CN104642312A - 一种防治植物白粉病的大黄游离蒽醌组合物及纳米乳制剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物农药技术领域，具体涉及大黄游离蒽醌天然配比的组合物及其纳米乳制剂的处方和制备工艺，以及在防治白粉病中的应用。所述大黄游离蒽醌组合物中的单体大黄素、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和大黄酸均提取自中药大黄且具有固定范围的天然配比。所述大黄游离蒽醌组合物及其纳米乳制剂可用于防治植物白粉病。本发明公开的大黄游离蒽醌纳米乳中的游离蒽醌来源于中药大黄，提取工艺适用性强，原料获得的成本低，纳米乳制备是通过自发形成的、工艺简单、质量可控，易于大规模生产，并对植物白粉病呈现出优良的防治效果。

Description

一种防治植物白粉病的大黄游离蒽醌组合物及纳米乳制剂

技术领域

本发明属于农药领域，特别是涉及一种用于防治植物白粉病的大黄游离蒽醌组合物及其纳米乳制剂。

背景技术

植物白粉病广泛存在于各种作物、蔬菜、花卉、树木等植物茎叶上，主要由植物白粉菌引起。白粉菌潜育期短，一个生长季节可繁殖多代，且繁殖率高，产生的孢子可借助空气大范围传播，并多次重复侵染寄主植物。寄主被白粉菌侵染后，呼吸作用增强，蒸腾强度增加，光合效能降低，严重阻碍植物的正常生长发育，并造成巨大的经济损失。目前主要使用化学杀菌剂如三唑酮、苯并咪唑类、有机磷类、羟基嘧啶类、甲氧基丙烯酸酯类和苯氧基喹啉类防治植物白粉病。但随着化学药剂的长时间使用，各地白粉病病原菌对其产生了不同程度的抗性，防治效果大幅度降低，而且化学药剂环境污染及高残留等弊端的日益显现。因此，研制毒性小、污染小、残留少、能避免耐药性的生物农药是当务之急。

植物源杀菌剂具有对人畜安全，环境友好，能自然降解而无残留等优点。大黄是常用的植物源中药之一，其提取物具有抗感染作用，对多种革兰氏阳性和阴性细菌均有抑制作用，但未见其对植物真菌的抑杀作用研究。大黄素、芦荟大黄素与大黄酚组合物，大黄酚与大黄素甲醚组合物用于白粉病的防治已有报道，这些化合物可来源于不同种属的植物。但从植物中分离、纯化大黄素、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素甲醚等蒽醌单体后，再进行组合，生产成本很高，且这些组合物建议使用的形式(剂型)如可湿性粉剂、乳油、微乳剂、悬浮剂并未见具体的文献报道。药物剂型对药物的防治效果可产生显著的影响，如可湿性粉剂和混悬剂仅通过固体药物颗粒与植物体表面的病原微生物的接触而呈现抑杀活性，对植物内部的病原微生物抑杀效果差；乳油在植物表面的粘附性、延展性不佳，不能最大程度的发挥药物的作用；微乳剂的粒径通常在微米级，不能有效透过植物茎叶的表皮而抑杀植物内部组织的病原微生物。纳米乳因起粒径更小，具有很好的流动性，能更有效地渗入至植物叶茎内，发挥药物的生物活性，而且制备工艺简单、能与水以任意比例混合，不堵塞喷头，使用方便。迄今为止，未发现大黄游离蒽醌以天然配比形式存在的纳米乳制剂及其抗白粉病活性的技术公开。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以中药材大黄(Rheum palmatumL.)作为原材料，通过酸解、分离和纯化得到的具有天然配比范围的大黄游离蒽醌(包括大黄素、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和大黄酸)为原料药，研发一种专用于防治植物白粉病的的纳米乳制剂。

