CN105145583B - 一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法。该方法包括如下步骤:1)将氯虫苯甲酰胺分散水中,得悬浮液,作为内水相;2)将生物可降解高分子材料溶解于有机溶剂中,得有机溶液,作为油相;3)将油相与内水相混合,超声,得油包水初级乳液;4)将稳定剂溶解于水中,得稳定剂水溶液,作为外水相;5)将油包水初级乳液加入外水相中,通过机械搅拌进行预乳化,得水包油包水预复乳液;6)将水包油包水预复乳液倒入膜乳化装置中,在氮气压力下过膜,得到水包油包水复乳液;7)对水包油包水复乳液依次进行搅拌、离心收集沉淀、水洗和干燥。本发明采用内核载药方式,大大提高了载药量,保证了其作为缓释剂的有效性,还可药物控制释放速度。

Description

一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法,属于农药技术领域。
背景技术
农药是防御重大生物灾害、促进农产品产量持续稳定增长的物质基础。但是,农药也给人类健康和赖以生存的环境带来了严重威胁。农药传统剂型存在有机溶剂用量大、粉尘飘移、分散性差等缺陷,田间喷施过程中流失严重,90%以上药剂残留于农产品或散逸于土壤、空气及水体环境之中,引发了严重的食品安全与生态环境问题。因此,发展高效、安全的绿色农药新剂型,提高农药有效性与安全性,对于缓解农药残留与环境污染、保障食品与生态安全具有重要意义。
微胶囊剂是当前绿色农药新剂型中颇具发展前景的一种。微胶囊剂是通过物理或化学的方法将农药有效成分包在聚合物微胶囊中。被包的药物通过胶囊壁破裂、溶解、水解或经过壁孔的扩散缓慢地释放出来,可延长药物残效期,减少施药次数与施药量,提高了农药的利用率,改善了农药对环境的压力。微胶囊使农药有效成分和周围环境隔绝,抑制了许多环境因素如光、热、空气、雨水、土壤、微生物和其它化学物质对农药活性成分的不利影响,降低了农药分解、氧化、降解和流失的速率,从而增强了农药本身的稳定性与持效期,特别使一些较易挥发逸失的短效农药。此外,微胶囊制剂囊壁的存在抑制农药的挥发,原有的异味也被掩蔽,它的接触毒性、吸入毒性和植物毒性大大降低,对人畜的刺激性和对鱼类的毒性也大为减轻。即不论对人畜还是生态环境,都更为安全可靠,增加了使用安全性。
氯虫苯甲酰胺是杜邦公司发现具有新型邻酰胺基苯甲酰胺类化学结构的广谱杀虫剂。氯虫苯甲酰胺的独特化学结构使其可以高效激活昆虫体内鱼尼丁,导致害虫细胞内源钙离子释放的失控和流失,使害虫瘫痪死亡。其对鳞翅目害虫的幼虫活性高,杀虫谱广,持效性好。现有的氯虫苯甲酰胺杀虫剂的剂型有悬浮剂、水分散粒剂、颗粒剂、种衣剂和复配制剂(冷阳.对氯虫苯甲酰胺和嘧菌酯等的制剂及开发思路的分析和评价.世界农药.2002.2,第34卷第1期)。此外,CN 101971802 A公开了一种氯虫苯甲酰胺杀虫微乳剂及其制备方法。CN 104642327 A公开了一种氯虫苯甲酰胺水分散纳米复合粒剂及其制备方法。CN 103300007 A公开了一种氯虫苯甲酰胺可溶性粉剂的制造方法及用于林业食叶害虫的飞机防治。目前尚未商业化的氯虫苯甲酰胺微胶囊类剂型。因此,提供一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法,并可以直接水分散用作水基化微胶囊悬浮剂,不但可增强氯虫苯甲酰胺的功能性,延长持效期,并且还可以提高氯虫苯甲酰胺剂型的使用安全性。
然而,当前制备微胶囊的常用的方法有界面聚合、原位聚合、乳化溶剂挥发,纳米沉淀。但是,这些方法在制备过程中,由于氯虫苯甲酰胺难溶于有机溶剂,导致其微胶囊剂型载药量低,而载药量是反映微胶囊剂应用价值的一个直观的指标,若载药量过低,则失去农药微胶囊化的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂及其制备方法,本一方面通过内核载药大大提高了载药量,保证了微胶囊的有效性;另一方面,通过改变制备过程参数,调节微胶囊的大小及表面形貌,从而控制氯虫苯甲酰胺的释放。
本发明提供的一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的制备方法,它包括如下步骤:
(1)将氯虫苯甲酰胺分散在水中,得到氯虫苯甲酰胺悬浮液,作为内水相;
(2)将生物可降解高分子材料溶解于有机溶剂中,得到生物可降解高分子材料有机溶液,作为油相;
(3)将步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相混合,超声,得到油包水初级乳液;
(4)将稳定剂溶解于水中,得到稳定剂水溶液,作为外水相;
(5)将步骤(3)得到的油包水初级乳液加入步骤(4)得到的外水相中,通过机械搅拌进行预乳化,得到水包油包水预复乳液;
(6)将步骤(5)得到的水包油包水预复乳液通过膜乳化装置中,在氮气压力下过膜,得到水包油包水复乳液;
(7)对步骤(6)得到的水包油包水复乳液依次进行搅拌、离心收集沉淀、水洗和干燥,即可得到所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂。
上述的制备方法中,步骤(1)中,所述氯虫苯甲酰胺悬浮液中氯虫苯甲酰胺的质量百分含量可为0.5~20%,具体可为5~20%、5~18%、5~15%、5~10%、5~8%、8~20%、8~18%、8~15%、8~10%、10~20%、10~18%、10~15%、15~18%、15~20%、18~20%、5%、8%、10%、15%、18%或20%。
上述的制备方法中,步骤(1)中,所述氯虫苯甲酰胺悬浮液中还添加有致孔剂,致孔剂的加入可使制备得到的微胶囊的表明更加粗糙;通过调节所述悬浮液中致孔剂的质量体积浓度,可调节微胶囊表面的孔数目,进一步改善微胶囊的表面结构,所述致孔剂的质量百分含量可为0.5~30%,具体可为0.5~5%、1~8%、2~10%、2.5~15%、5~25%、0.5%、1%、2%、2.5%、5%、8%、10%、15%或25%;可增加内外水相渗透压的大分子物质均可作为致孔剂,比如牛血清蛋白(BSA)或聚乙烯醇(PVA)。
上述的制备方法中,步骤(2)中,所述生物可降解高分子材料有机溶液中生物可降解高分子材料的质量体积浓度可为1~200mg/mL,具体可为1~180mg/mL、1~150mg/mL、1~100mg/mL、1~80mg/mL、1~50mg/mL、1~10mg/mL、10~200mg/mL、10~180mg/mL、10~150mg/mL、10~100mg/mL、10~80mg/mL、10~50mg/mL、50~200mg/mL、50~180mg/mL、50~150mg/mL、50~100mg/mL、50~80mg/mL、80~200mg/mL、80~180mg/mL、80~150mg/mL、80~100mg/mL、100~200mg/mL、100~180mg/mL、100~150mg/mL、150~200mg/mL、150~180mg/mL、180~200mg/mL、1mg/mL、10mg/mL、50mg/mL、80mg/mL、100mg/mL、150mg/mL、180mg/mL或200mg/mL。
上述的制备方法中,步骤(2)中,采用生物可降解高分子材料作为囊壁材料,所述生物可降解高分子材料可为改性天然高分子材料或合成可降解高分子材料:
1)改性天然高分子材料,包括但不限于:醋酸酯淀粉、琥珀酸酯化淀粉、酰化壳聚糖、马来酰化壳聚糖、丙三醇壳聚糖、烷基化壳聚糖、丁酸壳聚糖和羟丙基壳聚糖;
