一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊及其制备方法。所述嘧菌酯纳米微囊由农药活性成分嘧菌酯和作为包载材料的壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物组成，二者的质量比为20∶1-1∶2；所述嘧菌酯被载体包载形成壳-核结构的微囊；所述微囊的粒径为280nm-4.5μm。所述微囊对农药有效成分嘧菌酯的包封率在70％以上，载药量在10％以上，在400h累计释放率达到80％以上。其可以有效防控蔬菜、果树、葡萄上的多种真菌病害，具有重要的应用价值。
【专利说明】一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农药领域，特别是涉及农药剂型加工【技术领域】，具体地涉及一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊及其制备方法。
技术背景
[0002]随着全球生态环境与健康意识的提高，农药剂型开发正朝着高效、低毒、低残留的方向发展。在当前新型农药化合物创制愈发困难的形势下，通过先进的剂型加工方法改善农药的使用性能、充分发挥有效成分的生物活性与效能，已经成为提高农药防治效果、降低残留污染、节约施药成本的重要途径。
[0003]近年来，以生物可降解材料为载体的微囊化技术成为缓释性药物研究的热点。基于聚乳酸及其共聚物为载体材料制备的农药微囊具有较高的农药累计释放量，并且通过对载体材料的降解速率的控制可以实现对药物的控制释放，从而克服了传统的农药制剂在使用时存在的分解、突释等严重问题，提高了农药有效利用率、延长了持效期，减少了对环境的污染。
[0004]嘧菌酯是甲氧基丙烯酸酯类高效、广谱、内吸性杀菌剂，并且与目前已有杀菌剂无交互抗性，其应用广泛，市场需求旺盛。目前市场上以水悬浮剂(SC)为主要剂型，其有效成分在水中具有光解性。此外，由于存在严重的突释现象，有效利用率低，持效期短，往往造成重复用药，不仅导致成本增加，还造成农药的大量浪费，导致抗性的产生等，是制约其高效、安全与科学使用的关键技术问题。因此研究与发展具有良好的缓控释、靶向沉积和环境相容性好的农药纳米微囊新剂型，有助于提高其稳定性、持效期以及减少农药的重复使用。
[0005]本发明人利用可降解材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-C0-PLA)为囊材、聚乙烯醇(PVA)为连续相稳定剂 ，通过调节剪切时间和剪切速度，制备了从纳米级到微米级不同粒径(280nm_4.5 μ m)的喃菌酯纳米微囊。表征结果表明，制备的喃菌酯纳米微囊不仅形状规则、粒径均一，还具有良好的包封率、载药量及缓释性能。
[0006]本发明的嘧菌酯纳米微囊克服了现有嘧菌酯的有效利用率低、持效期短等缺点，具有高稳定性、持效期长、利用率高等优点，其具有广泛的应用价值和市场潜力。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊及其制备方法，所述嘧菌酯纳米微囊具有良好的控释作用。一方面解决目前常规乳油、可湿性粉剂等传统农药剂型在使用中存在的大量使用有机溶剂及粉尘污染问题，另一方面通过控释作用提高农药的有效利用率，从而提闻农药制剂质量水平、减少向环境的流失污染和顺失，实现农药剂型的可持续发展。
[0008]为达以上目的，本发明提供一种具有壳-核结构的嘧菌酯纳米微囊，其特征在于:所述嘧菌酯纳米微囊由如下组分组成:
[0009]B)农药活性成分嘧菌酯；[0010]B)作为包载材料的壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物；
[0011]A)组分和B)组分的质量比为20:1-1:2;
[0012]所述嘧菌酯被载体包载形成壳-核结构的微囊；所述微囊的粒径为280nm-4.5 μ m。
[0013]优选地，所述嘧菌酯纳米微囊中，A)组分和B)组分的质量比为1: 10-1: I;更优选地，A)组分和B)组分的质量比为1: 4。
[0014]进一步地，本发明涉及上述嘧菌酯纳米微囊的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤:
