(記者:洪嘉禧 攝影:崔俊良、馮瀚文)人們常吃的海帶、紫菜皆屬大型藻類,其實(shí)在海洋、湖泊和河流中還有大量「微藻」,它們同為水中生長的光合生物,小至1微米長,須以顯微鏡才觀察到。小小「微藻」卻有強(qiáng)大的吸收二氧化碳能力,還能提取當(dāng)中成分製成醫(yī)學(xué)用顯影劑。記者採訪本港兩間研究微藻的科研公司,由減碳、醫(yī)療兩方面探索微藻如何應(yīng)用於生活,造福人類。
藻類含有大量礦物質(zhì)及營養(yǎng)素,對(duì)身體有益,看不見的微藻更有「綠色黃金」之稱,目前全世界大約發(fā)現(xiàn)了3萬多種微藻,研究發(fā)現(xiàn)可用於生產(chǎn)生物塑膠、生物燃料、保健品、化妝品和醫(yī)療用品上。
Greentins創(chuàng)辦人田承輝表示,微藻可在光合作用下高速生長,因此會(huì)吸收二氧化碳而排出氧氣。
「微藻反應(yīng)器」去年底成為「香港聯(lián)合國教科文組織」(UNESCO Hong Kong Association)「邁向淨(jìng)零低碳活動(dòng)」的認(rèn)可減排與碳抵消措施。
微藻助力碳中和
走進(jìn)科研公司Greentins的辦公室,可看見兩面綠牆,每面由四支鮮綠色水管及綠色植物相間組成,靠近水管還可以看見水中微細(xì)的氣泡持續(xù)上升,這是該公司與納米及先進(jìn)材料研發(fā)院(NAMI)合作研發(fā)的「微藻反應(yīng)器」。Greentins創(chuàng)辦人田承輝對(duì)記者表示:「微藻是一種吸碳效率很高的植物,一般植物除了綠色的葉片以外,其他部分如莖部、根部等不能進(jìn)行光合作用。屬於單細(xì)胞植物的微藻沒有枝幹,整棵都能進(jìn)行光合作用,加上體積細(xì)小,以相同體積比較,微藻的光合作用效率比一般植物更高。一棵5米高的樹,一年才可減23至25公斤二氧化碳,而含有50L微藻溶液的一支反應(yīng)管,每年最多可減5噸碳。1立方米微藻溶液的減碳效率,比100平方米的森林更優(yōu)勝。反應(yīng)器毋須佔(zhàn)用太多空間,在室內(nèi)可結(jié)合可調(diào)控LED燈作為光源。反應(yīng)器並設(shè)有太陽能板,如果放置室外吸收到陽光便不會(huì)耗電。不過,微藻的生存周期短,只有約一個(gè)月,微藻『越老』會(huì)令溶液顏色越深,為保持翠綠,有些反應(yīng)器用戶會(huì)要求每兩星期換一次溶液?!?/p>
微藻可加入土壤中,提高肥料的營養(yǎng)價(jià)值。
「微藻反應(yīng)器」可廣泛用在不同空間。圖為於香港可持續(xù)發(fā)展教育學(xué)院設(shè)置的「微藻反應(yīng)器」。
回收微藻作肥料添加劑
上班族間中會(huì)在公司打瞌睡,可能是因?yàn)槭覂?nèi)的二氧化碳濃度太高,缺氧時(shí)人就會(huì)想睡覺。因此,有商業(yè)機(jī)構(gòu)會(huì)將微藻產(chǎn)品放在辦公室、會(huì)客室等位置,淨(jìng)化空氣之餘,亦想藉此提高企業(yè)形象。田承輝透露,該公司的「微藻反應(yīng)器」已經(jīng)應(yīng)用於多個(gè)政府部門,如食環(huán)署、機(jī)電工程署總部、渠務(wù)署大樓等。反應(yīng)器越見普及,惟微藻溶液更換頻繁,田承輝指出,廢棄的溶液其實(shí)可應(yīng)用於不同領(lǐng)域:「回收的微藻溶液可應(yīng)用於很多地方,公司亦有研發(fā)減廢產(chǎn)品,利用廢棄木材、低密度聚乙烯(LDPE)等塑料,製成再生木海綿(G-Moss),當(dāng)中過半原料利用回收物料製造,可充當(dāng)環(huán)保土壤,其用法與傳統(tǒng)泥土無異。