2)合成可降解高分子材料主要为脂肪族聚内酯,包括但不限于:聚乙交酯(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚(丙交酯-乙交酯)共聚物(PLGA)、聚(丙交酯-己内酯)共聚物(PLC)、聚(乙交酯-己内酯)共聚物(PGC)、聚(乙交酯-丙交酯-己内酯)共聚物(PGLC)、聚(乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PGA)、聚(丙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PLA)、聚(己交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PCL)、聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PLGA)、聚(丙交酯-己内酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PLC)和聚(乙交酯-己内酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PGC)中的任一种;且分子量可为5,000~500,000,具体可为8000~500000、8000~100000、8000~80000、8000~50000、8000~20000、8000~15000、15000~500000、15000~100000、15000~80000、15000~50000、15000~20000、20000~500000、20000~100000、20000~80000、20000~50000、50000~500000、50000~100000、50000~80000、80000~500000、80000~100000、100000~500000、8000、15000、20000、50000、80000、100000或500000;其中聚乙二醇醚段的分子量可为200~20,000,具体可为2400~8000、2400或8000。
上述的制备方法中,步骤(2)中,任意可溶解所述生物可降解高分子材料的有机溶解均可使用,包括但不限于:二氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙烷中的任一种。
上述的制备方法中,步骤(3)中,所述混合时,步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相的体积比可为(2~50):1,具体可为(2~35):1、(2~30):1、(2~25):1、(2~20):1、(2~15):1、(2~5):1、(5~50):1、(5~35):1、(5~30):1、(5~25):1、(5~20):1、(5~15):1、(15~50):1、(15~35):1、(15~30):1、(15~25):1、(15~20):1、(20~50):1、(20~35):1、(20~30):1、(20~25):1、(25~50):1、(25~35):1、(25~30):1、(30~50):1、(30~35):1、(35~50):1、2:1、5:1、15:1、20:1、25:1、30:1、35:1或50:1。
上述的制备方法中,步骤(3)中,所述超声的功率可为50~500W,具体可为50~350W、50~250W、50~200W、50~150W、50~100W、100~500W、100~350W、100~250W、100~200W、100~150W、150~500W、150~350W、150~250W、150~200W、200~500W、200~350W、200~250W、250~500W、250~350W、50W、100W、150W、200W、250W、350W或500W;时间可为6~240秒,9~100秒、9~90秒、9~60秒、9~45秒、9~40秒、9~30秒、9~20秒、20~100秒、20~90秒、20~60秒、20~45秒、20~40秒、20~30秒、30~100秒、30~90秒、30~60秒、30~45秒、30~40秒、40~100秒、40~90秒、40~60秒、40~45秒、60~100秒、60~90秒、90~100秒、9秒、20秒、30秒、40秒、45秒、60秒、90秒或100秒。
上述的制备方法中,步骤(4)中,稳定剂的加入可在乳液液滴的外表面形成一层保护层,防止液滴团聚;所述稳定剂水溶液的质量百分含量可为0.5~5.0%,具体可为0.5~3.0%、0.5~2.0%、0.5~1.0%、1.0~5.0%、1.0~3.0%、1.0~2.0%、2.0~5.0%、2.0~3.0%、3.0~5.0%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%或5.0%;所述稳定剂可为聚乙烯醇、明胶和聚乙烯吡咯烷酮中的任一种。
上述的制备方法中,步骤(5)中,所述油包水初级乳液与所述外水相的体积比可为1:(5~60),具体可为1:(10~60)、1:(10~50)、1:(10~40)、1:(10~25)、1:(10~20)、1:(10~15)、1:(15~60)、1:(15~50)、1:(15~40)、1:(15~25)、1:(15~20)、1:(20~60)、1:(20~50)、1:(20~40)、1:(20~25)、(25~60)、1:(25~50)、1:(25~40)、(40~60)、1:(40~50)、1:(50~60)、1:10、1:15、1:20、1:25、1:40、1:50或1:60。
上述的制备方法中,步骤(5)中,所述机械搅拌的速度可为50~2000转/分,具体可为100~2000转/分、100~1000转/分、100~800转/分、100~500转/分、100~400转/分、100~300转/分、300~2000转/分、300~1000转/分、300~800转/分、300~500转/分、300~400转/分、400~2000转/分、400~1000转/分、400~800转/分、400~500转/分、500~2000转/分、500~1000转/分、500~800转/分、800~2000转/分、800~1000转/分、100转/分、300转/分、400转/分、500转/分、800转/分、1000转/分或2000转/分;时间可为0.5~30分钟,具体可为2~25分钟、2~15分钟、2~10分钟、2~5分钟、2~3分钟、3~25分钟、3~15分钟、3~10分钟、3~5分钟、5~25分钟、5~15分钟、5~10分钟、10~25分钟、10~15分钟、15~25分钟、2分钟、3分钟、5分钟、10分钟、15分钟或25分钟。
上述的制备方法中,步骤(6)中,所述氮气的压力为20~1300千帕,具体可为20~1100千帕、20~500千帕、20~200千帕、20~150千帕、20~100千帕、20~80千帕、20~30千帕、30~1100千帕、30~500千帕、30~200千帕、30~150千帕、30~100千帕、30~80千帕、80~1100千帕、80~500千帕、80~200千帕、80~150千帕、80~100千帕、100~1100千帕、100~500千帕、100~200千帕、100~150千帕、200~1100千帕、200~500千帕、150~1100千帕、150~500千帕、150~200千帕、500~1100千帕、20千帕、30千帕、80千帕、100千帕、150千帕、200千帕、500千帕或1100千帕下通过;所述过膜膜的次数为1~10次,具体可为3~8次、3~6次、3~5次、3~4次、4~8次、4~6次、4~5次、5~8次、5~6次、6~8次、3次、4次、5次、6次或8次;所述膜的孔径可为0.2~30微米,具体可为1.0~30微米、1.0~7.2微米、2.8~9.0微米、5.2~25.9微米、7.0~29.8微米、1.0微米、2.8微米、5.2微米、7.0微米、7.2微米、9.0微米、25.9微米或29.8微米;所述膜为外径10mm,内径8mm的多孔玻璃膜(SPG膜)。