[0015]步骤一:制备油相:分别称取嘧菌酯原药和包载材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物分别配制成50mg/mL的二氯甲烷溶液，再进一步按照20: 1-1: 2的质量比混合成油相；
[0016]步骤二:制备水相:称取聚乙烯醇溶于100毫升水中，超声溶解配制成含聚乙烯醇为0.25-2重量％的水相；
[0017]步骤三:将步骤一的油相和步骤二的水相以1: 20-1: 2的体积比混合，随后对混合物进行高速剪切，剪切速度为3000rpm-18000rpm，剪切时间2_10min，然后旋转蒸发除去有机溶剂，室温9000rpm下离心IOmin,下层离心物即为不同粒径的壳-核结构嘧菌酯纳米微囊，最终制得粒径为280nm-4.5 μ m的微囊。
[0018]优选地，在步骤一中，嘧菌酯原药和包载材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物的质量比为1: 10-1: I ;更优选地，A)组分和B)组分的质量比为1: 4。
[0019]优选地，在步骤二中，超声溶解配制成含聚乙烯醇为0.5-1.5重量％的水相，最优
选为I重量％。
[0020]优选地，在步骤三中，油相和水相以1: 10-1: 2的体积比混合，最优选为1: 2。
[0021]优选地，剪切速度为5000rpm，剪切时间为3min。
[0022]本发明采用的制备技术是含有农药及囊材的油相与含有连续相稳定剂聚乙烯醇的水相，在剪切作用下形成水包油乳状液；乳状液旋蒸时有机溶剂被蒸出，囊材聚合成囊，将农药包覆在囊内，形成壳核结构微囊。剪切速度是影响乳状液液滴大小的关键因素，在一定条件下，剪切速度增大，乳液液滴变小，形成的微囊粒径就小。通过调整剪切速度，可以形成不同粒径的乳状液，从而得到从300nm到4.5 μ m不同粒径的嘧菌酯微囊。通过测定，根据本发明方法所形成的微囊跨距最大的也在3以下，粒径分布相对较均匀。
[0023]进一步地，本发明还涉及将本发明的嘧菌酯纳米微囊用于防治蔬菜、果树、葡萄上防治真菌病害；优选辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)。
[0024]有益的技术效果:
[0025](I)本发明选择目前高活性的嘧菌酯为有效成分，以可降解材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物为载体材料包载嘧菌酯形成不同粒径的壳-核结构的微囊。经过粒径、包封率、载药量、释放速率等基本性能优化表征，嘧菌酯纳米微囊对农药有效成分嘧菌酯的包封率在70%以上，载药量在10%以上，在400h累计释放率达到80%以上。可显著提高嘧菌酯对病原菌的抑制时间，迅速产生经济与社会效益。目前，还没有这方面的研究报道；
[0026](2)本发明利用高速剪切乳化和溶剂蒸发法，通过摸索活性成分与囊材的质量比、PVA的质量分数、油水相比例和剪切乳化速度及时间对微囊粒子粒径及分布、包封率和载药量的影响，筛选出性能较好的不同粒径胶囊的制备工艺条件；按照本发明方法制备的嘧菌酯纳米微囊，所制备的微囊粒子不仅形状规则、粒径较均一，还具有良好的包封率、载药量及缓释性能；
[0027](3)利用可降解材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(CS-C0-PLA)包载嘧菌酯形成不同粒径的壳-核结构的微囊，可以有效防控蔬菜、果树、葡萄上的多种真菌病害，具有重要的应用价值。
[0028](4)在同等剂量下，本发明的嘧菌酯纳米微囊室内对辣椒疫霉病菌抑制率在7-14天后显著高于其传统剂型悬浮剂，持效期明显延长。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1:本发明嘧菌酯微囊的光学显微镜典型图片；
[0030]图2:嘧菌酯微囊的透射电镜典型图片；
[0031]图3:嘧菌酯微囊典型激光粒径分布曲线图；
[0032]图4:嘧菌酯微囊累计释放曲线图。
【具体实施方式】
[0033]为了更好地说明本发明，下面通过实施例予以进一步说明。但本领域的技术人员应该理解的是，本申请并不仅仅限定在下述实施例的范围。
