在日前举行的2022年第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛上，大连理工大学环境学院本硕学生团队历时两年完成的“基因快速检测技术的开发及其应用”项目获得特等奖。该研究开创性地设计了基于线性核酸轨道的恒温高速核酸扩增方法，是传统同类扩增方法速度的5倍左右，为大幅缩短新冠病毒核酸检测时间和实现家用试纸快速检测解决了关键性技术难题。
基因检测广泛用于疾病诊断和病原菌检测等领域，是当前诊断新冠病毒感染的“金标准”。基因检测技术的核心是核酸扩增技术，它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。2017年，大连理工大学教授刘猛开始组织环境学院的本硕学生团队开展基因快速检测技术研究，抓住关键科学问题，修筑核酸扩增“高速轨道”。
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，研究团队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。团队成员、时为本科生的宋开鋆用了一个形象的比喻：“如果把聚合酶当作‘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’。团队就是聚合酶的‘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。接着，团队又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。
据悉，鉴于该项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，大连理工大学积极推动该研究尽快实现成果转化，让科研真正服务群众、服务疫情防控工作。（刘玉）