新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）研究團隊研發一款新型多層次殺菌塗層 (MAP-1)，可有效殺滅病毒、細菌甚至極難被殺死的孢子。研究結果顯示，新殺菌塗層不僅能有效殺滅99.9%的麻疹、腮腺炎、風疹等高傳染性病毒，更可殺滅99.9%的貓杯狀病毒。貓杯狀病毒被視為檢測殺毒效果的指標，其抗藥性高於所有冠狀病毒，包括引發當前疫情的新型冠狀肺炎病毒（COVID-19）。 新塗層在九龍醫院和靈實胡平頤養院兩項臨床試驗中，均被證實對殺死抗藥性微生物細菌十分有效。在醫院的隔簾試驗中，耐藥性細菌數量於三周內降低了超過98.7%。除了醫院，研究團隊亦跟水務署和渠務署合作，在水管及下水道內壁測試新塗層，用以預防微生物污染及喉管鏽蝕。 新殺菌塗層由科大化學及生物工程學系兼環境及可持續發展學部楊經倫教授領導的團隊研發，塗層的功能多樣化，殺菌期最長可維持90天，為包括金屬、混凝土、木材、玻璃、塑料，以至織物、皮革及纖維等不同物料的表面提供長效消毒與抗菌保護，塗層亦不會改變物質的外觀及觸感。根據國家衛生健康委員會（衛健委）發佈的消毒技術標準，新塗層被證實對人體和環境無害，因此亦可被製成持久殺菌的搓手液、油漆、潔淨水與空氣的過濾網，以至衣服和即棄外科口罩等，有助提升個人及公眾衛生安全。 新塗層技術的原理是在物體表面形成殺菌膜。殺菌膜接觸到微生物的包膜和生物分子時會將之破壞，使之失去活性。該塗層亦能防止微生物在物體表面粘附，從而達至長效抗菌。塗層使用了一種特殊的抗菌聚合物，透過接觸殺滅和抗菌黏連等技術，可有效消滅99.9%的細菌和病毒，包括風疹、禽流感、流感如H1N1型，以及貓杯狀病毒等。貓杯狀病毒是一種無包膜病毒，被公認為最難殺滅的病毒之一。根據美國環境保護署2016年的指引，能有效殺滅貓杯狀病毒，等同有效殺滅冠狀病毒。因為後者屬於包膜病毒，在抗藥性上低於無包膜病毒。

新型冠狀肺炎(COVID-19)於全球爆發，在兩個月內蔓延至逾30個國家，至今*已造成80,000多人受感染、2,600多人死亡。香港科技大學(科大)一支研究團隊近日識別出一組潛在生物標記(biomarkers)，或有助研發對抗新冠病毒(SARS-CoV-2)的疫苗。 由於新型冠狀病毒的基因排列與2003年引發嚴重急性呼吸系統綜合症(俗稱沙士)疫情的冠狀病毒(SARS-CoV)相類似，科學家一直希望透過沙士病毒數據尋找破解新型冠狀病毒的方法。近日，由科大數據學家Matthew McKay教授和Ahmed Abdul Quadeer博士領導的研究團隊，識別出一組來自沙士病毒的B細胞和T細胞抗原表位(即可觸發針對該冠狀病毒免疫反應的蛋白組織)，或可觸發人類針對新冠病毒的免疫反應。是次發現對開發新型肺炎疫苗的研究帶來重要啟示。 科大電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系McKay教授表示：「雖然有效針對沙士的疫苗從未面世，但當時曾就那些沙士病毒抗原表位能觸發人類免疫反應這一點進行過大量的實驗。在芸芸抗原表位當中，我們找到少部份同時存活於沙士及新冠肺炎病毒之中，它們的基因排列完全一致。我們相信這些抗原表位最有可能成為觸發新型肺炎免疫反應的靶點。」 團隊亦就人群覆蓋率進行分析，發現此研究中識別出來的T細胞抗原表位在沙士爆發期間，曾有效於包括中國大陸的全球大部分人口中引發免疫反應。電子及計算機工程學博士後研究員Quadeer博士因此推斷：「利用這種抗原表位開發出來的疫苗，也很有可能對大部分群眾有效。」 上述研究成果近日已在科學期刊《病毒》中發表。 McKay教授補充說：「我們希望於疫苗研發初期，就最有機會發展成有效疫苗的抗原表位，提供意見。作為全球抗疫的一份子，我們分析與這種新冠病毒的相關數據，並第一時間與科學界分享研究成果，以助進一步了解這種新病毒以及研發治療方法。」

