一种广藿香精油包合物及其制备方法和用途与流程

本发明属于药物制剂领域，涉及一种广藿香精油包合物及其制备方法和用途。

背景技术：

在农业生产过程中，为了保护和促进植物的生长，一类用于杀死或驱赶害虫并抑制病原体繁殖的药物被称为杀虫剂。也就是特指农业上用于防治病虫害以及调节植物生长的药物，在减轻病虫草对农作物的危害、保证农业丰收方面起着重要作用。目前，农业化学防治是防治作物病虫害的主要手段，但随着化学农药的大量使用，不仅造成农药残留，危害人体健康，有害生物抗药性，害虫再增加等问题；同时，还导致农业区域及其边缘的植被、水体等区域的生态破坏，直接和间接危害着环境和人类的健康。因此，健康，安全，绿色，环保的生物农药已受到越来越多的研究人员的青睐。

生物农药即天然农药，一类来自于天然的、具有杀菌和杀虫作用的、非化学合成的化学物质或生命体。生物农药在其独特的作用方式、低剂量和专一性，有效成分的来源，工业化生产途径，杀虫防病机理等方面，与化学农药有着本质的区别。在未来有害生物综合治理策略中，生物农药比化学农药更适合扩大应用比重。概括来讲，相比较化学农药，生物农药具有以下几方面的优点：毒性低、安全性高、污染少、对作物的药害轻、便于使用、节约劳动力、节约能源、价格低廉、生物利用率高。

作为天然的植物提取物，植物精油具有许多药理作用，如：抗菌消炎、解热镇痛、祛痰、镇咳等，广泛应用于医学领域；另外，植物精油还具有杀菌、抑菌、杀虫、驱虫、抗氧化等活性作用，植物精油还可以保护植物免受害虫、细菌和其他病原体的侵害；在新型农药研发过程中，植物精油被人们所关注的原因主要有：来源于自然、易分解、对人畜及环境相对安全、绿色环保。刘学文等人对植物精油在农药领域中的应用展开研究，发现部分植物精油有很明显的驱虫、杀虫作用，因此，将植物精油开发为生物农药制剂，并投入工业化生产具有广阔的市场前景。相关研究表明，广藿香精油具有良好的驱虫杀虫作用。

广藿香是一种药用植物，主要分布于海南、云南、台湾以及两广等地区。广霍香的茎叶中含有大量的挥发油，广藿香精油就是从广藿香茎叶中提取出来的一种深琥珀色粘稠液体，具有泥土味的麝香味，味道浓重持久。中医认为，服用广藿香对脾胃有益，可以治疗霍乱和呕吐，现代药理学实验也确证了广藿香精油具有抗真菌、抗传染病、刺激免疫力、止血、杀虫等药理作用。

研究表明，广藿香油对菜粉蝶、小菜蛾幼虫、檀香蝴蝶和荔枝卷叶蛾幼虫具有良好的驱避作用，而且这种作用会随着浓度的增加，驱避作用越强，但是随着暴露在空气中时间的延长，精油浓度逐渐降低，因此，对檀香蝴蝶和荔枝卷叶蛾幼虫的驱避效果也呈现不同程度的下降，经活性追踪实验发现，其活性成分主要是广藿香酮。因此，将广藿香精油进行液体制剂固体化，有利于提高广藿香精油的稳定性、延长药物的作用时间。目前，对于开发广藿香制剂的研究多数是包合物工艺的研究。而广藿香微丸的制备和开发广藿香制剂并应用于生物杀虫方面的研究较少。

