农药固体纳米分散体及其制备方法的研究进展

农药固体纳米分散体是将纳米技术与农药固体分散体制备技术相结合的一种农药新剂型,是药物以纳米尺度的微粒、微晶形态均匀分散在固态水溶性载体中形成的固体纳米剂型。该剂型在杜绝有机溶剂和大幅度减少表面活性剂用量的同时,克服了水基化纳米剂型稳定性差的瓶颈问题,提高了难溶性农药在水中的分散性,有利于增加农药在叶面的粘附性和渗透性,进而提高其生物利用度,节约农药使用量,降低残留污染。综述了固体纳米分散体在农药和医药领域的研究进展及其主要制备方法,基于目前农药使用过程中有效利用率低及残留污染严重的问题,探析高效、环保的固体纳米分散体作为一种新型农药剂型的应用前景具有重要的现实意义。     

介孔活性炭阿维菌素载药系统的性能研究

研究了介孔活性炭对阿维菌素的载药特性,以判断其作为阿维菌素载体的可能性。以扫描电子显微镜、比表面积分析仪和粒度分析仪对其进行了物理性状表征。将其负载阿维菌素的能力与常规农药载体进行比较,并进一步分析和评价了该载药系统的吸附动力学特性、缓-控释性能和抗紫外光降解能力。结果表明:供试活性炭载体为不规则球形颗粒状介孔材料,平均粒径为814 nm,比表面积为1 719.25 cm2/g,孔容积为0.043 cm3/g,孔径为4.80 nm。吸收动力学数据符合伪二级动力学模型,对阿维菌素的载药量为220.6 mg/g,显著高于其他常规农药载体,呈现了优良的吸附性能;载药系统的释药时间从90 h延长到672 h以上,表现出了良好的缓释效果;紫外光照射72 h后,阿维菌素原药的分解率为77%,而有活性炭载体保护的阿维菌素的分解率为30% ,表明该载药系统有效地减缓了阿维菌素的光降解速率。研究表明,以介孔活性炭作为阿维菌素载体,可显著改善药物的缓-控释特性以及分散性和光稳定性。     

纳米SiO2表面改性及其对阿维菌素吸附性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-570对纳米SiO2进行了表面接枝改性,并探讨了改性材料对阿维菌素的吸附性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)等技术对表面改性纳米SiO2的结构和性能进行了分析。结果表明,纳米SiO2粒子经KH-570进行表面改性后,其分散性得以改善,对阿维菌素的包封率比改性前的大幅提高,提高率最高达92.6%。用KH-570改性的纳米SiO2可作为一种较为理想的新型生物农药载体。     

聚乳酸纳米微球制备工艺研究

聚乳酸（PLA）由于良好的生物相容性和可降解性已被广泛应用于医学领域。以聚乳酸为载体材料制备农药传输系统可有效防止敏感型药物降解,延长农药的持效期。采用乳化-溶剂挥发法（O/W）制备了聚乳酸纳米微球,考察了表面活性剂的种类及浓度、有机相和水相体积比、聚乳酸浓度等因素对纳米微球粒径大小的影响,用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对纳米微球的形貌进行表征,用纳米激光粒度仪对纳米微球的粒径和多分散指数进行了表征。结果表明：选择Tween20为表面活性剂,当Tween20浓度为0.01~0.03 g/mL、聚乳酸浓度为0.02 g/mL、有机相与水相比为1∶10,通过超声乳化可制得粒径为230~250 nm的纳米微球,并具有较好的分散性和成球性。进一步制备了聚乳酸-嘧菌酯纳米微球,表面活性剂的浓度是影响粒径的关键因素,当Tween20浓度为0.03 g/mL,所得纳米微球的粒径为236 nm,包封率和载药量分别可达81.38%和27.11%。本研究可为环境友好型聚乳酸纳米农药缓释微球的制备提供技术和参数支持。     

纳米材料与技术在农业上的应用研究进展

近几年纳米材料与技术在农业领域的应用取得了一定进展,综述了纳米材料与技术在农业投入品的传输、动植物遗传育种、农产品加工、农业环境改良和农业纳米检测技术等方面的应用。目前纳米技术在农业中的应用研究仍处于初期阶段,一些研究成果实现商业化还需要更大的努力。此外,纳米材料因其特性可能存在潜在的安全性问题,选择生物安全型、环境友好型纳米材料进行农业应用研究对于发展农业纳米技术至关重要。     

