量子彈殼——新型碳量子點包衣系統引領健康養殖新時代
目前養殖行業畜禽傳染病嚴重威脅了動物和人類健康、食品供給安全和公共衛生安全，獸用制藥企業面對給藥劑量難把控、抑菌效果不足以及現有獸藥載體缺乏靶向性，靶器官藥量少全身毒副作用大三大痛點。現有獸藥劑型主要分為無包衣的原料藥片劑注射劑以及簡單包衣改進的緩釋膠囊劑型等，分别被稱為包衣“0.0”和包衣“1.0”。雖具備靶向性的納米高分子材料獸藥靶向制劑已有制藥企業上市實踐，但靶向包衣制劑為其内部研制且在藥後銷售，而非以包衣外殼本身推廣流通，技術壁壘極其之大而成本高昂。
團隊針對現有藥物包衣系統缺陷，創制具有協同抗菌、靶向給藥、體内檢測功能的載藥碳量子點系統，并改進其一步水熱制備方法，使得微球制備成本下降20%而産率提升100%。靶向解決三大痛點，作為獸藥微球載體本身唯一的供應商開創獸藥包衣“2.0”時代，打破市場中技術壁壘，進軍獸藥包衣系統藍海市場，有效提升微球與靶向功效并降低成本，護航健康養殖。
初心緣起，立鴻鹄之志
2015年的暑假，團隊負責人黃佳頤目睹親戚家小型養殖場出現的突發性禽畜大面積死亡，一夜間養殖經營損失慘重。看到禽畜細菌感染帶來的嚴重後果之後，她對細菌感染問題産生了更多的關注，并深入研究了有關細菌感染的知識。
随着時間的推移，禽畜細菌感染大面積死亡的場景曆曆在目。長久以來，一直關注着禽畜細菌感染問題，她開始大量閱讀浏覽此方面的文章與研究，對于禽畜細菌感染有了更加深入的了解，并逐漸留意到人藥和獸藥之間的差别，她發現包衣技術可以極大地增加藥物的穩定性。但獸藥卻欠缺這方面的技術，靶向藥作用機制較差且價格昂貴。在了解相關資訊之後，團隊負責人黃佳頤立志要為此問題提供解決思路。最終，懷着一顆愛農興農之心，聯考後黃佳頤選擇報考中國農業大學，并就讀動物醫學專業。
力學笃行，履踐緻遠
2021年剛剛入學之後，學校學院提供了衆多的實踐機會，老師也多次講解畜禽細菌感染疾病問題。在不斷的學習研究中，黃佳頤愈發明确和堅定創業的具體方向，随後就找到志同道合的兩位同伴組建團隊，并找到了導師長江學者特聘教授——郝智慧教授。在老師的指導和支援下，從起初的相關文獻閱讀研究到逐漸開始策劃一系列的調研與社會實踐工作，他們深入調研了許多典型養殖企業與個體養殖戶的禽畜養殖情況，親身實踐主動深入産業一線了解實況，擷取了有效資訊。
在實踐調研不斷推進的同時，團隊也在2021年10月聯系到老師并進入實驗室，開始了研究工作。在接下來的幾個月中，團隊齊心協力，攻克難關，最終獨立設計了包衣“2.0”實驗計劃，并開始了實驗的踐行。整個研發期間，量子彈殼技術團隊留校度過了寒暑假，一直持續到2022年7月。在這段時間裡，團隊不斷地解決各種技術難題，最終成功地開發出了一種新型的包衣技術，這種技術能夠提高藥物的穩定性，并有效地抑制細菌感染。在2022年2月至6月期間，團隊還解決了靶向的難題，使研發的新型包衣技術更加精準地針對細菌感染問題。最終，團隊負責人黃佳頤以第一作者的身份，撰寫了一篇核心論文。
腳踏實地，碩果累累
通過這項技術創新的研發曆程可以看出，該創新技術始于對細菌感染問題的關注，以及對包衣技術在獸藥領域的發展有所缺位的認識。在找到志同道合的同伴并得到長江學者的指導和支援後，團隊不畏艱難，執着追求，最終成功地研發出了一項新型包衣技術。
（一）天然成分，安全無毒
