手机暗箱读花生黄曲霉毒素试纸：只做半定量筛查

1 · 创新命题

中 面向花生主产区小农户/收购点，用华强北可得 LED、3D 打印暗箱和手机读取具名商用黄曲霉毒素免疫层析试纸，以批内标准曲线输出“低于/接近/高于筛查阈值”的半定量结果；相对肉眼判线，它减少光照和机型差异，但阳性必须送实验室确认。 EN A phone dark-box reader for named commercial aflatoxin lateral-flow strips at peanut collection points, using an in-run calibration curve to report below/near/above a screening threshold while requiring laboratory confirmation for positives.

2 · 背景与空白

花生/玉米黄曲霉毒素检测已有 ELISA、HPLC/LC-MS 与大量试纸产品；Neogen Reveal Q+、Romer AgraStrip 等已有配套读数器，国内试纸品牌与批准状态需核实。因此“手机拍试纸”本身不新。空白在：针对一个国产试纸批次、一个花生提取流程，量化低价暗箱能否跨手机复现半定量分档，并诚实给出批次/基质边界。中国优势来自花生产区、国产试剂与快速光学打样供应链。最容易犯的致命错误：用自配黄曲霉毒素标准液而无合规实验室；毒素标准品须由有资质机构处理，学生优先购买带已知加标的质控样。

3 · 可检验假设

H1 在授权实验室提供的 ≥ 4 档已知浓度质控花生样中，暗箱读数分档相对商用读数器/实验室结果的召回率 ≥ 0.90、精确率 ≥ 0.85，跨 3 款手机的分档一致率 κ ≥ 0.8。 H2（成本/流程）暗箱使肉眼判读的批间/观察者分歧降低 ≥ 50%，单次额外读数时间 ≤ 2 分钟；不声称达到法定定量检测资格。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建暗箱管线复现试纸厂商公开标准曲线或 ≥ 20 条由商用读数器给出的已知质控条带，归一化信号偏差 ≤ 10%。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 4 浓度档、每档 ≥ 10 条、≥ 2 试纸批次、3 款手机；批次整组留出测试。
3. 阈值附近为重点且类别不平衡，报 PR-AUC、召回率、精确率，不报 accuracy；阴性/阳性定义以现行标准核实。
4. 样品空间/批次划分防泄漏，同一均质样的重复条不能跨训练测试。
5. 全部毒素样品由有资质实验室提供/处置，学生不称量毒素标准品；阳性只作筛查。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
试纸	Neogen Reveal Q+、Romer AgraStrip 或具名国产产品；选一款，国内合法采购/量程需核实
质控	有资质食品实验室的阴性基质、加标质控样与 HPLC/LC-MS 结果
暗箱	高显色 LED、恒流驱动、扩散片、3D 打印壳、色卡；BOM 价格需核实
读图	OpenCV；内置图像处理，条带定位、批次归一化需自建
对照基准	商用配套读数器、实验室 HPLC/LC-MS——仅用于校验与对比，不计入项目数据贡献

能力边界：侧向层析受提取效率、基质、温湿度和批次影响；手机暗箱不能把试纸升级成法定定量方法。实验室合作与样品运输合规均需核实。 团队必须在开题时向试纸厂商核实是否需要专用提取液、读数时间窗和温度补偿；任何未公开参数都标为需核实。田间/收购点访谈只验证取样、等待和送检流程，不允许让农户依据学生原型处置真实批次。 每次判读都保留原始图像、曝光参数和试纸批号，便于第三方复算。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：锁定有资质实验室、单一试纸与安全处置协议。
2. 第 3 周：做暗箱与厂商/读数器方法学校验。
3. 第 4–5 周：LED、曝光、色卡稳定性扫描，冻结成像协议。
4. 第 6–8 周：四浓度、三手机、双批次盲测；批次整组留出。
5. 第 9 周：多人肉眼基线与暗箱对照。
6. 第 10–12 周：成本、时间和阈值敏感性；复测第二批次。
7. 第 13–14 周：只用无毒演示条做线下展示，说明阳性送检路径。

7 · 新颖性边界

不声称发明黄曲霉毒素试纸、达到 HPLC 精度或替代监管检测。已有工作：Neogen Reveal Q+、Romer AgraStrip 已有试纸/读数器，大量论文用手机读取侧向层析。本项目贡献仅是中国花生收购场景中“一款国产/在售试纸 + 跨手机暗箱 + 批次留出 + 阈值附近误差”的可行性边界。护城河为价格坍塌（A）与本地批次/基质校准数据；若商用读数器已同价，商业前提即不成立。

8 · go/no-go

第 4 周末：须获得 ≥ 20 条合规质控条和实验室参考值；不足则具名降级为**“无毒彩色线卡的暗箱计量方法 HC13-Optics”**，只验证跨手机光学，不声称食品检测。第 8 周末：若跨手机 κ < 0.7，则固定为一款具名手机/摄像模组盒式读数器，保留半定量分档框架；若批次留出召回 < 0.8，则只报告批内校准边界。