专利名称：一种含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种杆状病毒杀虫悬浮剂，尤其涉及一种添加无机纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，及其制备方法。
背景技术：
由于目前农林害虫对化学杀虫剂普遍产生抗性，化学杀虫剂的单位面积用量越来越高，对环境、非靶标动物、生物多样性和人类本身，造成的危害也越来越严重，大量剧毒、高残留杀虫剂被我国政府限产、禁产、限用和禁用。在这种背景下，昆虫病毒杀虫剂作为开发较早，应用较广的生物农药，其生产、开发和应用呈迅猛发展的态势，市场需求量逐年上升。
利用昆虫病毒作为生物杀虫剂防治农林害虫是对环境安全、可持续控制害虫为害的有效手段。自从1975年美国第一个昆虫病毒产品Elcar注册登记以来，世界上已有超过20个国家30多种昆虫病毒杀虫剂产品登记注册。
杆状病毒杀虫剂是绿色、环保型生物农药中重要的一类产品，在农林害虫的防治中发挥着越来越重要的作用。杆状病毒杀虫剂产品的主要剂型有悬浮剂和可湿性粉剂两种，病毒多角体含量一般在5-20亿PIB/mL(克)，产品中病毒含量低，填充料含量过高，田间用药量大(一般田间亩用量在40-100mL(克)或以上)，带来不便于包装、储存、运输、销售，以及产品在生产、销售过程中病毒变性失活等一系列问题。
对于悬浮剂产品，影响其存储寿命和药效发挥的因素有产品的悬浮率和抗紫外线的能力。常规的悬浮剂主要通过增加悬液的粘稠性和机械研磨提高悬浮率，通过添加荧光色素、增白剂和其它的化学物质等增强抗紫外线的能力。但是所添加的荧光色素、增白剂等化学物质成本较高，并且往往存在一定的毒性，大量施用会对农田生态系统造成污染。另外，这些添加物质的用量较大，一般只适用于病毒含量低、亩用量大的常规悬浮剂产品，不能用于开发高含量、超低用量的新型制剂产品。比如一种紫外光保护剂萤光素钠只有在田间使用浓度达到0.1％的情况下，才能有效地保护制剂中的病毒不受阳光中紫外线照射的损坏，这样每亩农田仅光保护剂就需要使用10-50克，不仅增加了病毒制剂的生产、运输、包装成本，加大了环境污染，而且极大地限制了新型高效杆状病毒杀虫剂产品的研制与发展。
因此，一种分散性好、方便运输，并且田间用量少的杆状病毒杀虫剂型，对农林害虫的防治有着重大意义。目前，病毒原药的纯化技术已能使病毒原药的浓度达到5000亿PIB/克，如果能够发现一种用量少、成本低、效率高，可以提高病毒悬浮液的悬浮率并增强抗紫外线性能的物质，那么将使开发高含量、超低用量杆状病毒杀虫悬浮剂成为可能，这将大大降低杆状病毒杀虫悬浮剂在田间的用量和使用成本，提高其应用水平。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的杆状病毒悬浮剂悬浮率不高，需要通过添加荧光色素等来增强其抗紫外线的能力，使得悬浮剂的成本较高，且大量施用会对农田生态系统造成污染的缺陷，从而提供一种分散性好、成本低廉、且可增强悬浮剂抗紫外线性能的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，及其制备方法。
本发明的目的是通过如下的技术方案实现的本发明提供的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其为在常规的杆状病毒杀虫悬浮剂中加入无机纳米材料而得。
所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂中包括杆状病毒原粉、无机纳米材料、稳定剂、表面活性剂和水，其中所述的无机纳米材料与杆状病毒原粉的重量份比为1∶1～200；所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为50～1000亿PIB/mL；为了减少杆状病毒杀虫剂在田间的用量，尽可能提高悬浮剂中杆状病毒的浓度，优选的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为200～1000亿PIB/mL；所述的稳定剂在悬浮剂中的含量为1～50wt％；所述的表面活性剂在悬浮剂中的含量为5～50wt％；其余为水。
所述的无机纳米材料为无机的纳米级的惰性颗粒物质，其粒径为1～100纳米，该惰性物质不溶于水且性质稳定，优选二氧化硅、氧化锌、氧化铝、碳、或硅酸铝的纳米颗粒。
所述的稳定剂为本领域常用的制备悬浮剂所采用的稳定剂，优选甘油或蔗糖。
所述的表面活性剂可以是阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂或非离子表面活性剂；优选十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠、木质素钙、或茶皂素中的一种或多种。
本发明所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，还包括增效剂，所述的增效剂在悬浮剂中的含量为0.1～20wt％。
所述的增效剂为昆虫生长调节剂，优选灭幼脲、氟虫脲、氟铃脲、氟啶脲、除虫脲、抑食肼、或虫酰肼。
