檢測海水中的環境DNA可判斷水域存在哪些物種,惟當中DNA含量極低,傳統濾膜往往難以有效分隔。為解決上述問題,城大副校長(研究)暨海洋環境健康全國重點實驗室主任梁美儀教授帶領研究團隊成功研發出一種新型功能化濾膜,可大幅提升海洋生物環境DNA的採集與檢測效率,提供更靈敏可靠的技術手段進行海洋生物多樣性監測。利用生物在水中自然釋放的微量遺傳物質,例如皮膚細胞、黏液或排泄物,透過分析這些環境DNA,便可辨識某一水域中有哪些物種。
本研究的通訊作者包括城大SKLMEH主任梁美儀教授、城大材料科學及工程學系教授及SKLMEH成員曾志遠教授、城大化學系黃勃龍教授,以及香港浸會大學生物系邱建文教授。研究成果發表於國際頂尖學術期刊《國家科學評論》,題為「DNA結合能力強大的特製MoS2濾膜可透過環境DNA代謝條碼技術提升水生生物群落的檢測效能」。
研究團隊在普通濾膜表面塗上一層超薄的二維材料二硫化鉬(MoS2),使濾膜能更有效地捕捉水中的DNA。實驗結果顯示,這種新型濾膜在實驗室與實地測試中,均能顯著提高魚類環境DNA的檢測靈敏度。在對照實驗中,研究人員成功利用新型濾膜準確識別多種熱帶珊瑚礁魚類,包括額帶刺尾魚(Acanthurus dussumieri)、藍刻齒雀鯛(Chrysiptera cyanea)、三點白(Dascyllus trimaculatus)、斑馬蝶(Microcanthus strigatus)及藍倒吊(Paracanthurus hepatus)等。
實地應用方面,研究團隊於海下灣海岸公園進行現場採樣測試。結果顯示,新型濾膜可在不影響整體魚類群落判斷的前提下,檢測到更多魚類物種,包括鯷魚、鯔魚及鰺科魚類等,顯示濾膜在實際海洋監測中的應用潛力。
梁教授表示:「濾膜制備簡單、成本低廉,可直接用於現有的水樣過濾流程。未來有望應用於海洋保育、生態調查及長期環境監測,特別適合用於生物資源豐富但調查困難的海域。」他補充,國家生態環境部近期正在推廣在生物多樣性調查中使用環境DNA技術,而研究團隊的創新技術將能夠支持並推動這項技術的發展。
研究成果展示了先進材料科學與環境生態研究的跨領域結合,為更精准、高效率的海洋生物監測技術開闢了新方向。




