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理大研發快速病毒診斷機 一小時內檢測40種病原體

理大研發快速病毒診斷機 一小時內檢測40種病原體

理大研發快速病毒診斷機 一小時內檢測40種病原體

2020年12月28日 08:55 最後更新:10:26

尋找潛在病患者是防控工作的第一道防綫。

新冠肺炎疫情下,尋找潛在病患者是防控工作的第一道防綫,生物科技頓成全球戰勝疫情的關鍵利器。從事生物科研多年的理大暫任協理副校長(創新及技術發展)劉樂庭帶領團隊花約4年時間,研發出全球最全面、具高特異性及靈敏性的「全自動快速多重診斷系統」,能於1小時內同時檢測最多40種呼吸道病原體,涵蓋亞洲常見傳染病,包括沙士及今年來襲的新冠肺炎等,未來可應用在診所、機場及港口等。團隊更首度衝破「重圍」,為本港踏上轉化研究的成功一步,最快明年在大埔工業村設逾1萬呎廠房,冀過百部「港產」系統可隨之面世,預料每次測試收費約200多元。

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理大。資料圖片

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劉樂庭表示,當市民出現病症時,醫生可運用儀器,一小時便能得悉患者的病因。

劉樂庭表示,當市民出現病症時,醫生可運用儀器,一小時便能得悉患者的病因。

劉樂庭指出,快速診斷系統近年逐漸普及。

劉樂庭指出,快速診斷系統近年逐漸普及。

劉樂庭透露,香港科學園將在大埔工業村改建一棟建築,料明年底完成工程,團隊會在當中設過萬呎的廠房,目標可生產至少100部儀器。資料圖片

劉樂庭透露,香港科學園將在大埔工業村改建一棟建築,料明年底完成工程,團隊會在當中設過萬呎的廠房,目標可生產至少100部儀器。資料圖片

理大。資料圖片

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「戰爭、核能、疫情可令社會停頓,防止疫情擴散是重要的一環。」診斷病人患有哪種呼吸道傳染病,多年來都是醫生的難題,劉樂庭指醫生難以根據患者表面的症狀如發燒及流涕等,準確診斷市民的病因,「究竟來自細菌同病毒都難以判斷,醫生或向患者處方抗生素藥嘗試控制病情,若市民患上病毒感染如流感,毋須食抗生素,亦導致抗生素濫用的情況,未來或引起超級細菌的出現,屆時無抗生素可醫治時,患者的死亡率很高」。

劉樂庭表示,當市民出現病症時,醫生可運用儀器,一小時便能得悉患者的病因。

劉樂庭表示,當市民出現病症時,醫生可運用儀器,一小時便能得悉患者的病因。

理大完成研發的「全自動快速多重診斷系統」,由全自動快速檢測儀及以理大專利技術製作的多重病原微流體檢測試劑盒組成,能於同一鼻咽樣本測試中,在1小時內同時檢測30至40種呼吸道病原體,包括季節性流感病毒、俗稱「沙士」的嚴重急性呼吸系統綜合症、中東呼吸綜合症等,準確率逾百分之99.9,對於未來醫療界有莫大幫助,因患者或患上多項傳染病,如疫情至今,本港最年輕的38歲死者曾同時患上甲型流感及新冠肺炎。

當社會廣泛應用儀器時,可加強整個社會防控疫情能力,劉樂庭指當市民出現病症時,醫生可運用儀器,1小時便能得悉患者的病因,若感染新冠肺炎,便可立即送患者入院,並強調「捉得一個得一個」,防止傳染病在社會擴散。

劉樂庭指出,快速診斷系統近年逐漸普及。

劉樂庭指出,快速診斷系統近年逐漸普及。

劉樂庭指出,快速診斷系統近年逐漸普及,惟大多是外國研發產品,存在三大問題。外國研發產品方未能涵蓋亞洲區常見的病原體,如03年沙士,診斷病原體的數量最多只有20種,加上目前測試費用昂貴,劉曾於本港私家醫院進行一次病毒檢測,收費高達5000,相信普遍市民因而卻步,或令患者未能得到適切治療,令他早已訂下目標,未來研發的系統是普遍市民可以負擔,料每次檢測費用約200至300多元。

疫情下,香港科研成果「百家齊放」,惟將成果應用在社會惠及大眾,可謂「漫漫長路」,理大同樣遇上歷年研發者的困局,因本港缺乏轉化研究的設施,和投資者的資金等。劉樂庭團隊早年曾就項目向政府申請資助,惟最後未能成事,近期始獲政府資助。

作為多年科研者的劉樂庭亦慨歎,香港科研成果出色,但多年來本港缺乏高新科技的生產設施,而生物科技的範疇以往亦較少受到關注,在找尋投資者都相對困難。他提到:「香港過去都是發展金融貿易,始終同現實高科技行業領域有少少距離,未見在這方面漸趨活躍。」

