设施/设备
利用光片照明显微镜和生物计算工具的斑马鱼胚胎发育四维实时成像技术
项目统筹者：郑淑娴教授 (香港城市大学)
这个设备拨款获得研究资助局50％的配套资金用来购买光片照明显微镜。这个跨学科团队的研究人员以斑马鱼胚胎作为模式生物来研究在发育生物学和发育毒理学重要阶段由来已久。在胚胎内的个体细胞与其他细胞的相互作用和在细胞外基质中移动。现在，运用光片显微镜能让科学家们观察并调查聚醣组织的三维分布和细胞的四维集体迁移的相关性。我们的目标是用光片照明显微镜记录形态发生与器官形成过程中的细胞聚集的动态形态及其移动的三维图像。在过去这种数据很难获得，因为现有显微镜的局限性。
建设先进材料原子及纳米尺度表征的三维原子探针平台
项目统筹者：刘锦川教授 (香港城市大学)
众所周知，材料的性能在本质上是由其原子尺度的特征所决定。为了理解并调控材料的性能，在原子级空间分辨率定量表征材料的结构和成分特征至关重要。在当今所有的纳米分析手段中，三维原子探针是空间分辨率最高的分析技术。三维原子探针可以同时得到原子级的三维形貌影像和化学成分分布。而且，它可以定量检测包括氢、氦、锂、碳和氧在内的所有化学元素，并具有超高的灵敏性。可以相信，三维原子探针设备将会促进香港及珠三角地区在纳米材料、纳米技术、辐照损伤、物理、化学、生物医学和电子工程领域的创新与发现，并为该地区学术机构和工业界的合作研究提供巨大的机遇。
基于纳升液相-纳级电喷雾LTQ Orbitrap Fusion质谱的方法开发及其应用在蛋白质组学与代谢组学中的研究
项目统筹者：蔡宗苇教授 (香港浸会大学)
质谱技术在支持香港地区包括蛋白组学和代谢组学在内的众多研究项目中扮演着日益重要的角色。结合蛋白组学和代谢组学的分析平台已经深入地渗透到了包括，但不局限于，人类健康的众多的生命科学领域。做为功能基因组学的重要组成部分，蛋白组学和代谢组学为环境对基因调控和后天基因改变的影响提供了全局性的信息。尽管如此，对这些生物功能的紊乱和修复背后引人入胜的机理的探索，仍需要强有力的分析平台去支持相关的蛋白组学和代谢组学的研究。本项目计划利用我们较强的质谱专业知识配置一台高级的仪器—纳升液相色谱搭配纳升电喷雾融合轨道阱质谱（Orbitrap MS），并开发相关的分析方法来筛选蛋白/多肽和代谢物类的生物标记物。融合轨道阱质谱的超高分辨率为生物标记物的鉴定和定量提供了强有力的保证，特别是在与超高效液相色谱联用的情况下。此外，纳升级的液相色谱能显著地提高灵敏度，从而减少样品的需求量。同时其高灵敏度和选择性以及较宽的动态范围保证了代谢组学和蛋白组学研究中诸多不同化学结构和来自不同生物、动物和细胞模型样品的定量分析。
基础科研电算中心
项目统筹者：朱明中教授 (香港中文大学)
2012年在欧州核子物理中心(CERN) 利用大型强子对撞机(LHC) 进行的ATLAS及CMS实验分别发现了希格斯粒子(或称上帝粒子) 。这些实验通过高能量的质子对撞，以模拟宇宙大爆炸后10-12秒的物理状况。每秒钟约六亿次的质子对撞，产生极大量的数据，达至每年25 PB之谱，对于数据传输、贮存、显示及分析，都是前所未有的挑战。自2014年6月，香港实验粒子物理学团队成为ATLAS实验合作组一员，开创了香港科研人员参予这项国际前沿的基础物理研究的机会。我们将在香港建立一个ATLAS的电算中心，以支持粒子、天体物理及宇宙学范畴的数据分析及模拟研究。我们亦将发展擦除编码技术，以增强数据传输及贮存的效率及可靠性。
用以研究高速空气动力学之独特且多功能穿音速至超高音速陆德维格管的建置
项目统筹者：温志涌教授(香港理工大学)
香港国际机场是目前世界第三大繁忙的国际客运机场和国际货运枢纽。航空工业及香港国际机场对香港的国民生产总值的直接贡献超过5%。考虑到近来亚太地区，特别是中国的航空工业的急速扩张， 香港特别行政区政府为了保证香港国际机场的超级航空运输中心的战略地位，正在建造第三条跑道，并希望通过该举措继续发展香港的航空工业。同时，中国也表现出强大的决心去发展自己的通用航空航太工业。为了紧密联系香港航空工业的优势与中国航空的研究，航空航太工程的教育与研究是非常重要的。在现代飞行器的相关学科中，高速空气动力学是最基本的和关键的学科。原因在于大多数的飞行器是近音速飞行，战斗机是超音速飞行，甚至火箭和航天器是高超音速飞行。充分理解复杂的高速空气动力学需要依赖精确的风洞实验。遗憾的是，目前香港并没有高速风洞实验室。因此，香港迫切需要建造一个大型的高速实验设施以满足研究和教育目的。