溴氰虫酰胺纳米缓释剂和吡唑醚菌酯纳米缓释剂的制备及生物活性研究

发布时间：2020-05-12 07:08

【摘要】：农药可以快速和有效地防治植物病虫草害,在保证世界粮食产量中起着不可取代的重要作用。纳米农药缓释剂不仅可以防止有效成分作用于靶标前的流失,而且可以减少暴露于环境中的农药量,从而降低农药对环境及人类的威胁。介孔二氧化硅纳米粒子具有尺寸可调节、孔道有序、比表面积大和生物相容性等特点,是生物医药领域应用较为广泛的材料,同时也是纳米农药缓释剂研究的热点载体材料。本论文基于中空介孔二氧化硅纳米粒子,针对常用农药剂型存在的弊端,开展多功能纳米农药缓释剂的研究。主要研究结果如下:1.以具有均一粒径(400 nm)的聚苯乙烯纳米球为模板,以正硅酸乙酯为硅源,制备了具有中空结构的介孔二氧化硅纳米粒子(HMS)。HMS经过3-氨丙基三乙氧基硅烷和2-溴异丁酰溴表面改性后,利用原子转移自由基聚合反应,在HMS表面接枝高分子材料聚双丙酮丙烯酰胺,得到内层为介孔二氧化硅、外层为聚双丙酮丙烯酰胺的粘附性有机-无机复合材料(HMS-PDAAM)。溴氰虫酰胺(cyantraniliprole,CNAP)作为模式药物负载到该材料中,制得粘附性溴氰虫酰胺纳米缓释剂(CNAP-HMS-PDAAM)。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热重和差热分析(TGA-DTA)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)等对该缓释剂进行表征,结果表明:HMS-PDAAM纳米粒子已成功制备,其具有粒径均一性和较好的分散性,对溴氰虫酰胺负载率达50%。缓释动力学实验表明:该缓释剂相较于单纯的HMS负载的溴氰虫酰胺缓释剂(CNAP-HMS)有更好的缓释性能,缓释期超过25天。稳定性实验表明:相较于原药,该缓释剂在紫外光和高温下更稳定,具有较强的抗紫外和高温分解性能。叶面粘附性实验表明:HMS-PDAAM纳米粒子在水稻叶面上具有较强的耐雨水冲刷能力。稻纵卷叶螟防效试验结果表明:相同剂量下,药后3 d、7 d和14 d,粘附性溴氰虫酰胺纳米缓释剂对稻纵卷叶螟的防效分别为41.2%、53.8%和59.1%,与10%溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂(防效分别为37.1%、58.3%和64.2%)相当;药后28 d,粘附性溴氰虫酰胺纳米缓释剂对稻纵卷叶螟的防效为64.8%,显著优于10%溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂(防效为21.3%)。二化螟防效试验结果表明:药后21 d,在相同剂量下,粘附性溴氰虫酰胺纳米缓释剂对二化螟的防效为53.0%,显著优于10%溴氰虫酰胺可分散油悬浮剂(防效为14.8%),具有较长的持效期。2.通过一步合成的方法,以正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷为硅源,以具有均一粒径(130 nm)的聚苯乙烯纳米球为硬模板,制备了氨功能化的中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMS-NH_2)。HMS-NH_2经过丁二酸酐改性后,得到羧基官能化的中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMS-COOH)。通过浸渍法将吡唑醚菌酯(pyraclostrobin,PYR)负载到HMS-COOH中,通过酯化反应将羟丙基纤维素(HPC)连接到HMS-COOH表面,HPC用来封堵介孔孔道,最终得到纳米缓释剂PYR-HMS-HPC。通过SEM、TEM、TGA-DTA、FT-IR和BET等对该缓释剂进行表征,结果表明:PYR-HMS-HPC纳米复合物已成功合成,形貌为规则的球形,分散良好,粒径约一(140nm),且对吡唑醚菌酯的负载率为13.3%。此外,PYR-HMS-HPC具有酸和酶双响应释放性能,能有效地防止吡唑醚菌酯的光解,并可显著地降低吡唑醚菌酯的遗传毒性。生物活性结果表明:PYR-HMS-HPC在药后7 d对稻瘟病菌的EC_(50)为0.0032mg/L,均显著低于吡唑醚菌酯原药(EC_(50)为0.0047 mg/L)和吡唑醚菌酯微囊悬浮剂(EC_(50)为0.023 mg/L),对稻瘟病菌菌丝生长具有更好的抑制作用。
【图文】：

酰胺化,结构式,缓释剂,雨水冲刷

米缓释剂和吡唑醚菌酯纳米缓释剂的制备纳米农药缓释剂的制备，，漂移和雨水冲刷是导致农药此，为解决由于农药流失造成的耐雨水冲刷的农药新剂型尤为重iliprole,CNAP）是杜邦公司继氯内吸性杀虫剂，作用靶标为鱼尼效果，其化学结构式如图 2-1（光下尤其是紫外光下降解速率过才能控制虫害（Sharma et al 20

示意图,粘附性,纳米,功能化

图2-2粘附性纳米农药缓释剂制备过程示意图Fig 2-2 Schematic diagram of the possible formation mechanism for encapsulation of CNAPinHMS-PDAAM2.2.1.1傅里叶变换红外光谱分析通过傅里叶变换红外光谱鉴定样品的化学组成，HMS，氨基功能化 HMS，引发基团功能化 HMS 和 HMS-PDAAM 的红外光谱见图 2-3。HMS 在 1070 cm-1处显示出强而宽的吸收峰，归属于 Si-O-Si 的反对称伸缩振动吸收峰，在 3444 cm-1处的吸收峰峰表明 HMS 的表面富含硅羟基（图 2-3a）。对于氨基功能化 HMS（图 2-3b），2924cm-1和 2853cm-1处的吸收峰归属于亚甲基（-CH2-）的反对称和对称伸缩振动，在 1633 cm-1和 1565 cm-1处出现了 N-H 的弯曲振动吸收峰，均表明 HMS 成功地被APTES 氨功能化。与 HMS-NH2的红外光谱比较，引发基团功能化 HMS 的红外光
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ450.68

【参考文献】