一种叶面亲和型农药纳米载药系统制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种叶面亲和型农药纳米载药系统制备方法。该方法包括制备聚乳酸载体、初乳液、纳米载药系统以及对纳米载药系统的亲和性修饰等步骤。本发明专利技术叶面亲和型农药纳米载药系统的平均粒径范围300～800nm；载药量可以达到15％以上，包封率达到75％以上；与阿维菌素原药相比，纳米载药系统中药效成分的光稳定性明显提高，并且具有明显的缓释效果。本发明专利技术叶面亲和型农药纳米载药系统制备工艺简单，制备成本与设备投资成本低，不产生污染物，产品质量稳定可靠，可以明显改善农药液滴的叶面滞留行为。因此，本发明专利技术叶面亲和型农药纳米载药系统生产方法具有非常广阔的应用前景。

Preparation method of a leaf affinity pesticide nano drug delivery system

The invention discloses a method for preparing a leaf - surface affinity - type pesticide nanoscale drug delivery system. The method includes the preparation of polylactic acid carrier, initial emulsion, nano drug loading system and the affinity modification of nano drug loading system. The average particle of the invention leaves affinity type pesticide nano drug delivery system of the size range of 300 ~ 800nm; loading capacity can reach above 15%, the encapsulation efficiency reached above 75%; compared with avermectin, light stability nanometer components delivery system was improved, and has obvious sustained-release effect. The leaf affinity pesticide nano drug loading system has simple preparation process, low preparation cost and equipment investment cost, no pollution, stable and reliable product quality, and can obviously improve the leaf retention behavior of pesticide droplets. Therefore, the method of producing leaf surface affinity pesticide nano drug delivery system has a very broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种叶面亲和型农药纳米载药系统制备方法
本专利技术涉及一种具有定向亲和功能的农药纳米载药系统，具体涉及一种叶面亲和型农药纳米载药系统及其制备方法，属于农药杀虫剂领域。
技术介绍
农药由于具有高效、快速、经济、简便等特点，使其发展成为一类极其重要的农业生产资料，是防治农作物病虫草害的最主要手段，对保障农业生产具有十分重要的意义。我国一直是一个农业病虫害高发地区，基于此，自上世纪90年代以来，我国的农药使用量一直处于连年递增的趋势，到2012年使用量已超过180万吨。由于多数作物叶片表面具有蜡质层、绒毛、乳突等疏水性的微纳结构，使得农药液滴难以附着在作物叶面上而滚落脱靶，导致传统农药剂型的有效利用率极低；在田间施药过程中因飘失、弹跳、滴落造成的流失比例高达70％～90％；能够到达叶面作物叶面的药液一般不到30％；最终有害生物受药量不足0.1％，绝大部分药液脱靶进入周围环境中，造成环境污染。由农药污染引发的食品安全、健康风险及生态破坏等问题，引起了全社会和各国政府的高度关注。前人研究发现，海洋贻贝类生物通过其足丝可以分泌一种具有高强度、高韧性以及极强黏附性能的黏附蛋白，几乎可以黏附在所有的基底材料上，引起了科学家的极大关注。其中，多巴(3，4-二羟基-L-苯基丙氨酸)是该黏附蛋白中起黏附作用的主要成分，但其复杂的提取工艺以及超低的产率和昂贵的价格让其应用受到了限制。