学生研发便携式抗生素检测平台「睿敏析」 由校园实验室迈向工业级应用

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一群本地中学生走出课室,主动关注香港水体抗生素污染问题,凭借课堂所学知识研发出便携式生物感测平台「睿敏析」(Remedix),立志以科学创新回应社会需要。与一般学生参加科学比赛不同,该团队自研发之初便以打造一项能够真正应用于日常生活、为社会带来实际改变的创新方案为目标,期望其发明不仅停留在实验室或展览场地,而是切实解决现实问题。学生团队在研发过程中主动向香港特别行政区政府渠务署寻求专业指导,双方遂建立合作关系,携手出战第五十一届日内瓦国际发明展并于公开企业组获奖,体现本港中学生以知识服务社会的决心与实力。

学生团队与渠务署合作开发便携式生物感测平台「睿敏析」,参与第51届日内瓦国际发明展。图为学生团队与渠务署署长莫永昌先生合照。

关注抗生素污染 立志以所学回馈社会

来自保良局何荫棠中学及仁爱堂田家炳中学的学生团队,其研究灵感源于香港日益严重的水体抗生素污染问题。残留于污水中的抗生素不仅对生态环境构成威胁,更有加速抗药性细菌滋生的风险,是本港以至全球亟待应对的公共卫生议题。

学生团队并未将学习局限于课室之内,而是主动将目光投向社会,深入了解污染现状,思考自身所学能为社会带来甚么改变。团队成员将课堂所学的生物科技、化学及资讯科技知识加以整合,并积极运用人工智能工具检索学术文献及前沿研究,拓阔知识视野,探索可行的解决方案。经过深入研究后,团队提出以基因改造大肠杆菌作生物感测器核心,结合物联网(IoT)技术及人工智能机器学习演算法,构建一套自动化便携式现场检测系统的创新构想。

「睿敏析」三大模组 实现即时现场检测

学生团队介绍,「睿敏析」为一便携式三模组生物感测平台,专为复杂水体中四环素类抗生素的快速及高特异性检测而设计,平台依序执行以下三项集成化流程:

•⁠  ⁠生物感测器培养模组:稳定产出对四环素具响应性的基因改造大肠杆菌;

•⁠  ⁠微流体包埋模组:制备均一的海藻酸钙微珠,实现细胞固定化;

•⁠  ⁠比色模组:透过蓝色显色反应(588 nm吸收峰)进行半定量分析。

整套系统操作简便,具备于实地环境稳定运作的能力,旨在取代传统昂贵且耗时的实验室分析方法。

「睿敏析」便携式三模组四环素类抗生素生物感测平台。
「睿敏析」便携式三模组四环素类抗生素生物感测平台。

主动谘询渠务署 促成「官、学」合作

学生团队在研发过程中积极向多方持份者谘询意见,以求不断完善其发明。团队主动联系渠务署,就污水中抗生素检测的实际需求及技术可行性寻求专业指导。在合作期间,渠务署为学生提供了多项难得的学习机会。团队成员与署方化学师及署长会面交流,深入了解香港污水处理的实际运作流程及医疗废物管控机制。

渠务署凭借其在污水处理及水质监测领域的丰富专业经验,为团队提供了具针对性的技术指导及改良建议,并协助学生将原型提升至工业应用级别,最终打造出一套可实际投入使用的「便携实验室」(Lab-in-a-Case)系统。

负责指导学生的范基柱及刘博老师指出,此类经历远非一般中学阶段科学比赛所能提供。学生真正走出课室,踏入社会的真实运作场景,与专业人士合作,亲身见证科学知识如何转化为对社会产生实际影响的应用方案,这段经历对其未来生涯规划发展意义深远。

渠务署署长莫永昌先生及署方专家与学生多次会面,悉心指导汇报内容及比赛准备。

越级出战企业组 与全球专业团队同场竞技

正所谓「世事无难事,只怕有心人」,值得注意的是,学生团队并未选择参加一般面向中小学生的「青少年」学生组别,而是与渠务署携手以公开企业组别身份出战第五十一届日内瓦国际发明展,与世界各地的大学科研团队、政府部门及商业机构的发明项目直接竞争。经国际评审团严格评核后,「睿敏析」最终在公开企业组别获颁铜奖,充分证明中学生的科研成果同样能在国际专业舞台上获得认可。

「睿敏析」便携式三模组生物感测平台在公开企业组别获颁铜奖。

「官、学」协作树立STEAM教育新典范

保良局何荫棠中学及仁爱堂田家炳中学方面均衷心感谢渠务署在扶持青年科研人才方面的投入。是次合作开创了本港「官、学」协作推动STEAM教育的崭新模式,以往政府部门与学界的合作多以大学为对象,较少延伸至中学层面。渠务署是次主动向中学生开放专业资源,不仅提供技术指导,更协助学生将实验室原型提升至工业应用级别,让他们亲身经历科研成果转化的完整过程。尤为难得的是,署长莫永昌先生亲自拨冗,多次与学生会面,悉心指导汇报内容及比赛准备,比赛期间更与学生一同进行项目汇报并深入交流,充分体现署长对教育及本港青年一代的重视与关爱。校方认为,是次经验证明政府部门与中学之间的协作空间远比想像中广阔,期望日后有更多政府部门及公营机构参考此模式,向本港中学生敞开合作大门,共同为培育新一代科研人才注入更强动力。

 



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