该项目致力于提供一个独一无二的并且多用途的平台，并借此促进香港的高速空气动力学的公共联合研究和教育。这个专案的主要目标是设计建造一套带有仪表和高速气流视觉化系统的跨音速至超高音速陆德维格管。另外的一个目标是进行四个多学科合作研究及实验： (1) 亚音速/高超音速边界层的不稳定性实验及数值研究以及 层流至湍流的转捩，(2) 航天器周围高超音速稀薄气流的实验及数值研究， (3) 开发和测试新型微机电感测器，提高测量值的空间解析度和功能性材料的结构来延迟边界层的转捩， (4) 检查测试压缩机叶片级联中的跨音速气流。按照设想，跨音速至超高音速陆德维格管将不仅仅成为世界上研究高速空气动力学的最好设施之一，并且使香港学术界能够为快速发展的中国及香港航空航太工业贡献更强大的高速空气学的研究教育支持。
兼具最快速精确探测器和自动化功能的高输出蛋白晶体衍射系统
项目统筹者：赵燕湘博士 (香港理工大学)
蛋白质晶体衍射学是现代生物医学研究的重要技术。科学家通过它获得蛋白质分子的三维结构，这对基于结构的机理研究和药物开发至关重要。
香港理工大学的蛋白质晶体衍射设施自2006年建立以来，一直是一个服务多间香港高等教育院校的不可或缺的高产技术平台。过去八年来10多个实验室已经使用这一设施进行了一系列的前沿研究，发表了40多篇学术论文，赢取了20多个竞争性资助项目。
本项目旨在为现有蛋白质晶体衍射设施添加新的尖端技术，包括最先进的探测区域检测器以进行高品质的数据采集和可以简化结晶过程的自动化模块。这些升级对提升现有设施的性能至关重要，并且将促进它发展成为具有国际竞争力的一流研究中心。
添置离子淌度质谱仪以提升新药开发的研究
项目统筹者：姚钟平博士 (香港理工大学)
离子淌度质谱仪是配备有离子淌度技术的新一代质谱仪。相比于传统质谱技术，离子淌度质谱既拥有传统质谱基于质荷比差异的离子分离能力，还可以依据离子大小和形状的差异实现更多一维的离子分离。除了快速、灵敏的特点外，离子淌度质谱仪还可有效地获取样品分子的结构信息。此外，离子淌度技术可降低背景干扰、分离异构体和提供化合物特征的附加信息，从而显著地增强质谱分析复杂样品及辨认化合物的能力。这些优势可用于促进药物开发等领域的发展，并开创新的研究点。
香港理工大学应用生物及化学科技学系在药物开发领域具备雄厚的研究实力，并致力于与其它机构合作，引领具备国际水平的药物开发研究。药物开发研究涉及大量的分子结构相关的研究以及复杂样品的分析。为了应对该领域日益增长的挑战，购买在分子结构研究和复杂样品分析具有强大功能的离子淌度质谱仪是必需的，并可以显著地促进药物开发的发展，构建与香港其它科研机构合作的平台。
促进跨领域材料研究的超级分辨率电子显微镜平台
项目统筹者：王宁教授 (香港科技大学)
材料微观结构的测试平台在香港基础研究领域，特别是在先进纳米工程材料的结构鉴定方面具有日益增长的需求。透射电子显微镜是目前可以提供最高分辨率的显微学工具，而具有革命性的磁透镜球差矫正技术使得新一代电子显微镜可以提供真正的原子尺度下材料结构研究。我们计划建立的超高原子分辨率的电子显微镜平台是基于先进的球差矫正技术，它将极大的提高我们的电子显微技术，使我们的结构鉴定手段具有世界先进水平，同时有效的促进香港地区跨学科领域的研究，特别是在材料与工程学，应用物理， 机械与与土木工程，化学与化学工程，微电子和生物材料等方面。 在金属材料，纳米复合材料，能源材料，电子器件和生物材方面的研究都将受益于这个新一代的电子显微镜平台。 这一平台不仅极大的改善我们在尖端研究领域的能力，同时也将对科学与工程领域的学生提供更多的教学和训练机会，并培养更多的材料鉴定与研究的专业人员。
双光子光片显微镜系统
项目统筹者：雷明德教授 (香港科技大学)
此次重大仪器购置将会被用于搭建一台能够实现活体样品的快速三维成像的双光子光片显微镜系统。Truong et al (Nature Methods, 9, 757 (2011)) 已经展示了通过结合双光子激发和扫描光片显微镜，人们可以在不增加光毒性对生物样品影响的条件下以超高速（大于70张每秒）获得生物样品的超深层图像。其他仪器无法达到这一要求。这种“深层快速活体成像”能力将完美的和我们现有的STORM超分辨率系统（分辨率小于20纳米）结合，以补偿它成像速度慢的不足（每张耗时几分钟）。
此显微镜将促使香港的研究人员以200张每秒的速度获取最大500微米深的活体细胞或组织的三维荧光图像，且成像时间可达几小时。生物学家及医学研究人员将能够通过使用这一仪器以录像速度实时的观察学习任何动态复杂的活体系统。
