农药微囊负载体系的构建及其药效调控

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:XULIANSHUAI
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,微囊化技术在农药领域的发展势头迅猛,主要得益于其在提高农药利用率和安全性方面的优势。常见的微囊化方法主要包括原位聚合法、界面聚合法、喷雾干燥法、溶剂蒸发法等。然而,这些方法在成本、耗时、简便性、环境相容性等方面有一定的局限性。近年来,使用易降解的聚合物高分子如聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚碳酸亚丙酯、明胶、海藻酸盐以及改性的纤维素和壳聚糖等作为囊壁材料,在毒死蜱、吡虫啉等杀虫剂的微胶囊制备方面有了很大进展。由于工艺、成本等因素的限制,上述方法在农药工业中应用仍存在很大的局限性。寻找天然产物、易降解的材料;开发工艺简单、成本低廉和易产业化的微囊化技术是当前农药缓释化研究的热点。农药微囊化后,颗粒表面被高分子聚合物覆盖,其外形、尺度、刚性程度、极性等特征会发生显著变化,引起药剂对靶标生物亲和度的变化,进而影响分布和释放,使接触有害生物的剂量发生变化,最终影响药效。然而,如何构建高效、便捷的农药微囊负载体系活性调控途径仍缺乏系统的理论支持,亟需研究明确。主要结果概括如下:1.配位组装型微囊负载体系的构建与表征本研究通过金属离子与单宁酸的配位反应,实现了液液界面上的配位组装。通过Zeta电位检测、能量散射光谱与X-射线光电子能谱分析确认了沉积过程。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了微囊的形貌。原子力显微镜高度分析结果表明,微囊的囊壁厚度随连续沉积线性增加。对于Fe3+-单宁酸体系,沉积2、4、6、8循环的微囊平均囊壁厚度分别为31.3±4.6,92.4±15.0,175.4±22.1和254.8±24.0 nm。溶出试验表明,配位组装技术构建的不同层数微囊的释放动力学均符合Higuchi模型。Ca2+-单宁酸体系的囊壁厚度明显变薄。通过中心离子种类和沉积层数可以简易调控微囊的囊壁厚度。本研究中提出了一种可靠的、便捷的、通用的方法,可以在人工模拟条件下评价微胶囊的释放动力学。采用一种精致的试验装置开展溶出试验,该装置包括注射器和针式过滤器。最优的试验条件为:以3 ml新配置的80%甲醇水溶液(v/v)为释放介质,以0.22-μm孔径的Nylon 6滤器作为扩散隔膜,在既定的不固定取样间隔取样。验证试验表明,该策略适用于多种囊壁材料(聚脲、聚氨酯、脲醛树脂)和芯材(辛硫磷、吡唑醚菌酯、异噁草松),所有取样点的标准误均低于3.4%。该方法比透析袋法试验精度高、需求更少的释放介质。2.配位组装型农药微囊负载体系的物化性能优化以Fe3+和单宁酸为单体制备了毒死蜱微囊,基于响应面法,采用五因素五水平的中心复合设计,研究了单宁酸的滴加速率和浓度,Fe3+的滴加速率和浓度,反应温度对微胶囊包覆率和释放性能的影响。结果表明:影响微胶囊包覆率和释放性能最主要的因子为Fe3+和单宁酸的浓度,其次为Fe3+和单宁酸浓度的交互影响,反应温度和Fe3+的滴加速率影响较小。通过引入期望函数,明确了获得最优化包覆率和释放性能的反应参数,之后进行验证。最优化条件下获得的包覆率和累积释放百分率分别为97.12%和40.07%,预测值的相对误差为1.78%和-1.60%。3.配位组装型农药微囊负载体系的药效调控途径中心离子为Mg2+、Al3+、Cu2+、Mn2+时,载药微囊对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性较高;中心离子为Fe3+时,载药微囊活性最低。中心离子为Mg2+、Ca2+、Al3+时,载药微囊对辣椒炭疽病菌孢子萌发的抑制活性较高,EC50均在0.02 mg/l左右,随组装层数增加,微囊活性基本保持一致;中心离子为Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+时,载药微囊对辣椒炭疽病菌孢子萌发的抑制活性略低,EC50为0.0572-0.0800 mg/l,随组装层数增加,微囊活性逐渐升高。不同中心离子组装的吡唑醚菌酯对水稻稻瘟病菌孢子萌发也呈现较高的抑制活性。中心离子为Mg2+、Ca2+、Al3+、Cu2+、Mn2+时,载药微囊对水稻稻瘟病菌孢子萌发的EC50均在0.03 mg/l左右,随组装层数增加,微囊活性无明显变化;中心离子为Zn2+、Fe3+时,载药微囊对水稻稻瘟病菌孢子萌发的EC50分别为0.0047和0.0154mg/l,随组装层数增加,载药微囊活性呈先降低后升高的趋势。不同有机配体组装的吡唑醚菌酯微囊对辣椒炭疽病菌菌丝生长均呈现较高的抑制活性,1循环组装的微囊活性差异不大,EC50在0.0184-0.0729 mg/l之间;随组装层数增加,微囊活性变化也不大。不同有机配体组装的吡唑醚菌酯微囊对辣椒炭疽病菌孢子萌发的抑制活性有所不同;就1循环组装的微囊而言,多巴胺、没食子酸、邻苯二酚、咖啡酸和植酸组装的微囊EC50在0.0516-0.0827 mg/l,而单宁酸组装型微囊的活性显著低于其他几组,EC50为0.4302 mg/l。