CN104082285B - 青蒿素乳油状抑藻剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
青蒿素乳油状抑藻剂及其制备方法和应用，制备步骤如下：将青蒿素加入到油相中溶解，加入乳化剂、少量乙醇分别作为表面活性剂和辅助表面活性剂制成青蒿素乳油状抑藻剂。本发明具有较好的稳定性、分散性，以及使用方便，提高了抑藻的效果、降低了成本。而且所采用的制备材料均是无毒、生物相容性好、可生物降解的天然高分子材料，可以有效地避免化学除藻的产生二次污染，化学药品对生物富集以及生物放大的问题。并且针对漂浮型藻有较好的抑制效果。
Description
技术领域
本发明属于水体富营养化抑制藻类爆发领域，涉及一种青蒿素乳油状抑藻剂及其制备方法和应用，特别涉及将抑藻物质青蒿素制成乳油形式应用于真实水体抑藻领域，乳油的稳定性好，分散性好且使用方便。
背景技术
青蒿素是我们前期从陆生菊科植物黄花蒿中提取的抑藻活性物质，已研究发现青蒿素具有较好的抑藻效果。但直接向水体投加化学物质类型的抑藻剂会产生以下几方面的问题：（1）长期使用低浓度的化学药物会使藻类产生抗药性；（2）可能对环境产生污染，死亡藻体产生的二次污染及化学药品的生物富集和生物放大对整个生态系统的负面影响较大；（3）直接投加入水体，工作量大，且流失迅速，达不到抑制浓度。
目前，乳油技术已经很成熟，在化妆品、农药等领域得到了广泛的应用。乳油具有良好的稳定性，适应性，和自动分散性。但是乳油在抑藻方面的应用却没有相关报道。针对大面积漂浮的藻类，投放其他颗粒型抑藻剂效果不明显。我们前期制备的青蒿素缓释体颗粒抑藻剂缓释效果好，容易下沉到水体，对于水体中的藻种的萌生初期有好的抑制藻类生长的效果，在此基础上，根据藻的不同生理生长周期，针对藻类大面积爆发而漂浮的藻类，我们开发了环境友好喷洒型乳油抑藻剂。而对于我们的抑藻剂开发技术来说，我们采用的溶剂都是无害，可在环境中自行降解的。
发明内容
解决的技术问题：本发明提供一种青蒿素乳油状抑藻剂及其制备方法和应用，使用的助溶剂，油相均是环保的有机溶剂，而且可以有效的解决之前直接向水中投入化学物质抑藻剂而产生的投加量大，易流失，达不到抑制浓度的问题。并且针对漂浮型藻有较好的抑制效果。
技术方案：青蒿素乳油状抑藻剂，由以下方法制得：将青蒿素溶于油相中，配制得1/15~5g/mL的溶液；加入乳化剂，乳化剂与油相的体积比例为1/10~3，乳化时间为10-20min，乳化温度为45-55℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
青蒿素乳油状抑藻剂的制备方法，制备步骤如下：将青蒿素溶于油相中，配制得1/15~5g/mL的溶液；加入乳化剂，乳化剂与油相的体积比例为1/10~3，乳化时间为10-20min，乳化温度为45-55℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
所述乳化剂为tween-20、tween-85或op10。
所述油相为花生油、橄榄油或油酸乙酯。
所述乳化剂与油相的体积比为1:5。
所述青蒿素乳油状抑藻剂在抑制铜绿微囊藻中的应用。青蒿素乳油抑藻剂在藻长到对数期开始投入，投加量为5mg/L。
有益效果：本发明将化学抑藻物质青蒿素与乳油技术有机的结合起来，制成的青蒿素乳油抑藻剂将生物除藻和化学除藻技术相结合，可以有效的解决了之前直接向水中投入化学物质抑藻剂而产生的投加量大，易流失，达不到抑制浓度的问题，本发明可以使得抑藻剂温度释放，减少流失，节约成本，而且提高了抑藻效果。而且鉴于乳油是无毒、生物相容性好、可生物降解的天然高分子材料，可以有效地避免化学除藻的产生二次污染，化学药品对生物富集以及生物放大的问题。本方法使用的助溶剂，油相均是环保的有机溶剂，制备得到的产品是一款可生物降解，不会形成二次污染，生产安全环保，无有害污染排放的环保产品。本产品制备的乳油抑藻剂可以有效的抑制藻类大面积爆发而漂浮在水体的藻类水华。本产品乳油青蒿素抑藻剂的抑制效果见效比青蒿素缓释体颗粒快，在藻类已经生长的状态下，将其抑制，效果快。
具体实施方式
上述实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
青蒿素乳油抑藻剂的制备方法，制备步骤如下：
a.青蒿素与油相最相容比例确定：称取0.2-0.6g青蒿素分别溶于1-5mL范围中不同比例的油相（花生油、橄榄油、油酸乙酯）中，超声15min。将青蒿素与油相的混合溶液离心5min,取离心后的上清液进行青蒿素紫外测定，确定青蒿素和油相最相容比例；