Micro-PET的分子影像技术于香港的临床前研究
项目统筹者：孔碧兰教授 (香港大学)
该项目旨在于在香港建立首个用于临床前研究的分子成像研究平台，以促进多元学科及跨学科的转化医学研究，尤其是在肿瘤、心血管及神经系统等领域之研究。分子成像提供了一种非入侵性的方法，来显示特定分子在活体动物组织和细胞代谢过程中，定性、定位以及定量的信息，藉此以了解该动物的机能状态。这些机能状态，能透过回旋加速器制造有标记过的药物，用以研究有标记过的有机分子而可被正电子发射式电脑断层扫描（PET）产生成像。这些分子被称之为"探针"，它能提供于细胞及组织内，生理、病理以及药物代谢及动力学等方面的宝贵信息。对于肿瘤之诊断及评估，尤其在探索恶性肿瘤细胞的增生、播散和抑制的机制，及标靶性治疗的疗效评估中，有显著的效果。概括言之，小动物正电子发射式断层扫描显像（microPET）在动物实验模型转向临床研究或实践的过程中，起着关键之作用。
超微结构活细胞造影共用技术平台
项目统筹者：曹世华教授 (香港大学)
萤光成像显微镜是生命科学和生物医学研究领域一个重要研究工具。在肿瘤，干细胞，神经科学，健康老龄化，感染性疾病，免疫学，生物医学工程和其他诸多研究领域都有广泛的应用。由于光的衍射特性，目前共聚焦显微镜在最佳条件下可以达到的最高分辨率为250纳米。然而，在亚细胞水平的许多细胞生物学事件，包括细胞骨架的动态变化，核糖核酸-蛋白质的相互作用，病毒入侵，细胞器组织，囊泡运输和胞吞作用均不能用常规显微镜清楚的分辨到。因此，发展和提升先进的显微技术以解决在分子和细胞生物学研究领域的新挑战是十分必要的。
超高分辨率萤光成像显微镜是一项克服了分辨率极限的强大的研究工具。近年来随着新的光学元件，萤光探针，高量子效率的成像检测器和图象重建技术的整合，各种更高分辨率的新的成像方法得到开发。例如，结构照明显微镜（SIM），随机光学重建显微镜（STORM），以及受激发射损耗显微镜（STED）已经达到了更高的分辨率（20-120纳米）。三维和多色超高分辨率成像也允许直接观测到在亚细胞水平的定位和生物分子在细胞内的相互作用，甚至达到了单分子的水平。
超高分辨率显微镜和活细胞成像技术的结合是一项特别强大并且在生物医学研究中快速发展的领域。比起观察固定的样品，活细胞超高分辨率显微镜使我们能够研究信号转导和分子相互作用随时间的变化。这一前所未有的成像能力使研究人员能够在活细胞中在纳米水平直接观测到亚细胞结构和分子水平的事件，并彻底改变了在生物医学科学领域中许多旧观点和重新定义了很多尚未解决的问题。
比起很多领先的海外研究机构，香港的超高分辨率显微镜技术还处于相对发展中。香港要继续保持在生命科学和生物医学研究领域的竞争力，就应及时促进和发展超高分辨率萤光显微镜技术。香港大学医学院中心实验室是一个以用户为主的共享设备实验室，这个实验室很适合在香港开创先进成像技术平台。活细胞超高分辨率成像显微镜的建立将大大提升我们香港研究人员的科研竞争力，使他们对生物医学科学的进步作出重要的贡献。
具有惰性气体环境可用于研究复合结构光电子器件的光电热特性的仪器
项目统筹者：蔡植豪博士 (香港大学)
通过在香港建立独特惰性环境的设施，我们的目标是解决混合材料光电子器件的挑战：包括(1)光电子器件的光学管理，(2)活性层和电极之间的有效载流子输运，(3)混合材料系统/结构为柔性电极，(4)混合材料系统/结构的热管理/物理，及(5)全面的器件物理了解。我们也想促进与机构和行业的跨领域专业人士之间的合作研究。
我们建议的系统覆盖光电子器件的制造，以及对有关材料光/电/热性能表征的设备。包括：(1)制造混合材料系统的多层和薄膜结构的系统，(2)瞬态和静态光/电/热性质表征的设备，(3)形态和纳米级电性能表征的设备，及(4)热扫描显微镜和热成像的设备。
合作研究
植物EXPO和自噬体细胞器的生物起源与功能的研究
项目统筹者：姜里文教授 (香港中文大学)
此研究的目的是要了解E2-exocyst复合体的招募和在植物的功能的作用机制，以及在植物中EXPO与自噬体在自噬过程中的功能关系。由于EXPO和自噬体二者在调节植物生长发育以及植物对环境的反应起着重要的作用，我们的研究将极大地促进我们对植物细胞器的生物合成和功能的认识。
研究PTEN基因突变的相关机制与自闭症的起源
项目统筹者：陈文乐教授 (香港中文大学)
