【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米技术在农业领域的应用开发，具体涉及到一种基于β-cdzif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系及其制备方法，其以β-环糊精、沸石咪唑骨架-8(zif-8)以及介孔二氧化硅纳米粒子形成的类扭王块结构，以单宁酸包封而成的纳米载药系统。
技术介绍
1、在现代农业领域，农药在防治病虫害和杂草、提高作物产量等方面发挥着重要作用。然而，大多数常规农药在田间喷洒过程中，由于雨水冲刷、淋滤、挥发、降解等原因，导致农药的有效成分大量流失，对生态环境和人体健康造成危害。
2、如何避免农药的流失，提高农药的利用率仍然是农业领域的重要课题。因此，开发一种高效、环保的智能农药输送系统具有重要的现实意义。纳米农药剂型的分类可分为纳米分散剂型，载体包覆剂型和金属和氧化物纳米粒子，载体包覆型农药以纳米材料为载体，通过吸附、偶联等方式负载农药，可调节孔径以装载各种农药，能储存和保护农药活性成分，同时可以多功能表面修饰以实现农药的刺激响应控释。所以载体包覆型农药具有分散性及溶解度高，生物可降解性和稳定性好的特点，是日后纳米农药研究的重点方向之一。
3、由于叶片表面具有低表面能疏水性蜡质层，使得农药液滴难以湿润和沉积在植物叶片上。目前，提高农药载体在叶片表面的滞留性主要依靠载体的形态或修饰载体表面的亲和基团。例如，设计具有与叶片微/纳米结构互补的拓扑形态的农药载体。各种拓扑效应支持物，如帽状载体、尖状二氧化硅纳米颗粒和棒状纤维素纳米晶体，已经被开发出来，通过与叶子的微/纳米结构相互作用来延长农药的保留时间。除了互补的拓
4、控释农药是指将农药活性组分装载在载体上，使活性组分按浓度扩散的方式缓慢释放出来，可以达到延长农药作用时间，减少农药喷洒次数，提高农药利用率等效果。而基于环境条件的响应性控释农药更具智能性，能够对外界环境如ph、光照、温度、酶等刺激条件响应性释放农药活性组分，但这一般要对载药系统进行表面修饰。如果能实现负载药物的多样化环境条件受控释放，即使纳米农药进入农作物发生生物累积，生物相容性纳米载体也最终会被降解。因此，开发多重响应型纳米农药系统，具有潜在应用价值。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于克服现有技术缺陷，提供一种基于β-cdzif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系，其以β-环糊精、zif-8和介孔二氧化硅纳米粒子形成的类扭王块拓扑结构，以单宁酸包封而得，该纳米载药系统具有ph/消化酶双重响应释放性能。
2、本专利技术还提供了上述基于β-cdzif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法。
3、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
4、一种基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其包括如下步骤：
5、1）一锅法制备掺杂β-环糊精的zif-8载体：将金属配体与含2-甲基咪唑、十六烷基三甲基溴化铵ctab和β-环糊精的水溶液混合，室温静置2-4h，经离心、洗涤、干燥，得到掺杂β-环糊精的zif-8载体，记作β-cd/zif-8；
6、2）采用选择性占领策略实现了介孔二氧化硅(sio2)在zif-8纳米颗粒上的可控位点特异性生长，利用溶胶凝胶法制备类扭王块结构的拓扑结构纳米载体，具体为：将步骤1）所得β-cd/zif-8溶解于由表面活性剂、尿素、去离子水组成的混合溶液中，加入含有硅酸四乙酯的有机溶剂，然后搅拌下加热至60-80℃反应16-20h，经离心、洗涤、干燥，得到类扭王块结构的纳米载体，记作β-cd/zif-8@s，
7、3）将步骤2）所得β-cd/zif-8@s分散于杀虫剂吡虫啉（imi）的水溶液中，室温下黑暗搅拌24-48h，经离心、干燥，得到装载杀虫剂的β-环糊精、zif-8和介孔二氧化硅（β-cd/zif-8@s）的纳米农药体系，记为imi@β-cd/zif-8@s，本步骤通过吸附的方式将药物吡虫啉装载在介孔二氧化硅和mof材料zif-8的孔道内和表面；
8、4）将步骤3）所得imi@β-cd/zif-8@s分散在水中，加入ph为7-9的单宁酸碱溶液，在室温下搅拌反应3-10min，通过单宁酸的多羟基和没食子酰基，可通过氢键、配位键、疏水性和静电相互作用，在介孔二氧化硅纳米粒子表面深度交联，经离心、洗涤，即得高负载率单宁酸封堵的纳米农药体系，记为imi@β-cd/zif-8@st。
9、具体的，步骤1）中，所述金属配体可以为硝酸锌、醋酸锌、氢氧化锌或亚硫酸锌等。进一步优选的，金属配体与2-甲基咪唑的摩尔比可以为1：9-12等。金属配体与十六烷基三甲基溴化铵的质量比可以为160-170：1等；金属配体与β-环糊精的质量比可以为1-3：1等。
