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我校“粮安前哨”团队斩获“挑战杯”特等奖 攻克粮食微生物源污染物快检难题

在东北玉米主产区的收粮现场,质检员用棉签在玉米粒上轻轻一抹,在溶液中浸润后取一滴样本滴进名片大小的芯片试剂盒,40分钟后,云端平台便弹出检测结果。不需要专业实验室,也不必等上7至10天,做出这套“田间地头级”快检方案的,是我校一支名为“粮安前哨”的学生团队。不久前,在第十五届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛东北振兴产业升级专项赛中,他们凭借项目《“粮安前哨”——粮食微生物源污染物快检技术革新者》获得全国特等奖。

从黑土地上的调研起步,到研发、测试、落地各环节逐步贯通,指导老师们带着同学们反复实验,让低成本、快响应的微生物源污染物检测技术,从实验室一步步走到了产业前线。

黑土问诊,“前哨”初立

依托学校粮食相关学科优势,以及粮食质量安全前沿研究领域的国家级科研平台,团队把调研方向锁定在东北黑土地玉米主产区。东北三省是我国第一大玉米产区,2025年玉米产量占区域粮食总产量的60%以上。一粒玉米从田间到粮库、再到加工车间,任何一个环节的质量波动,都可能被放大成整条产业链的风险。

真正的难题,是队员们在一次次走访中“看”出来的。他们走进收储点、加工车间,和一线检验人员、粮库管理人员面对面聊,很快摸清了症结所在:镰刀菌污染直接影响粮食安全和产业收益,而且真正的麻烦不是传统认知里的单一毒素,而是新型镰刀菌会产生多种真菌毒素,几种毒素同时存在、叠加危害。再加上传统检测要花7到10天,单次成本也不低,基层很难做到高频次、低门槛的筛查。

一边是国家对粮食质量安全越来越严格的监管要求,一边是基层检测力量薄弱、快检设备供给不足的现实矛盾。两头挤压之下,一线从业者对低成本、高效率、操作简便的真菌毒素检测技术的需求,显得格外迫切。这些需求被队员们一一记下,也成了团队此后做技术取舍时反复掂量的几条标准:要快,最好在收购现场就能出结果;要省,让中小粮企和基层粮库的检测成本降低;要简单,让不熟悉专业仪器的检验员也能上手。

“前哨”二字,正是从那时起被反复提起的。在队员们看来,粮食质量安全的防线,不该只设在实验室里、只守事后抽检的关口,更该设在收粮的第一现场、风险发生的最前端——在粮食入库之前就把风险拦住,而不是等它流进加工线、端上餐桌才被发现。回到学校,这个念头成了“粮安前哨”项目最初的图纸,也成了团队启程的初心。

芯片破局,快检提速

“在立项之初,粮食微生物源污染物快速检测还只是我们的理论设想;进入实质性研究阶段后,该方向的诸多难点才逐一显现。”团队负责人朱嘉怡说。

自此,队员们围绕微流控芯片展开研究,漫长的技术攻关就此开始。这条路远比预想中更加艰难。查阅文献、打磨配方,一次次搭建、推翻、重构检测方案;冻干预埋试剂配比调试以及多通道光学检测系统的反复校准,试验失败是常有的事。

“前行路上,我们不止一次心生退意。可一想到粮仓之中那些刻不容缓的安全考验,便不愿轻言放下。”团队成员许智媛说。正是这份坚持与对粮食安全的关切,支撑着队员们走过一次次挫折。在不断试错和漫长摸索复盘中,团队逐渐确定了前行的方向:突破传统检测方案的局限,放弃昂贵的高端芯片路线,选择用工程塑料基材自研MX自重力驱动微流控芯片,反复修改数版方案,成功突破核心技术难题。如今这套“试剂+仪器+平台”一体化方案,将检测周期缩短至40分钟内、单次检测价格降至20元内,不仅能够精准分辨传统手段难以区分的镰刀菌细分菌种,还能检测出多种真菌毒素,实现“菌毒同检”的功能,解决行业内的棘手问题。

