食,所以抽菸會攝取到釙。

根據輻射醫學綜合研究所的評估(《吸菸者實際吸入的輻射劑量評估──菸草含有的自然起源放射性核種》,岩岡和輝、米原英典、 RADIOISOTOPES, 59,733-739 (2010)),一天吸食 20 支菸的人,一年的受曝量大約是 190 微西弗。雖然這個程度屬於不需要管制介入的程度,在危害健康的受曝程度(每年 1 毫西弗)以下,不過還是要提醒各位避免吸菸過量。

泰國 Mild Seven Lights 香菸的肺癌圖像。圖/聯經出版社提供

提到吸菸過量,上圖是在泰國販售的七星柔和淡菸的包裝,包裝上的圖像是不是很嚇人呢?那是罹患肺癌的肺臟。泰國規定警示畫面必須占香菸盒面的 85% 以上。以這種下場看來,這菸哪裡溫和,哪裡清淡了呢?!

而這樣嚇人的釙元素,在美國竟然以令人意外的形式──商品靜電刷的形式販賣流通。為黑膠唱片去除表面塵埃的刷子竟然用上釙元素!

販賣凶器?美國用釙做清潔用刷子

去靜電刷毛根的金屬片中含釙。圖/聯經出版社提供

請參考上圖,刷毛根部有金色的金屬片( ),就是這片金屬含有釙 210。釙 210 會釋放 α 射線,將空氣分子變成離子,因此能幫助去除靜電。美國竟然允許會釋放 α 射線的釙 210 以去靜電刷的商品形式在市場上販售流通!

我只能說,這非常符合美式大膽作風。只要透過網路訂購,在日本應該也買得到它。

我並不打算在本書詳談輻射。各位大概知道 α 射線的射程很短,在水中(在人體內也是)大約只能穿越數十 μm(微米)的距離。假如我碰觸這把去靜電刷的金屬片,α 射線只到我的皮膚層就會完全停止下來。但是,α 射線行進數十 μm 後停止下來這件事,代表 α 射線的能量影響了這數十 μm 範圍內的所有皮膚──對行進路線周圍的細胞造成重大損害。

簡短地說, α 射線進入體內會造成重大傷害。而這正是暗殺前俄羅斯特工亞歷山大•瓦爾傑洛維奇•利特維年科的手段!

因此,假如要以這種方式利用釙 210,絕對要防範它以粉末等形式侵入人體,製作過程也要避免它暴露在外。只要做好防範,就能輕鬆裝置相關製造設備。如此因應而生的製造方法就是之前所提到的:現代煉金術。

這回不用等價交換:現代煉金術讓你安全製造釙製品

首先,準備好銀金屬板。先為銀板鍍上鉍金屬,接著再鍍上黃金。這麼一來就可避免鉍暴露在外。然後使用核反應器,對板子照射中子,使鉍的原子核吸收中子而轉變成釙。

只要使用這種方法,釙就不會在製造過程中直接暴露在外,所以(除了核反應器以外),即使沒有特別的設備也能安全地製造釙製品。這就是實用的現代煉金術的實例。

現代煉金術,不用特殊設備也能安全地製造釙製品。圖/Wikipedia

順帶一提,利特維年科遭暗殺時,日本曾流傳「唯獨俄國有能力準備釙,所以是俄國犯案」之類的說法。不過,採信這種說法的人,不知又是如何看待美國稀鬆平常地在市面上販售去靜電刷一事呢?

 

 

本文摘自《跟著怪咖物理學家一起闖入核子實驗室》,2018 年 6 月,聯經出版。

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聯經出版公司創立於1974年5月4日,是一個綜合性的出版公司,為聯合報系關係企業之一。 三十多年來已經累積了近六千餘種圖書, 範圍包括人文、社會科學、科技以及小說、藝術、傳記、商業、工具書、保健、旅遊、兒童讀物等。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》