经统计发现，世界上生物农药的市场主要在北美和欧洲地区，第一个商品化生物杀虫制剂margosan-o在美国注册上市后，市场上便出现了多种印楝类生物杀虫剂。此外，一些美国公司已经能够利用植物精油能够驱虫杀虫的独特作用，开发植物精油杀虫剂并投入市场。随着人们对绿色、原生态、环境友好型社会的追求，众多研究者也开始着手开发生物农药制剂；目前，国内也已经成功开发了多种生物型农药，并已登记注册，这为后续研究者指明了研究方向；生物农药制剂的研制不仅符合国内外农药制剂的发展趋势，而且符合我国建设资源节约型，环境友好型社会的要求，具有良好的发展前景。因此，以味道强烈、易挥发、活性成分不稳定的广藿香精油为基础，将液体制剂进行固体化，开发生物虫剂具有应用开发的实践基础。

包合物是指将分子完全或部分包含在另一分子的空腔结构中而形成的特殊复合物。它由两部分组成，即主体分子和客体分子。包合物的形成不涉及化学键的裂解或形成，它主要取决于分子间的范德华力。这种包合物的形成有利于提高难溶性药物溶解度，提高药物稳定性，实现液体制剂的固体化，防止挥发性成分挥发，延长药物作用时间，提高药物的生物利用度，掩盖药物的难闻气味，减少药物的刺激和毒副作用等。常用的包合材料为环糊精及其衍生物。

环糊精是通过环糊精聚糖易位酶水解环化而获得的水溶性非还原性白色结晶粉末，对环糊精结构的研究表明，环糊精是由多个葡萄糖分子组成的“外亲水，内疏水”的“环状多糖”。环糊精作为一种常见的添加剂，主要应用于药品和化妆品以及各种其他工业产品。天然环糊精及其衍生物已列入药物辅料清单，能够增加难溶性药物的水溶性，增加药物的通透性并提高药物的生物利用度。常见的环糊精有三种：α，β和γ环糊精，其中β-环糊精在水中的溶解度最小，最容易从水中析出，因此对于农药制备比较适用。

目前，有研究报道了饱和水溶液法制备薄荷油β-环糊精包合物的工艺，精密称取β-环状糊精8.0g，置于150ml三角瓶中，加入120ml水，在70℃水浴下制成饱和溶液，取出放凉至所需温度，加一定量的薄荷油溶液混合，恒温搅拌一定时间，取出，冷却，置冰箱冷藏过夜，抽滤，包合物用少量石油醚(30-60℃)洗涤，放入干燥器中干燥24h，即得白色粉末状薄荷油包合物。但是，此方法制备的薄荷油包合物时，包合时间与包合温度均较高，不利于实际制备。

因此，如何开发出一种广藿香精油的包合物，制备方法简便易操作，并且能够应用于农药领域，具有重要的价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种广藿香精油包合物及其制备方法和用途。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种广藿香精油包合物，所述广藿香精油包合物包括β-环糊精和广藿香精油，所述广藿香精油包合物的包合率为30％-82％，所述广藿香精油包合物的载药量为10％-17％。

本发明提供的广藿香精油包合物实现了液体制剂固体化，能够防止挥发性成分挥发，延长药物作用时间，提高药物的生物利用度，掩盖药物的难闻气味，减少药物的刺激和毒副作用；本发明提供的广藿香精油的包合率一般可达到80％左右，稳定在30％-82％之间，实现了高效的包合，载药量一般也可达到12％-16％左右，稳定在10％-17％之间，同时实现了高载药量；相比于现有技术中的包合物，具有在高包合率的情况下，同时达到了高载药量的优势。

在本发明中，包合率是指的是实际含油量与广藿香精油投入量的比值；载药量指的是实际含油量与包合物质量的比值。其中，实际含油量的计算方法为：实际含油量＝(样品质量浓度*样品溶液体积)/(所取样品质量*包合物质量)公式a。

优选地，所述广藿香精油的体积与β-环糊精的质量比为1:5-12，例如可以是1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11或1:12等。

优选地，所述广藿香精油的体积与β-环糊精的质量比为1:6-10，进一步优选为1:8。

在本发明中，广藿香精油的体积与β-环糊精的质量的比一般在1:5-12的范围内之间，体积以微升为单位，质量以毫克为单位。优选在1:6-10之间，包合物的载药量和包合率均较高，最优选为1:8，并且通过调整包合温度和包合时间，可以使得包合物的性能达到最佳。