劉樂庭透露,香港科學園將在大埔工業村改建一棟建築,料明年底完成工程,團隊會在當中設過萬呎的廠房,目標可生產至少100部儀器。資料圖片

劉樂庭透露,香港科學園將在大埔工業村改建一棟建築,料明年底完成工程,團隊會在當中設過萬呎的廠房,目標可生產至少100部儀器。資料圖片

而科研團隊完成大學的基礎研究成果,只是轉化研究的首部曲。劉續稱,「(轉化研究之路是)我做第一步俾你無用,我要向前做多一百步、一千步,甚至要一萬步、才能達到量產的情況」,令市民可隨時購買研發的產品。他舉例,在量產系統前須為儀器做一個「金屬倒模」,每次需耗資20至30萬元,而研發產品需多次調整務求精準,「但改少少要20至30萬元,儀器可能要改20次,不是單單改1至2次」,令轉化研究的過程充滿挑戰及難題,亦有不少學者卻步。

劉樂庭今年打破「困局」,除了獲本地一家生物科技公司資助,在深圳坪山設3萬方呎的廠房生產,他透露,香港科學園將在大埔工業村改建一棟建築,料明年底完成工程,團隊會在當中設過萬呎的廠房,目標可生產至少100部儀器。

香港理工大學(理大)科研團隊成功研發第三代智慧原位熔池精控技術「IntraSpect™」,為高端精密製造領域帶來突破性創新。

文効忠指, IntraSpect™將被動的事後檢測轉化為主動預防,大幅降低廢品率,顯著提升生產效率與產品可靠性。理大圖片

文効忠指, IntraSpect™將被動的事後檢測轉化為主動預防,大幅降低廢品率,顯著提升生產效率與產品可靠性。理大圖片

熔池是焊接過程中金屬受高能量熱源熔化形成的微型液態區域,其內部狀態直接影響焊接質量,惟傳統技術難以在加工過程中實時監測。IntraSpect™結合光學相干斷層掃描及多模態人工智能引擎,打造出可於焊接過程中以微米級精度實時監測熔池內部狀況及捕捉三維形態變化的「工業透視眼」,從源頭解決焊接缺陷這一業界難題。項目現已與多家大灣區企業合作,並積極推動技術商業化,有望延伸應用於醫療器械、航空航太等對焊接品質要求極高的領域。

IntraSpect™項目由理大工程學院院長、鄭翼之製造工程學講座教授及材料工程講座教授文効忠,及工業及系統工程學系助理教授溫燮文領導。文教授在高功率激光焊接領域深耕四十載,累積豐富產業合作經驗,深諳業界痛點和實際需求;溫教授則專注精光學儀器設計與微觀動態捕捉技術。兩位教授跨學科協作、優勢互補,使IntraSpect™的研發從起步階段便緊扣工業應用場景。

溫燮文表示,IntraSpect™能在百萬分之一秒內穿透焊接過程中產生的強光、金屬蒸氣及飛濺干擾,直接量測熔池內部的三維深度與形貌,實現微米級的實時導航。理大圖片

溫燮文表示,IntraSpect™能在百萬分之一秒內穿透焊接過程中產生的強光、金屬蒸氣及飛濺干擾,直接量測熔池內部的三維深度與形貌,實現微米級的實時導航。理大圖片

文効忠指:「傳統焊接監測主要依賴表面觀察或事後檢測,難以在加工過程中實時掌握熔池內部狀況,輕則導致產品報廢,帶來經濟損失,重則引發安全事故。IntraSpect™從源頭介入,在缺陷尚處萌芽階段便能即時識別和修正,將被動的事後檢測轉化為主動預防,大幅降低廢品率,顯著提升生產效率與產品可靠性。」

溫燮文解釋:「IntraSpect™猶如為焊接設備裝上『工業透視眼』,能在百萬分之一秒內穿透焊接過程中產生的強光、金屬蒸氣及飛濺干擾,直接量測熔池內部的三維深度與形貌,實現微米級的實時導航。這使機器能在焊接過程中自我修正,達到閉環智能控制。」

經實測驗證,IntraSpect™系統檢測數據與破壞性測試結果誤差低於百分之二,技術指標達國際領先水平。與同類進口產品相比,系統成本降低約一半,企業投資回報週期不足一年。團隊估算,此技術可取代高達七成的破壞性檢測流程,大幅節省材料與時間成本,同時實現百分百全量監控,為每一個焊點立建立完整的質量追溯紀錄。

IntraSpect™首階段主要應用於新能源汽車電池及智能手機等3C電子產品的精密焊接工序。團隊正積極與業界夥伴展開測試合作,將項目轉化為可落地的工業解決方案。長遠而言,技術亦具潛力延伸至醫療器械、航空航天等對焊接品質要求極高的領域。

研究項目由理大工程學院院長文効忠(右)及工業及系統工程學系助理教授溫燮文(左)領導。理大圖片

研究項目由理大工程學院院長文効忠(右)及工業及系統工程學系助理教授溫燮文(左)領導。理大圖片

理大高級副校長(研究及創新)趙汝恒表示:「IntraSpect™充分展現理大在產學研深度融合方面的獨特優勢和潛力。我們不僅致力於前沿科技的原創突破,更著力將科研成果走出校園、走向產業、服務社會。國家『十五五』規劃強調繼續發展新質生產力,而智能製造正是以創新科技驅動產業升級的核心引擎。理大將繼續積極對接國家戰略與特區政府新型工業化政策,為粵港澳大灣區高端製造業升級貢獻力量,進一步鞏固香港作為國際創科中心的獨特地位。」

團隊寄望結合香港的科研優勢與大灣區的產業配套,為國家打造更安全、更高效、更智能的高端製造體系,同時為香港經濟高質量發展注入新動能。

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