量子弹壳——新型碳量子点包衣系统引领健康养殖新时代
当前养殖行业畜禽传染病严重威胁了动物和人类健康、食品供给安全和公共卫生安全，兽用制药企业面对给药剂量难把控、抑菌效果不足以及现有兽药载体缺乏靶向性，靶器官药量少全身毒副作用大三大痛点。现有兽药剂型主要分为无包衣的原料药片剂注射剂以及简单包衣改进的缓释胶囊剂型等，分别被称为包衣“0.0”和包衣“1.0”。虽具备靶向性的纳米高分子材料兽药靶向制剂已有制药企业上市实践，但靶向包衣制剂为其内部研制且在药后销售，而非以包衣外壳本身推广流通，技术壁垒极其之大而成本高昂。
团队针对现有药物包衣系统缺陷，创制具有协同抗菌、靶向给药、体内检测功能的载药碳量子点系统，并改进其一步水热制备方法，使得微球制备成本下降20%而产率提升100%。靶向解决三大痛点，作为兽药微球载体本身唯一的供应商开创兽药包衣“2.0”时代，打破市场中技术壁垒，进军兽药包衣系统蓝海市场，有效提升微球与靶向功效并降低成本，护航健康养殖。
初心缘起，立鸿鹄之志
2015年的暑假，团队负责人黄佳颐目睹亲戚家小型养殖场出现的突发性禽畜大面积死亡，一夜间养殖经营损失惨重。看到禽畜细菌感染带来的严重后果之后，她对细菌感染问题产生了更多的关注，并深入研究了有关细菌感染的知识。
随着时间的推移，禽畜细菌感染大面积死亡的场景历历在目。长久以来，一直关注着禽畜细菌感染问题，她开始大量阅读浏览此方面的文章与研究，对于禽畜细菌感染有了更加深入的了解，并逐渐留意到人药和兽药之间的差别，她发现包衣技术可以极大地增加药物的稳定性。但兽药却欠缺这方面的技术，靶向药作用机制较差且价格昂贵。在了解相关信息之后，团队负责人黄佳颐立志要为此问题提供解决思路。最终，怀着一颗爱农兴农之心，高考后黄佳颐选择报考中国农业大学，并就读动物医学专业。
力学笃行，履践致远
2021年刚刚入学之后，学校学院提供了众多的实践机会，老师也多次讲解畜禽细菌感染疾病问题。在不断的学习研究中，黄佳颐愈发明确和坚定创业的具体方向，随后就找到志同道合的两位同伴组建团队，并找到了导师长江学者特聘教授——郝智慧教授。在老师的指导和支持下，从起初的相关文献阅读研究到逐步开始策划一系列的调研与社会实践工作，他们深入调研了许多典型养殖企业与个体养殖户的禽畜养殖情况，亲身实践主动深入产业一线了解实况，获取了有效信息。
在实践调研不断推进的同时，团队也在2021年10月联系到老师并进入实验室，开始了研究工作。在接下来的几个月中，团队齐心协力，攻克难关，最终独立设计了包衣“2.0”实验计划，并开始了实验的践行。整个研发期间，量子弹壳技术团队留校度过了寒暑假，一直持续到2022年7月。在这段时间里，团队不断地解决各种技术难题，最终成功地开发出了一种新型的包衣技术，这种技术能够提高药物的稳定性，并有效地抑制细菌感染。在2022年2月至6月期间，团队还解决了靶向的难题，使研发的新型包衣技术更加精准地针对细菌感染问题。最终，团队负责人黄佳颐以第一作者的身份，撰写了一篇核心论文。
脚踏实地，硕果累累
通过这项技术创新的研发历程可以看出，该创新技术始于对细菌感染问题的关注，以及对包衣技术在兽药领域的发展有所缺位的认识。在找到志同道合的同伴并得到长江学者的指导和支持后，团队不畏艰难，执着追求，最终成功地研发出了一项新型包衣技术。
（一）天然成分，安全无毒