上述的制备方法中,步骤(7)中,所述搅拌的速度为50~2000转/分,具体可为200~500转/分、250~500转/分、300~500转/分、400~500转/分、200~400转/分、250~400转/分、300~400转/分、200~300转/分、250~300转/分、200~250转/分、200转/分、250转/分、300转/分、400转/分或500转/分;时间为2~48小时,具体可为10~48小时、10~36小时、10~32小时、10~24小时、10~18小时、10~12小时、12~48小时、12~36小时、12~32小时、12~24小时、12~18小时、18~48小时、18~36小时、18~32小时、18~24小时、24~48小时、24~36小时、24~32小时、32~48小时、32~36小时、36~48小时、10小时、12小时、18小时、24小时、32小时、36小时或48小时;所述水洗的次数可为1~5次,具体可为2~5次、2~4次、3~5次、2次、3次、4次或5次;所述干燥为冷冻干燥。
上述的制备方法中,步骤(1)-步骤(7)均可在0~50℃下进行,具体可在20~35℃或25℃下进行。
本发明将快速膜乳化方法与水/油/水-溶剂蒸发技术结合,采用内核载药方式制备得到了高载药量的微胶囊,解决了难溶氯虫苯甲酰胺载药量低的问题。
此外,由于微胶囊粒径与表面结构(孔径与孔数目)是影响其作为药物载体的释放行为重要因素。粒径越小,孔隙率越大,微胶囊的比表面积越大,其药物释放越快。本发明方法中,通过改变膜乳化过程参数及内外水相渗透压,调节微胶囊的粒径及表面形貌(微孔孔数目、微孔粒径),可进一步控制药物的释放速度;其中,聚合物浓度越小,过膜压力越大,膜孔尺寸越小,过膜次数越多,PVA浓度越大,制备得到的微胶囊粒径越小;加入致孔剂的量越大,表面微孔越多,孔径越大。
本发明进一步提供了一种由上述制备方法制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂。
本发明提供的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂,通过喷洒到植物叶面及害虫的体表,氯虫苯甲酰胺可通过胶囊壁破裂、溶解、水解或经过壁孔的扩散缓慢地释放出来,延长持效期;也可以使高毒农药低毒化,减少了对环境的污染,降低了对人、畜及有益微生物的急性中毒,提高剂型的安全性。
上述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂中,所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的平均粒径可为0.2~15微米,孔径可为5~150纳米;
所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的比表面积可为5~50m2/g,比体积可为0.01~0.3cm3/g。
本发明具有如下有益效果:
(1)本发明方法采用内核载药方式,大大提高了氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂的载药量,从而解决了难溶氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂载药量低的问题,保证了其作为缓释剂的有效性。
(2)本发明方法通过改变膜乳化过程参数及内外水相渗透压,可调节微胶囊的粒径及表面形貌(微孔孔数目、微孔粒径),进一步控制药物的释放速度,批次重复性好,易于大量生产,具有极大的应用前景。
(3)本发明氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的载药量为传统剂型的10倍,药物缓慢释放且可控,可有效防治小菜蛾。
附图说明
图1为实施例1-实施例3制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片,其中,图1(A)为实施例1制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图1(B)为实施例2制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图1(C)为实施例3制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片。
图2为实施例8-实施例11制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片,其中,图2(A)为实施例8制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图2(B)为实施例9制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图2(C)为实施例10制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图2(D)为实施例11制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片。
图3为实施例12-实施例14制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片,其中,图3(A)为实施例12制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图3(B)为实施例13制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片;图3(C)为实施例14制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的扫描电镜的照片。
图4为氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的比表面积和比体积与致孔剂BSA的质量百分含量的线性关系图,其中图4(A)为氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的比表面积与致孔剂BSA的质量百分含量的线性关系图,图4(B)为氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的比体积与致孔剂BSA的质量百分含量的线性关系图。
图5为下述实施例中制得的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂和对照(氯虫苯甲酰胺原药和商用制剂)的药物释放率随时间的变化关系图,其中图5(A)为不同粒径的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂和对照的药物释放率随时间的变化关系图;图5(B)为不同BSA浓度和对照的药物释放率随时间的变化关系图,图5(C)为不同PVA浓度和对照的药物释放率随时间的变化关系图。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中的制备方法,如无特殊说明均在25℃条件下进行。