第二方面，本发明提供了一种广藿香精油包合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将β-环糊精溶于水中形成过饱和溶液，而后加入广藿香精油溶液恒温搅拌后经过析晶得到所述广藿香精油包合物。

优选地，所述广藿香精油溶液为广藿香精油的乙醇溶液。

优选地，所述恒温搅拌的温度为35℃-50℃，例如可以是35℃、38℃、38.68℃、40℃、42℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃，优选为36.68℃。

在本发明中，恒温搅拌时，需把温度控制在恒定温度，并且，本发明通过实际分析和计算得出，最优选温度控制在38.68℃时，此时对于包合物的形成以及载药量控制等，可以达到最佳效果。

优选地，所述析晶的方法为：将溶液置于4℃冷藏20-30h后，过滤，使用石油醚洗去游离的广藿香精油，干燥得到广藿香精油包合物。

第三方面，本发明提供了一种广藿香精油农药，所述农药包括如第一方面所述的广藿香精油包合物和任选地辅料。

本发明提供的广藿香精油农药，是一种新型生物农药。通过将广藿香精油液体制剂固体化，延长了药物的作用时间，改善了粉末的飞粉现象，大大提升了广藿香精油农药的作用效果。

优选地，所述辅料包括黏合剂、包衣材料或着色剂中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中，所用的辅料优选同时使用黏合剂、包衣材料和着色剂，制备出合适的剂型。

优选地，所述黏合剂为玉米淀粉、糊精、聚乙烯醇或羧甲基纤维素中的任意一种或至少两种的组合，优选为玉米淀粉。

本发明优选使用玉米淀粉进行湿法制粒，一般步骤为将广藿香精油的干包合物首先过筛，而后加入黏合剂制备成软材，进一步过筛经过干燥后，最后将干颗粒过筛即可制得。

优选地，所述包衣材料包括乙基纤维素、羟丙甲基纤维素或聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或至少两种的组合，优选为乙基纤维素。

在本发明中，通过使用包衣材料将包合物进行包衣，可制备微丸。

优选地，所述着色剂包括胭脂红、柠檬黄、靛蓝或日落黄中的任意一种或至少两种的组合，优选为胭脂红或柠檬黄。

优选地，所述农药的剂型为可湿性粉剂或微丸。

在本发明中，微丸一般以乙基纤维素为包衣材料，使用95％乙醇作为溶剂，制成乙醇溶液，进一步可选择性的加入致孔剂、增塑剂或着色剂等，干燥制备成微丸。

第四方面，本发明提供一种如第三方面所述的农药在植物保护中的应用。

本发明提供的农药，在施用时对菜粉蝶、小菜蛾幼虫、檀香蝴蝶和荔枝卷叶蛾幼虫具有良好的驱避作用，能够有效的驱除病虫害的威胁，并且该农药作为一种生物农药，对环境友好，具有良好的应用前景和较高的应用价值。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的广藿香精油包合物实现了液体制剂固体化，能够防止挥发性成分挥发，延长药物作用时间，提高药物的生物利用度，掩盖药物的难闻气味，减少药物的刺激和毒副作用；本发明提供的广藿香精油的包合率一般可达到80％左右，稳定在30％-82％之间，实现了高效的包合，载药量一般也可达到12％-16％左右，稳定在10％-17％之间，同时实现了高载药量；相比于现有技术中的包合物，具有在高包合率的情况下，同时达到了高载药量的优势。

本发明提供的农药，在高温环境下挥发速率得到有效控制，提高了稳定性，释药行为可控。

本发明提供的农药，在施用时对菜粉蝶、小菜蛾幼虫、檀香蝴蝶和荔枝卷叶蛾幼虫具有良好的驱避作用，能够有效的驱除病虫害的威胁，并且该农药作为一种生物农药，对环境友好，具有良好的应用前景和较高的应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例1制备的广藿香精油包合物形态图。

