一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊及其制備方法。所述嘧菌酯納米微囊由農(nóng)藥活性成分嘧菌酯和作為包載材料的殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物組成，二者的質(zhì)量比為20∶1-1∶2；所述嘧菌酯被載體包載形成殼-核結(jié)構(gòu)的微囊；所述微囊的粒徑為280nm-4.5μm。所述微囊對(duì)農(nóng)藥有效成分嘧菌酯的包封率在70％以上，載藥量在10％以上，在400h累計(jì)釋放率達(dá)到80％以上。其可以有效防控蔬菜、果樹、葡萄上的多種真菌病害，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)藥領(lǐng)域，特別是涉及農(nóng)藥劑型加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地涉及一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊及其制備方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著全球生態(tài)環(huán)境與健康意識(shí)的提高，農(nóng)藥劑型開發(fā)正朝著高效、低毒、低殘留的方向發(fā)展。在當(dāng)前新型農(nóng)藥化合物創(chuàng)制愈發(fā)困難的形勢(shì)下，通過先進(jìn)的劑型加工方法改善農(nóng)藥的使用性能、充分發(fā)揮有效成分的生物活性與效能，已經(jīng)成為提高農(nóng)藥防治效果、降低殘留污染、節(jié)約施藥成本的重要途徑。
[0003]近年來，以生物可降解材料為載體的微囊化技術(shù)成為緩釋性藥物研究的熱點(diǎn)。基于聚乳酸及其共聚物為載體材料制備的農(nóng)藥微囊具有較高的農(nóng)藥累計(jì)釋放量，并且通過對(duì)載體材料的降解速率的控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物的控制釋放，從而克服了傳統(tǒng)的農(nóng)藥制劑在使用時(shí)存在的分解、突釋等嚴(yán)重問題，提高了農(nóng)藥有效利用率、延長(zhǎng)了持效期，減少了對(duì)環(huán)境的污染。
[0004]嘧菌酯是甲氧基丙烯酸酯類高效、廣譜、內(nèi)吸性殺菌劑，并且與目前已有殺菌劑無交互抗性，其應(yīng)用廣泛，市場(chǎng)需求旺盛。目前市場(chǎng)上以水懸浮劑(SC)為主要?jiǎng)┬?，其有效成分在水中具有光解性。此外，由于存在?yán)重的突釋現(xiàn)象，有效利用率低，持效期短，往往造成重復(fù)用藥，不僅導(dǎo)致成本增加，還造成農(nóng)藥的大量浪費(fèi)，導(dǎo)致抗性的產(chǎn)生等，是制約其高效、安全與科學(xué)使用的關(guān)鍵技術(shù)問題。因此研究與發(fā)展具有良好的緩控釋、靶向沉積和環(huán)境相容性好的農(nóng)藥納米微囊新劑型，有助于提高其穩(wěn)定性、持效期以及減少農(nóng)藥的重復(fù)使用。
[0005]本發(fā)明人利用可降解材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-C0-PLA)為囊材、聚乙烯醇(PVA)為連續(xù)相穩(wěn)定劑 ，通過調(diào)節(jié)剪切時(shí)間和剪切速度，制備了從納米級(jí)到微米級(jí)不同粒徑(280nm_4.5 μ m)的喃菌酯納米微囊。表征結(jié)果表明，制備的喃菌酯納米微囊不僅形狀規(guī)則、粒徑均一，還具有良好的包封率、載藥量及緩釋性能。
[0006]本發(fā)明的嘧菌酯納米微囊克服了現(xiàn)有嘧菌酯的有效利用率低、持效期短等缺點(diǎn)，具有高穩(wěn)定性、持效期長(zhǎng)、利用率高等優(yōu)點(diǎn)，其具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)潛力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊及其制備方法，所述嘧菌酯納米微囊具有良好的控釋作用。一方面解決目前常規(guī)乳油、可濕性粉劑等傳統(tǒng)農(nóng)藥劑型在使用中存在的大量使用有機(jī)溶劑及粉塵污染問題，另一方面通過控釋作用提高農(nóng)藥的有效利用率，從而提聞農(nóng)藥制劑質(zhì)量水平、減少向環(huán)境的流失污染和順失，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥劑型的可持續(xù)發(fā)展。
[0008]為達(dá)以上目的，本發(fā)明提供一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的嘧菌酯納米微囊，其特征在于:所述嘧菌酯納米微囊由如下組分組成:
[0009]B)農(nóng)藥活性成分嘧菌酯；[0010]B)作為包載材料的殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物；
[0011]A)組分和B)組分的質(zhì)量比為20:1-1:2;
[0012]所述嘧菌酯被載體包載形成殼-核結(jié)構(gòu)的微囊；所述微囊的粒徑為280nm-4.5 μ m。
[0013]優(yōu)選地，所述嘧菌酯納米微囊中，A)組分和B)組分的質(zhì)量比為1: 10-1: I;更優(yōu)選地，A)組分和B)組分的質(zhì)量比為1: 4。
