基于介孔二氧化硅的鱼藤酮纳米颗粒的制备及其性能研究

纳米材料作为农药载体可提高农药稳定性和调控农药释放速率,是提高农药利用率的重要手段。介孔二氧化硅纳米粒子 (MSNs) 是一种具高比表面积、粒径与孔径可调节和生物相容性良好的纳米载体。鱼藤酮是非内吸性植物源杀虫剂,在环境中易降解。本研究先通过改良的软模板法制备出粒径均一的MSNs,再通过溶剂挥发法将鱼藤酮负载到MSNs中,制备得到载鱼藤酮MSNs (Rot@MSNs),其载药率达31.6%,具有良好的缓释特性,缓释时间可达288 h以上;施药处理3 d后在番茄的上部叶片和下部叶片中均检测到了鱼藤酮,表明纳米载体MSNs提高了鱼藤酮在番茄植株中的内吸和传导能力。该研究对于减少农药使用量、降低环境污染等具有重要意义。     

基于氧化硅介孔材料的啶酰菌胺纳米农药制备及其性能评价

为解决疏水性杀菌剂啶酰菌胺水分散性差、有效利用率低等问题,采用溶液吸附法,以2种介孔氧化硅分子筛SBA-15与FDU-12为载体构建负载啶酰菌胺的纳米载药体系,对2种纳米载体的形貌及结构等表征特性进行分析,并以立枯丝核菌Rhizoctonia solani为靶标对纳米农药的抑菌作用进行评价。结果表明:成功构建了负载啶酰菌胺的纳米载药体系Bos-SBA-15和Bos-FDU-12,2种纳米载体结构分布均匀,Bos-SBA-15纳米颗粒呈椭球棒状,Bos-FDU-12纳米颗粒呈颗粒状,粒径分别为680.33 nm和870.61 nm;X射线衍射分析和热重分析结果证明啶酰菌胺已成功装载到SBA-15和FDU-12中,载药量分别为31.49%和22.44%。Bos-SBA-15和Bos-FDU-12在高温54℃贮存14 d时分解率仅为4.87%和4.41%,表明所构建纳米农药具有良好的热稳定性。Bos-SBA-15和Bos-FDU-12纳米农药缓释性好,在288 h累积释放率达到69.42%和64.34%。Bos-SBA-15与BosFDU-12纳米农药对立枯丝核菌的EC_(50)分别为34.11μg/mL和41.54μg/mL,对立枯丝核菌后期生长阶段的抑制效果更显著。     

荧光介孔二氧化硅负载丙硫菌唑纳米颗粒的制备及性能研究

近年来,丙硫菌唑作为一种新颖的广谱杀菌剂备受关注,但由于其代谢产物对操作人员存在健康风险,导致其在中国的使用和登记受到限制。将丙硫菌唑制备为具有缓慢释放、可提高农药稳定性等特点的缓释制剂可有效改善其带来的健康风险问题。本研究采用纳米荧光介孔二氧化硅制备了丙硫菌唑缓释纳米颗粒,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、Brunauer-Emmett-Teller(BET)比表面积分析、热重分析(TGA)、荧光光谱以及高效液相色谱仪等手段对其结构与特性进行表征。采用透析袋法探讨了丙硫菌唑在释放介质中的释放行为;利用菌丝生长速率法测定了该载药颗粒对小麦赤霉病原菌的杀菌活性;通过激光共聚焦研究了荧光二氧化硅在小麦赤霉病菌菌丝体以及小麦中的传输情况。结果表明:所制备的载药纳米颗粒外观形貌较为规整,平均粒径为139 nm,其最大载药量可达27.14%;该纳米载药颗粒具有缓释性能,释放曲线符合Ritger-Peppas方程;载药颗粒与丙硫菌唑原药相比具有相同的毒力效果。此外,激光共聚焦结果表明,该荧光二氧化硅纳米颗粒可以在菌丝体以及小麦植株根部吸收和传导。     

负载咪鲜胺介孔二氧化硅粒子的制备及性能与安全性评价

介孔二氧化硅粒子(MSNs)可作为载体用于制备高载药量的农药缓控释剂,从而实现农药减量化使用和生态环境保护的目的。本研究采用“一锅法”制备了负载咪鲜胺的介孔二氧化硅载药粒子(prochloraz@MSNs),并对其外观形貌、载药量、释放行为、抑菌作用以及对非靶标生物的安全性进行了系统研究。结果表明：所制备的prochloraz@MSNs呈规则球形,粒径均匀,平均粒径约240 nm,载药量为40.6%,释放速率与pH值和温度相关,酸性、碱性及高温条件均有利于其中咪鲜胺的释放。与常规制剂咪鲜胺乳油相比,prochloraz@MSNs对稻瘟病菌和小麦赤霉病菌的抑制效果更好,持效期更长;对斑马鱼、蚯蚓和人体肺部BEAS-2B细胞的毒性较低。因此,prochloraz@MSNs作为一种高效、低毒、安全的农药新剂型,在植物病害的可持续治理中将具有很好的发展潜力。     