通过研究表明，广泛存在于树皮、树根、树叶和果实中的植物单宁，拥有与多巴类似的结构特点，具有大量的邻苯二酚基团，对作物表面也具有很强的黏附性，因此可以将其作为一种亲和性载体，用于改善农药剂型功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统农药剂型脱靶严重的缺陷，将纳米技术与农药研制相结合，利用纳米载体的表面可修饰性，提供了一种叶面亲和型农药纳米载药系统及其制备方法。本专利技术的农药纳米载药系统与叶面生物表面结构特征相匹配，能改善农药的附着、浸润和沉积等行为，有利于农药液滴均匀地覆盖在作物表面或运转到有害生物体内发挥药效。本专利技术的目的是通过以下方式来实现的：本专利技术提供的一种叶面亲和型农药纳米载药系统的制备方法，包括如下步骤：A、聚乳酸载体材料的合成按照二氯甲烷与HO-PLA-COOCH2CH3的重量比10∶1，将H0-PLA-COOCH2CH3熔于二氯甲烷溶剂中得到溶液1；然后按照二氯甲烷与三乙胺的重量比1∶0.003，将三乙胺溶于二氯甲烷中得到溶液2，往上述溶液1中混入溶液2；在冰浴条件下，缓慢滴加重量比为0.001∶106的乙酰氯：二氯甲烷溶液至上述混合液；室温下搅拌4h后，用1.0％的NaHCO3萃取，再用蒸馏水清洗两次；将收集到的有机相用无水Na2SO4干燥过夜；旋转蒸发有机相后得到聚乳酸载体材料；B、制备初乳液将聚乙烯醇溶于水中得到浓度以重量计为0.5～2.0％的聚乙烯醇水溶液；按照难溶性农药、聚乳酸载体材料与有机溶剂的重量比1∶1～5∶20～30，将难溶性农药与步骤A得到的聚乳酸载体材料溶于有机溶剂中，得到有机溶液；按照有机溶液与聚乙烯醇水溶液的重量比1∶1～5，将上述有机溶液滴加到上述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合0.5～1.0h，得到初乳液；C、制备农药纳米载药系统对步骤B得到的初乳液用超声设备在功率300～500W的条件下进行超声处理3～5min；然后在常温与转速1000～1500rpm条件下搅拌过夜，得到农药纳米载药系统；D、制备叶面亲和型农药纳米载药系统将浓度为40mg/mL、分子量为6000～10000的聚乙二醇水溶液加入到步骤C得到的农药纳米载药系统，再将浓度为40mg/mL的单宁酸水溶液加入上述混合溶液中，所述的聚乙二醇水溶液、农药纳米载药系统和单宁酸水溶液三者体积比为1∶5∶1～2，室温下搅拌0.5～1.0h，即得到所述的叶面亲和型农药纳米载药系统；上述所得的叶面亲和型农药纳米载药系统的平均粒径范围为300～800nm，载药量可达15～45％，包封率在75～90％。优选地，在步骤B和D中，所述的难溶性农药是甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、阿维菌素、高效氯氟氰菊酯和/或氯虫苯甲酰胺。当然，凡是能够采用本专利技术方法制备得到农药纳米载药系统，也具有本专利技术纳米载药系统基本性能的其它难溶性农药也可以应用本专利技术生产方法，这些难溶性农药也在本专利技术的保护范围之内。在本专利技术中，如果难溶性农药与聚乳酸的重量比大于1∶1，则载药量过高，容易导致难溶性农药沉降；如果难溶性农药与聚乳酸的重量比小于1∶5，则载药量过低；因此，难溶性农药与聚乳酸的重量比为1∶1～5是合理的；优选地，在步骤B中，所述的难溶性农药与所述的聚乳酸载体材料的重量比为1∶1～3。优选地，在步骤B中，所述的有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。优选地，在步骤B中，所述的有机溶液与聚乙烯醇水溶液的重量比1∶3～4。本专利技术进一步提供了一种由上述制备方法得到的叶面亲和型农药纳米载药系统。在本专利技术中，步骤A的主要目的是制备聚乳酸聚合物，它主要用于构成本专利技术农药纳米载药系统的载体材料；在本专利技术中，步骤B中的聚乙烯醇的基本作用在于降低溶液表面张力，有利于聚乳酸包裹难溶性农药。如果聚乙烯醇水溶液浓度低于所述的浓度范围时，则无法形成稳定的乳液，影响聚乳酸包裹难溶性农药；如果浓度高于所述的范围，则会使聚乳酸在成球过程中易与聚乙烯醇分子链发生缠结，很难在洗涤过程中将其去除，从而影响纳米载药系统的水分散性与释放动力学；在本专利技术中，将有机溶液滴加到聚乙烯醇水溶液中，形成水包油的乳液。如果有机溶液与聚乙烯醇水溶液的重量比超过所述的范围时，则无法形成稳定的初乳液；本专利技术使用的有机溶剂都是目前市场上销售的产品。本专利技术使用的超声设备是目前市场上销售的设备，例如由宁波新芝生物科技股份有限公司以商品名JY92-II销售的设备。本专利技术中，所述的超声的作用是进一步均匀地乳化初乳溶液，减小纳米载药系统的平均粒径，增加其稳定性。在本专利技术中，所述的冰浴的主要作用是低温条件下可以降低超声时由于局部温度升高过快，引起乳液中有机溶剂的快速挥发，不利于纳米载药系统的形成。