实施例1、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液8%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为10%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为100,000的聚乳酸(PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成100mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照2:1的体积比混合后,在200瓦功率下超声30秒,制得油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在400转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液20倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌2分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在80千帕氮气压力下过膜(孔径9.0微米)4次,得到水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下300转/分的速度下搅拌24小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤3次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为4.2微米的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图1(A)所示。
实施例2、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液8%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为5%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为8,000的聚(丙交酯-乙交酯)共聚物(PLGA)溶解于二氯甲烷中,配置成50mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照5:1的体积比混合后,在500瓦的功率下超声60秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制2.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相;
(5)在800转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至50倍体积的聚乙烯醇水溶液(2%,质量浓度)中,搅拌3分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在100千帕氮气压力下过膜(孔7.0微米)5次,制成水包油包水复乳液。
(7)对步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下500转/分的速度下搅拌18小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤3次后,冷冻干燥,即可得到平均粒径为2微米的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图1(B)所示。
实施例3、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液8%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为8%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为20,000的聚(丙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG2400-b-PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成1mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照35:1的体积比混合后,在350瓦功率下超声90秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制5.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在1000转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液40倍体积的聚乙烯醇水溶液(5%,质量浓度)中,搅拌25分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在1100千帕氮气压力下过膜(孔径为1.0微米)3次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下500转/分的速度下搅拌48小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤3次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为0.65微米的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图1(C)所示。
实施例4、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液2.5%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为20%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为500,000的聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG8000-b-PLGA)溶解于二氯甲烷中,配置成200mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照50:1的体积比混合后,在500瓦功率下超声40秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制0.5%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在2000转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液60倍体积的聚乙烯醇水溶液(0.5%,质量浓度)中,搅拌10分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在20千帕氮气压力下过膜(孔径为29.8微米)6次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下200转/分的速度下搅拌18小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为13.5微米的多孔微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例5、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液25%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为15%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为80,000的聚(乙交酯-己内酯)共聚物(PGC)溶解于二氯乙烷中,配置成50mg/mL的溶液,作为油相。
