功夫菊酯和吡唑醚菌酯纳米载药系统构建与表征

发布时间：2020-05-13 16:54

【摘要】：农药作为重要的农用化学品,在防治农作物病虫害、保护农业生产等方面发挥了重要作用。但是,目前大量使用的农药剂型对作物、害虫靶标利用率低,易引发环境污染。其中,大多数农药为难溶性化合物,低溶解度和分散性差成为制约剂型发展的关键因素。同时,低熔点原药在制备过程易软化,热贮过程易发生奥式熟化,增加了剂型制备难度。当前利用纳米材料和技术发展纳米农药新剂型,对于提高难溶性农药水溶性和分散性,增加作物靶标的沉积率,提高低熔点农药的稳定性,发挥活性成分的生物活性和降低残留污染具有重要意义。本论文以两种低熔点、难溶性农药为研究对象,通过纳米粒度化制备方法,开展了水基化纳米农药新剂型的研发,克服了难溶性农药的水基化分散问题,杜绝了有害溶剂与助剂使用,促进药效成分的吸收与利用。探究了农药纳米化对改善药物分散性能、润湿性能和稳定性能的作用机理,阐明农药纳米载药体系在杀虫和杀菌活性的增效机理,为低熔点、难溶性农药的水基化分散提供新的思路和方法,为发展高效、环保的纳米农药新剂型提供理论依据。1.通过熔融-剪切乳化法制备了功夫菊酯纳米悬浮剂。通过优化工艺配方,得到粒径大小均一、表面光滑的圆球形的纳米颗粒,平均粒径为12 nm,PDI为0.279。相比传统悬浮剂,纳米悬浮剂兑水分散后呈现出较好的润湿、滞留和沉积性能。热贮和冷藏后粒径分别增加至39 nm和24 nm,纳米粒子基本不发生聚集,粒径变化小,粒径分布均一,不同贮存条件下的分解率在5%标准以下,呈现出良好的物理化学稳定性。以萝卜蚜为试验对象,经毒力回归分析,纳米悬浮剂的毒力效应是悬浮剂型的2至3倍。2.通过自乳化-载体固化法制备了功夫菊酯纳米水分散粒剂。通过六因素五水平L_(25)(5~6)空列正交试验设计优化工艺配方,纳米粒子平均粒径为18 nm,PDI为0.200,呈大小均一、表面光滑的圆球形。兑水分散后展现出良好的润湿性能。热贮和冷藏后粒径变化小,且分布均匀,不同贮存条件下样品晶体结构与初始样品的衍射结构一致,且分解率在1%以下,表现出良好的物理化学稳定性。以桃蚜和棉蚜为试验对象,经毒力回归分析,纳米水分散粒剂对桃蚜和棉蚜的毒力效应分别是水分散粒剂的1.2倍和2倍。3.通过自乳化-载体固化法制备了吡唑醚菌酯纳米水分散粒剂。通过四因素三水平L_9(3~4)空列正交试验设计优化工艺配方,纳米粒子的平均粒径为15 nm,PDI为0.225,Zeta电位为-29.3 mV。兑水分散后呈现良好的分散和润湿性能。热贮和冷藏后粒径分别增加至38 nm和36 nm,纳米粒子不发生聚集,分散均匀,不同贮存条件下的分解率在1%以下,呈现出良好的物理化学稳定性。纳米水分散粒剂处理组的EC_(50)为0.743μg/mL,毒力回归分析表明纳米制剂实验组的毒力效应是水分散粒剂处理组的4.5倍。在1~20 ug/mL的浓度范围内,随药物浓度的增加,菌体内产生更多的活性氧。纳米制剂处理组比对照组具有更强的活性氧水平,菌体发生更为严重的氧化损伤。随着孵育时间延长,纳米水分散粒剂处理组菌体内氧化系统和抗氧化系统失衡,菌体内氧化程度超过了其抗氧化能力,菌体内超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性水平更低,菌体组织氧化损伤更为严重。综上,吡唑醚菌酯对菌体内抗氧化酶活性水平的影响与菌体内活性氧浓度相一致,纳米水分散粒剂对尖孢镰刀菌具有更强的抑菌作用。
【图文】：

结构式,液体剂型

的高分子成膜材料，将分散的药物活性成分包覆形成微小壁材，被包覆物叫芯材，粒径控制在 100 nm 左右，弥补了改善药效稳定性，延长持效期（Clemente 等，2014）。米分散体是一种或多种农药活性成分以纳米尺度的微粒、载体中形成的高度分散的固体分散体系（王春鑫等，2017剂的一种，能够克服了传统液体剂型运输、储存、稳定性差的粘附、沉积和渗透作用，相对于水分散粒剂和可湿性粉剂能保持较高的润湿性能和分散性能（陈桂兰等，2002；杨东及其剂型研究进展理化性质Lambda-cyhalothrin），又名三氟氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯类杀虫剂，化学名称：3-(2-氯-3,3,3-三氟丙烯基)-2,2-二甲酯（徐惠云，2011），结构式如下：

醚菌酯,吡唑,结构式

图 1-2 吡唑醚菌酯的结构式Fig. 1-2 Structure formula of pyraclostrobin至浅米色无味结晶体，熔点 63.7~65.2℃，蒸气压约 2.6×10- 1.9 mg/L（20℃），在乙腈，甲苯，二氯甲烷，丙酮，乙酸20℃）。纯品在水溶液中光解半衰期为 0.06 d（1.44 h），以上（刘长令，2005）。对兔的眼睛、皮肤无刺激性，对鸟、蜜蜂、蚯蚓低毒，是一杀菌剂，杀菌广谱，主要通过抑制线粒体呼吸作用，在细胞 b 转移至细胞色素 c1，通过阻断能量（ATP）的产生起到杀易被农作物快速吸收，渗透传输到叶片背部，对作物叶片正于防治小麦、水稻、蔬菜、经济作物和观赏植物，能够防治害（Anke 等，1977；Barlett 等，，2002）。酯剂型研究进展属于高效、光谱、中等毒性新型杀菌剂，在农药市场一直处于
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ460.1;TB383.1

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