廢棄的微藻溶液含有很高的氮磷鉀,加入肥料中可使氮肥的營養(yǎng)增加三成。公司並與政府合作興建公園,原本枯葉堆肥的養(yǎng)分不高,加入微藻就可提高它的養(yǎng)分。微藻溶液還可製成魚糧,公司將之低價(jià)供應(yīng)給本地龍蝦養(yǎng)殖場,合作推動(dòng)『可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)』?!固锍休x期望微藻魚糧能作為範(fàn)例,提高本地龍蝦養(yǎng)殖的競爭力,擴(kuò)大可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)圈的範(fàn)圍。
財(cái)利科技創(chuàng)辦人潘穎禧表示,微藻培植需要花長時(shí)間試驗(yàn)。
製成醫(yī)學(xué)顯影劑
微藻除了有助減碳,在醫(yī)療方面也可以發(fā)揮功效。財(cái)利科技創(chuàng)辦人潘穎禧曾在輝瑞藥廠(Pfizer)工作五年,擔(dān)任助理化學(xué)師,當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)微藻能製成生物柴油,但其後出現(xiàn)了頁巖氣(Shale Gas),流行電動(dòng)車等因素,生物柴油發(fā)展前景不明朗,因此,他轉(zhuǎn)向研究微藻的其他可能性。潘穎禧告訴記者:「微藻品種多樣化,所含成分可作不同用途,而且是一種非常環(huán)保的植物。所有植物都含有油分,公司團(tuán)隊(duì)在一種簡稱『BB』的微藻品種上發(fā)現(xiàn)鯊魚油的成分,培植的紫球藻也含有藻紅蛋白,未來可用以製造顯影劑?!贯t(yī)療機(jī)構(gòu)在進(jìn)行癌癥篩查時(shí),需要在病人體內(nèi)注射顯影劑,讓其黏附在癌細(xì)胞之上,然後透過電腦掃描,將癌細(xì)胞的生長及擴(kuò)散情況顯現(xiàn)出來。現(xiàn)時(shí)到私家醫(yī)院進(jìn)行胸腔電腦掃描檢查收費(fèi)約四千元,若有需要加入顯影劑,費(fèi)用要再高四成。現(xiàn)時(shí)的顯影劑價(jià)格高昂,而且有機(jī)會(huì)在人體產(chǎn)生副作用(見另文),本身有健康問題的人,亦不能注入太高劑量。如能將微藻研製成醫(yī)用顯影劑,將來或可降低收費(fèi),亦毋須擔(dān)心副作用問題。
潘穎禧設(shè)計(jì)的小型微藻水缸,同樣具備減碳功效,可放於室內(nèi)使用。
潘穎禧表示:「紫球藻平均生長周期為21至28日,它有較強(qiáng)熒光反應(yīng),如果製成顯影劑,比傳統(tǒng)顯影劑敏感度高數(shù)十倍,有助醫(yī)生檢查出癌癥初期患者的病灶。而且其細(xì)胞毒性較低,可減低副作用。倘若能夠量產(chǎn),還可大幅降低價(jià)格。然而目前仍欠缺人體實(shí)驗(yàn)將計(jì)劃落實(shí)。在香港進(jìn)行相關(guān)人體醫(yī)學(xué)試驗(yàn)比較困難,公司團(tuán)隊(duì)正與泰國醫(yī)院聯(lián)絡(luò),明年將赴泰國建立研發(fā)團(tuán)隊(duì),長遠(yuǎn)可能把生產(chǎn)基地拓展至當(dāng)?shù)貋K進(jìn)行測試,盼最終能成功通過人體試驗(yàn),在市面上推出顯影劑。」