[0014]進(jìn)一步地，本發(fā)明涉及上述嘧菌酯納米微囊的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟:
[0015]步驟一:制備油相:分別稱取嘧菌酯原藥和包載材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物分別配制成50mg/mL的二氯甲烷溶液，再進(jìn)一步按照20: 1-1: 2的質(zhì)量比混合成油相；
[0016]步驟二:制備水相:稱取聚乙烯醇溶于100毫升水中，超聲溶解配制成含聚乙烯醇為0.25-2重量％的水相；
[0017]步驟三:將步驟一的油相和步驟二的水相以1: 20-1: 2的體積比混合，隨后對(duì)混合物進(jìn)行高速剪切，剪切速度為3000rpm-18000rpm，剪切時(shí)間2_10min，然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，室溫9000rpm下離心IOmin,下層離心物即為不同粒徑的殼-核結(jié)構(gòu)嘧菌酯納米微囊，最終制得粒徑為280nm-4.5 μ m的微囊。
[0018]優(yōu)選地，在步驟一中，嘧菌酯原藥和包載材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物的質(zhì)量比為1: 10-1: I ;更優(yōu)選地，A)組分和B)組分的質(zhì)量比為1: 4。
[0019]優(yōu)選地，在步驟二中，超聲溶解配制成含聚乙烯醇為0.5-1.5重量％的水相，最優(yōu)
選為I重量％。
[0020]優(yōu)選地，在步驟三中，油相和水相以1: 10-1: 2的體積比混合，最優(yōu)選為1: 2。
[0021]優(yōu)選地，剪切速度為5000rpm，剪切時(shí)間為3min。
[0022]本發(fā)明采用的制備技術(shù)是含有農(nóng)藥及囊材的油相與含有連續(xù)相穩(wěn)定劑聚乙烯醇的水相，在剪切作用下形成水包油乳狀液；乳狀液旋蒸時(shí)有機(jī)溶劑被蒸出，囊材聚合成囊，將農(nóng)藥包覆在囊內(nèi)，形成殼核結(jié)構(gòu)微囊。剪切速度是影響乳狀液液滴大小的關(guān)鍵因素，在一定條件下，剪切速度增大，乳液液滴變小，形成的微囊粒徑就小。通過調(diào)整剪切速度，可以形成不同粒徑的乳狀液，從而得到從300nm到4.5 μ m不同粒徑的嘧菌酯微囊。通過測(cè)定，根據(jù)本發(fā)明方法所形成的微囊跨距最大的也在3以下，粒徑分布相對(duì)較均勻。
[0023]進(jìn)一步地，本發(fā)明還涉及將本發(fā)明的嘧菌酯納米微囊用于防治蔬菜、果樹、葡萄上防治真菌病害；優(yōu)選辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)。
[0024]有益的技術(shù)效果:
[0025](I)本發(fā)明選擇目前高活性的嘧菌酯為有效成分，以可降解材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物為載體材料包載嘧菌酯形成不同粒徑的殼-核結(jié)構(gòu)的微囊。經(jīng)過粒徑、包封率、載藥量、釋放速率等基本性能優(yōu)化表征，嘧菌酯納米微囊對(duì)農(nóng)藥有效成分嘧菌酯的包封率在70%以上，載藥量在10%以上，在400h累計(jì)釋放率達(dá)到80%以上。可顯著提高嘧菌酯對(duì)病原菌的抑制時(shí)間，迅速產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。目前，還沒有這方面的研究報(bào)道；
[0026](2)本發(fā)明利用高速剪切乳化和溶劑蒸發(fā)法，通過摸索活性成分與囊材的質(zhì)量比、PVA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、油水相比例和剪切乳化速度及時(shí)間對(duì)微囊粒子粒徑及分布、包封率和載藥量的影響，篩選出性能較好的不同粒徑膠囊的制備工藝條件；按照本發(fā)明方法制備的嘧菌酯納米微囊，所制備的微囊粒子不僅形狀規(guī)則、粒徑較均一，還具有良好的包封率、載藥量及緩釋性能；
[0027](3)利用可降解材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-C0-PLA)包載嘧菌酯形成不同粒徑的殼-核結(jié)構(gòu)的微囊，可以有效防控蔬菜、果樹、葡萄上的多種真菌病害，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0028](4)在同等劑量下，本發(fā)明的嘧菌酯納米微囊室內(nèi)對(duì)辣椒疫霉病菌抑制率在7-14天后顯著高于其傳統(tǒng)劑型懸浮劑，持效期明顯延長(zhǎng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1:本發(fā)明嘧菌酯微囊的光學(xué)顯微鏡典型圖片；
[0030]圖2:嘧菌酯微囊的透射電鏡典型圖片；
[0031]圖3:嘧菌酯微囊典型激光粒徑分布曲線圖；
[0032]圖4:嘧菌酯微囊累計(jì)釋放曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了更好地說明本發(fā)明，下面通過實(shí)施例予以進(jìn)一步說明。但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本申請(qǐng)并不僅僅限定在下述實(shí)施例的范圍。
