农药—壳聚糖共聚物微胶囊缓释剂的制备及性能研究

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当代农药利用率低,严重污染环境,造价较高等问题一直困扰着广大农民。农药微胶囊一直被业界广泛关注,对解决传统农药产生的弊端有显著的效果和潜力。天然壳聚糖本身含有很多氨基和羟基,易于完成许多聚合反应,本文利用降解改性后的水溶性壳聚糖(CS)与DL-丙交酯进行接枝聚合反应制备的CPLA两亲性高分子共聚物(Amphiphilicmacromoleculed copolymer)。CPLA具有良好的生物相容性和生物可降解性,在水中可迅速组装成微囊,是制备载药体系的优良材料。通过红外光谱(FI-IR)和核磁共振(1H NMR),对CS和CPLA聚合物的结构进行表征,比较两者官能团的差异;利用热重-差热分析仪(TG/DTA)对CPLA热失重变化进行分析,证明CPLA聚合物比CS有更低的降解温度,推断在一定温度下CPLA能够完全降解。利用乳化溶剂挥发法及纳米沉淀法分别制备两种药物的载药微胶囊,在动态光散射分析仪(DLS)下测得良好的胶束水合直径和粒径分布指数(PDI);通过透射电子显微镜(TEM)观察胶束的形态及大小,照片显示,载药微胶囊粒子尺寸较小、多为分布均匀的微球、无粘连吸附现象;对比紫外光照射下载药微胶囊和原药的稳定性,证明载药微胶囊对药物有效成分具有屏障和保护作用;通过荧光光谱分析法和吊环法(表面张力法)测定聚合物的临界胶束浓度(CMC)值,研究证明,CPLA聚合物的CMC值较低,且在水中具有良好的稳定性和表面活性。本文以高效广谱杀菌剂吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)和大环内酯类杀虫剂多杀霉素(spinosad)作为模型药物,利用高效液相色谱(HPLC)研究聚合物CPLA对的药物的包载能力和控制释放能力;聚合物和药物质量比(5:1、10:1、50:1)不同时,载药微胶囊的粒径在50到200nm之间变化,制备方法不同时聚合物的载药量和包载率也存在规律性差异,纳米沉淀法的载药量为17.61%高于乳化溶剂挥发法5.61%;缓释实验证明载药微囊具有突释能力,可达到迅速杀菌或杀虫效果,缓释情况随着pH值变化而变化,控制释放效果显著,能够达到延长药物的持效期的目的。为了进一步研究载药微胶囊的生物活性,文本以棉花炭疽病菌作为供试菌株,设计吡唑醚菌酯载药微囊的抑菌活性实验。实验结果表明,载药微囊具有良好缓释性能和抑菌效果,25%的吡唑醚菌酯乳油的对照组,在3、5、7天时的菌丝生长抑制率分别为37.0%–81.5%,48.1%–86.5%和40.3%–83.6%,而吡唑醚菌酯载药微胶囊对菌丝抑制率分别为11.1%–81.5%,42.3%–84.6%和52.2%–85.1%,证明载药纳米粒子的的抑菌活性较强,药效持续时间长。
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