微藻富含營養(yǎng)成分,可抽取研發(fā)成不同產(chǎn)品,優(yōu)化人類生活。
培植有難度
微藻用途廣泛,然而培植時(shí)易受天氣、環(huán)境等因素影響。潘穎禧解釋:「如果在開放式的環(huán)境中栽種,不同的濕度、溫度或其他原因,都會(huì)令微藻的生長情況出現(xiàn)變化,未必能夠培植出理想的品種,所以要在密閉的環(huán)境中進(jìn)行。培植微藻時(shí)它們受感染率很高,難以大量培植同一個(gè)品種,受感染後原有的營養(yǎng)價(jià)值也會(huì)消失。要令到微藻生長快速,培植它的營養(yǎng)液十分重要,就像是它健康生長的飼料,要讓它適應(yīng)環(huán)境,須花長時(shí)間研究,團(tuán)隊(duì)要不斷嘗試不同的飼料配方?!?/p>
研究團(tuán)隊(duì)須把微藻放在不同的營養(yǎng)液中培植,以找出最能助微藻健康生長的營養(yǎng)液。
由於微藻在水中成長,必須經(jīng)過脫水步驟才能夠抽取所需元素,潘穎禧指出:「若果使用傳統(tǒng)的脫水方法,需要耗用大量電力,對(duì)環(huán)境帶來負(fù)擔(dān)。團(tuán)隊(duì)研發(fā)的晉鼎系統(tǒng),其脫水機(jī)器設(shè)有螺旋扇葉,並加上特定塗層,透過離心力脫水,可以減少耗電量達(dá)六成。在密閉環(huán)境之中,同時(shí)裝設(shè)不同的感應(yīng)器,容易操控內(nèi)裏的溫度及濕度,一切均自動(dòng)化,人力資源可減低八成。系統(tǒng)並會(huì)記錄微藻在不同的溫度、濕度或營養(yǎng)液中的生長狀況,再用AI分析最好的培植條件?!?/p>
財(cái)政司司長陳茂波在今年發(fā)表的財(cái)政預(yù)算案中,指出構(gòu)建綠色科技是本港發(fā)展的重點(diǎn)與大趨勢。微藻能夠應(yīng)用在改善環(huán)境及醫(yī)療等方面,而且尚有很多未被發(fā)現(xiàn)、天然且有用的成分,其發(fā)展?jié)摿κ志薮蟆?/p>
醫(yī)用顯影劑有副作用?
微藻富含天然熒光素,可製成顯影劑,有助醫(yī)生診斷疾病,究竟顯影劑在人體內(nèi)如何運(yùn)作?記者專訪放射科專科醫(yī)生岑承輝,講解顯影劑的用途及副作用。
顯影劑多應(yīng)用在電腦掃描及磁力共振掃描,協(xié)助醫(yī)生診癥。
顯影劑常用於醫(yī)學(xué)影像檢查,如電腦掃描(CT),正電子掃描(PET CT)和磁力共振(MRI)等。岑醫(yī)生表示:「顯影劑基本分為含硫酸鋇成分、含碘成分、含釓成分三類。含硫酸鋇成分的顯影劑多應(yīng)用在口服或灌腸造影;含碘成分的顯影劑應(yīng)用在電腦掃描;含釓顯影劑應(yīng)用在磁力共振掃描。含硫酸鋇成分的顯影劑一般對(duì)人體無害,它進(jìn)入消化系統(tǒng)(食道、胃、大腸造影)後可通過排便排出體外,喝適量的水亦有助排便,一般副作用有便秘及腹痛,以長者較為常見。含碘顯影劑主要通過腎臟排出體外,它有機(jī)會(huì)令腎功能較差的病人增加急性腎衰竭的風(fēng)險(xiǎn),在接受相關(guān)掃描後的數(shù)個(gè)月內(nèi)亦不適宜接受輻射性碘的治療。含釓成分的顯影劑也是通過腎臟排出,在正常建議使用量之下,基本上是安全的,但若大量使用則有機(jī)會(huì)積存在腦部、骨骼及皮膚內(nèi),長遠(yuǎn)對(duì)身體的影響未明?!?/p>