(3)将步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照25:1的体积比混合后,在50瓦功率下超声9秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制4.5%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在100转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液20倍体积的聚乙烯醇水溶液(4.5%,质量浓度)中,搅拌10分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在30千帕氮气压力下过膜(孔径为25.9微米)8次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下500转/分的速度下搅拌10小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤2次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为8微米的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例6、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液10%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为18%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为100,000的聚(乙交酯-丙交酯-己内酯)共聚物(PGLC)溶解于二氯甲烷中,配置成80mg/mL的溶液,作为油相。
(3)步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照20:1的体积比混合后,在100瓦功率下超声100秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制3.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在500转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液25倍体积的聚乙烯醇水溶液(3.0%,质量浓度)中,搅拌15分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在150千帕氮气压力下过膜(孔径为2.8微米)5次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下500转/分的速度下搅拌12小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤5次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为1微米的多孔微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例7、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到质量浓度2%的PVA水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为10%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为150,000的聚乳酸(PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成150mg/mL的溶液,作为油相。
(3)将步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的水相按照15:1的体积比混合后,在250瓦功率下超声20秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在400转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液15倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌5分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在150千帕氮气压力下过膜(孔径为7.2微米)4次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下250转/分的速度下搅拌32小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤5次后,冷冻干燥,即可获得平均粒径为2.5微米的多孔微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例8、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到水中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为5%的悬浮液作为内水相。
(2)将分子量为50,000的聚乳酸(PLA)溶解于三氯甲烷中,配置成180mg/mL的溶液,作为油相。
(3)将步骤(2)中得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照30:1的体积比混合后,在150瓦功率下超声45秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在300转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液10倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌3分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在200千帕氮气压力下过膜(孔径5.2微米)3次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下400转/分的速度下搅拌36小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得表面光滑的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图2(A)所示。
