天天实时：“硬核”芯片里的“柔软”故事

（通讯员：岳琦 曾爱晋）5月29日，第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛湖北省省赛结果出炉，华中科技大学生命科学与技术学院《智多“芯”——基于微流控芯片的抗生素精准用药快检系统》项目斩获特等奖。结果公布时是29日晚11点55分，已经临近子夜。但智多“芯”团队学生负责人庞征说：“看到结果的一瞬间，大家全都激动地睡不着了。”

(资料图片仅供参考)

世界很美好，不想让孩子们听不到声音

庞征作为整个团队里现在最“老”的队员，从三年前就开始接触这一项目。其实早在2018年，还在读高中的庞征就注意到了抗生素滥用问题，他从央视关注儿童用药安全的公益片中看到了5岁的小女孩付浠诺的故事。付浠诺天真可爱，却在年仅2岁发烧时因用药不当从此生活在安静的世界里。公益片结尾的数据显示，全国每年因用药不当而听力受损的儿童超过三万；错误用药造成儿童神经系统、肝肾功能损伤的惨剧更是屡屡上演。这些数据引发了庞征的思索。为什么会频繁发生这样的悲剧？我又能做些什么？就这样，他萌生了为遏制抗生素滥用做出贡献的理想。

2020年秋天，庞征进入华中科技大学生命科学与技术学院生物信息学专业学习。开学伊始，教师班主任陈鹏副教授给同学们介绍其所在课题组关于微流控生物芯片与纳微尺度生物医学技术研究相关进展，让庞征初步感受了微流控的魅力。一次偶然的机会，微流控芯片课题组负责人刘笔锋教授了解到庞征想要找到解决抗生素滥用问题的方案，便邀请他加入课题组开展深入研究。进入刘教授的课题组后，庞征第一次真正接触到了微流控技术，他发现，自己正向遏制抗生素滥用的理想慢慢靠近。抗生素用药检测耗时长、成本高，无法在门诊或是基层医院进行普及，是造成其滥用的重要原因之一。如果能设计出一款方便、快捷、低成本的抗生素用药检测系统，就能一定程度上避免抗生素的滥用。设想产生后，庞征便开始在师兄师姐的带领下开展初步的研究。也是在这一年，智多“芯”团队正式组建了。

三年来，学生团队有更迭变化，为了这个最初的理想，哪怕再忙再累，他都咬牙坚持。在今年的“挑战杯”大赛中，一群志同道合的小伙伴加入了这个队伍。张云浩、苗泽宇、曾爱晋、刘景轩、汪洁清……他们来自生命学院不同专业，怀揣投身研发的热情和信念，利用各自学科优势，就这一问题分工合作，不断探索。

从青涩走向成熟，他们目光坚毅

虽然现在的智多“芯”团队成员已经可以算得上理论扎实、技术娴熟，但最初的他们，曾在各个环节感到茫然无措。智多“芯”团队全部由本科生组成，有相当一部分成员是来自大一大二的低年级同学。他们理论知识相对薄弱，实验室经历也不够充足，在刚接触项目时自然困难重重。

2017年，中国科技部将微流控芯片定义为“颠覆性技术”，并大力鼓励微流控芯片的研发进程。对于这样的新兴技术，队员们都没什么基础，几乎都是从零开始学习。他们发现，微流控芯片流道设计千变万化，“虽然新奇，却又无从下手。”怎么使用软件设计结构、确定参数、如何使用仪器进行测试和加工，都是困扰他们的大难题。同学们一边查找文献资料自主学习，一边积极向实验室的研究生师兄师姐和老师们请教。团队成员张云浩回忆，在科研中，团队成员需要用AutoCAD软件设计芯片结构。刚开始时，大家操作都不熟练，绘制一个图要花一整天甚至更长，严重影响了科研进度。在请教了老师和实验室的学长之后，同学们利用课余时间勤加练习，操作愈发熟练高效。现在，他们已经可以在2-3个小时内绘制出一张芯片平面结构图了。

为了解科研前沿动向，智多“芯”团队苦读文献，进一步打牢理论基础。为了探索抗生素的用药现状，他们在各种数据库寻找相关使用数据。为了摸清基层医院的用药检测实际，他们实地走访了多家医院，到检验科跟医生面对面地沟通。最终，他们发现，传统药敏检测需要手动配置，步骤繁琐，试剂消耗大，耗时长。而国内的一些大型医院会配备机械臂辅助加样的自动化检测仪器，但体积大、成本高，并不利于在资源匮乏地区或者基层门诊普及。

对这一领域理论和实际的“知根知底”有效帮助了他们找到项目打磨的方向，但将创新想法付诸实践仍然是一项考验——有关芯片的每一个部件都需要大家花费气力做好、完善。在打磨传感装置期间，团队成员就曾不断往返学校公开平台、工程设计中心去做测试、打印仪器零部件，接着去到电机基地的电机中心进行最终测试，又把各个零部件拼装在一起，才最终得到实物，耗时整整9个月。

一直向前走，但不会忘记为何而出发

三年来，智多“芯”团队从来没有停止过前进。从最开始的自制手摇小风扇到检测仪器的不断迭代升级，从最开始的校级大创项目到国家级大创项目，这群年轻人从零开始，现已经能够实现短时间全自动完成菌液分配、孵育、检测和报告等完整流程。微流控芯片相比传统方法操作简便、耗时短、用量少；相比大型设备成本更低、体积更小，更加符合基层医院和门诊的需求。目前，已经有十数家医院向智多“芯”团队表示对他们的芯片很感兴趣。团队成员苗泽宇也充满信心地说：“有一天，我们的芯片一定会出现在医院里，真正地被使用。”

“硬核”芯片藏着青年人内心柔软的故事，少年时的理想变成指日可待的现实。智多“芯”团队的背后，是华中科技大学生命科学与技术学院的丰厚双创育人土壤。生命学院长期高度重视学生创新创业能力的培养，深化了理工农医学科交叉的背景，为学生提供了创新创业的实践机会和条件。

未来，华中大生命学院将继续依托一系列赛事平台进一步浇筑“明德、厚学，求是、创新”的坚实基础，以赛促教、以赛促学、以赛促练、以赛促创，打造科创育人的强劲引擎，激活科技强国的时代伟力，让科创报国的种子在每一位生命学子的心中发芽。