自闭症是一种神经系统失调病症。根据估计在香港每10,000人中便有26.6人会有不同程度的病状。自闭症的发病年龄通常在3岁前而其病征包括缺乏社交能力和语言技能。治疗方式会采用多学科医疗专业团队而以行为治疗为主要的疗法。自闭症的起源是非常复杂。环境与遗传皆是主要成因。这项目会研究一个自闭症基因，PTEN，其突变在 1％的自闭症患者中发现。 PTEN能抑制细胞蛋白质的正常生产。自闭症患者在丧失PTEN后会导致蛋白质在神经细胞的异常积累。病理后果是失去正常神经细胞传递信号的能力。这项目有三个目标。首先，项目会研究如何自闭症患者的PTEN基因突变会导致蛋白质的异常积累。为加强香港自闭症的研究资源，本地自闭症患者的PTEN基因突变将会被纳入。第二，在自闭症神经细胞异常积累的蛋白质将会被识别。它们可用于未来研究治疗这种疾病的药物。最后，项目会研究一个新的PTEN小鼠品种。此品种预计将失去神经信号传递。现项目的长远目标是了解基因突变如何链接到自闭症的临床特征。研究会集中剖析自闭症的遗传基础，并会加深我们对这种复杂疾病的认识。
肝癌表观基因组功能性研究 -- 开发表观遗传治疗
项目统筹者：郑诗乐教授 (香港中文大学)
DNA和组蛋白是基因组中众多修饰的靶点，这些表观遗传的变异在癌症发展中极为常见。慢性乙肝病毒感染是肝细胞癌（HCC）的主要诱因，然而随着肥胖人群的增加，肥胖导致的非酒精性肝病亦成为另一个诱发HCC的重要因素。越来越多的报导指出，炎症和营养过剩的微环境可以通过表观遗传机制导致基因转录异常，由此可见表观遗传学对调控HCC病变起关键作用。因此，我们以多学科相互融合组成的研究团队将会通过表观基因组、基因组和转录组的综合性分析，寻索可逆转的HCC表观基因组相关的异常基因转录，从而研发出新一代有效的靶向治疗。
用作骨科内植物的生物金属材料的联合研发
项目统筹者：秦岭教授 (香港中文大学)
创伤、运动以及年龄增长引起的骨骼肌组织损伤在全球范围内给我们的病人，家庭以及社会造成了巨大的医疗与社会经济负担。骨科医疗设备与内植物的需求与日俱增，尤其是在如今这个老龄化并且伴随着交通与体育高速发展的社会。传统的用于骨折与腱骨融合固定的骨科内植物多采用如不锈钢及钛的永久金属制成。这些金属内植物用作固定时具有过高的刚度，会导致应力遮挡以影响骨组织的自然愈合过程。此外，该内植入物大多要求二次手术取出，内植物被移除的过程中刚愈合的骨或腱骨组织组织常会再次受损从而引起再次骨折。因此，在初始固定阶段能稳定并且随着骨折愈合能渐渐降解的生物金属的研发变得越发迫切。有些生物金属降解产生的金属离子安全无毒性且能促进以及加速骨组织愈合更应得到大力发展，其制成的内植物可以有效地避免延迟愈合甚至能促进某些非自发愈合的受创组织实现愈合。更具吸引力的是，这些生物金属内植物的可降解性可以避免二次移除手术的发生。镁以及镁合金是相当有前景的生物金属材料，我们的多学科合作团队一直致力于其相关的符合临床应用需求的创新表面改性研究并取得了许多理想的成果。
我们的项目申请将通过结合冶金工程师，生物材料学家，预临床及临床科学家以及骨科医生的特长以加强在UGC院校基金体系下的多学科合作。通过这些合作，我们将努力实现机具前景的生物金属材料的联合研发及开拓其在全世界范围内的骨科领域的应用，并且将全力在各学科取得极富有意义的学术成果，如高质量的学术文章，并实现向骨科应用的转化，如申请专利。我们的联合研发以及知识转化的努力将产生可注册的用于临床实际应用的镁基骨科内植物并进行临床试验。我们的国际学术交流合作将强化这种机具前景的医学内植物的研发。这将改革我们现有的骨科临床的实际应用操作，包括避免内植物移除的二次手术。此外，我们多学科合作的共同努力将会大量地减少医疗费用的开支，减少全球范围内的病人，家庭以及政府的经济负担。
弯曲的稠环芳烃: 从分子到材料
项目统筹者：缪谦教授 (香港中文大学)
弯曲的稠环芳烃是结构有机化学中有趣的研究对象,也在碳纳米材料科学中占有重要的地位。由于其有趣的性质和可期的应用前景，弯曲的稠环芳烃最近还在超分子化学和有机功能材料等领域引起了相当的关注。然而由于其固有的张力，很多弯曲的稠环芳烃仍然是有机合成的难题。由于缺乏高效的合成方法，弯曲的稠环芳烃在有机半导体等功能材料中的应用受到限制。为应对这一挑战并探索这些结构独特的分子在新型功能材料中的应用，我们整合了有机合成、超分子化学、计算化学、碳纳米材料及电子器件工程等方面的专业力量，在此提出一项协作研究计划。
以我们过去有关弯曲的稠环芳烃的工作为基础，我们为这项协作研究计划设计了三组分子，即弯曲的有机半导体分子，含有七元碳环的稠环芳烃，以及含有八元碳环的稠环芳烃。围绕这些结构独特的分子，我们计划展开四方面的工作：（1）建立高效的有机合成，（2）发展用于有机半导体和液晶材料的新型超分子结构，（3）制备和表征有机电子器件，（4）从计算和实验两方面来研究从弯曲的稠环芳烃生长新型的碳纳米材料。