本发明的技术方案：一种用于防治植物白粉病的大黄游离蒽醌及其纳米乳制剂，用如下原料制成：以纳米乳中所含各组分的质量百分比计，大黄游离蒽醌含量为0.01-0.15％，其中大黄素占总游离蒽醌的15.46-16.71％，芦荟大黄素10.38-11.48％，大黄酚50.90-52.95％，大黄素甲醚15.28-17.94％，大黄酸3.60-4.62％；油相占纳米乳的24.7-26.9％、乳化剂21.6-26.4％、助乳化剂10.8-13.2％、水34.6-40.7％、稳定剂1.0％、防腐剂0.1％、附着剂0.1％。

所述油相选自肉豆蔻酸异丙酯、丙二醇单辛酸酯、油酸乙酯、棕榈酸异丙酯、辛酸癸酸甘油三酯、蓖麻油及其组合。其中，进一步优选了丙二醇单辛酸酯及其与油酸乙酯的混合物，油相浓度小于30％。所述乳化剂选自聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯、月桂酸聚乙二醇甘油酯、吐温-80、泊洛沙姆-188及其组合。其中，进一步优选了聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油；所述助乳化剂选自二乙二醇单乙基醚、聚乙二醇600、聚乙二醇400、1,2-丙二醇、丙三醇及其组合。其中进一步优选了二乙二醇单乙基醚，助乳化剂的量小于20％；乳化剂与助乳化剂的质量比例为2：1。所述水为溶媒，稳定剂为油酸或油酸钠或枸橼酸钠，优选油酸；防腐剂为苯甲酸钠和尼泊金乙酯，优选苯甲酸钠；附着剂为三氧化二硅。

本发明所述的一种用于防治植物白粉病的大黄游离蒽醌纳米乳制剂，其制备方法为：将大黄游离蒽醌溶解于油相中，加入稳定剂，乳化剂/助乳化剂混合物，搅拌均匀。逐滴加水，搅拌，自乳化形成澄清透明的纳米乳制剂，超声处理15-30min后，用1mol/LNaOH调节系统pH至6.0-7.0，再按比例加入防腐剂和附着剂。乳化剂使用前需在35-40℃加热融化，磁力搅拌速度200-300rpm。所得纳米乳制剂分装时直接用0.22μm孔径的水系微孔滤膜过滤至已灭菌的棕色塑料容器中。

本发明的纳米乳剂粒径介于20-100nm，ξ电位介于-20～-50mV，黏度介于8-12cP，pH介于6.0-7.0。

本发明的大黄游离蒽醌组合及其纳米乳具有防治植物白粉病的用途，且效果优良。

本发明的有益效果是：

其一是本发明产品所用原料药为中药材大黄中具有天然配比范围的游离蒽醌提取物，不再经历先分离、纯化单体和再进行组合的原料药制备过程，简化了制备工艺、降低了原料药经济成本；

其二是本发明产品能够以任意比例的水混合而呈现为透明稳定的均一体系，制备工艺简单，易于大批量生产，乳滴粒径小，粘度小，田间喷洒不堵塞喷雾器，使用方便；

其三是本发明产品对黄瓜、辣椒及花卉的白粉病有显著的防治效果，其效果等同或优于大黄素、芦荟大黄素和大黄酚的组合物，以及大黄酚和大黄素甲醚的组合物。

附图说明

图1大黄游离蒽醌纳米乳的透射电镜图片(×15000)

图2大黄游离蒽醌纳米乳防治植物白粉病的照片

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。其中乳化剂聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油在巴斯夫化工有限公司有售；丙二醇单辛酸酯、二乙二醇单乙基醚、月桂酸聚乙二醇甘油酯、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯在法国Gattefosse公司有售；泊洛沙姆188在瑞士Adamas公司有售。其他各原料组分均可市场购得。