图2是本发明实施例1制备的广藿香精油包合物进行薄层色谱分析图。

图3a是广藿香精油红外光谱图。

图3b是广藿香精油包合物红外光谱图。

图3c是广藿香精油β-环糊精物理混合组红外光谱图。

图3d是β-环糊精红外光谱图。

图4是广藿香精油包合物湿法制粒的形态图。

图5a是广藿香精油包合物制备的微丸a外观形态图(胭脂红色)。

图5b是广藿香精油包合物制备的微丸b外观形态图(柠檬黄色)。

图6是测定的广藿香精油颗粒的累积释放度曲线图。

图7a是本发明制备的微丸a累积释放度曲线图。

图7b是本发明制备的微丸b累积释放度曲线图。

图8是本发明加速试验的广藿香精油含量变化柱状图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

在附图中，涉及到的红外光谱的横坐标为波数，单位为cm^-1。

实施例1

本实施例通过以下方法制备广藿香精油包合物

称取一定质量β-环糊精，45℃水浴条件下，少量多次的加入适量蒸馏水使其完全溶解，制成β-环糊精的过饱和水溶液；移取一定体积的广藿香精油，按1:4(v/v)溶于无水乙醇中，制成广藿香精油乙醇溶液；45℃恒温水浴的条件下，根据β-环糊精投入量，按比例滴加广藿香精油乙醇溶液，使得广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:4，溶液由澄清透明逐渐变浑浊，最后变成乳白色；45℃恒温搅拌2小时，4℃冷藏静置20小时，使包合物尽可能完全析出，抽滤，石油醚洗去游离的广藿香精油，50℃干燥3小时，称重，得白色干燥固体粉末，即广藿香精油β-环糊精包合物。

实施例2

本实施例通过以下方法制备广藿香精油包合物

称取一定质量β-环糊精，45℃水浴条件下，少量多次的加入适量蒸馏水使其完全溶解，制成β-环糊精的过饱和水溶液；移取一定体积的广藿香精油，按1:4(v/v)溶于无水乙醇中，制成广藿香精油乙醇溶液；45℃恒温水浴的条件下，根据β-环糊精投入量，按比例滴加广藿香精油乙醇溶液，使得广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:8，溶液由澄清透明逐渐变浑浊，最后变成乳白色；38.68℃恒温搅拌2小时，4℃冷藏静置20小时，使包合物尽可能完全析出，抽滤，石油醚洗去游离的广藿香精油，48℃干燥3小时，称重，得白色干燥固体粉末，即广藿香精油β-环糊精包合物。

实施例3

本实施例通过以下方法制备广藿香精油包合物

称取一定质量β-环糊精，45℃水浴条件下，少量多次的加入适量蒸馏水使其完全溶解，制成β-环糊精的过饱和水溶液；移取一定体积的广藿香精油，按1:4(v/v)溶于无水乙醇中，制成广藿香精油乙醇溶液；45℃恒温水浴的条件下，根据β-环糊精投入量，按比例滴加广藿香精油乙醇溶液，使得广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:5，溶液由澄清透明逐渐变浑浊，最后变成乳白色；50℃恒温搅拌2小时，4℃冷藏静置20小时，使包合物尽可能完全析出，抽滤，石油醚洗去游离的广藿香精油，50℃干燥3小时，称重，得白色干燥固体粉末，即广藿香精油β-环糊精包合物。