[0034]本發(fā)明所采用的包載材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物(簡(jiǎn)稱CS-co-PLA)制備方法為:將完全干燥好的Ig殼聚糖和20g聚乳酸加入到25mL 二甲基亞砜中，在真空狀態(tài)下分散lh。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，滴加入2.5mL三乙胺作為催化劑，升溫到86°C反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后粗產(chǎn)物用去冰水沉淀，沉淀物用去離子水洗三次，干燥后再用熱甲苯抽提(30mLX2)，在真空干燥箱中干燥48h，即得到固體產(chǎn)物殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物。
[0035]聚乙烯醇(簡(jiǎn)稱PVA)，購自北京東方石油化工有限公司有機(jī)化工廠。
[0036]實(shí)施例1:
[0037]分別稱取5克的嘧菌酯原藥和包載材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物分別溶于100毫升二氯甲烷中，超聲溶解；按照1: 4質(zhì)量比混合形成油相。稱取PVA溶于100毫升水中，超聲溶解配制成含PVA為0.25-2重量％的水相。再將油相與水相按照1: 10的體積比混合，5000rpm高速剪切乳化5min,然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑,室溫9000rpm下離心IOmin,下層離心物即為殼-核結(jié)構(gòu)嘧菌酯納米微囊。
[0038]不同PVA質(zhì)量濃度條件下所形成殼-核結(jié)構(gòu)嘧菌酯納米微囊的測(cè)定結(jié)果如表1。
[0039]表1不同PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)形成嘧菌酯微囊的基本性能測(cè)定結(jié)果
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種具有殼-核結(jié)構(gòu)的喃菌酯納米微囊，其特征在于:所述喃菌酯納米微囊由如下組分組成: A)農(nóng)藥活性成分嘧菌酯； B)作為包載材料的殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物； A)組分和B)組分的質(zhì)量比為20:1-1:2; 所述喃菌酯被載體包載形成殼-核結(jié)構(gòu)的微囊；所述微囊的粒徑為280nm_4.5 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的嘧菌酯納米微囊，其特征在于:A)組分和B)組分的質(zhì)量比為I: 10-1: I。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的嘧菌酯納米微囊，其特征在于:A)組分和B)組分的質(zhì)量比為I: 4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的嘧菌酯納米微囊的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: 步驟一:制備油相:分別稱取嘧菌酯原藥和包載材料殼聚糖-聚乳酸接枝共聚物分別配制成50mg/mL的二氯甲烷溶液，再進(jìn)一步按照20: 1-1: 2的質(zhì)量比混合成油相； 步驟二:制備水相:稱取聚乙烯醇溶于100毫升水中，超聲溶解配制成含聚乙烯醇為0.25-2重量％的水相； 步驟三:將步驟一的油相和步驟二的水相以1: 20-1: 2的體積比混合，隨后對(duì)混合物進(jìn)行高速剪切，剪切速度為3000rpm-18000rpm，剪切時(shí)間2_10min，然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑，室溫9000rpm下離心IOm`in,下層離心物即為不同粒徑的殼-核結(jié)構(gòu)嘧菌酯納米微囊，最終制得粒徑為280nm-4.5 μ m的微囊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:在步驟二中，超聲溶解配制成含聚乙烯醇為0.5-1.5重量％的水相。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于:在步驟二中，超聲溶解配制成含聚乙烯醇為I重量％的水相。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:在步驟三中，油相和水相以I: 10-1: 2的體積比混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:在步驟三中，油相和水相以1: 2的體積比混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:剪切速度為5000rpm。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于:剪切時(shí)間為3min。
【文檔編號(hào)】B01J13/14GK103783039SQ201310740933
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】黃啟良, 曹立冬, 周訓(xùn)卿, 李鳳敏 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所