实施例9、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液5%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为5%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为50,000的聚乳酸(PLA)溶解于三氯甲烷中,配置成180mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照30:1的体积比混合后,在150瓦功率下超声45秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在300转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液10倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌3分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在200千帕氮气压力下过膜(孔径5.2微米)3次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下400转/分的速度下搅拌36小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可得到比表面积为7.43m2/g微米的微胶囊。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图2(B)所示。
实施例10、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液15%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为5%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为50,000的聚乳酸(PLA)溶解于三氯甲烷中,配置成180mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照30:1的体积比混合后,在150瓦功率下超声45秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在300转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液10倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌3分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在200千帕氮气压力下过膜(孔径5.2微米)3次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下400转/分的速度下搅拌36小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可得到比表面积为12.3m2/g微米的微胶囊。本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图2(C)所示。
实施例11、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到溶液30%的牛血清蛋白(BSA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为5%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为50,000的聚乳酸(PLA)溶解于三氯甲烷中,配置成180mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照30:1的体积比混合后,在150瓦功率下超声45秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在300转/分的搅拌速度下,将初级乳液滴入至初级乳液10倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌3分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在200千帕氮气压力下过膜(孔径为5.2微米)3次。所得水包油包水复乳液在室温下400转/分的速度下搅拌36小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可得到比表面积为22.15m2/g微米的微胶囊。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图2(D)所示。
实施例12、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到质量浓度0.5%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为10%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为150,000的聚乳酸(PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成10mg/mL的溶液,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照15:1的体积比混合后,在250瓦功率下超声20秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在400转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至初级乳液15倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌5分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在150千帕氮气压力下过膜(孔径7微米)4次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下250转/分的速度下搅拌32小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得平均孔径为9纳米,最可几孔径为1.9纳米的微胶囊。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图3(A)所示。
实施例13、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到质量浓度1%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为10%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为150,000的聚乳酸(PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成10mg/mL的溶液,作为油相。