柔软廉价的有机电子器件，以有机半导体材料为关键组成部分，不仅在材料科学的基础研究中引起广泛的兴趣，而且是具有市场价值的新兴工业领域。基于弯曲的稠环芳烃的有机半导体分子可能表现出传统的平面的有机半导体分子所不具有的分子堆砌方式和功能。利用弯曲的有机半导体分子，这项协作研究计划将致力于解决有机半导体材料和器件研究中的两个重要问题，即高性能有机薄膜晶体管中有机半导体分子的堆砌方式和有机光伏太阳能电池中构成p-n异质结的超分子组装结构。
这项协作研究计划的成功实施将为弯曲的稠环芳烃带来高效的合成方法，为富碳材料引入新的设计思路，为制造更高性能的有机薄膜晶体管和有机光伏太阳能电池探索新的方向。对弯曲的稠环芳烃及平面的类似分子作比较研究，将带来关于结构性能关系的有趣发现。
海洋基因组学: 甲壳动物进化和水产养殖
项目统筹者：朱嘉濠教授 (香港中文大学)
虾，蟹，龙虾和小龙虾都属于甲壳动物。它们遍布于全球，具有重要的科研价值，并在渔业和水产养殖业中具有重大的经济价值。它们物种丰富，与其它节肢动物(如昆虫)一起，组成世界上最庞大的动物类群。在这个项目中，我们计划测定八大重要甲壳动物的基因组及其不同时期的转录组，以便更好地理解动物的进化，并有利于水产养殖技术的提升。
城市小区风环境和热舒适的设计方法研究
项目统筹者：麦卓明教授 (香港理工大学)
越来越滞止的城市风场以及大量累积的太阳辐射热量严重地恶化了高密度城市环境中的风环境和热舒适状况。目前香港的"空气通风评估"体系使用'速度率'（表征行人高度处的风速与更高处未受建筑影响处风速之比）来评估新建楼宇对城市通风的影响。这个体系的不足之处在于它几乎没有提供对于通风设计方面的评估指导。最近正在倡导的"城市通风"概念试图建立大尺度城市渗透模型与城市换气率之间的关系。但是，到目前为止，仍然缺乏一个对于城市热岛问题可行的工程和设计方面的解决方案。由于大尺度的城市布局和地形刻画了城市热岛效应，而城市局部风速和温度场受到城市热岛效应的影响，本研究试图开发一套基于模拟的设计方法，用以提高城市住宅小区周围行人高度处的风舒适和热舒适状况。
首先风洞实验用于测试围绕一栋独立建筑的气流基础数据，该实验同时考虑一些重要的建筑围护结构构件。这些数据将被用于验证和开发用于模拟气流场的湍流模型。之后，现场实验用于测试真实的城市环境参数，包括温度，湿度，太阳辐射，地表辐射以及风速。这些实测数据将被用于开发季节适应性的，基于人体生理学的热舒适模型。对于气流，太阳辐射和人体热舒适模型的新发现将会耦合到一个全面的计算平台系统。从而建筑布局，朝向，形式和高度，围护结构开口，地面和墙面材料对于空间上任何一点的热舒适状况的联合影响都能够得到逐时的全年评估。通过这一缜密的模拟分析与设计，全年某一特定时间段的室外热舒适将能够被满足，以便于城市居民外出活动。
该项目将得益于计算能力的不断发展以及研究团队专业的物理和数值模拟技术。该项目成果的长远贡献在于能够提高城市环境质量，可居住性以及公共健康。
大气氮氧化物的非均相化学研究
项目统筹者：王韬教授 (香港理工大学)
氮氧化物是大气中一类极为重要的低含量、高活性物质，在大气化学、土壤和水体污染、生态系统循环中均扮演关键角色；部分氮氧化物（如二氧化氮）更是导致目前香港严重的路边污染和烟雾/灰霾等空气污染问题的罪魁祸首之一。它主要通过汽车、工业等人为活动以一氧化氮的形式排放到大气中，后可经一系列化学反应生成多种活性更高或危害更大的物质，如二氧化氮、硝酸、亚硝酸、过氧有机硝酸酯、三氧化氮、五氧化二氮等。这些化学反应过程非常复杂，既可以在气体分子之间进行（统称为均相化学），又可以在气体-颗粒物的界面发生（称为非均相化学）。研究大气氮氧化物的化学转化过程对于认识并缓解氮氧化物的环境危害至关重要。
尽管作为热点问题已经研究多年，近期研究结果表明科学界对于大气氮氧化物化学转化的认识仍有所欠缺。早期研究多侧重于均相化学，对非均相化学的研究十分匮乏，原因之一在于气体-颗粒物界面上的非均相化学过程更加复杂，需要更高水平的研究技术和手段。目前有限的研究工作主要开展于美国和欧洲，而在大气环境更加复杂的中国地区（如氮氧化物和大气颗粒物浓度更高），限于人力及技术原因，对大气氮氧化物非均相化学的系统研究仍未有所闻。