[0034]本发明所采用的包载材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物(简称CS-co-PLA)制备方法为:将完全干燥好的Ig壳聚糖和20g聚乳酸加入到25mL 二甲基亚砜中，在真空状态下分散lh。在氮气保护下，滴加入2.5mL三乙胺作为催化剂，升温到86°C反应10h。反应结束后粗产物用去冰水沉淀，沉淀物用去离子水洗三次，干燥后再用热甲苯抽提(30mLX2)，在真空干燥箱中干燥48h，即得到固体产物壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物。
[0035]聚乙烯醇(简称PVA)，购自北京东方石油化工有限公司有机化工厂。
[0036]实施例1:
[0037]分别称取5克的嘧菌酯原药和包载材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物分别溶于100毫升二氯甲烷中，超声溶解；按照1: 4质量比混合形成油相。称取PVA溶于100毫升水中，超声溶解配制成含PVA为0.25-2重量％的水相。再将油相与水相按照1: 10的体积比混合，5000rpm高速剪切乳化5min,然后旋转蒸发除去有机溶剂,室温9000rpm下离心IOmin,下层离心物即为壳-核结构嘧菌酯纳米微囊。
[0038]不同PVA质量浓度条件下所形成壳-核结构嘧菌酯纳米微囊的测定结果如表1。
[0039]表1不同PVA质量分数形成嘧菌酯微囊的基本性能测定结果
[0040]
【权利要求】
1.一种具有壳-核结构的喃菌酯纳米微囊，其特征在于:所述喃菌酯纳米微囊由如下组分组成: A)农药活性成分嘧菌酯； B)作为包载材料的壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物； A)组分和B)组分的质量比为20:1-1:2; 所述喃菌酯被载体包载形成壳-核结构的微囊；所述微囊的粒径为280nm_4.5 μ m。
2.根据权利要求1的嘧菌酯纳米微囊，其特征在于:A)组分和B)组分的质量比为I: 10-1: I。
3.根据权利要求1的嘧菌酯纳米微囊，其特征在于:A)组分和B)组分的质量比为I: 4。
4.根据权利要求1至3任一所述的嘧菌酯纳米微囊的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤: 步骤一:制备油相:分别称取嘧菌酯原药和包载材料壳聚糖-聚乳酸接枝共聚物分别配制成50mg/mL的二氯甲烷溶液，再进一步按照20: 1-1: 2的质量比混合成油相； 步骤二:制备水相:称取聚乙烯醇溶于100毫升水中，超声溶解配制成含聚乙烯醇为0.25-2重量％的水相； 步骤三:将步骤一的油相和步骤二的水相以1: 20-1: 2的体积比混合，随后对混合物进行高速剪切，剪切速度为3000rpm-18000rpm，剪切时间2_10min，然后旋转蒸发除去有机溶剂，室温9000rpm下离心IOm`in,下层离心物即为不同粒径的壳-核结构嘧菌酯纳米微囊，最终制得粒径为280nm-4.5 μ m的微囊。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:在步骤二中，超声溶解配制成含聚乙烯醇为0.5-1.5重量％的水相。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:在步骤二中，超声溶解配制成含聚乙烯醇为I重量％的水相。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:在步骤三中，油相和水相以I: 10-1: 2的体积比混合。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于:在步骤三中，油相和水相以1: 2的体积比混合。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:剪切速度为5000rpm。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于:剪切时间为3min。
【文档编号】B01J13/14GK103783039SQ201310740933
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】黄啟良, 曹立冬, 周训卿, 李凤敏 申请人:中国农业科学院植物保护研究所