项目团队指导老师、陆颖健教授表示:“项目核心突破让检测场景从‘实验室级’走向‘田间地头级’,推动前置防控。”这套硬件和试剂的革新,契合保障国家粮食安全、助力东北振兴的现实需要,让高频次、低门槛的即时筛查真正落地。

技术跑通,只是最初的起步。想要真正发挥价值,让成果不只停留在实验报告与论文中,商业化落地、贴合行业使用习惯,是摆在团队面前的新难题。

团队设计了一套闭环商业模式:上游对接工厂,采用OEM轻资产模式生产硬件;中游搭建云端数据中枢;下游面向粮库、粮油加工企业、第三方检测机构推广,走“硬件引流—耗材盈利—数据变现”的可持续路线。

接下来的日子,队员们带着样机踏上走访之路。他们奔赴各地粮储单位,上门开展样机试用,邀请一线检验人员上手操作,认真记录大家提出的每一条意见,将每一条反馈带回实验室,用来优化设备与配套流程。团队同步开放基础版云平台,供行业人员免费使用;针对有深度数据分析、长期溯源需求的企业,推出定制化付费数据服务,逐步摸索稳定、可持续的运营路径。从调试芯片,到对接代工厂、跑客户、收集试用反馈,队员们这一路走来,才真切体会到,一项技术想要落地,研发只是基础,理解行业、服务使用者,同样至关重要。

所有研发、调试与落地筹备完成后,团队进入国赛准备阶段。队员们整合调研故事、技术逻辑与落地案例,反复打磨答辩材料,模拟评委可能提出的问题。队员吴昱镟说,整个备赛期间最深刻的画面定格在答辩场外。当时,队友们一人逐字推敲答辩稿、一人梳理预判问题,全心打磨答辩内容;而她在一旁将现场所需的仪器、证件、物料全部清点妥当。答辩开始前,她帮队友仔细贴好号码牌,目送大家转身走进赛场。那一刻,她忽然读懂了这一路走来的重量,所有的辛苦在此刻都有了落脚点。实验室与粮库一线积累的经验,最终汇集于答辩台。获奖消息传来,大家热泪盈眶,数月的坚持终于获得认可。

沃土育人,青春回声

奖杯背后,离不开学校这片“沃土”。学校长期深耕粮食经济与食品安全领域,国家级科研平台为项目托底,指导老师一路“陪跑”:从调研设计、报告打磨,到答辩话术修改,逐条给出建议;校领导也持续关注进展,帮忙协调资源、搭建展示交流平台。正是活跃的科创氛围和老师们的细致指导,这支队伍才一步步走到国赛舞台。

回望并肩备赛的日子,团队成员顾佳艳、葛沁萌和施梦娇谈起各自的收获,言语间满是感慨。顾佳艳在跨专业协作中体会到,大家各有所长,却朝着同一个目标并肩前行,在繁杂任务中慢慢学会了稳住节奏、沉下心来;葛沁萌说,别让想法一直停留在空想里,很多难题只有动手去做才有答案,要敢于试错、不怕走弯路;施梦娇则期待更多同学愿意迈出第一步,让想法落地生根,在挑战中收获成长。她们也祝愿想参加科创竞赛的学弟学妹们,找到合拍的队友,把最初的设想一点点变成现实。

对几人而言,这场比赛的收获远不止一座奖杯。在协作、试错的过程里,他们慢慢摸清了如何把课堂上学到的知识用来解决现实问题,也学会了并肩合作、坚持到底,在一次次反复试错中寻找新的解法。这些朴实的感悟,是他们熬过那些备赛夜晚之后最真切的收获。

“对于我们而言,特等奖既是对过去这段日夜攻坚的肯定,也是对未来一种无声的期许。”团队成员王君怡说。团队希望把这套快检技术推向更多产粮区,让基层粮库和中小型粮食企业都用得起、用得好。未来,团队将持续优化设备、拓展检测品类,用小小的微流控芯片当好粮食安全的“前哨哨兵”,用青年力量守护大国粮安,用青年行动助力粮食产业提质增效,让青年创新真正扎根在产业需要和人民需要的地方。