。结束宾州大学的研究后，李镇源转往位在底特律的韦恩州立大学，到医学院生理学科的西格斯（Walter H. Segeers）教授实验室访问两个月，也发表了一篇小论文。李镇源回到台湾以后，由于他的启蒙恩师杜聪明辞职离开台大，李因此开始真正全权担负起台大药理学研究室的领导工作。越战期间，由于美军在越南沼泽森林中经常会碰到毒蛇，美国陆军研究发展部便特别委託李镇源，专门针对沟牙科蛇毒进行研究。1963年，李镇源和化学背景的张传烱合作，首度分离出雨伞节蛇毒中致死的两种神经毒素，而揭开了过去医界无法理解的蛇毒神经毒素