实施例4

本实施例通过以下方法制备广藿香精油包合物

称取一定质量β-环糊精，45℃水浴条件下，少量多次的加入适量蒸馏水使其完全溶解，制成β-环糊精的过饱和水溶液；移取一定体积的广藿香精油，按1:4(v/v)溶于无水乙醇中，制成广藿香精油乙醇溶液；45℃恒温水浴的条件下，根据β-环糊精投入量，按比例滴加广藿香精油乙醇溶液，使得广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:12，溶液由澄清透明逐渐变浑浊，最后变成乳白色；35℃恒温搅拌2小时，4℃冷藏静置20小时，使包合物尽可能完全析出，抽滤，石油醚洗去游离的广藿香精油，50℃干燥3小时，称重，得白色干燥固体粉末，即广藿香精油β-环糊精包合物。

实施例5

本实施例与实施例1的区别仅在于，广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:6，制得广藿香精油包合物。

实施例6

本实施例与实施例1的区别仅在于，广藿香精油的体积比与β-环糊精的质量比为1:10，制得广藿香精油包合物。

实施例1-6制备的包合物的产率、载药量和包合率测定结果如表1所示：

表1

性能表征

将实施例1制备的广藿香精油包合物进行薄层色谱分析。

取一定量的广藿香精油包合物，外观如图1所示，加入微量无水乙醇，超声提取广藿香精油，再经0.22μm微孔滤膜过滤，得供试品溶液。另取少量广藿香精油，用少量无水乙醇稀释，作为对照品溶液。配制展开剂饱和20min，其中展开体系为：石油醚-乙酸乙酯-冰醋酸＝28:5:0.2。选用硅胶gf254板，点样后上行展开，晾干，在254nm紫外灯下检视，结果由图2所示。由图2可知，虽然供试品浓度较低，但是供试品的斑点与对照品完全一致，即广藿香精油经过环糊精包合后，广藿香精油的成分不受影响。

将实施例1制备的广藿香精油包合物进行红外光谱分析

通过比较广藿香精油、β-环糊精、广藿香精油-β-环糊精物理混合物和广藿香精油β-环糊精包合物的红外谱图的差异可以证明包合物的形成。若包合物的红外谱图应与β-环糊精的红外谱图一致，则说明包合效果好；若呈现二者物理混合物的红外光谱图形，即两者红外光谱图的叠加，则说明包合效果不好。因此，分别对广藿香精油(a)、广藿香精油包合物(b)、广藿香精油-β-环糊精物理混合物(c)和β-环糊精(d)进行红外光谱测定。其中，广藿香精油-β-环糊精物理混合物的混合比例为1:8(v/w)。

采用溴化钾压片法处理固体样品(b)(c)(d)，即将溴化钾充分研磨、与样品混合均匀，压成1mm厚度的薄片后进行红外扫描。广藿香精油为粘稠液体，故而采用涂膜法处理后进行红外扫描。扫描波数范围为500～4000cm^-1，分辨率为4cm^-1，扫描32次。结果如图3a、图3b、图3c和图3d所示。

红外光谱图给出了广藿香精油、β-环糊精、广藿香精油-β-环糊精物理混合物和广藿香精油β-环糊精包合物的红外光谱图。根据广藿香精油的红外光谱图(a)可知，广藿香精油在2960～2870cm^-1具有强的甲基、次甲基吸收峰；该峰在广藿香精油β-环糊精包合物(b)强度大大减弱，而在广藿香精油-β-环糊精物理混合物(c)仍存在，由此判断，广藿香精油被β-环糊精有效地包合在其结构空腔内。此外，广藿香精油β-环糊精包合物(b)和β-环糊精(d)的红外光谱图基本一致，可以辅助证明，广藿香精油被β-环糊精的有效包合。

应用例1

广藿香精油包合物湿法制粒

12％淀粉浆(黏合剂)的制备：称取1.200g玉米淀粉于烧杯中，量取10ml蒸馏水边搅拌边加入到烧杯中，继续搅拌使玉米淀粉全部混悬于水中，边加热边搅拌，至玉米淀粉糊化(淀粉变粘稠透明)，即可。准确称取一定质量广藿香精油β-环糊精包合物，按比例加入一定量玉米淀粉，混匀后过80目筛。加入适量制备好的12％淀粉浆，制得的软材过40目筛，制粒，置于烘箱中50℃干燥30min，制得干燥颗粒，见图4。