介孔活性炭表面改性对两种农用抗生素吸附性能的影响

研究了介孔活性炭通过用硝酸和氨水进行表面改性后对2种农用抗生素——阿维菌素和井冈霉素吸附性能的影响。结果表明:硝酸可增加介孔活性炭表面的酸性亲水基团,从而增加了对亲水性药物井冈霉素的吸附量,但却降低了对疏水性药物阿维菌素的吸附量;但当硝酸质量分数超过55%、温度超过60 ℃时,硝酸的强氧化作用会破坏活性炭的部分孔隙结构,使其对井冈霉素的吸附量有所下降。与之相反,氨水则因减少了介孔活性炭表面的酸性亲水基团而对阿维菌素的吸附量有所上升。利用SAS统计软件进行相关性分析,证实介孔活性炭表面酸性基团数量、尤其是羧基的数量与其对井冈霉素和阿维菌素的吸附量呈极显著相关,相关系数分别为0.560 2和-0.873 7。由此推断:增加介孔活性炭表面的酸性亲水基团,可以在一定程度上增加活性炭对亲水性药物的吸附量;而增加疏水性基团,则可以增加其对疏水性药物的吸附量。     

纳米农药剂型与其减施增效机理研究进展

传统农药剂型利用率不高，进而引发了一系列生态环境安全问题。发展高效、安全的农药新剂型对于农业可持续发展具有重要意义。纳米技术的迅猛发展为现代植物保护开辟了新的应用前景。利用纳米材料与技术构建纳米载药系统，可有效提高农药利用率，减施增效，降低农药残留与环境污染。本文对纳米农药的主要剂型和增效机理进行综述，对目前纳米农药存在的问题与应用前景进行了探讨。纳米农药能够显著改善农药有效成分的分散性和稳定性，促进对靶沉积与剂量转移，减少流失和降解，进而降低农药施用剂量和施药频率。目前纳米农药的研究仍处于初期阶段，在规模化制备、定性与定量检测以及相关评估法规等方面仍需进一步研究完善。     

农药纳米微囊化剂型研究进展

农药是保障国家粮食安全的重要物质基础,由于使用量较大,加之农药有效利用率低,造成环境污染、农产品残留超标、作物药害等问题,提高农药有效利用率是国家重大战略需求。农药微胶囊化剂型具有控制释放、降低毒性和抗光解的优势,可以有效改善农药利用率,降低残留与污染,但目前多集中在微米量级,纳米微囊化剂型由于小尺寸效应和大比表面积,在提高农药叶面积沉积与展布、增强生物活性方面具有明显的优势,所以其制备技术与产业化放大是目前的一大挑战。着重分析了农药纳米微囊化技术的现状、特点与发展,并对各种方法的制备原理、适用条件、优缺点及存在的问题进行了详细的论述,但是现在的制备方法仍存在对功效成分的包覆率低、无法精确控制纳米囊的粒径大小、均匀度以及停留在实验室水平上等问题,因此,针对不同农药的理化性质和载药体系,探索一种温和、可量产化的农药纳米微囊生产方式是未来的发展方向。     

新型农药纳米分散剂型的表征和防效的比较研究

为明确高效氯氟氰菊酯固体纳米分散体的理化性状及其对鳞翅目害虫的田间药效,采用市售乳油和微囊悬浮剂作为对照剂型,通过形貌特征、分散性能、接触角和滞留量测定,对其分散特性及界面性质进行了表征和分析,并开展了田间药效试验,研究了其速效性和持效性。结果显示：该制剂的平均粒径和多分散指数（20.63 nm和0.36）均小于乳油（460.60 nm和0.455）和微囊悬浮剂（1 077.00 nm和0.505）,水稻叶面接触角比乳油小9°(左)和6°(右),甘蓝叶面接触角比微囊悬浮剂小46°(左)和41°(右),且甘蓝叶面上固体纳米分散体的滞留量比微囊悬浮剂大4.83 mg/cm2。纳米化减小了颗粒粒径,改善了兑水分散特性,减小了接触角,增大了滞留量。田间药效结果证明固体纳米分散体使用剂量为乳油推荐剂量（18.75 g a.i./hm2）的432%时,对水稻二化螟的白穗防效和保苗效果分别为85.64%和90.18%,防效显著优于乳油,表现出优异的速效性。使用剂量与微囊悬浮剂的推荐剂量（11.25 g a.i./hm2）相当时,对甘蓝菜青虫的药后1 d、3 d、7 d和14 d防效分别为83.55%、90.00%、93.48%和88.00%,显示出较好的持效性。上述结果表明高效氯氟氰菊酯固体纳米分散体因其小尺寸效应和表面效应,分散性能、靶标展布附着和渗透力显著增强,速效性好,持效期长,可有效提高农药生物活性,降低使用剂量和施用频次,是一种高效安全环保的新型农药制剂。