在本专利技术中，所述的聚乙二醇的作用是作为单宁酸聚合的胶黏剂。在本专利技术中，所述的单宁酸的作用是对所述的纳米载药系统表面进行亲和修饰，提高纳米载药系统与作物叶面的亲和能力。在本专利技术中，如果单宁酸水溶液的浓度超过如上所述的范围，则容易导致纳米载药系统发生聚集沉降；如果浓度小于如上所述的范围，则表面亲和性修饰不完全。采用由Malvern公司以商品名ZetasizerNanoZS90销售的粒度仪按照其说明书描述的方法测定聚乳酸包裹甲氨基阿维菌素苯甲酸盐纳米载药系统的粒径分布，所述纳米载药系统的平均粒径约300nm；采用常规电子显微镜得到该纳米载药系统的SEM图，参见附图1。采用由Malvern公司以商品名ZetasizerNanoZS90销售的粒度仪按照其说明书描述的方法测定聚乳酸包裹阿维菌素纳米载药系统的粒径分布，所述纳米载药系统的平均粒径约300nm；采用常规电子显微镜得到该纳米载药系统的SEM图，参见附图2。下面将描述本专利技术农药纳米载药系统的性能试验：I、叶面亲和型阿维菌素纳米载药系统缓释性能测试取95mL，60％甲醇释放溶液到棕色反应瓶；称取10mg叶面亲和型阿维菌素纳米载药系统，置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶面亲和型农药纳米载药系统的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：A、聚乳酸载体材料的合成按照二氯甲烷与HO‑PLA‑COOCH2CH3的重量比10∶1，将HO‑PLA‑COOCH2CH3熔于二氯甲烷溶剂中得到溶液1；然后按照二氯甲烷与三乙胺的重量比1∶0.003，将三乙胺溶于二氯甲烷中得到溶液2，往上述溶液1中混入溶液2；在冰浴条件下，缓慢滴加重量比为0.001∶106的乙酰氯：二氯甲烷溶液至上述混合液；室温下搅拌4h后，用1.0％的NaHCO3萃取，再用蒸馏水清洗两次；将收集到的有机相用无水Na2SO4干燥过夜；旋转蒸发有机相后得到聚乳酸载体材料；B、制备初乳液将聚乙烯醇溶于水中得到浓度以重量计为0.5～2.0％的聚乙烯醇水溶液；按照难溶性农药、聚乳酸载体材料与有机溶剂的重量比1∶1～5∶20～30，将难溶性农药与步骤A得到的聚乳酸载体材料溶于有机溶剂中，得到有机溶液；按照有机溶液与聚乙烯醇水溶液的重量比1∶1～5，将上述有机溶液滴加到上述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合0.5～1.0h，得到初乳液；C、制备农药纳米载药系统对步骤B得到的初乳液用超声设备在功率300～500W的条件下进行超声处理3～5min；然后在常温与转速1000～1500rpm条件下搅拌过夜，得到农药纳米载药系统；D、制备叶面亲和型农药纳米载药系统将浓度为40mg/mL、分子量为6000～10000的聚乙二醇水溶液加入到步骤C得到的农药纳米载药系统，再将浓度为40mg/mL的单宁酸水溶液加入上述混合溶液中，所述的聚乙二醇水溶液、农药纳米载药系统和单宁酸水溶液三者体积比为1∶5∶1～2，室温下搅拌0.5～1.0h，即得到所述的叶面亲和型农药纳米载药系统；上述所得的叶面亲和型农药纳米载药系统的平均粒径范围为300～800nm，载药量为15～45％，包封率在75～90％。...

【技术特征摘要】
1.一种叶面亲和型农药纳米载药系统的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：A、聚乳酸载体材料的合成按照二氯甲烷与HO-PLA-COOCH2CH3的重量比10∶1，将HO-PLA-COOCH2CH3熔于二氯甲烷溶剂中得到溶液1；然后按照二氯甲烷与三乙胺的重量比1∶0.003，将三乙胺溶于二氯甲烷中得到溶液2，往上述溶液1中混入溶液2；在冰浴条件下，缓慢滴加重量比为0.001∶106的乙酰氯：二氯甲烷溶液至上述混合液；室温下搅拌4h后，用1.0％的NaHCO3萃取，再用蒸馏水清洗两次；将收集到的有机相用无水Na2SO4干燥过夜；旋转蒸发有机相后得到聚乳酸载体材料；B、制备初乳液将聚乙烯醇溶于水中得到浓度以重量计为0.5～2.0％的聚乙烯醇水溶液；按照难溶性农药、聚乳酸载体材料与有机溶剂的重量比1∶1～5∶20～30，将难溶性农药与步骤A得到的聚乳酸载体材料溶于有机溶剂中，得到有机溶液；按照有机溶液与聚乙烯醇水溶液的重量比1∶1～5，将上述有机溶液滴加到上述聚乙烯醇水溶液中，搅拌混合0.5～1.0h，得到初乳液；C、制备农药纳米载药系统对步骤B得到的初乳液用超声设备在功率300～500W的条件下进行超声处理3～5min；然后在常温与转速1000～1500rpm条件下搅拌过...

【专利技术属性】
技术研发人员：余曼丽，孙长娇，曾章华，崔海信，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11