CN104206393A - 阿维菌素b2微球及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阿维菌素B₂微球及其制备方法。以聚乳酸为载体，聚乙烯醇为分散剂，采用乳化-溶剂挥发法制备微球。制备的阿维菌素B₂微球载药量为5％～20％，体积中径为7～15μm，包埋率为83％以上。该微球的制备方法后续处理步骤采用3种方法，分别为传统的减压抽滤、高速离心及喷雾干燥法，3种方法除了载药量有所差异外，粒径及包埋率均无明显差异。本发明所述的微球使有效成分缓释化，提高了阿维菌素B₂有效成分的稳定性，持效长、工效高，一次施药，持效期可达3个月以上。本发明制备的微球适合与土壤拌施，广泛用于防治各种作物的根结线虫。室内毒力测定结果表明，对黄瓜根结线虫病其药效不管是速效还是持效，均明显优于阿维菌素B_1a微乳剂。

Description

阿维菌素B2微球及其制备方法

技术领域

本发明属于农药领域，涉及一种农药制剂，具体的涉及一种阿维菌素B₂微球及其制备方法。 

背景技术

微球(Microspheres或Microbeads)是近年来发展起来的一种缓释农药新剂型，是以聚乳酸、明胶、壳聚糖等高分子材料为载体制备的球状制剂。微球中的药物分散或包埋在材料中而形成均匀球状实体(实心球)，是一类均相分散体系，微球粒径大小一般为0.3～300μm。常见的微球有以明胶、阿拉伯胶等天然高分子材料通过乳化交联制备的明胶微球、以白蛋白为载体利用干燥法或喷雾干燥等方法制备的白蛋白微球、由淀粉水解再经乳化聚合等制备的淀粉微球、通过乳化-溶剂挥发法制备的聚酯类微球。 

阿维菌素，英文通用名称avermectin，是由日本北里大学大村智等和美国Merck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物，由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生。该药是一种新型抗生素类农药，具有结构新颖、农畜两用的特点。随着人们生活水平的提高以及对绿色食品的呼唤，对环境提出越来越严格的要求，因此生物农药在当前农药市场中倍受青睐，权威人士预测21世纪将是生物农药的世纪。阿维菌素是当前生物农药市场中最受欢迎和极具激烈竞争性的新产品。自从1991年阿维菌素进入我国农药市场以后，该药在我国的害虫防治体系中占有较重要地位。 

天然阿维菌素中含有8个组分，主要有4种异构体即A_1a、A_2a、B_1a和B_2a，其总含量≥80％；对应的4个比例较小的同系物是A_1b、A_2b、B_1b和B_2b，其总含量≤20％。目前市售阿维菌素原药是以B_1a为主要有效成分(其中B_1a不低于90％、B_1a/B_1b＞20)，以B_1a的质量分数来标定。在传统阿维菌素生产过程(结晶、提纯)中，为了获得高纯度的阿维菌素B_1a，阿维菌素B₂是作为杂质被分离出来而废弃。最近发现阿维菌素B₂对蔬菜根结线虫的毒力明显高于阿维菌素B_1a，开发阿维菌素B₂作为防治蔬菜根结线虫的药剂，不但可以废物利用，变废为宝，减轻对环境的污染压力，而且可以提高阿维菌素的农药利用率，提升阿维菌素原药生产企业的经济效益。 

把阿维菌素B₂微球拌土施用，用于防治植物根结线虫病，不但大幅度提高有效成分的持效期，且可抑制阿维菌素B₂与土壤接触而被土壤吸附的风险，一次施药，持效期可达3个月以上，不但节省了劳动力，而且变废为宝，提高农药的利用率，减轻农药对环境的压力，具 有较广阔的应用前景。 

发明内容

本发明的目的是提供以阿维菌素B₂为有效成分的微球制剂。 

本发明的另一目的是提供所述该微球的制备方法。 

该微球包括有效成分按重量计为阿维菌素B₂5％～20.0％，以及由高分子聚合物载体组成，在非水溶剂的油相及含分散剂的水相中制备。 

适合的载体选自聚酯类(聚碳酸酯、聚己内酯PCL、聚羟基乙酸PGA、聚乳酸PLA和聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA)、聚羟基脂肪酸酯类(聚羟基丁酸酯PHB)，优选聚乳酸。 

