年以来的新冠疫情，从方方面面改变了我们的生活，也把一个名词深深印在了人们的脑海里——核酸检测。作为诊断新冠病毒感染的“金标准”，这项技术在疫情之中堪称拯救人类生命的关键技术。就在前不久，一支来自大连理工大学环境学院的学生团队，捧回了第十七届“挑战杯”的特等奖，他们的成果为大幅缩短新冠病毒核酸检测时间，以及实现家用试纸快速检测解决了关键性技术难题。

所有生物除朊病毒外都含有核酸，核酸包括脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），新型冠状病毒是一种仅含有RNA的病毒，病毒中特异性RNA序列是区分该病毒与其它病原体的标志物。核酸检测是基因检测的一种，是针对病毒中的DNA和RNA的检测。临床实验室检测过程中，如果能在患者样本中检测到新型冠状病毒的特异核酸序列，说明该患者可能被新型冠状病毒感染。

基因检测技术的核心是核酸扩增技术，是一种将低丰度核酸扩增放大至可检测水平的手段，反应时间约占整个基因检测时间的2/3。因此，要缩短基因检测时间，关键是要完善核酸扩增技术，提升核酸扩增反应速度。

辽宁日报对项目团队的报道

此次斩获特等奖的“基因快速检测技术的开发及其应用”项目团队，由大连理工大学环境学院宋开鋆、靳瑞刚、高迎峰、崔彤、王语涵五位本硕学生组成，指导老师为学院刘猛教授。该项目针对应用于疾病诊断和病原菌检测等领域的基因检测技术，围绕提高核酸扩增效率这一关键问题，开创性地设计了基于微米线性核酸轨道的恒温核酸扩增方法，缩短了体外核酸扩增和检测时间，有望满足临床和家用快速检测需求。

刘猛教授

早在年，环境学院刘猛老师就开始组织学生团队开展基因快速检测技术研究。也正是在这时，刚刚进入大工的宋开鋆通过学院的“本科生导师制”与刘猛教授结下师生缘。初次见面，刘猛老师就承诺会把他当做研究生进行培养。于是，在开学的第二周，宋开鋆就走进了实验室。

在研究生师姐王立莹的指导下，宋开鋆开始学习实验操作并接受科研任务，并逐渐对核酸物质的制备与结构设计产生浓厚兴趣。鉴于刘猛老师团队在功能核酸筛选与进化研究领域的技术优势，宋开鋆在“基于微米线性核酸轨道的恒温核酸扩增方法”方面进行探索，并在其“实现产物合成组装及表征”这一关键步骤上迎接挑战。

在经过对已有研究的分析后，王立莹与宋开鋆判断，聚合酶体外扩增速度有很大提升空间，但受到DNA模板尺寸、序列、拓扑结构等因素限制而处于较低水平。因此，研究关键在于为聚合酶创造良好运行基础。此后，研究团队受真核细胞内物质运输的“高速公路”——微管结构和功能的启发，开创性地设计了基于微米线性核酸轨道的恒温核酸扩增方法，通过对核酸扩增模板结构和尺寸进行设计，为聚合酶的高效工作提供有利条件。“如果把聚合酶比喻成‘列车’，我们的工作是为它铺设‘高速轨道’，让聚合酶在轨道上飞驰。”谈起项目，宋开鋆将团队比作聚合酶的“修路人”。

经实验验证，该方法扩增速度接近真核细胞内DNA复制速度，大大缩短了核酸扩增和检测时间。团队还对检测技术进一步升级，成功制备了基因快速检测试纸，10分钟内即可检测到目标基因。鉴于研究成果广阔的应用前景和对当前应对新冠肺炎疫情具有的现实意义，大连理工大学积极培育该项目，支持研究团队通过比赛完善项目，最终在国家大赛上斩获佳绩。

如今，宋开鋆已经是一名研一的学生了。学院的“本科生导师制”将他带上了科研道路，也在之后为他所在的团队源源不断地输送着新生力量。年时，他就开始像王立莹师姐当年带自己一样，引导学弟学妹们走上科研路。年9月，宋开鋆作为级硕士研究生代表在学院新生开学典礼上分享了自己本科四年的求学经历。他坦言，正是大工的风采与魅力让他坚定地留在大工、留在环境学院继续深造。

通过这个项目，宋开鋆和队友们深刻地认识到，“四个面向”是科研选题的最重要导向，讲好科研故事就是要说清楚项目的应用价值和现实意义，为未来成果转化落地做准备，论文才能真正写在祖国大地上。这一成果不仅可以应用于当前的新冠肺炎疫情，未来也有潜力在医学临床诊断、居民健康管理以及突发性公共卫生事件应对等多方面创造价值。

“真正的比拼，在比赛开始之前就已开始；真正的探索，在比赛结束之后仍未结束。”如今，宋开鋆正在指导本科生开展大学生创新创业训练计划项目《典型新冠病毒突变株快速检测方法研究》，希望推动理论研究成果尽快实现成果转化，让科研真正服务群众，服务国家疫情防控工作。在“本科生导师制”的推动下，未来还将有更多新鲜血液进入大工的科研队伍，他们将用自身的钻研，为我国科技发展贡献力量。