(3)步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照15:1的体积比混合后,在250瓦功率下超声20秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在400转/分的搅拌速度下,将初级乳液滴入至初级乳液15倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌5分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在150千帕氮气压力下过膜(孔径7微米)4次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下250转/分的速度下搅拌32小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得平均孔径为12纳米,最可几孔径为2.21纳米的微胶囊。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图3(B)所示。
实施例14、制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂
按照如下步骤制备氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂:
(1)将氯虫苯甲酰胺超声分散到质量浓度2%的聚乙烯醇(PVA)水溶液中,配成氯虫苯甲酰胺质量浓度为10%的悬浮液,作为内水相。
(2)将分子量为150,000的聚乳酸(PLA)溶解于二氯甲烷中,配置成10mg/mL的溶液,作为油相。
(3)将步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照15:1的体积比混合后,在250瓦功率下超声20秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制1.0%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在400转/分的搅拌速度下,将初级乳液滴入至初级乳液15倍体积的聚乙烯醇水溶液(1.0%,质量浓度)中,搅拌5分钟,得到水包油包水预复乳液。
(6)将步骤(5)所得混合体系倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在150千帕氮气压力下过膜(孔径为7微米)4次,制成水包油包水复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油包水复乳液在室温下250转/分的速度下搅拌32小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得平均孔径为33纳米,最可几孔径为110纳米的微胶囊。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片如图3(C)所示。
实施例15、氯虫苯甲酰胺微胶囊的载药量与包封率
氯虫苯甲酰胺是难溶的油溶性的药物,其负载量低是限制氯虫微胶囊的研究的一大难题。不同于传统的方法将氯虫溶解于油相溶液中,核内载药将氯虫苯甲酰胺超声分散于内水相,本发明通过这种方法可提高氯虫苯甲酰胺的负载量。
分别测定本发明实施例4中制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊(核内载药)和传统方法(壳层载药)制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊的载药量和包封率,其中,传统方法的步骤如下:
(1)将牛血清蛋白(BSA)溶解到水中,配成质量浓度为2.5%的BSA水溶液,作为内水相。
(2)将分子量为500,000的聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG8000-b-PLGA)溶解于二氯甲烷中,配置成200mg/mL的溶液,将氯虫苯甲酰胺溶解于该有机溶液中至饱和,作为油相。
(3)该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照50:1的体积比混合后,在500瓦功率下超声40秒,得到油包水的初级乳液。
(4)将聚乙烯醇溶解于水中,配制0.5%的聚乙烯醇水溶液,作为外水相。
(5)在2000转/分的搅拌速度下,将步骤(3)得到的初级乳液滴入至60倍体积的聚乙烯醇水溶液(0.5%,质量浓度)中,搅拌10分钟,得到水包油预复乳液。
(6)将步骤(5)所得水包油预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在20千帕氮气压力下过膜(孔径为29.8微米)6次,制成水包油复乳液。
(7)将步骤(6)所得水包油复乳液在室温下200转/分的速度下搅拌18小时,离心收集产物,所得产物以水洗涤4次后,冷冻干燥,即可获得壳层载药的微胶囊。
测定方法如下:将负载氯虫苯甲酰胺的微胶囊用三氯甲烷溶解,然后向溶液中逐滴加入一定量的乙醇,离心去除聚合物,最后上清液旋干,再用甲醇定容。采用紫外可见分光光度计在272nm波长下测量氯虫苯甲酰胺的含量。
微胶囊的载药量和包封率分别按照以下公式进行计算:
载药量(%)=微胶囊中氯虫甲酰胺的质量/载药微胶囊的总质量(1)
包封率(%)=微胶囊中氯虫甲酰胺的质量/实际加入氯虫苯甲酰胺的质量(2)
实验结果如表1所示,由表1可以看出,采用传统的方法,使氯虫在油相溶液中达到饱和,壳层微胶囊的载药量仅仅0.52%,而超声分散的方法载药量提高了近十倍。本发明采用内核载药方式,大大提高了氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂的载药量,解决了难溶氯虫苯甲酰胺微胶囊缓释剂载药量低的问题。
表1、不同载药方式下氯虫苯甲酰胺的载药量与包封率
实施例16、膜乳化过程参数和致孔剂浓度分别对微胶囊粒径和表面结构的影响,以及对药物释放行为的影响
微胶囊粒径与表面结构(孔径与孔数目)是影响其作为药物载体的释放行为重要因素。粒径越小,孔隙率越大,微胶囊的比表面积越大,其药物释放越快。
(1)膜乳化过程参数对微胶囊粒径的影响
实施例1-实施例7中,通过改变膜乳化过程的参数,成功的制备了粒径大小为0.65微米~8微米的微胶囊,其中实施例1-实施例3中制备得到的微胶囊的粒径分别为4.2微米、2.2微米和650纳米,扫描电镜照片如图1(A)-(C)所示,并且由于实施例1-3中采用相同浓度的牛血清蛋白作为致孔剂,由照片可以看出,制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊粒径分布均一。因此,实施例1-实施例7也验证了制备过程中聚合物浓度越小,过膜压力越大,膜孔尺寸越小,过膜次数越多,PVA浓度越大,会使得制备得到的微球粒径越小的结果。
(2)致孔剂的浓度对微胶囊表面结构的影响