內地新型冠狀病毒感染肺炎肆虐，如何及早發現受感染者是各地當前面臨的迫切難題。香港科技大學(科大)一支研究團隊，最新研製出全球最快速檢測新冠肺炎(COVID-2019)的便攜式檢測儀，利用微流生物芯片技術，從取樣到檢測結果只需約40分鐘，較目前通用的檢測方法聚合酶連鎖反應（PCR）技術所需的1.5至3個小時，效率大大提升。   PCR是一種分子生物學技術，透過擴增特定的脱氧核醣核酸(DNA)片段而偵測病毒的核糖核酸(RNA)。溫度變化是PCR控制DNA變化的關鍵，溫度提升越快，檢測所需的時間越短。有別於傳統大型PCR儀普遍應用的半導體加熱器，團隊自行研發出一種具有更低熱質量和更高導熱性的矽基薄膜微加熱器，令測試過程中溫度提升的速率，由以往傳統PCR儀平均每秒升4–5 ℃，提升至每秒升30 ℃，大大縮短檢測時間。   由科大物理學系溫維佳教授帶領的研究團隊，透過他與其科大博士畢業生高一博在深圳共同創立的生物科技企業「深圳市尚維高科」(尚維高科)開發相關技術。團隊自今年1月20日獲取新冠病毒的序列後，立刻展開針對性研究，並於一周內成功研發出檢測試劑。目前，相關檢測儀及試劑盒已於深圳和廣州的疾控中心應用，團隊近日亦已向湖北和廣州南沙的疾控中心捐贈相關儀器和試劑盒。該技術已獲國際CE認證（歐洲合格認證），符合出口本港及其他歐盟城市的標準。 該設備操作十分簡單，採用與流感快速篩查相同的方式，利用快篩試紙到鼻腔取樣，再放入分析儀檢測即可知結果。整套設備長33厘米、寬32厘米、高16厘米，輕巧便攜，可用於戶外，適合各級疾控中心、海關、出入境檢驗檢疫部門及護老院等地方作即場檢測。每台新型檢測儀分別由一個微流生物芯片、便攜式PCR儀、樣本前處理系統、生物檢測芯片和新冠病毒核酸檢測試劑盒所組成，每次可同時檢測8個樣本。 尚維高科是一家專注開發實時核酸分子體外診斷技術的科技公司，公司核心團隊成員均來自科大。 微流生物芯片檢測儀操作示範視頻： https://drive.google.com/open?id=131D_1hMOLWraGeQCGMnNka9tSsEtz_rV

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由香港科技大學（科大）領導的一支科研團隊，近日首次揭示氮氧化物（NOx）如何影響大氣中硫酸鹽的多寡，以及其與霧霾形成的關係，為解決空氣污染的政策制訂者提供新見解。 由污濁濃霧所帶來的低能見度、高濕度以及高濃度PM2.5懸浮粒子的現象，一直對包括中國內地在內的大城市造成困擾。而在各種直徑小於2.5微米（PM2.5）的污染物中，由二氧化硫（SO2）在大氣中氧化而產生的硫酸鹽，是霧霾成因中最普遍的成分之一。 雖然科學界早已知曉二氧化硫與硫酸鹽之間的反應物-產物關係，但形成過程中所涉及的氧化劑及氧化過程非常複雜多樣化，特別是氮氧化物在這過程中扮演的角色，一直沒有一個清晰的理解。有別於直接由汽車廢氣以及燃燒如煤、柴油和天然氣等化石燃料而產生的氮氧化物，硫酸鹽並非直接由污染源頭排放，因而令希望控制它的研究人員及政府官員感到頭痛。今次研究乃科學家首次系統闡述氮氧化物如何於不同情況下，透過氧化過程影響製造硫酸鹽的一連串化學反應。 由科大化學系兼環境及可持續發展學部教授郁建珍領導的研究團隊，與加州理工學院的研究人員合作，發現了氮氧化物在三種不同的化學環境中以不同機制影響硫酸鹽的形成。在低濃度氮氧化物環境中，氮氧化物催化氧化劑的形成，促進硫酸鹽的形成；在霧霾籠罩時所出現超高濃度氮氧化物的環境中，溶於霧滴中的氮氧化物直接作為氧化劑，也促進硫酸鹽的形成。惟在中高濃度氮氧化物的環境中，由於二氧化氮（氮氧化物家族的一員）消耗了羥基自由基，令其不能有效地氧化二氧化硫，繼而抑制硫酸鹽的產生。 研究結果顯示，要在高污染的霧霾條件下減少硫酸鹽的形成，必須同時控制二氧化硫與氮氧化物的排放，但是，當氮氧化物排放達至中高量時，由於大氣中的二氧化氮會抑制促進硫酸鹽形成的羥基自由基，減排氮氧化物反而會導致空氣硫酸鹽增加。

