一种应用木质素基壁材制备阿维菌素微胶囊粉及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阿维菌素微胶囊粉，特别是涉及一种应用木质素基壁材制备阿维 菌素微胶囊粉及其方法。
【背景技术】
[0002] 我国是农药生产和消费大国，2013年我国农药制剂产量和自用量分别在160万吨 和100万吨左右。据统计，我国单位耕地面积农药使用量为世界平均水平的2. 5倍，大量农 药的使用保住了产量，但也对环境造成严重污染。以粉剂、可湿性粉剂和乳油为主的传统农 药制剂存在农药利用率低、易对环境及哺乳动物造成伤害等问题，因此现代农药制剂逐渐 向高效、低毒、低残留、经济、安全、方便和环境协调的方向发展。
[0003] 近年来，农药微胶囊剂型因其具有环保低毒、缓释、高效稳定等优势逐渐受到人们 重视。微胶囊技术是指将芯材包裹在壁材中，形成尺寸在1~IOOym之间微粒的技术。其 壁材多为高分子材料，因天然高分子来源广泛、原料易得、无毒可降解、加工简便、成本低廉 等优点，成为农药载体材料的研究热点，其中，以阿拉伯胶、明胶、海藻酸钠、壳聚糖等天然 高分子材料的研究应用最为广泛。
[0004] 而木质素同样作为一种天然可再生高分子化合物，将其作为微胶囊壁材的研究 甚少。Mariaro sari a [Mariaro sari a Tortora, Francesca Cavalieri, et al. Ultrasound Driven Assembly of Lignin into Microcapsules for Storage and Delivery of Hydrophobic Molecules. Biomacromolecules，2014, 15:1634 -1643.]等将香显素溶于氣仿 后与橄榄油混合，再将混合液加入到木质素水溶液中，超声乳化后，离心得到均一球形的微 胶囊产品。同时对微胶囊进行释放实验，发现在水溶液中微胶囊能够长期保持稳定，没有明 显的释放。
[0005] 周斌[周斌.层层自组装制备载药壳聚糖/木质素磺酸钠微胶囊及其释药行 为.北京：北京化工大学，2008.]采用层层自组装方式制备壳聚糖/木质素磺酸钠微胶 囊。先将阿维菌素分散于十二烷基苯磺酸钠水溶液中，得到具有带电吸附层的阿维菌素，然 后依次将阿维菌素浸泡在壳聚糖和木质素磺酸钠的水溶液中进行层层自组装得到微胶囊。 对微胶囊释药性能进行研究，发现随着自组装层数的增加，其释药速度明显降低。另外，随 着体系盐浓度的增大，微胶囊壁厚增大，其释放速度也显著降低。采用壳聚糖层层自组装的 方法制备微胶囊是一种传统方法，虽然制备的微胶囊具有一定缓释效果，但是由于壳聚糖 分子量太大，因此在制备过程中难以操作，微胶囊的粒径难以均匀控制，包载率也比较低； 并且要用到大量的壳聚糖，成本高，工艺繁杂，实际应用价值不大。
[0006] 付为金[付为金，张淑婷等.木质素酚醛基载药微球的制备及缓释性能.高分子 材料科学与工程，2012, 28 (10) : 117 -120.]等先将木质素与阿维菌素、甲醛、苯酚和十六烷 基三甲基溴化铵混合反应，得到木质素酚醛预聚体，接着将预聚体加入到花生油中继续反 应，分离干燥可得木质素酚醛基微胶囊。对微胶囊的缓释行为进行研究发现，当木质素添加 量为50%时，其缓释效果最佳。该方法将木质素与阿维菌素、甲醛、苯酚和十六烷基三甲基 溴化铵一锅粥混合反应，制备过程反应条件苛刻，容易对阿维菌素的大环内酯结构造成破 坏，使原药有效含量降低；并且制备的微胶囊粒径较大，不能满足微胶囊药效的要求。
[0007] 中国发明专利申请CN102349509A公开了一种木质素脲醛基农药微胶囊的制备方 法，先将尿素、甲醛和木质素混合得到预聚体，再将预聚体加入含有司盘-85和氯苯的阿维 菌素溶液中得到乳液，最后将乳液加入到草酸水溶液中，过滤干燥后得到微胶囊。所得微 胶囊粒径在20 μπι左右，载药量和包载率分别在15~35%和60~80%之间，缓释时间在 120h左右。该方法将预聚体与阿维菌素、溶剂、乳化剂一锅粥乳化然后酸化缩合反应，整个 工艺过程完全类似于脲醛树脂微胶囊的制备方法，在方法上没有什么创新，只是在脲醛树 脂微胶囊的基础上增加木质素原料；该方法需要大量壁材，并且包载率很低，且颗粒大，属 于一种非常低效的包埋方法，在工业上基本不能实现。