本发明提供一种所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，包括如下的步骤1)首先将无机纳米材料与杆状病毒原粉混合后，加水，制成混合液；2)向步骤1)中的混合液中加入稳定剂和表面活性剂，混合均匀，得到本发明的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂；所述的无机纳米材料与杆状病毒原粉的重量份比为1∶1～200；所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为50～1000亿PIB/mL；为了减少杆状病毒杀虫剂在田间的用量，尽可能提高悬浮剂中杆状病毒的浓度，优选的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为200～1000亿PIB/mL；所述的稳定剂在悬浮剂中的含量为1～50wt％；所述的表面活性剂在悬浮剂中的含量为5～50wt％。
所述的无机纳米材料为无机的纳米级的惰性颗粒物质，其粒径为1～100纳米，该惰性物质不溶于水且性质稳定，优选二氧化硅、氧化锌、氧化铝、碳、或硅酸铝的纳米颗粒。
所述的稳定剂为本领域常用的制备悬浮剂所采用的稳定剂，优选甘油或蔗糖。
所述的表面活性剂可以是阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂，两性表面活性剂或非离子表面活性剂；优选十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠、木质素钙、或茶皂素中的一种或多种。
本发明提供的上述含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，还包括3)向步骤2)中的混合液中加入增效剂，混合均匀，得到本发明的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂；所述的增效剂在悬浮剂中的含量为0.1～20wt％。
所述的增效剂为昆虫生长调节剂，包括灭幼脲、氟虫脲、氟铃脲、氟啶脲、除虫脲、抑食肼、或虫酰肼。
本发明提供的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂是针对杆状病毒粒径大小在0.1至10微米之间的特点，在其常规的悬浮液中添加一定量的无机纳米材料，制得的新的杆状病毒杀虫悬浮剂。一方面，由于纳米材料具有高表面能的特性，极易附着在病毒颗粒表面，将病毒颗粒包裹在中间，使得杆状病毒分子之间不能团聚；而且，纳米材料之间以及纳米材料同病毒粒子之间存在分子间相互作用，增强了病毒颗粒在悬液中的物理稳定性，可以将病毒颗粒稳定在悬液中的特定位置。另一方面，由于纳米材料为纳米级别的颗粒，其覆盖在病毒颗粒表面，使波长处于纳米级的紫外线被纳米材料吸收，有效地抵抗了紫外线对病毒颗粒的杀伤作用，即增强了悬浮剂中杆状病毒的抗紫外线性能，使其田间防治效果大大增强。
常规的杆状病毒杀虫悬浮剂，需要通过胶体磨等设备将病毒原药和其它组分混合研磨，才能达到一定的悬浮性和分散性。与之相比，本发明提供的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的优点在于1)通过加入无机纳米材料，使纳米材料吸附在杆状病毒颗粒的表面，从而使病毒颗粒具有良好的悬浮性能和抗紫外线能力。使开发高含量、超低用量杆状病毒杀虫悬浮剂成为可能，这将大大降低杆状病毒杀虫悬浮剂在田间的用量和使用成本，提高其应用水平。
2)该纳米材料在用量极小的情况下就能提供杆状病毒杀虫悬浮剂所需的悬浮性能和抗紫外线的能力。
3)该悬浮剂的制备工艺简单。
具体实施例方式
实施例12000亿PIB/克斜纹夜蛾核型多角体病毒原粉1千克，加入粒径为100纳米的氧化铝1千克，加入无菌水40千克，用搅拌器充分混匀。然后加入蔗糖8千克，十二烷基苯磺酸钠50千克，用搅拌器充分混匀，分装后获得含量为50亿PIB/mL的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫悬浮剂产品。
将上述制得的斜纹夜蛾核型多角体病毒杀虫悬浮剂产品用自来水稀释5000倍，均匀涂布在斜纹夜蛾人工饲料表面，待饲料表面干燥后，垂直放于40瓦紫外灯下50厘米处照射30分钟，然后接入2龄末期的斜纹夜蛾幼虫，放在26℃、光周期为光照14小时黑暗10小时的条件下培养，同时用不含纳米材料的病毒制剂作对照(该对照除了不含纳米材料，其它配方成分同上述)。7天后，处理组(含纳米材料的制剂)幼虫的平均校正死亡率高于对照组(不含纳米材料的制剂)17.4％，说明纳米材料的加入可以有效地保护斜纹夜蛾核型多角体病毒不受紫外线照射的损伤，有较好的抗紫外线的功能。
实施例22500亿PIB/克甜菜夜蛾核型多角体病毒原粉10千克，加入粒径为50纳米的二氧化硅0.05千克，加入蒸馏水20千克，用搅拌器充分混匀，然后加入甘油35升，氟铃脲1.25千克，木质素钙3.5千克，用搅拌器充分混匀，分装后获得含量为454亿PIB/mL的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫悬浮剂产品。
参照实施例1的纳米材料抗紫外线能力的实验，测试纳米材料对甜菜夜蛾核型多角体病毒的光保护作用，结果实验后5天，纳米材料的处理组甜菜夜蛾幼虫的平均校正死亡率高于不含纳米材料的对照组20.3％。
实施例35000亿PIB/克棉铃虫核型多角体病毒原粉1千克，加入粒径为100纳米的氧化锌0.02千克，加入自来水25千克，用搅拌器充分混匀，然后加入蔗糖0.3千克，除虫脲1千克，茶皂素2.5千克，用搅拌器充分混匀，分装后获得含量为200亿PIB/mL的棉铃虫核型多角体病毒杀虫悬浮剂产品。
参照实施例1的纳米材料抗紫外线能力的实验，测试纳米材料对棉铃虫核型多角体病毒的光保护作用，结果实验后6天，纳米材料的处理组棉铃虫幼虫的平均校正死亡率高于不含纳米材料的对照组14.2％。