本项研究致力于构建一个综合研究体系，融合本港及国际（法国）本领域的优秀学者，统筹实验室、野外测量和计算机模拟等研究手段和资源，针对大气氮氧化物非均相化学开展高水平的基础研究。本项目的预期成果包括：（1）在高污染、亚热带海岸地区大气氮氧化物化学转化的新知识；（2）适用于香港、中国大陆以及其他环境类似地区的研究模式和技术；（3）提交与政府的研究报告，以支持本港及内地城市空气污染问题的科学治理。
配体功能的直接和区域选择性的碳-氧键断裂/官能化:可持续化学合成芳香族和脂肪族醚
项目统筹者：邝褔儿教授 (香港理工大学)
直接把多功能的有机分子组装并应用于制药和材料科学是基础主题，它能为化学科学研究带来新思想新局面。而事实上，在可持续发展合成研究上，最大的挑战在于建立一个简单而有效的方法有选择性地消断化学键。此项目集成了来自不同院校（香港理工大学、香港科技大学及香港中文大学）不同领域专长的合成化学家、材料及理论科学家，这个多样化的团队能形成互补互助的作用，能应对重大的挑战和其于绿色化学的研究上。此项目展望能成功实现有效的催化剂设计及其应用发展，并藉此有效合成生物质，从而促进香港迈向低碳经济。
白介素-33在阿兹海默氏症突触功能失调及发病过程中的作用
项目统筹者：叶玉如教授 (香港科技大学)
阿尔茨海默病是一种无法逆转的退化性脑疾病，也是目前老年人的头号杀手之一。这种疾病的两大特征就是细胞外beta-淀粉样蛋白（Abeta）的沉积和细胞内tau蛋白的过量聚集（神经原纤维缠结）。患者表现为记忆、推理、判断和活动能力的逐步丧失。尽管患者人数众多，但目前的疗法只能够有限度缓解症状，而不能达到治愈的目的。很多治疗方案都还处于研发阶段，而这个阶段所面临的主要障碍就是对于阿尔茨海默病的机理缺乏足够的了解。随着研究的发展，科学家们逐渐认识到阿尔茨海默病并非一个简单的脑疾病，而是一个多系统功能失调疾病，而免疫系统功能障碍可能是其中一个重要因素。因此，我们拟通过本项目研究免疫炎症反应与阿尔茨海默病的关系，重点解析细胞因子白介素-33（IL-33）的作用机制。IL-33等白介素是免疫系统中的重要成员，在多种免疫反应中有重要作用。我们会研究IL-33及其介导的信号通路在不同阿尔茨海默病动物模型（模拟不同病情发展阶段）中的作用。首先是研究IL-33能否改善学习记忆功能和阿尔茨海默病病理指标。这些研究将会帮助我们评估IL-33作为治疗阿尔茨海默病和轻度认知障碍（一种早于阿尔茨海默病的脑功能退化）新手段的潜力。其次是研究IL-33参与阿尔茨海默病病理变化的细胞生物学机理。这部分研究将增进我们对于阿尔茨海默病中免疫系统（包括细胞因子网络）功能失调的了解。通过分析参与病程发展的炎症反应，我们能够发现新分子靶点，促进药物研发工作。总括而言，本项目在科研及社会发展方面具有重要意义，一方面可以加强对阿尔茨海默病的认识和推动新疗法的研发，另一方面可以突显香港的高水平科学研究，提升在尖端分子神经科学研究领域的国际地位，为推动本地生物医药产业和知识型经济的发展做出重要贡献。
界面上的软物质动力学：理论，模拟和实验
项目统筹者：童彭尔教授 (香港科技大学)
在物理学众多的学科分支中，软物质的独特之处在于它的研究主题经常涉及到我们日常生活中的许多现象。这项研究计划的主题-介面上的软物质动力学研究，也不例外。我们将本研究专案的两个目标锁定在详尽地理解由两种不相溶的流体与固体表面所形成的三相交界线的动力学：其中移动接触线的研究，我们可以在喝咖啡时观察到它的存在；另外表征液体与液体介面上的动力学，它是许多化妆品、食品添加剂和药品等商品生产的基础。第三个目标，通过直接地观察由可调粒子之间相互吸引力所形成的独特的胶体系统，进行固体表面熔化的动力学研究。虽然我们的研究计划所涉及的背景现象很普遍，但对它们的研究却是一项科学挑战，需要一个协作的团队，跨越物理、数学和材料科学的学科边界，在理论、模拟和实验开展合作。我们已经组建了一个这样的团队。
我们的研究团队包括四位实验学家，三位理论学家和大约40位由研究生和博士后组成的研究助理，他们分别来自香港三所主要研究型大学的物理、应用数学、和机械工程专业。基于对液-液、固-液介面现象的共同兴趣，我们已经团队内建立了良好的工作关系。此研究项目的成功完成将会为多种潜在的应用提供信息和知识上的支持。比如，改进预测多孔介质的多相渗透率，三次采油，在微流体中使用水性产品的绿色化学加工，和通过表面预熔动力学的详细知识改进材料加工。此外，参与此项目的本科生、研究生和博士后将获得广泛的跨学科研究训练。这为他们今后无论在学术界还是工业界广阔的职业生涯做了良好铺垫。
阐述Pax7在骨骼肌干细胞中的作用