适合的分散剂选自聚乙烯醇、明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素等，优选聚乙烯醇。 

适合的非水溶剂选自液体石蜡、二氯甲烷、三氯甲烷等。优选二氯甲烷。 

阿维菌素B₂微球采用乳化-溶剂挥发法制备。乳化-溶剂挥发法制备微球的基本步骤主要包括有效成分的加入、乳液的形成、溶剂的去除和乳液抽滤干燥等四个步骤。即把有效成分与聚酯类载体溶于低沸点的有机溶剂中形成油相，分散剂溶于水中形成水相，将磁力搅拌器调到合适的温度及一定的转速下，把油相缓慢滴加到水相中；经过一定时间的搅拌，形成均匀的O/W乳液；提高温度至有机溶剂的熔点以上温度，降低搅拌器的转速，经过一定时间，让有机溶剂充分挥发；然后把O/W乳液经过抽滤、洗涤、干燥、粉碎、过筛，而获得微球产品。 

发明人在制备微球过程中发现，由于制备的微球粒径很细，大约在10μm左右，含有分散剂的乳液抽滤困难，很容易堵塞滤芯，往往抽滤一整夜也只能抽滤一点点，而且后续的处理步骤繁杂，少量的小试试验，可能还容易处理，如果要做较大样品量的放大试验，抽滤往往是一件不可能完成的任务。发明人后来采取高速离心的方法，即离心滤去上清液，再进行洗涤、干燥、粉碎、过筛，而获得微球产品。高速离心可以处理较大样品量，但是后续的步骤还是比较繁杂。 

喷雾干燥法是将疏水的有效成分分散到溶解可溶性载体的水溶液中形成O/W乳液，通过压力式或高速旋转(离心)式雾化器将溶液雾化成微小的液滴，这种极小的液滴在喷入到热风的热气流时，液滴中的水分会瞬间蒸发而使乳液液滴固化成球，最后收集粉末即获得微球产品。 

发明人把乳化溶剂挥发法和喷雾干燥法有机结合起来制备微球。先采取乳化-溶剂挥发法制备微球，包括有效成分的加入、乳液的形成、溶剂的去除等步骤，然后把挥发后的乳液直接在喷雾干燥机中喷雾干燥，收集粉尘，即得微球。省去了微球抽滤、干燥等繁琐步骤，节 约了试验时间，粉末中含有分散剂，虽然载药量降低了，但是混合微球中的分散剂没有浪费，降低助剂对环境的污染，废物利用，且可以提高制剂的防治效果。 

本发明所述的阿维菌素B₂微球，主要用于防治大豆、花生、蔬菜等作物的根结线虫病。 

施用本发明的微球的优选方法是拌土施用，根据防治对象发生情况确定适宜的用量，通常施药量是10～20mg/L。 

附图说明

图1是不同处理的黄瓜幼苗30d清洗后的生长情况图；

图2是不同处理的黄瓜幼苗30d清洗后根部的生长情况图；

图3是不同处理的黄瓜幼苗30d后的根结数、总重和根重图；

图4是不同处理的黄瓜幼苗60d清洗后的生长情况图；

图5是不同处理的黄瓜幼苗60d清洗后根部的生长情况图；

图6是不同处理的黄瓜幼苗60d后的根结数、总重和根重图。 

图中： 

A1：阿维菌素B₂微球10mg/L 

A2：阿维菌素B₂微球20mg/L 

C：阿维菌素B_1a微乳剂10mg/L 

CK：空白对照 

具体实施方式

本发明用下列实施例进行说明，但不限制本发明的范围。 

实施例1：传统的乳化溶剂挥发法制备阿维菌素B₂微球 

称取适量聚乳酸和阿维菌素B₂原药(原药与载体比为1∶4)于二氯甲烷中，置于磁力搅拌器上搅拌，使其完全溶解后成为油相。配制75mg/mL的聚乙烯醇水溶液作为水相。调至30℃，转速调至1000r/min左右，按油水比1∶8将油相缓慢滴加到水相中，以1000r/min转速乳化3h，形成均相的O/W乳液。然后将磁力搅拌器温度升至40℃，转速调低至500r/min，继续搅拌2h，让二氯甲烷充分挥发。把乳液进行抽滤、洗涤、干燥、粉碎、过筛，获得阿维菌素B₂微球。制备的微球体积中径为11.3μm，载药量为16.7％，包埋率87.2％。 