MCM-41介孔二氧化硅/季铵化壳聚糖载烯啶虫胺纳米颗粒的制备及缓释性能

将MCM-41型介孔二氧化硅分散在烯啶虫胺(nitenpyram)水溶液中,借助超声作用使药物分子分散和进入MCM-41孔道中,利用硅羟基与季铵化壳聚糖(N-(2-羟基)丙基-3-三甲基氯化铵壳聚糖,HTCC)之间的静电作用力和氢键作用力,将HTCC包裹在nitenpyram@MCM-41的表面,从而把药物分子封装在孔道内,以减缓药物释放速率。利用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附、透射扫描电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、动态光散射激光粒度仪(DLS)和傅里叶红外光谱(FTIR)等对MCM-41和nitenpyram@MCM-41/HTCC纳米颗粒的结构、形貌和Zeta电位等参数进行了表征,考察了nitenpyram@MCM-41/HTCC对烯啶虫胺的载药量和缓释性能。结果表明:HTCC能够很好地结合在nitenpyram@MCM-41表面,形成nitenpyram@MCM-41/HTCC纳米颗粒的外壳,载药量最大为2.8%,有良好的缓释性能。     

农药纳米混悬剂及其制备方法探析

纳米混悬剂是指药物有效成分以晶体或无定型状态,在表面活性剂的作用下,均匀分散至水中形成的稳定的纳米胶态分散体系。纳米混悬剂可增大难溶性药物的溶解度,提高药物的渗透性、生物活性及利用率。文章就纳米混悬剂的几种主要制备方法及其在医药和农药领域的研究应用进展进行了综述,初步分析了其贮存稳定性并就其未来发展进行了总结展望。农药纳米混悬剂制备方法主要有两种——自上而下法和自下而上法。其中自上而下法包括介质研磨法、活塞-裂缝均质化法和高压微射流法;自下而上法包括控制沉淀法和超临界流体法。自上而下法适用于疏水、疏油型农药原药的加工,其制备过程简单,易于扩大生产;缺点是其中的介质研磨法在研磨过程中也会出现介质腐蚀,易造成样品污染,活塞-裂缝均质化法则须预先将药物微粉化。自下而上法的优点是设备简单、耗能低,但要求农药原药需至少能溶解于1种溶剂中。介于各方法均有其优缺点,在实际应用中也会将几种方法结合使用。基于目前农药使用中存在的有效利用率低的问题,探析纳米混悬剂作为一种新型农药剂型的应用前景具有重要的现实意义。     

鱼藤酮-壳聚糖接枝物农药纳米粒子水分散制剂研究

通过全天然产物蓖麻油酸酐(RAN)与羧甲基壳聚糖(CMC)的酰化反应,合成了羧甲基壳聚糖接技蓖麻油酸(CMC-g-RA)共聚物。探讨了原料的相对分子质量、 RAN与CMC分子上氨基的物质的量之比、反应温度和溶剂等因素对产物取代度的影响。以CMC-g-RA为载体,通过在中性水中自组装大分子胶束的增溶作用,与植物源农药鱼藤酮(Rot)一起制备了一种新型的农药纳米粒子水分散剂。对其粒径、粒径分布、表面电荷、形态结构和Rot的负载率等物理性能进行了表征,探讨了CMC-g-RA和Rot溶液的浓度对纳米粒子各相关性能的影响。结果表明:所形成的纳米粒子干燥后外观形态呈密实光滑的球状,粒径在200~500 nm之间,具有较窄的粒径分布,表面带负电荷;该纳米粒子的Zeta电位值随CMC-g-RA和Rot质量浓度的升高而增大,在-40~-70 mV之间;Rot的负载率在20%~68%范围内。研究表明,改变Rot和CMC-g-RA溶液的质量浓度配比,可调节纳米粒子的物理性能;控制农药的负载率,有助于调控该新型制剂速效与缓释之间的关系。     