项目统筹者：邬振国教授 (香港科技大学)
成年肌肉干细胞主要参与各种肌肉损伤引起的肌肉修复。在未损伤的成年肌肉中，肌肉干细胞处于"休眠"状态并附着于肌纤维外。Pax7是肌肉干细胞内的关键调控分子，在Pax7突变小鼠中Pax7的缺失会导致肌肉干细胞的数目急剧减少。可是我们仍不清楚Pax7如何在肌肉干细胞中发挥作用。在此，我们将在以下三个方面研究Pax7在肌肉干细胞中的作用: (1) Pax7如何在肌肉损伤后促进肌肉干细胞数目的扩增；（2）Pax7如何通过抑制另一种可能形成的细胞类型（即棕色脂肪细胞）来维持其肌肉干细胞的特征；（3）Pax7如何调控肌肉干细胞的"休眠"状态。本项目的研究成果能让我们对干细胞在组织再生，疾病及衰老过程中的作用有更深入的了解。因为肌肉干细胞的失调也与一些肌肉疾病包括杜兴肌肉萎缩症的病理相关，深入了解调控肌肉干细胞的分子机理有助于今后设计出更有效的临床疗法。
厨余垃圾与城市生活污水综合管理
项目统筹者：陈光浩教授 (香港科技大学)
香港固体废物处理正面临严峻的挑战。本港城市固体废物中厨余垃圾总量高达36%不仅是堆田区臭气和产生垃圾渗滤液的主要源头，也会在将来垃圾焚烧处理固体废物时大幅度降低固体垃圾焚烧效率。将厨余垃圾分离出来再从中回收能量显然是一条理想的解决之道。虽然生活厨余垃圾分离工作十分困难，家庭厨余垃圾粉碎机的发明和使用能够容易地实现这个目标。通过污水管道粉碎后的厨余直接从厨房送往污水处理厂进行消化生产沼气发电回收能源。本项目称这一系统为"厨余垃圾与城市生活污水综合管理"。依赖于现有完善的污水处理系统和厨余垃圾粉碎机技术，厨余垃圾与城市生活污水综合管理应当十分可行。当然，在香港特殊饮食习惯、烹饪方式、海水冲厕的使用及热带/亚热带气候条件下，该系统可能会影响污水管道和污水处理系统的运行效率，有必要进行综合研究评估。因此，本项目通过下述五个主要方面，深入研究该提出的厨余垃圾与城市生活污水综合管理系统对污水管道、污水处理厂、厌氧消化罐等各种影响加以考察，同时综合评估其应用的可行性及经济效益。
1）分析表征生活厨余垃圾，厨余垃圾粉碎机的出水水质，以及厨余垃圾粉碎机的出水与管道污水混合后的基本水质成分；
2）实验测定及数学模拟评估厨余垃圾粉碎机的使用对污水管网系统的影响；
3）数学模拟厨余垃圾粉碎机使用对生化污水处理系统的影响；
4）实验测定及数学模拟确认厨余垃圾粉碎机使用对污泥消化系统的影响；
5）系统评估本系统的工程应用可行性及经济效益。
本项目的研究将促进香港固体废物的减量及能源回收。
CD133肝癌干细胞：分子机制、临床意义及治疗应用的综合性研究
项目统筹者：马桂宜博士 (香港大学)
癌症是由不同分级的异质细胞组成的。目前，研究人员已经有确凿证据证明癌干细胞的存在及其重要性。癌干细胞与正常的干细胞有很多相似地方，例如自我更新能力，多系细胞分化特征等。除此之外，癌干细胞具有很强的致癌性，它的发现对癌症研究有着重大的影响。从临床角度来看，癌干细胞对于传统的癌症治疗方法（放疗，化疗）有较强的抵抗性，众多实验证明这是癌症复发的潜在原因之一。目前我们需要重新审视癌症的治疗方法。传统的癌症治疗方法普遍针对快速增殖的癌细胞，然而我们不能忽视除去癌干细胞的重要性，因为该群细胞对肿瘤的增长至关重要。因此，目前迫切需要阐明维系癌干细胞的因素，进而在此基础之上研发出更有效的抗癌疗法。与其他实质固态肿瘤一样，目前有足够的证据证明肝细胞癌中亦存在着一群癌干细胞。我们与其他人的早期实验结果证实肝细胞癌干细胞表达CD133分子标志，并且该群细胞具有自我更新、分化，在体内生成肿瘤，抵抗化疗的能力。除了作为肝细胞癌干细胞的分子标志，我们通过CD133 shRNA干扰的方法发现CD133在调节肝细胞癌产生中具有实质性功能。然而，CD133＋肝细胞癌干细胞调节肝细胞癌生成和发展的机制目前尚未明确。基于CD133＋肝癌干细胞在肝细胞癌的增长和复发中起到关键作用，在此项目中，我们希望可以通过多个层面（病毒机制, 基因/分子通路，比较肝细胞癌与正常/非肿瘤CD133亚群）阐明CD133＋肝癌干细胞的发生、维系、发展和分化。鉴于肝细胞癌在中国的高发病率和高致死亡率，该研究项目的成果将会带来重大意义。
人类沉默调节蛋白的新结构和功能
项目统筹者：郝权教授 (香港大学)
人类沉默调节蛋白家族成员参与各种生物学过程的调节。沉默调节蛋白的故障会导致许多人类疾病，包括衰老，癌症，代谢性疾病和神经变性疾病。理解沉默调节蛋白的分子结构和功能对于更好表征它们的生物作用和药物设计非常重要。此提案的目的是确定若干沉默调节蛋白的晶体结构，调查结构引导的功能，使用化学探针来识别沉默调节蛋白的底物，并设计新颖沉默调节蛋白的抑制剂应用于研究或药物。
