香港中學生於國際基因工程賽奪金 2年入全球十強 附備戰心得

香港中學生參賽 靈感源於現實問題：重金屬污染的挑戰

來自保良局何蔭棠中學、仁愛堂田家炳中學、五旬節中學、妙法寺劉金龍中學及馬錦明慈善基金馬可賓紀念中學的學生表示，「Metalytic」的研發靈感來自於近年來頻繁報導的重金屬污染問題。保良局何蔭棠中學的郭佩瑜同學分享道：「團隊最初是從報紙上得知香港堆填區的土壤、某些中藥和水源中出現重金屬超標的問題，這引發了我們的關注。我們發現，現有的檢測方法雖然精確但成本高，這並不適合市民大眾日常使用。因此，我們希望通過合成生物技術，開發一種更加便捷且經濟的檢測工具。」

團隊的目標是創造一個能夠快速檢測重金屬污染的生物偵測器，仁愛堂田家炳中學中五學生陳芷瑤解釋道：「我們決定以轉基因技術改造大腸桿菌，使其能夠在接觸到重金屬時產生色蛋白訊號，這樣我們就可以通過顏色變化來檢測重金屬污染情況。」

研發過程中的技術挑戰與突破

從構想到實現，「Metalytic」的研發過程充滿了技術上的挑戰與突破。最初，團隊在如何讓大腸桿菌正確表達色蛋白上遇到了困難。陳芷瑤同學回憶道：「我們的初步實驗結果並不理想，細菌的顏色變化並不穩定，這讓我們非常沮喪。為了解決這個問題，我們參考了大量科學文獻，多次修改基因序列，並反覆測試不同的培養條件，最終解決了顏色表達的穩定性問題。」

技術上的突破讓團隊信心倍增，但接下來的挑戰更加複雜。他們需要設計出一個能夠自動檢測顏色變化的系統，並將檢測結果數字化。 來自保良局何蔭棠中學的李希彤同學負責這部分技術整合，他提到：「我們所設計的偵測器結合了AI視覺、機器學習及物聯網技術，讓系統能夠自動分析細菌顏色變化，並準確推算出重金屬污染的濃度。」

團隊還在硬件設計上進行了多次嘗試。最初的原型機體積較大且操作繁複，無法達到實際應用的要求。李希彤同學表示：「我們訪問了多位本地大學教授、水務署及環保署專家，向他們收集意見並改進裝置設計。」團隊最終設計出了一個成本低於20美元、便於攜帶的小型偵測器。這款偵測器不僅能夠自動培育大腸桿菌， 更可直接檢測細菌顏色變化並發送檢測結果到用戶手機。「Metalytic」除了可用於檢測重金屬，還可以應用於其他合成生物學的範疇，具有廣泛的應用前景。「HongKong-JSS」團隊亦憑着這個生物偵測器，奪得iGEM大賽中學組「全球最佳硬件設計」大獎。

香港中學生的成長與研發心路歷程

在這個長達數月的研發過程中，團隊成員不僅在技術層面取得了顯著提升，還在面對困難與壓力時學會了如何應對挑戰。保良局何蔭棠中學的勞奧燕同學表示，這次比賽的經歷讓她深刻體會到團隊合作的重要性：「我們每個人都負責不同的部分，從實驗設計到編寫代碼，再到硬件組裝，大家都需要密切協作來完成每一個階段的工作。」

她補充道：「有時候我們會遇到無法預料的問題，比如設備突然出現故障或實驗數據不符合預期。這些時刻讓我感受到科研的艱難，但也讓我們學會了如何保持冷靜，尋找解決方案。」這種面對不確定性的應變能力，成為了學生們在比賽中脫穎而出的關鍵。

來自妙法寺劉金龍中學的梁嘉敏同學則分享了她的研發心路歷程：「在這次比賽中，我們不僅學到了很多新的知識，還學會了如何在有限的時間內進行有效的時間管理。從最初的構想到最終的產品，我們面臨著巨大的壓力，但這段經歷讓我明白了如何在高壓環境下保持專注，並且把每一個細節做到最好。」

教師的支持與見證

學生們的成功背後，離不開指導老師的悉心指導與支持。保良局何蔭棠中學生物科主任范基柱老師談到：「這次比賽讓學生們真正體驗到科研的每一個環節，從問題的提出到方案的設計，再到最終的實現。他們能夠取得這樣的成績，不僅是因為他們的學術能力，更是因為他們具備解決實際問題的能力。」

也表示：「學生們的表現超出了我們的預期，尤其是在技術整合和創新方面。他們展現了極高的學習能力和適應能力，這正是未來科學家所需要的素質。」

仁愛堂田家炳中學科學科主任劉博老師則希望團隊有更多機會向大眾分享他們的經驗，從而推廣香港生物科技發展。他表示：「透過讓更多學校和老師看到香港中學生的潛能，看到於中學階段推行生物科技教育並非遙不可及，從而吸引更多資源，以進一步提升香港STEAM及科學教育水平。」

「HongKong-JSS」團隊的成功，不僅展示了香港中學生在生物科技領域的創新能力，還彰顯了他們在面對現實問題時的應變能力和團隊合作精神。從最初的構想到最終的技術實現，這些學生不斷突破自我，克服了技術和時間上的重重挑戰。這次比賽不僅是對他們學術能力的肯定，更是對他們解決實際問題能力的全面鍛煉。他們的卓越表現，為香港的中學科學教育樹立了新的標杆。