实施例2：乳化溶剂挥发法+高速离心制备阿维菌素B₂微球 

称取适量聚乳酸和阿维菌素B₂原药(原药与载体比为1∶4)于二氯甲烷中，置于磁力搅拌器上搅拌，使其完全溶解后成为油相。配制75mg/mL的聚乙烯醇水溶液作为水相。调至30℃，转速调至1000r/min左右，按油水比1∶8将油相缓慢滴加到水相中，以1000r/min转速乳化3h，形成均相的O/W乳液。然后将磁力搅拌器温度升至40℃，转速调低至500r/min，继续搅拌2h，让二氯甲烷充分挥发。挥发后的乳液用高速离心机进行离心，倒掉上清液，收集离心沉淀物进行干燥、粉碎、过筛，获得阿维菌素B₂微球。制备的微球体积中径15.3μm，载药量16.8％，包埋率83.5％。 

实施例3：乳化溶剂挥发法+喷雾干燥法制备6.0％阿维菌素B2微球 

称取适量聚乳酸和阿维菌素B₂原药(原药与载体比为1∶4)于二氯甲烷中，置于磁力搅拌器上搅拌，使其完全溶解后成为油相。配制75mg/mL的聚乙烯醇水溶液作为水相。调至30℃，转速调至1000r/min左右，按油水比1∶8将油相缓慢滴加到水相中，以1000r/min转速乳化3h，形成均相的O/W乳液。然后将磁力搅拌器温度升至40℃，转速调低至500r/min，继续搅拌2h，让二氯甲烷充分挥发。然后把挥发后的乳液直接在喷雾干燥机中喷雾干燥，收集粉尘，即得阿维菌素B₂微球。制备的微球体积中径10μm，载药量6.0％，包埋率84.1％。 

以上3种制备方法，溶剂挥发法+喷雾干燥法制备的微球与其他的两种方法相比载药量较低(通过喷雾干燥，分散剂滞留在微球粉末中，造成载药量偏低，而其他的两种制备方法， 分散剂通过离心或抽滤、洗涤，微球仅含有载体和有效成分两种成分，相对的载药量较高)，但体积中径和包埋率与其他两种方法基本相当。 

实施例4：乳化溶剂挥发法+喷雾干燥法制备6.9％阿维菌素B₂微球 

称取适量聚乳酸和阿维菌素B₂原药(原药与载体比为1∶3)于二氯甲烷中，置于磁力搅拌器上搅拌，使其完全溶解后成为油相。配制75mg/mL的聚乙烯醇水溶液作为水相。将磁力搅拌器温度调至30℃，转速调至1000r/min左右，按油水比1∶8将油相缓慢滴加到水相中，以1000r/min转速乳化3h，形成均相的O/W乳液。然后将磁力搅拌器温度升至40℃，转速调低至500r/min，继续搅拌2h，让二氯甲烷充分挥发。挥发后的乳液直接在喷雾干燥机中喷雾干燥，收集粉尘，即得微球。测定制备的阿维菌素B₂微球载药量为6.9％，包埋率为83.7％，体积中径D₅₀为7.6μm。 

生物实施例：阿维菌素B₂微球防治黄瓜根结线虫的生物测定 

阿维菌素B₂微球拌土施用，以阿维菌素B_1a微乳剂和空白为对照，试验设4个处理，3个重复，见表1。处理后的土壤装入小花盆中，而后把浸泡发芽的黄瓜种子播种于花盆中，每个花盆播种后及1个月后接入南方根结线虫800条，在接种后30d、60d挖取黄瓜苗，用清水洗净根部，检查根部的根结数、根重及植株总重。比较不同处理的防治效果。 

表1阿维菌素B₂微球防治根结线虫的试验处理 

第一次的检查结果可以看出：A1、C和CK植株长势良好，植株生长较高，根系较多，而A2的植株生长较弱，高度较矮，而且根系较少(见图1)，这可能跟黄瓜个体差异有关。施药处理的根结数较少，与空白对照差异显著，微球处理的根结数也少于对照阿维菌素微乳剂的处理(见图2、3)，且差异显著，表明阿维菌素B₂对根结线虫的药效明显强于阿维菌素B_1a(同样剂量下微乳剂的速效性应该好于缓释制剂)。各处理间植株总重差异不明显，说明根结线虫对黄瓜的初期危害比较轻微，根重A1与C差异不显著，而与A2与空白对照差异显著(见图3)。 