研究FGFR2阳性肿瘤相关成纤维细胞对食道鳞癌肿瘤微环境的影响及其分子机制
项目统筹者：关新元教授 (香港大学)
恶性肿瘤是一个由肿瘤细胞和间质细胞组成的复合系统。肿瘤周边及肿瘤组织内的间质细胞（如成纤维细胞、内皮细胞和免疫细胞等）共同构成了肿瘤微环境，为肿瘤的发生和发展提供了必不可少的基质支架，并在促进肿瘤细胞发展和转移方面起着至关重要的作用。所以近年来，越来越多的研究者把目光投向了肿瘤微环境，寻找新的肿瘤治疗靶点。继内皮细胞之后，肿瘤微环境中数量最多、分布最广的肿瘤相关成纤维细胞成为了研究焦点。虽然肿瘤相关成纤维细胞促进肿瘤的生长和发展已被广泛认可，但是它们如何被召集到肿瘤组织中、如何与肿瘤细胞相互作用的分子机制仍然未知。
我们在前期研究中发现成纤维细胞生长因子受体2（FGFR2）是食管鳞癌相关成纤维细胞的特异性标记物。通过生物学实验，我们证明了这种FGFR2阳性的成纤维细胞可以通过分泌Wnt2蛋白激活食管鳞癌细胞Wnt/β-catenin信号通路，促进食管鳞癌的发展。更重要的是皮下注射食管鳞癌细胞到裸鼠体内后，外周血中会出现FGFR2阳性的纤维细胞（成纤维细胞的前体），而且这种细胞会被肿瘤细胞召集到肿瘤组织中分化为成熟的FGFR2阳性成纤维细胞。为了进一步阐明肿瘤相关成纤维细胞和食管鳞癌细胞之间的相互作用机制，开发出破坏肿瘤微环境的新方法，本课题从已知确切的现象入手，首先通过性别错配骨髓移植技术寻找FGFR2阳性肿瘤相关成纤维细胞的来源，然后根据高通量测序结果结合生物学实验探讨FGFR2阳性纤维细胞的动员、分化机制，以及FGFR2阳性成纤维细胞对食管癌干细胞"干性"的调控机制，并以此为基础，运用生物信息学工具设计合成靶向FGFR2和Wnt2蛋白的中和抗体，在体内外食管鳞癌模型中筛选评价其抑癌的效果。此外，肿瘤细胞为了逃避宿主的免疫攻击，可传达细胞表面抑制配体PD-1，通过与TLR4相互作用抑制细胞毒性T细胞的功能。而我们的前期研究发现FGFR2阳性食管鳞癌相关成纤维细胞高表达PD-1的选择性剪切亚型Δ42PD1，因此，本课题亦将通过一系列细胞免疫学实验验证FGFR2阳性食管鳞癌相关成纤维细胞能否通过激活Δ42PD1/TLR4信号通路，抑制T细胞和NK细胞的活性，为食管鳞癌细胞提供逃避宿主免疫攻击的保护屏障。
采用铁混凝沉淀及污泥酸化实现废水处理中的资源(磷和生物塑料)回收
项目统筹者：李晓岩教授 (香港大学)
水是地球上最为珍贵的自然资源。然而，随着社会和经济的高度发展，水污染问题日益严重，降低了人们的生活质量，威胁着人类的可持续发展。现有污水处理的核心技术仍然依赖半个世纪前建立的活性污泥法，效率不高、能耗巨大，且不能回收污水中磷和有机物等有用物质。对此，我们提出了采用铁混凝沉淀及污泥酸化实现废水处理中的资源回收方案。该方案首先用三价铁强化沉淀的方式将污水中的污染物浓缩于污泥中，然后在酸化反应器中将污泥中富集的磷释放出来以供回收和生产磷肥，并将沉淀的有机物转化为有机酸，用于制造生物塑料，从而在污水净化的同时实现资源的有效回收。
这一全新的污水处理技术可形成独立的附加单元，用于现有城市污水处理设施的升级改造，在资源回收的同时，提高污染物的去除效率，并降低能耗和运行成本。该技术也非常适用于香港即将进行的污水处理系统的整体升级。在小试研究的基础上，我们将开展中式实验，全面评估该工艺技术的可行性、相应的经济和环境效益。相信此新工艺的研发将促进水污染控制技术的发展。
对肥胖、糖尿病相关血管病变的跨学科研究：从分子机制到干预治疗
项目统筹者：徐爱民教授 (香港大学)
心血管疾病(如中风，心脏病和外周动脉疾病等) 居现今各种住院及死亡疾病的首位。尽管多年研究，预防和治疗心血管病的方法仍然十分有限。而肥胖和糖尿病的流行是心血管疾病高发的重要原因。因此，深入研究肥胖、糖尿病引发心血管疾病的详细病理机制，可以制定更有效的预防和治疗心血管病的策略。通过过去协作研究金对我们的支持，我们已在小鼠模型确认了几种由肥胖引起心血管疾病中起关键作用的脂肪因子和微小核醣核酸。在本项研究中，我们将全面阐明这些脂肪因子，微小核醣核酸及其调控因子在血管炎症和动脉粥样硬化的发生发展过程中的作用机制，和探索这些新型因子作为早期诊断标记物和药物干预靶点治疗心血管疾病的可能性。此外，本项目将巩固和扩大我们实验团队用来支持本地肥胖，糖尿病和心血管病的基础，转化和临床研究平台。