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新型水基纳米载体可显著提高农药药效

时间:2020-08-12 13:44:47来源:赢咖2平台点击:

近日,仲恺农业工程学院化工系周新华教授团队,利用亲水改性后的玉米醇溶蛋白(Zein)纳米载体通过pH驱动自组装合成较小尺寸的新型纳米农药,显著提高了农药的持效期和活性。wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

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目前全世界农药需求量日益增加,当前,全世界的农药年使用量为460万t,然而,由于蒸发、叶片损失、降解等因素导致90%的农药流入到自然环境和农产品中。近年来,农药研究工作的重点之一就是开发新的长效、无污染的农药制剂,以取代传统的乳油,以减少过量农药对水、土壤和非靶向生物的危害。wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

在农药制剂生产中运用纳米技术可以有效地提高农药的溶解度、分散性、稳定性、流动性和靶向性。与传统农药相比,纳米农药所提高的功效和有效期可带来安全性和经济效益,且目前已有利用纳米农药的案例,如甲基丙烯酸缩水甘油酯接空心二氧化硅颗粒以装载农药,该纳米加载系统具有高效以及稳定性强的特点,增强了农药与叶片的黏附性,减少了叶片径流的损失。wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

在纳米的农业领域应用中,天然聚合物如蛋白质(大豆蛋白、玉米蛋白、羽毛蛋白等)、多糖(木质素、纤维素、壳聚糖等)由于其丰度、无毒性和生物可降解性,已被广泛研究。从玉米中提取到的醇溶蛋白(Zein)具有形成自组装纳米载体的能力,目前被广泛用于封装生物活性化合物。已有研究表明,采用抗溶剂沉淀法所制备的粒径为234~284 nm的玉米醇溶蛋白纳米载体,可保护植物源活性化合物免受降解,并具备控释功能。wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

与抗溶剂沉淀法相比,pH驱动的自组装也是制备纳米载体的常用方法,而且通过该途径可以产出尺寸更小的颗粒,粒径较小的颗粒比表面积较大,可以显著提高农药活性成分的稳定性和有效性。然而,玉米醇溶蛋白中含有大量成分不溶于水,在不使用有机溶剂的情况下,几乎不可能使用pH驱动的技术来获得玉米醇溶蛋白纳米载体。因此,提高玉米醇溶蛋白的亲水性是必要的初步步骤,与物理方法相比,通过化学手段修饰基团无疑是提高玉米醇溶蛋白亲水性,并生成纳米载体来提高农药活性的更好方法。wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

最新技术研究进展中,科研人员用双醛羧甲基纤维素(DCMC)对玉米醇溶蛋白进行了改性,制备了一种比玉米醇溶蛋白(Zein)更亲水的共轭物(Z-DCMC),并证明该共轭物可被用作农药的水基纳米载体。在该研究中,模型药物阿维菌素(AVM)与共轭物(Z-DCMC)通过疏水的相互作用而被包封,通过傅立叶变换红外光谱、热重分析和SDS-PAGE证实了羧甲基纤维素被氧化形成双醛羧甲基纤维素(DCMC),以及DCMC与Zein的结合反应。扫描电镜和动态光散射表明,载药纳米载体的平均粒径为68 nm,显著小于抗溶剂沉淀法产出的纳米载体。药效试验结果表明,Z-DCMC中所包封的AVM释放速度受pH影响较大,在中性条件下的释放速率比在酸性或碱性条件下更快;包封在Z-DCMC中的AVM具有较高的润湿性,与非封装的AVM相比,其叶片保留率从11.44 mg/cm2提高到16.15 mg/cm2;同时,Z-DCMC还可以保护AVM不受紫外线照射,在紫外线照射195 min后,Z-DCMC所包封的AVM有81.23%保持完整,而非封装的AVM完整率不足20%;更重要的是,Z-DCMC提高了AVM的杀虫活性,包封前后,其致死中浓度LC50从199.89 mg/L下降至106.41 mg/L。这些结果表明,该方法可作为一种新型农药制剂的加工方法,可以有效地保护农药流失、提高杀虫活性。来源:现代农药wpg赢咖2平台-专注于农业养殖种植的信息网站!

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