【記者林重鎣台中報導】明道中學22位學生遠赴美國麻省理工學院參加iGEM國際基因工程生物競賽,今年從環保署推動室內二氧化碳濃度指標發想,以「微藻空氣淨化器」專題,運用酵素及藻類,有效解決空氣中的二氧化碳及有機揮發物。
明道自2014年參賽,2016年「血酒機」、2017年「會吃糖的乳酸菌」、2018年「蚊子採血器」至今年已連續四年為台灣奪下金牌。此項競賽已經成為全球頂尖高中的生物科技競賽場,今年高中組共74隊參賽,台灣僅2所高中參加,加上中國參賽隊伍增加,整體比賽難度提高,明道中學再次為台灣奪下一面金牌,且獲10項提名、2項得獎,是歷年獲獎最豐碩的一年,在國際舞台上讓世界見證台灣中學生傑出富創意的一面。
國際基因工程生物競賽(International Genetically Engineered Machine Competition,簡稱iGEM)為美國麻省理工學院於2004年開始舉辦的基因工程生物競賽,為全球最具規模的合成生物與創意競賽課程。
今年吸引全球來自40多個國家,共353個隊伍參賽,競賽內容包括實驗設計與原理、基因工程實作、實驗模型製作與模擬、網頁與多媒體製作、團隊交流、產品推廣、海報與報告展演等多種面向,需要團隊多元人才合作,明道中學在各項目皆達到最高標準,在全球隊伍中脫穎而出,再度榮獲「金牌」殊榮,及「最佳創業支持獎」、「最佳複合基因元件獎」之榮耀。
另外也受到評審肯定在「最佳建模獎【特派記者巫月樺/Model】」、「最佳社會實踐活動獎(Best Integrated Human Practice)」、「最佳教育與公共參與獎(Best Education and Public Engagement)」、「最佳網頁設計獎(Best Wiki)」、「最佳海報設計獎(Best Poster)」、「最佳基礎基因元件獎(Best New Basic Part)」、「最佳基因元件蒐集獎(Best Part Collection)」、「高中組總決賽(Nominated for Finalist, High_school)」10項提名。未來也志於申請專利,並廣邀有興趣的企業合作進一步開發。
今年明道iGEM團隊研究市面上各大品牌的空氣清淨機,發現幾乎沒有能解決二氧化碳及有機揮發物的產品,頂多只能過濾甲醛。明道團隊決定製造「高效能去除CO2與揮發性有機物(VOCs)微藻空氣淨化器(High efficient CO2 & VOCs removal microalgae purification system)」來改善室內空氣品質。
運用兩種酵素將空氣中的二氧化碳及有機揮發物氧化分解或轉換,成為藻類能夠吸受的養分,有效解決空氣物染等問題。其中研究酵素基因的部分,獲得「最佳複合基因元件獎(Best New Composite Part)」。
利用人類紅血球細胞的基因片段模式,進行細菌的基因改造,生產出效能高且便宜的酵素,讓此「微藻空氣淨化器」日後使用的耗材成本可以降低,每個月更換藻類僅需10元、每日酵素不到1元,且不會造成環境廢料汙染。
除此之外,「微藻空氣淨化器」還內建「微晶片控制」運用藍芽連結手機App,能夠隨時監控室內空氣二氧化碳及氧氣的濃度,甚至輸入空間大小及使用的機器數量多寡,模擬出使用效能。
明道中學團隊的學生分享其成果,負責生物基因實驗的陳秉毅同學分享參賽過程中邊做邊學,查論文、查實驗步驟,培養自主學習的能力。研究數學模擬的周子捷同學表示,透過iGEM競賽培養臨場反應能力,在評審過程中,必須馬上想到解決方案說服別人。
喜愛硬體設計的張曜鵬同學說,遇到不知道的事情是很正常的,競賽過程培養問題解決的能力,感謝學長姊、老師及學校提供Fablab等自由創作的環境。
推廣行銷組的李家妤同學表示,我們以建立公司商品為標準,製作完善的財務、客戶、優劣勢、商業模式分析等,並在中小學舉辦5場以上的實驗教育推廣活動,成功榮獲「最佳創業支持獎(Best Supporting Entrepreneurship)」。
明道中學汪大久校長表示,iGEM競賽是標準的跨領域合作的探究與實作,符合十二年國教新課綱的精神,明道以國中及高中六年一貫生醫課程與生物科技栽培計劃,加上國際部國際文憑課程的個人潛質與能力在專題研究上的栽培,學生特別甄選與匯流後做任務分工,以團隊合作方式,才能共同完成iGEM專題。
指導老師陳沛鴻博士亦表示,今年高中組都有超水準的表現,絲毫不輸給大學組的內容,只能精益求精,追求完美,自我要求,才能與世界競爭。