实施例1：大黄游离蒽醌的提取

实验条件

大黄购自礼县鑫晟源生物科技开发有限公司，取粉碎过筛的大黄粉末，加入20％硫酸加热酸解，药渣水洗至中性后烘干。大黄水解干粉按原料药：90％乙醇＝1：30(w/v)混合，超声提取，趁热抽滤，滤液减压浓缩至无醇味，用氯仿萃取，氯仿萃取液再用5％NaOH萃取至上层液无色，合并碱提液，调pH约至2，离心取沉淀，并水洗至中性，即得大黄游离蒽醌粗品。粗品干燥后，按原料药：甲醇＝1：10加入甲醇超声溶解，离心取上清液减压旋干，得大黄游离蒽醌(其中五种游离蒽醌占总质量的98％以上，其中大黄素：芦荟大黄素：大黄酚：大黄素甲醚和大黄酸的含量为：2.49±0.23，1.71±0.15，8.06±0.80，2.61±0.25，0.64±0.07mg/g)。

实施例2：大黄游离蒽醌纳米乳的处方及制备

处方一：

大黄游离蒽醌0.130g，油相25.5g，乳化剂24.5g，助乳化剂12.3g，稳定剂1.0g，防腐剂0.1g，附着剂0.1g，纯化水36.4g，总重量约100.0g.

处方二：

大黄游离蒽醌0.048g，油相22.2g，乳化剂23.4g，助乳化剂11.7g，稳定剂1.0g，防腐剂0.1g，附着剂0.1g，纯化水41.5g，总重量约100.0g.

处方中：大黄游离蒽醌为主药，油相为丙二醇单辛酸酯(处方二)或其与油酸乙酯的混合物(处方一)，乳化剂为聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油，助乳化剂为二乙二醇单乙基醚，稳定剂为油酸，防腐剂为苯甲酸钠，附着剂为三氧化二硅。

制备方法为：

将大黄游离蒽醌溶解于油相中，加入稳定剂、乳化剂/助乳化剂的混合物，搅拌均匀。逐滴加水，匀速搅拌，自乳化形成澄清透明的纳米乳，并调节系统pH 6.0-7.0，再加入防腐剂和附着剂。乳化剂在室温下是固体，故在使用前需35-40℃加热融化。所得纳米乳制剂分装时，直接用0.22μm孔径的水系微孔滤膜过滤至已灭菌的棕色塑料容器中。

实施例3：大黄游离蒽醌纳米乳的类型、性质、含量测定及稳定性

试验条件：对实施例2处方一得到的纳米乳，进行如下试验：

纳米乳类型鉴定：采用染色法鉴别纳米乳类型，利用油溶性染料苏丹红和水溶性染料亚甲基蓝在纳米乳中扩散的快慢来判断纳米乳的类型。

纳米乳性质：外观形态、透光率、pH值、黏度、粒径和Zeta电位。

含量测定：取大黄游离蒽醌纳米乳1ml，加入10ml甲醇，超声破乳，0.45μm的微孔滤膜过滤，高效液相色谱法仪(HPLC)分析，计算大黄游离蒽醌纳米乳中游离蒽醌含量。

稳定性考察：(1)影响因素试验：将纳米乳分别强光、高温和高温条件下，于第5天、第10天取样，观察大黄游离蒽醌纳米乳的性质是否发生变化。(2)离心加速试验：将纳米乳12000rpm离心30min后，观察是否有分层或沉淀。(2)常温留样试验：将大黄游离蒽醌纳米乳在常温下放置90天，分别于第30天、60天、90天取样，考察纳米乳性质及药物含量。

试验结果：

大黄游离蒽醌纳米乳类型为O/W型，在透射电镜下观察乳滴呈圆球形，透光率为99.0-99.9％，pH为6.4-6.7，粘度为10.0-11.5cP，粒径介于20-100nm，ξ电位为-25.0～-35.0mV。

大黄游离蒽醌纳米乳中游离蒽醌含量为0.122％(g/g，下同)，其中大黄素占纳米乳总质量的0.020％，芦荟大黄素0.013％，大黄酚0.064％，大黄素甲醚0.020％和大黄酸0.005％。纳米乳制剂测定的大黄游离蒽醌各组分之间的比例与提取物中各组分比例范围基本接近，其误差主要是来源于不同批次大黄的相同处理，而这对于传统中药材提取物而言是可以接受的。