应用例2

广藿香精油包合物微丸制备及含量测定、释放度测定、加速试验

(1)包衣液的制备：

包衣液a：以乙基纤维素为包衣材料，95％乙醇作为溶剂，制成3％乙基纤维素乙醇溶液(w/w)，并加入染料新胭脂红用于观察包衣情况。微丸a。

包衣液b：以乙基纤维素为包衣材料，95％乙醇作为溶剂，加入少量聚乙二醇4000作为致孔剂、增塑剂，制成3％乙基纤维素乙醇溶液(w/w)，并加入染料柠檬黄(溶于少量乙酸乙酯中)，以便于观察包衣情况。微丸b。

(2)将颗粒平铺在预热的不锈钢底盘上，包衣液装于喷瓶中，边旋转边喷包衣液，同时利用吹风机置于底盘下方，鼓吹热风，使包衣液中的挥发性溶剂挥发，干燥后称重，计算包衣增重。所得微丸外观形态见图5a和图5b。

(3)含量计算：在颗粒含量的基础上，除去包衣增重的重量即可计算出微丸的含量。微丸增重5％时，含量为12.1％。

(4)参考2015版《中国药典》溶出度测定法，确定本课题选用转篮法测定溶出度。根据广藿香精油的溶解度测定，选定溶出介质为1％吐温80和无水乙醇的混合溶液，比例为60∶40(v/v)；溶出介质体积为200ml；转速为50rpm/min；温度：25℃。以溶出介质为溶剂溶出相关参数计算公式如下：

溶出量(mg)＝c溶(mg/ml)×介质总量(ml)(1)

累积溶出量(mg)＝溶出量(mg)+前一次取样c溶(mg/ml)×4ml(2)

累积释放率(％)＝累积溶出量(mg)/101.6mg×100％(3)

在符合漏槽条件的情况下，往溶出介质中加入一定量的广藿香颗粒和增重5％的广藿香微丸，分别在20min、40min、1h、1.5h、2h、3h、4h、6h、8h、10h、12h、24h、26h、28h、30h、32h时取样，测得305nm处样品溶液的吸光度，依据标准曲线y＝0.4217x-0.0133(r²＝0.9999)，其中标准曲线可由本领域常规方法计算得出，结合公式(1)(2)(3)计算溶出量及累积释放率，并绘制累计释放度曲线图，见图6、图7a和图7b。

由图6和图7b可知，30h内广藿香颗粒和微丸b累积释放度曲线行为类似，其中，颗粒的累积释放率约59.2％，微丸b累积释放率约60.1％。由图7a可知，30h广藿香微丸a累积释放率约57.7％，较广藿香颗粒和微丸b略有下降，缓释能力并不明显，可能和包衣工艺缺乏稳定性导致包衣增重有限有关。

加速试验

准确称取一定质量广藿香精油β-环糊精包合物、广藿香精油与β-环糊精物理混合物、β-环糊精、空白颗粒、空白颗粒与广藿香精油物理混合物、广藿香精油颗粒置于蒸发皿上，于60℃烘箱中，分别于24小时、48小时、72小时后取出，称重，计算广藿香精油含量。结果见表2和图8。

表2

根据表2和图8结果可知，经过β-环糊精的包合、制粒，在高温环境下广藿香精油的挥发速率得到控制，提高了稳定性，释药行为更为可控。

性能测试：

将广藿香精油包合物和广藿香精油颗粒进行粉体学评价

粉体学评价采用本领域公知的通用方法进行测试3次，取平均值。得到的具体结果如下表3(广藿香精油包合物)和表4(广藿香精油颗粒)所示：

表3

表4

通过表3和表4的数据说明本发明的方法得到的广藿香精油包合物具有很好的粉体粒性。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的广藿香精油包合物及其制备方法和用途，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。