b.乳化剂最佳量的确定：将最相容比例的青蒿素加到油相中溶解，加入乳化剂、少量乙醇分别作表面活性剂和辅助表面活性剂制成不同比例的乳油。选择tween-20、tween-85、op10三种乳化剂，乳化剂用量在0.25-1.3mL中分别设置不同体积。由乳化层体积比结果，选取出效果最好的乳化剂的最佳用量。
c.最佳乳化温度确定：将最相容比例的青蒿素加到油相中溶解，加入乳化剂，乳化时间约为10-20min。在20-60℃温度范围中设置不同温度。由乳化层体积比得出最佳乳化温度。
d.青蒿素乳油状抑藻剂的最佳乳化时间确定：将最相容比例的青蒿素加到油相中溶解，加入乳化剂，乳化温度为45-55℃，在5-30min时间范围中设置不同乳化时间。由乳化层体积比得出最佳乳化时间。
e.将0.3-0.5g青蒿素加入到2.5-4.5mL油相（花生油、橄榄油、油酸乙酯）中溶解，加入0.4-0.8mL的乳化剂（tween-20、tween-85、op10），乳化时间为10-20min，乳化温度为45-55℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
实施例1
将0.4g青蒿素加入到3mL花生油中溶解，加入0.4mL的乳化剂tween-20乳化时间为15min，乳化温度为45℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到65%。
实施例2
将0.45g青蒿素加入到2.5mL橄榄油中溶解，加入0.4mL的乳化剂tween-20乳化时间为15min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到90%。
实施例3
将0.5g青蒿素加入到4mL油酸乙酯中溶解，加入0.6mL的乳化剂tween-20乳化时间为15min，乳化温度为55℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到80%。
实施例4
将0.3g青蒿素加入到3.0mL花生油中溶解，加入0.6mL的乳化剂tween-85乳化时间为15min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到80%。
实施例5
将0.4g青蒿素加入到3mL橄榄油中溶解，加入0.6mL的乳化剂tween-85乳化时间为15min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到95%。
实施例6
将0.4g青蒿素加入到3mL油酸乙酯中溶解，加入0.6mL的乳化剂tween-85乳化时间为10min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到75%。
实施例7
将0.5g青蒿素加入到4.5mL花生油中溶解，加入0.6mL的乳化剂op10乳化时间为20min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到85%。
实施例8
将0.4g青蒿素加入到3mL橄榄油中溶解，加入0.8mL的乳化剂op10乳化时间为20min，乳化温度为55℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到85%。
实施例9
将0.4g青蒿素加入到3mL油酸乙酯中溶解，加入0.7mL的乳化剂op10乳化时间为15min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
使用青蒿素乳油抑藻剂、空白乳油对无菌培养的铜绿微囊藻进行急性毒性实验，设置三个平行组，24h观察一次，连续观察一周且每天测定铜绿微囊藻的生物量。
青蒿素乳油是在藻长到对数期（第3天）开始投入，投加量为5mg/L，对藻液在第5天有明显抑制效果。空白乳油对藻没有抑制作用，表明抑藻活性物质是青蒿素，而且乳油中的其他物质对藻没有抑制作用。5mg/L青蒿素乳油抑藻剂其对铜绿微囊藻的96h抑制率达到65%。
Claims (1)
1.青蒿素乳油状抑藻剂在抑制铜绿微囊藻中的应用，其特征在于在藻长到对数期开始投入，投加量为5mg/L；所述青蒿素乳油状抑藻剂由以下方法制得：将0.4g青蒿素加入到3mL橄榄油中溶解，加入0.6mL的乳化剂tween-85乳化时间为15min，乳化温度为50℃制备成青蒿素乳油状抑藻剂。
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