不同尺度配位组装型吡唑醚菌酯微囊对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性差异并不大,仅微囊初始平均粒径高于6μm时,微囊活性较低;微囊粒径为2.03-5.61μm时,粒径差异对微囊活性无显著影响。不同尺度配位组装型的吡唑醚菌酯微囊对辣椒炭疽病菌孢子萌发也均呈现较高的抑制活性。然而,随微囊初始平均粒径降低,微囊对辣椒炭疽病菌孢子萌发的抑制活性并无明显变化。不同尺度配位组装型的吡唑醚菌酯微囊对水稻稻瘟病菌孢子萌发呈现出极高的抑制活性;1循环组装的微囊样品抑制水稻稻瘟病菌孢子萌发的EC50均低于0.001 mg/l,不同尺度微囊活性差异不大。4.聚脲型农药微囊负载体系的活性调控途径不同尺度吡唑醚菌酯聚脲微囊对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性差异较大。微囊平均粒径为15.02μm时,EC50为1.1638 mg/l;随微囊平均粒径减小,其对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性逐渐提高,平均粒径为2.26μm时,EC50低至0.0277 mg/l。不同尺度吡唑醚菌酯聚脲微囊对水稻稻瘟病菌孢子萌发的抑制活性差异也较大。微囊平均粒径为15.02μm时,EC50为0.2421 mg/l;随平均粒径减小,其对水稻稻瘟病菌孢子萌发的抑制活性呈逐渐增大的趋势,但是,微囊平均粒径低于3.67μm时,EC50变化较小。壁材用量也能影响吡唑醚菌酯聚脲微囊对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性。壁材用量为0.01%(质量分数)时,载药微囊EC50为0.0855 mg/l;随壁材用量增加,其对辣椒炭疽病菌菌丝生长的抑制活性迅速降低;壁材用量为1.00%时,EC50高达16.5050 mg/l,毒力仅为壁材用量0.01%载药微囊的1/193。不同壁材用量吡唑醚菌酯聚脲微囊对水稻稻瘟病菌孢子萌发的抑制活性也存在一定差异。壁材用量为0.01%时,载药微囊EC50为0.1580 mg/l;随壁材用量增加,其对水稻稻瘟病菌孢子萌发的抑制活性逐渐降低;壁材用量为1.00%时,EC50为4.4671 mg/l,毒力降低为壁材用量0.01%载药微囊的1/28。不同壁材用量吡唑醚菌酯聚脲微囊对番茄颈腐根腐病控制作用差异较大。吡唑醚菌酯微囊处理后,所有处理组番茄颈腐根腐病的发病率均显著下降。壁材用量为0.01%时,番茄颈腐根腐病发病率最低,仅为25.0%,显著低于对照处理(75.0%)。总之,选择合适的微囊化方法及材料,调控微囊的囊壁厚度、囊壁材料组成、尺度,均可以简便、高效的调控农药微囊负载体系的活性。
其他文献
结合公路工程建设期实际情况,对可引起软基路段工后沉降量过大的影响因素进行分析。基于不同约束下样本的评价值与最优值之间相关系数最大原则,借助聚类分析方法、粗糟集理论、
随着环境污染问题的日益严重,污水处理已成为当今世界关注的热点问题。由于绿色、环保的光催化技术具有操作简单、成本低廉而且对太阳光可直接利用等优点,成为环境友好型污水治理技术的首选。因此,理想的半导体材料的开发,对于光催化技术的应用具有广阔的前景。石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是具有合适带隙(2.7 eV)的非金属半导体材料,由于它对光的响应明显,成本低廉,简单的制备工艺和良好的化学稳定性等优点,而
本文回顾性分析1999年8月至2000年10月间在本院就诊的30例软织织血管瘤的声像图,描述血管瘤的声像图特征,并提出超声分型。 本组30例,男14例,女16例,年龄最小3月,最大28岁。3月至1
随着重庆高速公路建设的日趋完善和高速公路资产数额的日趋庞大,如何在运营期内管理好高速公路资产并实现其效益最大化称为当前重庆高速公路管理部门研究的重点。因此,重庆市
随着社会的发展,大学生电子产品的消费行为也受到了广泛的关注。市场上的电子产品种类可谓丰富多彩,大学生占据了不少的市场。本文通过分析大学生电子产品的消费现状和大学生
<正>近期,幼儿园虐童事件频发,继上海携程亲子园老师被曝殴打孩子、强迫孩子吞食芥末的事件后,北京朝阳区管庄红黄蓝幼儿园的孩子又遭遇老师扎针虐待,引发了社会的强烈关注。
应用Matlab/Simulink仿真工具,从SPWM控制信号生成、三相逆变电路建模和仿真参数设置等方面着手,讲述变频调速课程中的SPWM控制原理和方法。图形化的交互仿真环境,加深了学生
通过对竹材料属性的分析和灯具的应用,结合日式竹制灯具和中式竹制灯具的风格,融入禅意,突出简约、干净的灯具造型,以符合当前现代灯具风格的潮流——突破以往单纯照明、亮化
随着学术理论的日臻成熟化,在国外成人学习研究领域,基于麦基罗理论模型的转化性学习理论逐步走向成熟,在研究教师深度学习方面表现出较好的普适性。这对于进一步加快我国大
与《民法通则》比较,《民法总则》关于诉讼时效的规定之进步体现在三个方面:一是以"抗辩权发生说"取代"胜诉权消灭说",实现了时效制度从规范人民与国家(法院)之间的关系向规