[0008] 目前以木质素为主要壁材制备微胶囊的研究少见报道，且普遍存在原药的包载率 低、原药在包埋过程中的分解率较高、微胶囊粒径大、制备工艺复杂等问题，有关利用PH响 应性的木质素衍生物作为壁材制备微胶囊的报道尚未见到。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的在于以一种应用具有pH响应性的胺基木质素磺酸钠为壁材制备阿 维菌素微胶囊粉及其方法，产品环保无毒，价格低廉，耐太阳光光解。
[0010] 本发明以一种胺基木质素磺酸钠为壁材，将阿维菌素原药和木质素基壁材分别溶 于溶剂中然后采用复凝聚法成囊，最后在水溶液中加入交联剂对木质素基壁材进行交联反 应，制得一种阿维菌素微胶囊悬浮液，经过干燥得到微胶囊粉。其中微胶囊所采用的主要壁 材为胺基木质素磺酸钠，芯材为阿维菌素，通过调节胺基木质素磺酸钠壁材水溶液的PH，使 胺基木质素磺酸钠分子与阿维菌素纳米颗粒发生共聚集，制备胺基木质素磺酸钠/阿维菌 素复合微球，从而实现对阿维菌素的包埋，然后再采用化学交联的方式对胺基木质素磺酸 钠壁材进行交联反应，得到化学交联的复合微球，再经过干燥除去水分即可得到阿维菌素 微胶囊粉。
[0011] 本发明以同时含有胺基和磺酸基阴阳离子官能团的pH响应型胺基木质素磺酸钠 为壁材，通过调节胺基木质素磺酸钠水溶液的pH来改变其分子的电荷分布，从而实现对其 分子构型和聚集程度进行调控来制备木质素基微胶囊，达到包埋农药的效果。
[0012] 本发明的目的是通过如下技术方案实现：
[0013] -种应用木质素基壁材制备阿维菌素微胶囊粉的方法，包括以下步骤：
[0014] 1)以质量份数计，将100份提纯的胺基木质素磺酸钠壁材和5~20份乳化剂溶于 200~500份水中配制成水溶液，得到水相；
[0015] 2)将阿维菌素原药溶于有机溶剂中，得到有机相；
[0016] 3)在旋转条件下将有机相均匀加入到水相中，再剪切10~20分钟；然后调节分 散液的pH值至6~8,在20~40°C下进行复凝聚反应30~60分钟；降温至0~20°C，加 入1~10份交联剂进行交联反应1~2小时，制得阿维菌素微胶囊悬浮液；
[0017] 4)将制得的阿维菌素微胶囊悬浮液离心分离，除去水和溶剂，然后将残余固体冷 冻干燥，得到阿维菌素微胶囊粉；
[0018] 所述胺基木质素磺酸钠壁材通过如下方法制备：将木质素磺酸钠溶于水中配制成 木质素磺酸钠水溶液，调节溶液的pH值至10.0 ~13. 0,在50~70°C活化0. 5~1.0 h ;加入 胺化改性剂，然后滴加醛类试剂，滴加完毕后，在70~90°C反应2~4h，得到胺基木质素磺 酸钠溶液；将得到的胺基木质素磺酸钠溶液用醇类试剂进行抽提，抽提后的残余固体物再 用石油醚洗涤，洗涤残余物再进行冷冻干燥，即可得到纯化的粉状胺基木质素磺酸钠壁材； 所述胺化试剂为二乙胺、丙二胺、三乙胺、二乙烯三胺或三乙烯四胺；所述醛类试剂为甲醛、 乙醛、丙醛、乙二醛或戊二醛；所述醇类试剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇和丁醇中的一种或 多种。
[0019] 所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇1000,十六烷基三甲 基溴化铵和吐温-80中的一种或多种；
[0020] 所述有机溶剂为二甲基亚砜、吡咯烷酮、二氯甲烷、甲醇、乙醇中的一种或多种；
[0021] 所述交联剂为三聚磷酸钠、甲醛、乙二醛、戊二醛、环氧氯丙烷中的一种。
[0022] 为更好地实现本发明目的，优选地，以质量份数计，所述有机相是将20~200份阿 维菌素原药溶于200~500份有机溶剂中得到。
[0023] 优选地，所述旋转条件的转速为500 - 1500rpm ;所述将有机相均匀加入到水相中 的时间为20 - 40分钟。
[0024] 优选地，以质量份数计，所述木质素磺酸钠水溶液是将100份木质素磺酸钠溶于 150~400份水中配制成。
[0025] 优选地，以质量份数计，所述胺化改性剂的加入量为20~200份。
[0026] 优选地，以质量份数计，所述份醛类试剂的加入量为20~200份。
[0027] 优选地，以质量份数计，所述滴加是在0. 5~1.0 h内加入20~200份醛类试剂。
[0028] 优选地，以质量份数计，所述将得到的胺