10、具体的，步骤2）中，所述表面活性剂可以为十六烷基三甲基溴化铵等，β-cd/zif-8与表面活性剂的质量比可以为1：0.8-1.2等。进一步优选的，所述β-cd/zif-8与尿素的质量比可以为1：0.6-0.8；所述β-cd/zif-8与硅酸四乙酯的质量体积比可以为1g：0.6-1.6ml。
11、进一步的，步骤2）中，所述有机溶剂可以为环己烷和异丙醇组成的混合溶液，优选环己烷和异丙醇的体积比为30-35：1。步骤2）制备所得纳米载体β-cd/zif-8@s具有16面规则结构，平均直径为439 nm，sio2的平均厚度小于100 nm，约为60 nm；
12、具体的，步骤3）中，所述β-cd/zif-8@s与杀虫剂吡虫啉的质量比可以为1：0.5-3。杀虫剂分子尺寸小于介孔二氧化硅纳米粒子的孔道尺寸和zif-8的孔道尺寸。
13、具体的，步骤4）中，所述imi@β-cd/zif-8@s与单宁酸的质量比可以为1：0.4-0.9。可以使用氢氧化钠或氢氧化钾等碱类物质调整ph，以获得ph为7-9的单宁酸碱溶液。
14、本专利技术提供了采用上述方法制备得到的基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系。
15、本专利技术的原理为：本专利技术采用向自然学习的思想，考虑到海岸上的“长柄”石头—扭王块是防波提的一种防护块，通常设置在防波提的外层，通过减弱波浪的冲击来保护防波提。基于这一灵感，设想设计一种纳米农药载体，其结构与扭王块（accropode）石相似。表面拓扑结构增强了界面相互作用，它可能有效地提高对雨水冲刷的抵抗力，从而实现对叶片的高保留。金属有机骨架(mofs)zif-8由于其易于制备、高孔隙度、低细胞毒性和ph响应性的生物降解特性，在药物传递应用中得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述金属配体为硝酸锌、醋酸锌、氢氧化锌或亚硫酸锌。
3.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，金属配体与2-甲基咪唑的摩尔比为1：9-12。
4.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，金属配体与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为160-170：1；金属配体与β-环糊精的质量比为1-3：1。
5.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，β-CD/ZIF-8与表面活性剂的质量比为1：0.8-1.2。
6.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@
7.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述有机溶剂为环己烷和异丙醇组成的混合溶液。
8.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤3）中，所述β-CD/ZIF-8@S与杀虫剂吡虫啉的质量比为1：0.5-3。
9.如权利要求1所述基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤4）中，所述IMI@β-CD/ZIF-8@S与单宁酸的质量比为1：0.4-0.9。
10.采用权利要求1至9所述方法制备得到的基于β-CD/ZIF-8@ST的高粘附性及响应释放纳米农药体系。
...【技术特征摘要】
1.一种基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述金属配体为硝酸锌、醋酸锌、氢氧化锌或亚硫酸锌。
3.如权利要求1所述基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，金属配体与2-甲基咪唑的摩尔比为1：9-12。
4.如权利要求1所述基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤1）中，金属配体与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为160-170：1；金属配体与β-环糊精的质量比为1-3：1。
5.如权利要求1所述基于β-cd/zif-8@st的高粘附性及响应释放纳米农药体系的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵，β-cd/zif-8与表面活性剂的质量比为1：0.8-1.2。
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