实施例42500亿PIB/克甜菜夜蛾核型多角体病毒原粉10千克，加入粒径为50纳米的二氧化硅0.1千克，加入蒸馏水25千克，用搅拌器充分混匀，然后加入蔗糖20千克，抑食肼17千克，十二烷基月桂酸钠15千克，用搅拌器充分混匀，分装后获得含量为1000亿PIB/mL的甜菜夜蛾核型多角体病毒杀虫悬浮剂产品。
参照实施例1的纳米材料抗紫外线能力的实验，测试纳米材料对甜菜夜蛾核型多角体病毒的光保护作用，结果实验后5天，纳米材料的处理组甜菜夜蛾幼虫的平均校正死亡率高于不含纳米材料的对照组18.3％。
权利要求
1.一种含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，包括杆状病毒原粉、无机纳米材料、稳定剂、表面活性剂和水，其中所述的无机纳米材料与杆状病毒原粉的重量份比为1∶1～200；所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为50～1000亿PIB/mL；所述的稳定剂在悬浮剂中的含量为1～50wt％；所述的表面活性剂在悬浮剂中的含量为5～50wt％；其余为水。
2.如权利要求1所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其特征在于所述的无机纳米材料为二氧化硅、氧化锌、氧化铝、碳或硅酸铝的纳米颗粒，其粒径为1～100纳米；所述的稳定剂为甘油或蔗糖；所述的表面活性剂为十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠、木质素钙、或茶皂素中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其特征在于所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为200～1000亿PIB/mL。
4.如权利要求1所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其特征在于还包括增效剂，所述的增效剂在悬浮剂中的含量为0.1～20wt％。
5.如权利要求4所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其特征在于所述的增效剂为昆虫生长调节剂，包括灭幼脲、氟虫脲、氟铃脲、氟啶脲、除虫脲、抑食肼、或虫酰肼。
6.一种权利要求1所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，包括如下的步骤1)首先将无机纳米材料与杆状病毒原粉混合后，加水，制成混合液；2)向步骤1)中的混合液中加入稳定剂和表面活性剂，混合均匀，得到本发明的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂；所述的无机纳米材料与杆状病毒原粉的重量份比为1∶1～200；所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为50～1000亿PIB/mL；所述的稳定剂在悬浮剂中的含量为1～50wt％；所述的表面活性剂在悬浮剂中的含量为5～50wt％。
7.如权利要求6所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，其特征在于所述的无机纳米材料为二氧化硅、氧化锌、氧化铝、碳或硅酸铝的纳米颗粒，其粒径为1～100纳米；所述的稳定剂为甘油或蔗糖；所述的表面活性剂为十二烷基月桂酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、木质素钠、木质素钙、或茶皂素中的一种或多种。
8.如权利要求6所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，其特征在于所述的杆状病毒原粉在悬浮剂中的浓度为200～1000亿PIB/mL。
9.如权利要求6所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，其特征在于还包括步骤3)，3)向步骤2)中的混合液中加入增效剂，混合均匀，得到本发明的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂；所述的增效剂在悬浮剂中的含量为0.1～20wt％。
10.如权利要求9所述的含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂的制备方法，其特征在于所述的增效剂为昆虫生长调节剂，包括灭幼脲、氟虫脲、氟铃脲、氟啶脲、除虫脲、抑食肼、或虫酰肼。
全文摘要
本发明涉及一种含有纳米材料的杆状病毒杀虫悬浮剂，其为在杆状病毒杀虫悬浮剂中加入无机纳米材料而得，所加入的无机纳米材料与杆状病毒的重量比为1∶1～200。该悬浮剂还包括稳定剂、表面活性剂以及水。该纳米材料在用量极小的情况下就能提供杆状病毒杀虫悬浮剂所需的悬浮性能和抗紫外线的能力。采用该组分的杆状病毒杀虫悬浮剂，使开发高含量、超低用量杆状病毒杀虫悬浮剂成为可能，这将大大降低杆状病毒杀虫悬浮剂在田间的用量和使用成本，提高其应用水平。
文档编号A01N25/04GK1923007SQ20051009581
公开日2007年3月7日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者秦启联, 张青, 苗麟, 李瑄, 张寰, 殷珍仙, 杨代凤, 周新伟, 季明东, 丁翠 申请人:中国科学院动物研究所, 江苏太湖地区农业科学研究所