有關發明已申請美國專利
新冠疫情持續,口罩成為抗疫必需品,但棄置的一次性口罩對環境造成嚴重污染。香港大學一支本科生團隊,成功利用靜電紡絲技術開發了一種新型空氣濾芯,可應用於製作重用口罩及其他空氣過濾產品,在保證透氣度的同時,空氣污染物隔除率亦遠優於現有口罩濾芯。有關發明已申請美國專利,正尋求商業夥伴合作,進行商品化。
港大生研發納米纖維濾芯。截自香港大學網頁
港大土木工程系學生張峻偉和勞恩彤,帶領另外來自計算機科學系、生物醫學工程系、會計與金融專業的7名成員,以靜電紡絲技術紡織納米纖維,設計了一款「三文治」結構的納米纖維濾芯,由兩層外層疏水層及一層中間過濾層組成,外層為濾芯提供足夠的機械支撐,中間過濾層細小的孔徑則捕捉空氣中細小顆粒物與污染物。
由於納米纖維直徑遠小於熔噴纖維的微米級直徑,令濾材孔隙率高逾8成,隔除空氣中顆粒物的表現亦比普通一次性口罩更加卓越,例如對於0.3微米的顆粒,新型納米纖維濾芯可以達到9成以上的去除率,而普通口罩只有不到5成。此外,濾芯通過簡單的酒精潤洗與加熱烘乾,可維持出色的空氣過濾性能,有效減少一次性口罩帶來的環境問題並提高相關產品的可持續性。
該發明獲得港大工程學院COVID-19行動種子基金和院長創新與創業基金支持,亦在「第5屆加拿大國際發明創新大賽」取得金牌,榮獲「20大最佳發明獎」與「多倫多國際創新與先進技能協會(TISIAS)特別獎」,團隊正繼續優化濾芯的各項性能並製作口罩樣品,冀尋求商業夥伴合作進行商品化。
香港大學(港大)工程學院團隊利用全港基因數據,研發一項嶄新的基因組追蹤方法,以精準追蹤耐藥細菌和耐藥基因在本港不同環境的流動和傳播途徑,為公共衛生防護策略提供關鍵啟示。
高風險耐藥基因的跨部門傳播及其基因組背景
由港大土木工程系張彤教授領導的研究團隊,針對本港河流及污水等城市水體中常見、可產生抗生素耐藥性的大腸桿菌展開研究。團隊同時追蹤細菌菌株及攜帶耐藥基因的質粒(小型基因片段),從而了解耐藥性在人、動物與環境之間的傳播機制。
團隊採用納米孔長讀長測序技術(Nanopore long-read sequencing),分析一年內收集的1,016個大腸桿菌樣本。這些樣本涵蓋不同細菌類型、耐藥基因及環狀質粒,讓研究人員能夠進行全港高解析度的比對分析。
研究發現,不同來源的細菌在基因上高度相似,其中142組相同菌株同時存在於人體與環境水體中。團隊更識別出195個同時存在於人類、動物及環境的質粒,顯示耐藥基因能透過可移動DNA傳播。實驗室實驗證實,部分質粒能在細菌間轉移,為跨界傳播提供了實證支持。
抗性質粒的區域與全球尺度傳播
此研究將複雜基因數據轉化為實用工具,建立創新量化框架,用以測量細菌與耐藥基因在不同環境間的連通性。簡言之,城市水體成為細菌與耐藥基因在人、動物與環境之間混合傳播的交匯點。
研究第一作者徐曉慶博士表示:「微生物耐藥不僅關乎基因分佈的位置,更關乎它們在彼此連通的環境之間如何移動。透過量化人類、動物與環境水體之間的生態連通性,這項研究有助解釋耐藥性傳播途徑,並為更一體化的監測與干預策略提供依據。」
這項發現對公共衛生而言是至關重要。當環境相互連通時,耐藥性將更快在人與環境間雙向傳播。研究支持建立綜合監測系統,整合污水、環境及臨床數據,幫助決策者及早預警並優先處理高風險質粒與菌株。此方法亦適用於其他城市,有助建立標準化基因組監測框架,在「同一健康」理念下評估及防控抗生素耐藥風險。
城市來源 E. coli 的採樣設計、分離株多樣性與基因組重建概覽
本研究獲張彤教授主持的大學教育資助委員會主題研究計劃(Theme-based Research Scheme, TRS)資助,相關計劃旨在支持本地資助大學圍繞戰略重點主題開展高水平科研。
研究成果已發表於國際權威期刊《自然-通訊(Nature Communications)》,論文題為「Ecological connectivity of genomic markers of antimicrobial resistance in Escherichia coli in Hong Kong」。
文章連結:https://doi.org/10.1038/s41467-025-62455-w