农药缓释剂的研究进展

农药缓释技术可有效解决农药一般制剂有效成分释放速度快、药效持效时间短等问题。本文介绍了农药缓释剂的特点、类型,以及其发展趋势。     

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。     

环境响应性载体材料在农药控释中的应用研究进展

环境响应性载体材料是一种新兴的智能复合材料,能够响应酶、氧化还原、pH值、光、温度、电场、磁场和离子强度等环境刺激的变化,实现有效成分的靶向控制释放,在药物控释方面表现出突出的优越性,具有广阔的应用前景,已成为目前医药、食品和环境工程等领域的研究热点。文章综述了环境响应性载体材料的种类及其在农药领域的研究及应用状况,探讨了以环境响应性载体材料作为农药载体时存在的问题,并对其应用前景进行了展望。目前常见的环境响应性载体材料主要包括酶响应性载体材料、pH响应性载体材料、氧化还原响应性载体材料、光响应性载体材料及温度响应性载体材料等种类,已被广泛应用于药物传递、分离纯化、临床诊断以及酶和细胞的固定化等领域,其作为助剂在农药制剂加工中的应用尚处于基础阶段,在商业化与规模化应用等方面还有待进一步研究完善。     

Controlled release of avermectin from porous hollow silica nanoparticles

Porous hollow silica nanoparticles (PHSNs) with a diameter of ca 100 nm and a pore size of ca 4.5 nm were synthesized via a sol-gel route using inorganic calcium carbonate nanoparticles as templates. The synthesized PHSNs were subsequently employed as pesticide carriers to study the controlled release behaviour of avermectin. The avermectin-loaded PHSN (Av-PHSN) samples were characterized by BET, thermogravimetric analysis and IR, showing that the amount of avermectin encapsulated in the PHSN carrier could reach 58.3% w/w by a simple immersion loading method, and that most of the adsorption of avermectin on the Av-PHSN carrier might be physical. Avermectin may be loaded on the external surface, the pore channels in the wall and the inner core of the PHSN carriers, thus leading to a multi-stage sustained-release pattern from the Av-PHSN samples. Increasing pH or temperature intensified the avermectin release.     

Improved biological effects of uniconazole using porous hollow silica nanoparticles as carriers

BACKGROUND: The aim of this work is to prepare a controlled‐release formulation of uniconazole using porous hollow silica nanoparticles (PHSNs) as carrier, and to investigate the biological effects on rice growth. RESULTS: PHSNs with a shell thickness of ～15 nm and a particle size of 80–100 nm were synthesised through a sol–gel route using nanosized calcium carbonate particles as templates. Simple immersing (SI) and supercritical fluid drug loading (SFDL) technologies were employed to load uniconazole into PHSNs with loading efficiencies of ～22 and ～26% respectively. The prepared uniconazole‐loaded PHSNs (UCZ‐PHSNs) by SI and SFDL both demonstrated sustained release properties, and the latter showed better controlled release ability with a slower release rate. Compared with free uniconazole, UCZ‐PHSNs exhibited a weaker growth retardation effect in the early stage but more significant retardation ability in later stages for agar‐cultured rice seedlings. For the rice that grew in clay, UCZ‐PHSNs demonstrated a weaker plant height retardation effect than free uniconazole at the early jointing stage by foliar spraying, but exhibited a stronger retardation capacity than free uniconazole by being applied into soil before seedling transplantation. CONCLUSION: The results indicated that the prepared UCZ‐PHSNs possessed good controlled‐release properties and had improved retardation effects on rice growth. It is recommended that UCZ‐PHSNs be applied into soil before seedling transplantation rather than administered by foliar spraying at the early jointing stage. Copyright © 2011 Society of Chemical Industry     

共缩聚法制备氨基化介孔硅及其对毒死蜱的缓释性能

通过化学修饰法对介孔硅（MCM-41）进行改性。以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板剂、正硅酸乙酯（TEOS）为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为改性剂,采用共缩聚法制备了氨基化介孔硅（NH2-MCM-41）,并以毒死蜱为模型药物,制备了毒死蜱/氨基化介孔硅载药体系。利用X射线衍射（XRD）、氮气吸附-脱附、透射扫描电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、Zeta电位和傅里叶红外光谱（FTIR）对MCM-41和NH2-MCM-41的结构、形貌、Zeta电位和毒死蜱的负载情况进行了表征,考察了MCM-41和NH2-MCM-41对毒死蜱的吸附量和缓释性能,并着重探究了NH2-MCM-41与毒死蜱之间的作用力。结果表明:NH2-MCM-41和MCM-41均为有序的六方相介孔结构。MCM-41对毒死蜱的吸附量为106 mg/g,而NH2-MCM-41的最大吸附量为178 mg/g,且后者的吸附量随其Zeta电位值升高而增大。APTES的加入有利于改善MCM-41对毒死蜱的缓释性能;载药体系的释药行为可用Higuchi动力学模型来描述。