团队首次提出并证实碳量子点协助其他药物增强抑菌效果，筛选相关原料成分，创制以柠檬酸、聚赖氨酸为主要成分的Fe3+选择性吸附碳量子点。团队产品核心原料均为生物原料及其聚合物，对机体无毒害无刺激性且可在机体内自然降解。团队实验表明该产品无明显细胞毒性和溶血活性。聚合物属于可降解辅料，在体内降解成水和二氧化碳，安全性较高，联用天然生物聚合物，将药物包囊在纳米级聚合物微球实体内，能有效降低给药频率、稳定血药浓度并降低药物本身的毒副作用，从而增加药物的稳定性。药物在24小时内持续释放，与现有载体相比具有明显的缓释效果，提高药物利用率。
（二）协同抑菌，增强药效
团队首次提出并验证可协同抑菌的碳量子点。协同抑菌，增强药效：多个细菌以多糖粘连形成细菌群落，多糖包膜即为细菌生物膜。该膜使得细菌耐药性极强，导致病程增长，若使用抗生素过多又增强细菌耐药性，极容易形成“超抗原”，成为感染防治的极大难题。聚赖氨酸具有穿透生物膜和抑菌的效果，柠檬酸可作为Fe3+吸附载体破坏细菌生物膜的形成过程，发挥两种材料的优势可以抑制细菌生物膜和细菌生长。实验表明碳量子点对耐药菌、常见病原菌有较好的抑制效果。
（三）技术创新，多项突破
1.降低成本：碳量子点系统的一步水热法生产方法易于控制、简单、经济、节能，有较高的应用前途，但对温度要求高、工艺时间长、量子产率低。兽药生产相对人药生产对于成本的敏感性更高，团队针对兽药成本敏感的特点及柠檬酸-聚赖氨酸等成分理化性质，创新碳量子点一步水热法制备方法，优化最佳变量，采用130℃加热温度6h反应时间，涵盖脱水－聚合－钝化－碳化四个阶段，再经透析和冷冻干燥获得特点粒径大小的碳量子点微球产品。
2.增强靶向：本团队利用纳米材料碳量子点纳米材料的高渗透长滞留效应（EPR效应）有效提高病灶血药浓度，降低全身毒副作用。以肺为例，本团队产品制备方法能够获得颗粒均匀的肺靶向碳量子点微球在1h时肺部分布率达66.5%，10h时达97.8%。
3.稳定缓释：团队创新联用天然生物聚合物，将药物包囊在纳米级聚合物微球实体内，微球在给药部位缓慢释放，能有效降低给药频率、稳定血药浓度，降低血药浓度波动，减少毒副作用。经实验室检测可维持病灶血药浓度最多长达24h。
（四）领域首创，前景光明
依托A+学科科技研发领军优势、导师平台十余年研究基础，量子“弹壳”技术团队以创制新配方及优化工艺流程为实现前景，做到了同等普适性及推广价值，但成本更低，载体协同药物缓释性、靶向性与抑菌性优异，适合愿意多加一点“小成本”来增加“大效益”具有前瞻眼光的养殖龙头，辐射带动周边小规模大数量养殖场进行兽药包衣载体革新，首次将纳米系统应用于兽用细菌治疗。
同舟共济，扎根实践
随着技术成果的突破性取得，量子弹壳团队广泛吸纳人才，形成多学科交叉融合局面，实现了兽医学、免疫学、统计学等多方面的学科交融，创业团队同舟共济，共克时难，逐步从稚嫩走向初步成熟，也促进了产品技术推广与试点。自2022年9月至今，依托农科大学品牌优势与院校资源平台，量子弹壳团队与下游多家养殖场开展试点实践认证，例如山东太古庄养殖场试用，以及部分企业的认可与交流，例如青岛中仁、山东信得等。除此之外，量子弹壳深入农村实际，走入农业，走进农村，走近农民，开展实地访谈与局部试点，为多家个体养殖户解决了实际难题，曾收到过个体养殖户陈亮的感谢信。
创业感悟
致知力行践初心，踵事增华助农基
习近平总书记在给中国农业大学科技小院的同学们回信中强调指出青年人要“厚植爱农情怀，练就兴农本领”。量子弹壳创业项目缘始于农，服务于农，创新于农。作为农科学子，要始终牢记兴农爱农的责任使命，时刻关注农业发展问题，牢记农业强国目标使命。农业领域的创业道路势必是艰辛充满坎坷的，但无疑是伟大而有价值的。在创业路途上，每个人都应该不忘初心，踔厉奋发；每一位旅行者都应该躬身践行，扎根实际。创业，我们在路上！