團隊首次提出并證明碳量子點協助其他藥物增強抑菌效果，篩選相關原料成分，創制以檸檬酸、聚賴氨酸為主要成分的Fe3+選擇性吸附碳量子點。團隊産品核心原料均為生物原料及其聚合物，對機體無毒害無刺激性且可在機體内自然降解。團隊實驗表明該産品無明顯細胞毒性和溶血活性。聚合物屬于可降解輔料，在體内降解成水和二氧化碳，安全性較高，聯用天然生物聚合物，将藥物包囊在納米級聚合物微球實體内，能有效降低給藥頻率、穩定血藥濃度并降低藥物本身的毒副作用，進而增加藥物的穩定性。藥物在24小時内持續釋放，與現有載體相比具有明顯的緩釋效果，提高藥物使用率。
（二）協同抑菌，增強藥效
團隊首次提出并驗證可協同抑菌的碳量子點。協同抑菌，增強藥效：多個細菌以多糖粘連形成細菌群落，多糖包膜即為細菌生物膜。該膜使得細菌耐藥性極強，導緻病程增長，若使用抗生素過多又增強細菌耐藥性，極容易形成“超抗原”，成為感染防治的極大難題。聚賴氨酸具有穿透生物膜和抑菌的效果，檸檬酸可作為Fe3+吸附載體破壞細菌生物膜的形成過程，發揮兩種材料的優勢可以抑制細菌生物膜和細菌生長。實驗表明碳量子點對耐藥菌、常見病原菌有較好的抑制效果。
（三）技術創新，多項突破
1.降低成本：碳量子點系統的一步水熱法生産方法易于控制、簡單、經濟、節能，有較高的應用前途，但對溫度要求高、工藝時間長、量子産率低。獸藥生産相對人藥生産對于成本的敏感性更高，團隊針對獸藥成本敏感的特點及檸檬酸-聚賴氨酸等成分理化性質，創新碳量子點一步水熱法制備方法，優化最佳變量，采用130℃加熱溫度6h反應時間，涵蓋脫水－聚合－鈍化－碳化四個階段，再經透析和冷凍幹燥獲得特點粒徑大小的碳量子點微球産品。
2.增強靶向：本團隊利用納米材料碳量子點納米材料的高滲透長滞留效應（EPR效應）有效提高病竈血藥濃度，降低全身毒副作用。以肺為例，本團隊産品制備方法能夠獲得顆粒均勻的肺靶向碳量子點微球在1h時肺部分布率達66.5%，10h時達97.8%。
3.穩定緩釋：團隊創新聯用天然生物聚合物，将藥物包囊在納米級聚合物微球實體内，微球在給藥部位緩慢釋放，能有效降低給藥頻率、穩定血藥濃度，降低血藥濃度波動，減少毒副作用。經實驗室檢測可維持病竈血藥濃度最多長達24h。
（四）領域首創，前景光明
依托A+學科科技研發領軍優勢、導師平台十餘年研究基礎，量子“彈殼”技術團隊以創制新配方及優化工藝流程為實作前景，做到了同等普适性及推廣價值，但成本更低，載體協同藥物緩釋性、靶向性與抑菌性優異，适合願意多加一點“小成本”來增加“大效益”具有前瞻眼光的養殖龍頭，輻射帶動周邊小規模大數量養殖場進行獸藥包衣載體革新，首次将納米系統應用于獸用細菌治療。
同舟共濟，紮根實踐
随着技術成果的突破性取得，量子彈殼團隊廣泛吸納人才，形成多學科交叉融合局面，實作了獸醫學、免疫學、統計學等多方面的學科交融，創業團隊同舟共濟，共克時難，逐漸從稚嫩走向初步成熟，也促進了産品技術推廣與試點。自2022年9月至今，依托農科大學品牌優勢與院校資源平台，量子彈殼團隊與下遊多家養殖場開展試點實踐認證，例如山東太古莊養殖場試用，以及部分企業的認可與交流，例如青島中仁、山東信得等。除此之外，量子彈殼深入農村實際，走入農業，走進農村，走近農民，開展實地訪談與局部試點，為多家個體養殖戶解決了實際難題，曾收到過個體養殖戶陳亮的感謝信。
創業感悟
緻知力行踐初心，踵事增華助農基
習近平總書記在給中國農業大學科技小院的同學們回信中強調指出青年人要“厚植愛農情懷，練就興農本領”。量子彈殼創業項目緣始于農，服務于農，創新于農。作為農科學子，要始終牢記興農愛農的責任使命，時刻關注農業發展問題，牢記農業強國目标使命。農業領域的創業道路勢必是艱辛充滿坎坷的，但無疑是偉大而有價值的。在創業路途上，每個人都應該不忘初心，踔厲奮發；每一位旅行者都應該躬身踐行，紮根實際。創業，我們在路上！