稳定性试验表明大黄游离蒽醌纳米乳在上述条件下放置，形态仍澄清透明，未发生分层、絮凝等现象。离心加速试验中，纳米乳12000rpm离心30min后，仍澄清透明均一。常温留样试验表明纳米乳室温放置90天，物理稳定性良好，大黄游离总蒽醌及各单体的含量基本保持不变。

实施例4大黄游离蒽醌纳米乳抗白粉病试验

主要靶标病害：辣椒白粉病

试验田地：***辣椒温室

试验分组：空白对照组不用任何试药；药物组分三个稀释组：分别为大黄游离蒽醌纳米乳100倍、250倍和500倍稀释液；大黄素、芦荟大黄素和大黄酚组合的乳状液(4:3:10，w/w/w，各组分含量接近250倍稀释液中游离总蒽醌中各组分含量)，大黄酚和大黄素甲醚组合的乳状液(3：1，w/w，各组分含量接近250倍稀释液中游离总蒽醌中各组分含量)，阳性对照组为15％三唑酮可湿性粉剂800倍溶解液。

试验方案：辣椒(陇椒3号，甘肃省农业科学院蔬菜研究所选育)白粉病始发期，每处理4个重复，每重复喷40m²，喷药前每重复随机选定2株辣椒，记录全部叶片白粉病病斑数，喷药第7天调查病斑数。与空白对照组比较，计算发病率及防效。

发病率％＝[药后病斑数-药前病斑数]×100/药前病斑数

防效％＝[空白对照发病率-处理发病率]×100/空白对照发病率

试验结果(表1)：

表1***辣椒温室辣椒白粉病防治试验

和空白对照组比较，大黄游离蒽醌纳米乳三个稀释液均显示显著的防效。和阳性对照药15％三唑酮比较，大黄游离蒽醌纳米乳100倍和250倍稀释液显示显著的防效。大大黄酚和大黄素甲醚组合物、黄素和芦荟大黄素及大黄酚组合物的防治活性低于或接近大黄游离蒽醌纳米乳250倍稀释液。

防效调查过程中发现，对辣椒白粉病具有杀灭效果的处理组，叶背白粉层明显消失，只留下变色的病斑，而空白对照叶背白粉层比较浓厚显明。注意，喷防时期最好选在病害初发期，并尽可能降低温室湿度，用药后7天之内不能喷雾浇灌。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种大黄游离蒽醌组合物，其特征在于，所述大黄游离蒽醌组合物源自于中药材大黄提取物，大黄游离蒽醌组合物包含大黄素、芦荟大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和大黄酸，按质量百分比计，其配比范围分别为15.46-16.71%，10.38-11.48%，50.90-52.95%，15.28-17.94%，3.60-4.62%。

2.一种大黄游离蒽醌纳米乳制剂，其由以下原料组成：大黄游离蒽醌 0.01-0.15%，丙二醇单辛酸酯 18.5-20.2%，油酸乙酯6.2-7.0%，聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油 21.6-26.4%，二乙二醇单乙基醚 10.8-13.2%，油酸 1.0%，苯甲酸钠 0.1%，三氧化二硅 0.1 %，纯化水 34.6-40.7%。

3.如权利要求2所述的一种大黄游离蒽醌纳米乳制剂，按如下步骤制备：将大黄游离蒽醌溶解于丙二醇单辛酸酯和油酸乙酯中，加入油酸、聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油、二乙二醇单乙基醚，搅拌均匀，逐滴加水，持续搅拌，直至形成澄清透明的液体，超声处理15-30 min后1mol/L NaOH调节系统pH 6.0-7.0，再加入苯甲酸钠和三氧化二硅，聚氧乙烯-40-氢化蓖麻油使用前需35-40 ℃加热融化，磁力搅拌速度200-300 rpm。

4.如权利要求1和2所述的一种大黄游离蒽醌组合物及其纳米乳具有防治植物白粉病的用途。