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2018年10月29日

中大研發低成本高精度納米芯片有助檢測有害物質 保障食品安全

2018年10月29日
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中大物理系教授王建方教授(左)及葉幸權博士

香港中文大學(中大)理學院助理院長(教育)、物理系教授王建方教授最近開發了一種低成本、高精度,拉曼光譜儀用的納米芯片,能更有效和準確地檢測食品中的有害物質,有助保障並改善市民健康。 

「食品安全」是全球關注的迫切議題,各地對檢測食品中有害物質的要求愈來愈高,例如常見的孔雀石綠、三聚氰胺等,現已被列入基本檢查範圍。然而,傳統的食品檢測方法有一定局限,例如質譜法檢測食品的費用昂貴且需時長,而免疫法可檢測的有害物質種類又不夠多。為應付龐大需求,必須開發低成本、準確、快速、用途廣泛的新型檢測方法。 

近年新興的拉曼光譜(Raman spectroscopy)分析法是其中一個可行的選擇。不同種類的有害物質皆有其獨特的拉曼「指紋」,可以利用拉曼光譜儀作精確的檢測。另外,拉曼光譜儀可移動攜帶,最細小的機種只有手機大小,而且製備樣本容易、檢測流程快速,只需要微量檢測物即能提供準確的分析結果。惟每次檢測時,均需要將檢測物放置於特定的光學芯片上以增強信號,而目前市面上所售芯片的價格頗高,增加檢測成本。 

為普及拉曼光譜儀的應用,使「食品安全」得到更大保障,國際知名的納米技術專家王建方教授及其研究團隊利用高質量的金或銀納米顆粒,簡單塗抹於玻璃片上,製成適用於拉曼光譜儀的納米芯片,能有效並精準地增強被檢測物的拉曼信號,從而檢測當中有害物質的濃度,而且成本低廉。 

王教授表示:「我們之所以能製作此低成本高精度的芯片,全因我們的專利技術,能夠擺脫無塵室的環境,在一般的實驗室便可進行生產。透過精確控制納米顆粒的大小及形貌,便能有效增強其納米顆粒與光線的相互作用,提升芯片效能。所以相比其他同類產品,此納米芯片的成本及檢測效果皆較為優勝。我們正在將此技術商業化,預計一年內推出市場。」 

中大研發的低成本高精度納米芯片可應用於任何能被拉曼信號檢測到的有機及無機化合物。除了孔雀石綠、三聚氰胺等於食品中常見的有害物質,亦能檢測食品中各式各樣的有害農藥及食品添加劑。同時,此納米芯片的檢測範圍能夠拓展至各個領域,例如可卡因、海洛因等毒品,甚至爆炸物的檢測。 

此外,王教授的團隊亦透過結合這些納米顆粒和二氧化釩,製造一種可以控制近紅外輻射穿透率的透明基底,用以控制室內溫度。這種基底有機會發展為智能窗戶,如能被廣泛應用,將有助減少使用冷氣機,做到節能減排,為環境帶來莫大好處。 

於「創新科技嘉年華」展出11個科研項目 

中大將於11月3至11日參加由創新科技署於香港科學園舉行的「創新科技嘉年華2018」。歡迎各界人士親臨中大攤位(編號:F08),認識低成本高精度納米芯片的技術,並了解中大其餘十項創新科研項目,攤位內設有互動遊戲,以加深參觀者對展出項目的認識。 

日期:2018年11月3至11日
時間:上午10時至下午7時(週六及日);
          上午10時至下午6時(週一至五)
地點:沙田香港科學園第三期12W一樓三號會議中心
         (中大攤位編號:F08) 

「創新科技嘉年華2018」網址:https://itm.gov.hk/ 

關王建方教授 

中大理學院助理院長(教育)、物理系教授王建方教授,是納米技術和等離子體激元領域的著名科學家。自2005年加入中大以來,王教授與其研究團隊致力研究「膠體等離子體金屬納米晶體」(colloidal plasmonic metal nanocrystals)。其傑出成就為他帶來多項榮譽,包括2018年3月頒發的第31屆「花剌子模國際科學獎」(Khwarizmi International Award)、普林斯頓儀器公司2014年至2017年影響力出版獎,以及國家教育部授予2016年度高等教育傑出科學研究成果自然科學一等獎。



中大物理系教授王建方教授(左)及葉幸權博士

中大物理系教授王建方教授(左)及葉幸權博士

 

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