第二次的检查结果可见：从植株整体生长状况来看，A1和A2处理的植株长势较好，植株生长较高，叶片较大，茎秆粗壮，根系较多，而C处理和空白对照组的植株生长较弱，高度较矮，而且根系较少(见图4)，初步可以看出阿维菌素B₂微球的处理对防治根结线虫 起到了比较理想的效果。施药处理根结较小，而空白对照的根结较大，各处理间的根结数差异显著，A2处理未发现根结，C处理根结数最多(CK处理的根结较大，有的根结是有3～4个小根结合并而成)(见图5、6)，说明处理后第二个月，微乳剂处理失去了药效。从根重和总重来看，A2处理明显好于其他的处理，A1与A2根重差异不显著，与对照药剂和空白对照差异显著，植株总重显著优于其他的处理(见图6)。与30d时的处理结果相比，阿维菌素B₂微球20mg/L处理对根结线虫表现出了良好的防治效果，显示出很强的缓释性能。 

本发明的阿维菌素B₂微球及其制备方法已经通过具体的实施例进行了描述。本领域技术人员可以借鉴本发明的内容适当改变原料、工艺条件等来实现相应的其他目的，其相关改变都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见的，都被视为包括在本发明的范围之内。 

Claims (9)

1.一种阿维菌素B₂微球，其特征是阿维菌素B₂载药量按重量百分比计为5.0％～20.0％，以及由高分子聚合物载体组成，在非水溶剂的油相及含分散剂的水相中制备。

2.根据权利要求1所述的阿维菌素B₂微球，其特征是：载体选自聚酯类(聚碳酸酯、聚己内酯PCL、聚羟基乙酸PGA、聚乳酸PLA和聚乳酸-羟基乙酸共聚物PLGA)、聚羟基脂肪酸酯类(聚羟基丁酸酯PHB)。优选的载体为合成高分子聚乳酸。

3.根据权利要求1所述的阿维菌素B₂微球，其特征是：分散剂选自聚乙烯醇、明胶、阿拉伯胶、羧甲基纤维素，优选聚乙烯醇。

4.根据权利要求1所述的阿维菌素B₂微球，其特征是：非水溶剂选自液体石蜡、二氯甲烷、三氯甲烷等。优选二氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的阿维菌素B₂微球，其中阿维菌素B₂与聚乳酸按重量计比例为1∶1～1∶5，优选为1∶3和1∶4。

6.根据权利要求1～5所述的阿维菌素B₂微球，其制备方法为乳化-溶剂挥发法，其步骤为：

(1)乳化：将磁力搅拌器温度调至30℃，转速调至1000r/min左右，加1d有机硅消泡剂，将油相缓慢加入到含有分散剂的水相中，以1000r/min的转速乳化3h，形成均相的乳液(O/W)。

(2)溶剂挥发：将磁力搅拌器温度升至40℃，转速调至500r/min，继续搅拌2h，让乳液中的二氯甲烷充分挥发。

(3)减压抽滤：挥发后的乳液减压抽滤，并用自来水洗涤3次，常温常压过夜干燥，粉碎过120目筛，即得微球。

7.根据权利要求1～6所述的阿维菌素B₂微球，其制备方法为乳化-溶剂挥发法，乳液的后续处理采用高速离心。其步骤为挥发后的乳液用高速离心机进行离心，倒掉上清液，收集离心沉淀物进行干燥、粉碎、过筛，获得阿维菌素B₂微球。

8.根据权利要求1～6所述的阿维菌素B₂微球，其制备方法为乳化-溶剂挥发法，乳液的后续处理采用喷雾干燥法。其步骤为把挥发后的乳液直接在喷雾干燥机中喷雾干燥，收集粉尘，即得阿维菌素B₂微球。

9.根据权利要求1所述的阿维菌素B₂微球用于防治黄瓜的根结线虫病，其药效不管是速效还是持效，均明显优于阿维菌素B_1a微乳剂。