放射科專科醫(yī)生岑承輝表示,若病人本身腎功能有問題,使用顯影劑則有機(jī)會(huì)危害腎功能。
或出現(xiàn)過敏反應(yīng)
顯影劑注入身體後會(huì)隨血液運(yùn)轉(zhuǎn)全身,放射師利用掃描技術(shù)捕捉顯影劑流動(dòng)到動(dòng)脈、靜脈及組織時(shí)的影像,以協(xié)助醫(yī)生診斷疾病,包括分辨良性、惡性腫瘤和炎癥等。岑醫(yī)生指出,若顯影劑以注射形式注入體內(nèi),「大部分病人在注射後會(huì)感到苦味或金屬味道。小部分病人會(huì)有過敏反應(yīng),如痕癢和出紅疹等。極小部分病人會(huì)有嚴(yán)重反應(yīng)如休克、心口劇痛、血壓驟降、呼吸困難,甚至死亡?!挂虼?,注射顯影劑之前,醫(yī)務(wù)人員必會(huì)查詢病人關(guān)於顯影劑過敏的病歷,絕大部分情況下,使用顯影劑是安全和有效的檢查方法。
對(duì)於未來可望以微藻製成顯影劑,岑醫(yī)生表示期待:「如果能環(huán)保地生產(chǎn)新一代顯影劑,又能減低過敏反應(yīng)的可能性,那會(huì)對(duì)人類有重大幫助?!?/p>
發(fā)展綠色科技 需要留住人才
人才是發(fā)展綠色科技的首要資源,然而科研公司仍面對(duì)人手不足的問題。潘穎禧表示該公司最大的難題是聘請(qǐng)人才:「研發(fā)微藻需要具備分子生物學(xué)知識(shí),包括基因編輯、生物分離等技術(shù)。公司去年中開始招聘分子生物學(xué)家,但卻無人前來應(yīng)徵。疫情期間不少人才離開香港,大學(xué)亦改以網(wǎng)上授課,學(xué)生臨床經(jīng)驗(yàn)較少,畢業(yè)生質(zhì)素參差,人才越見減少?!?/p>
為吸納更多創(chuàng)科人才,創(chuàng)新科技及工業(yè)局去年底發(fā)表「香港創(chuàng)新科技發(fā)展藍(lán)圖」,指出將推出招募海外年輕科研人才、吸引留學(xué)生回港發(fā)展等措施。潘穎禧建議政府可投放資源讓藥廠在香港設(shè)廠:「這一行像是師徒制,要跟『師傅』學(xué)做實(shí)驗(yàn)。如果讓外國藥廠在香港設(shè)廠,可望提供實(shí)習(xí)與工作機(jī)會(huì),減少大學(xué)生流失到海外?!?/p>
小型微藻反應(yīng)器設(shè)置於學(xué)校,讓學(xué)生近距離了解微藻減碳功效。(圖:香港可持續(xù)發(fā)展教育學(xué)院)
為加強(qiáng)培育本地綠色科技人才,田承輝配合學(xué)校推動(dòng)「邁向淨(jìng)零低碳活動(dòng)」,有10間直資學(xué)校參與,由檢定中心監(jiān)測學(xué)校的碳足跡,再根據(jù)報(bào)告計(jì)劃「碳抵消措施」,田承輝表示:「希望以教育形式推廣微藻的減碳功效,培育學(xué)生愛護(hù)地球的觀念,亦可望提高他們對(duì)科研的興趣?!拐暝谥行W(xué)推動(dòng)創(chuàng)科教育,潘穎禧認(rèn)為培育下一代很重要:「公司與政府及學(xué)界合作進(jìn)行STEM教學(xué),並計(jì)劃舉辦活動(dòng)讓學(xué)生接觸生物科技?,F(xiàn)時(shí)科研環(huán)境比五至十年前有更好的支援,包括資源及配套等。在此想鼓勵(lì)年輕人投入環(huán)保、綠色科技行業(yè),個(gè)人認(rèn)為這行業(yè)會(huì)是未來二十年的大趨勢?!?/p>