由香港科技大學（科大）領導的一個國際研究團隊，近日證明了海洋內波(海裡的波浪)的冷卻功能可為珊瑚礁營造一個抗熱環境，或有助防止和更準確預測珊瑚白化。 世界各地的珊瑚礁正遭受由氣候變化和包括厄爾尼諾等極端氣候所引起的泛熱帶白化現象威脅，但是，白化模式很難預測，在較深的水域尤甚。現時，大部分白化預測都是基於由衛星收集得來的海水溫度數據作表面評估。雖然這些數據對了解大規模及偏遠地區的白化狀況很重要，但它們只反映了海洋表面的溫度以及相對大面積的溫度平均值。 科大海洋科學系助理教授Alex Wyatt，聯同來自東京大學、聖地牙哥加州大學斯克里普斯海洋研究所、美國地質調查局，以及佛羅里達理工學院的科學家組成研究團隊，就內波對太平洋西面、中部及東面珊瑚礁的溫度影響進行了定量分析。團隊花了數年時間，在日本、法屬波利尼西亞和巴拿馬不同海深的珊瑚礁位點量度溫度，並記錄了在2015年和2016年因厄爾尼諾現象發生的加熱事件。 該團隊透過自行研發的新型過濾方法，從溫度記錄中擷取內波訊號，以比較有內波及無內波海域的加熱情況。結果顯示，內波的出現有助減少該海區的酷熱情況，如在2015-2016年厄爾尼諾現象期間，內波的出現便將加熱程度減輕了88%；一些本可導致全數珊瑚死亡的嚴重加熱地區，因內波的出現而將加熱量降低了約36%至50%，有些地區甚至完全避免了加熱情況的發生。 研究還發現，天然內波的降溫能力會隨水深而上升。在水深8至10米的淺水處，內波將熱量減少了20%至41%；而在水深30至40米的較深水處，則減少了54%至88%，反映內波是一種能減輕珊瑚白化的重要過程。相反，在欠缺內波、或因氣候變化而令內波頻率和強度下降的地方，珊瑚礁的受熱威脅愈趨嚴重。 Wyatt教授指研究結果顯示，人類可透過創新方法保育當地的珊瑚礁﹕「透過主動管理方法，如人工引流至需要特別保護的珊瑚群落，能減少海洋加熱對它們的影響。但人工引流只能提供小範圍或短暫的保護，要長遠解決珊瑚礁的存活問題，解決氣候變化這根本原因實屬不可或缺。」

米耀榮教授與我們分享了他在斷裂和復合力學方面的四十年研究成果。

全球暖化以及溫室氣體排放讓海洋中的含氧量在過去數十年間持續下降1，污染並破壞我們的生態系統。為了遏止這個趨勢，香港科技大學（科大）的研究團隊發現一種機制，有望提升一種環保水生細菌清除二氧化碳的能力，為海洋生產更多氧氣。 儼如陸地上的樹木，藍綠藻(又名藍細菌)於海洋進行光合作用，為海洋生物提供氧氧，地球逾20%的二氧化碳都是經由它們所吸取。可是，全球每天有近半的藍綠藻，因被捕食或受病毒感染而死亡，當中單是一種名為噬藻體的病毒，每日便殺死達全球總量五分之一的藍綠藻。 科大海洋科學系副教授曾慶璐領導的研究團隊歷時五年，最近終於揭示噬藻體殺死這環保細菌，亦即其宿主(host)的規律，所倚賴的是宿主進行光合作用時所產生的能量。團隊利用實驗室培植的噬藻體進行研究，發現牠們於黑暗環境中，並不能完全發揮感染宿主的功能，但藍綠藻卻偏偏在晚上被牠們殺死。原來在日照時份，藍綠藻透過光合作用所生產的能量，會成為噬藻體用作感染其宿主的燃料－令噬藻體在日間完成所有足以破壞藍綠藻細胞結構的感染過程，使其終在晚上分崩離析。很多生物，包括日出而作、日入而息的人類，都具有晝夜節律，但今次研究首次發現，原來病毒亦具有晝夜節律。  曾教授表示：「透過了解日夜循環如何控制噬菌藻的感染過程，不但能幫助降低藍綠藻被感染的風險，由此增加其吸收二氧化碳的能力，減輕全球暖化；亦有助日後研究對抗病毒的藥物。很多人類疾病都是由病毒引致，現在我們知道病毒感染會受生理節律和晝夜循環影響，這可能為研發相關藥物對抗人類病毒提供新見解。」 是次研究成果已於科學期刊《美國國家科學院院刊》中發表。 1根據一份於2017年刊登在《自然》的科學研究文章，海洋在過去50年已減少逾2%氧氣，此步伐將在接下來的80年加快至最多7%，對漁業和沿海經濟造成潛在損害。