实施例8-14考察了致孔剂的浓度对微胶囊表面结构的影响,其中,实施例8中未添加有任何致孔剂,实施例9-实施例11中分别添加了质量体积浓度为25mg/mL、50mg/mL和100mg/mL的牛血清蛋白(BSA),实施例12-实施例14中分别添加了质量浓度为0.5%、1%和2%的聚乙烯醇(PVA),其他条件完全一致。
1)BSA作为致孔剂
实施例8-实施例11制得的微胶囊的扫描电镜照片如图2(A)-图2(D)所示,由该图可以看出,在加入BSA后,微球表面由光滑变粗糙,且随着BSA的用量增加,微球的表面孔数目逐渐增加。
按照实施例8-11中相同的方法制备氯虫苯甲酰胺微胶囊,仅将BSA的质量浓度分别设置为2.5%、5%、8%、15%、30%,通过氮气等温吸附测定不同BSA浓度制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊的比表面积和比孔体积。等温气体吸附/脱附法在BK222(精微高博)上测定。在氮气吸附条件下,孔径分析范围为1.7~300nm。Brunauer-Emmett-Teller(BET)理论和Barrett-Joyner-Halenda(BJH)理论分别用于分析颗粒内部孔表面积和孔径分布。
计算不同BSA的浓度下微胶囊的比表面积和比孔体积。实验结果如图4(A)和图4(B)所示,由图可以发现,在BSA用量为2.5%~30%的范围内,本发明微胶囊的比表面积与孔体积与BSA用量呈线性关系。因此,本发明中通过调节内水相BSA浓度,可以调节微球的表面结构。
2)PVA作为致孔剂
实施例12-实施例14制得的微胶囊的扫描电镜照片如图3(A)-图3(C)所示,由该图可以看出,在加入PVA后,微球表面由光滑变粗糙,且随着PVA的用量增加,微球的表面微孔孔径变大,而微胶囊的粒径基本不变。
通过氮气等温吸附测定不同PVA浓度制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊的平均孔径和最可几孔径。等温气体吸附/脱附法在BK222(精微高博)上测定。在氮气吸附条件下,孔径分析范围为1.7~300nm。Brunauer-Emmett-Teller(BET)理论和Barrett-Joyner-Halenda(BJH)理论分别用于分析颗粒内部孔表面积和孔径分布。
计算不同PVA的浓度下微胶囊的孔径尺寸,实验结果如表2所示。
表2、内水相PVA浓度与微胶囊表面孔径尺寸的关系
由表2可以看出,通过氮气等温吸附测定发现PVA浓度增加到2%,孔径尺寸明显增加,且最可几粒径增加到110nm。PLA浓度不变,增大PVA浓度,发现微球的粒径基本没有变化(由图3可以看出),而微孔的孔径随BSA浓度增加而增大。因此,通过调节内水相PVA浓度,可以调节微球的表面结构。
(3)不同粒径及表面形貌微胶囊作为农药载体对氯虫苯甲酰胺释放行为的影响
微胶囊剂的优势之一就是有效成分可缓慢释放,以氯虫苯甲酰胺原药和氯虫苯甲酰胺商用制剂(20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂,上海生农生化)作为对比,本实施例还考察了上述不同实施例中制备得到的不同粒径和不同的表面形貌的微胶囊作为农药载体时对氯虫苯甲酰胺释放行为的影响。具体分别考察了不同粒径的微胶囊,不同致孔剂浓度制得的不同表面形貌的微胶囊对氯虫苯甲酰胺释放行为的影响。
采用透析袋法进行测定,具体操作如下:室温下,准确称取0.1000g载药微胶囊干粉,用10mL缓释介质(含50%乙醇的去离子水)分散并放于透析小袋(截留分子量5000Da)中,将其浸入盛有90mL缓释介质(含50%乙醇的去离子水)的烧杯中;同时,以原药为对照剂,不同时间间隔取缓释介质5mL,并立即补充5mL缓释介质,用紫外方法测定样品中氯虫苯甲酰胺的含量,绘制其累积释放曲线。
实验结果如图5所示,结果显示,与原药与商用制剂相比,本发明制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊的释放大大缓慢;对于不同粒径的微胶囊,粒径越小,药物释放速度越快,如图5(A),这是因为粒径小的微胶囊比表面积大,有利于壳层包覆药物的渗透与扩散;对于不同形貌微胶囊,BSA用量越大,PVA用量越小,药物释放速度越快,如图5(B)和图5(C),即微球表面微孔越多,孔径越小,比表面积越大,有利于药物的释放。
实施例17、氯虫苯甲酰胺微胶囊对小菜蛾的防治效果
评价一种新剂型的优劣最终要归结于对植物病虫害的防治效果。将商用制剂(20%氯虫苯甲酰胺悬浮剂,上海生农生化)用0.1%Triton X-100溶液配成5~7个浓度梯度。将本发明的微胶囊直接用蒸馏水分散,也配成相同的浓度梯度。将圆白菜叶片浸于药液中20s,取出,晾干后放入9cm无菌培养皿,每皿接入10头小菜蛾三龄幼虫,每浓度处理设3次重复。以蒸馏水所浸渍叶片处理的试虫为对照,将所有处理置于温度25±1℃、相对湿度为55~75%、光暗周期L:D=14:10的饲养条件下正常饲养,48h、72h后分别检查死亡虫数(用小毛笔轻触虫体,无明显反应者即为死亡)。
不同氯虫苯甲酰胺制剂对小菜蛾的室内毒力试验结果见表3。由表3可以看出,本发明微胶囊制剂比商用微乳剂的LC50要小,实施例11中LC50较大可能是因为微胶囊表面孔径较大导致微胶囊内部进水,不利于微胶囊在叶面的分散。此外,微胶囊粒径越小,表面的多孔化,LC50越小。结果表明微胶囊粒径越小,表面微孔越多,其毒力有效性越好,且与商用制剂毒力相当。
表3、不同微胶囊药物释放的模拟计算结果

Claims (4)

1.一种氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的制备方法,它包括如下步骤:
(1)将氯虫苯甲酰胺分散水中,得到氯虫苯甲酰胺悬浮液,作为内水相;
所述氯虫苯甲酰胺悬浮液中氯虫苯甲酰胺的质量百分含量为0.5~20%;
所述氯虫苯甲酰胺悬浮液中还添加有致孔剂;
所述氯虫苯甲酰胺悬浮液中,致孔剂的质量体积浓度为0~200mg/mL;所述致孔剂为牛血清蛋白或聚乙烯醇;
(2)将生物可降解高分子材料溶解于有机溶剂中,得到生物可降解高分子材料有机溶液,作为油相;
(3)将步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相混合,超声,得到油包水初级乳液;
所述混合时,步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相的体积比为(2~50):1;所述超声的功率为50~500W,时间为6~240秒;
(4)将稳定剂溶解于水中,得到稳定剂水溶液,作为外水相;
所述稳定剂水溶液的质量百分含量为0.5~5.0%;
所述稳定剂为聚乙烯醇、明胶和聚乙烯吡咯烷酮中的任一种;
(5)将步骤(3)得到的油包水初级乳液加入步骤(4)得到的外水相中,通过机械搅拌进行预乳化,得到水包油包水预复乳液;
所述油包水初级乳液与所述外水相的体积比为1:(5~50);所述机械搅拌的速度为50~2000转/分,时间为0.5~30.0分钟;
(6)将步骤(5)得到的水包油包水预复乳液倒入膜乳化装置中,在氮气压力下过膜,得到水包油包水复乳液;
所述氮气的压力为20~1300千帕;所述过膜的次数为1~10次;所述膜的孔径可为0.2~30微米;
(7)对步骤(6)得到的水包油包水复乳液依次进行搅拌、离心收集沉淀、水洗和干燥,即可得到所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中:所述生物可降解高分子材料有机溶液中生物可降解高分子材料的质量体积浓度为1~200mg/mL;所述生物可降解高分子材料为下述1)或2):
1)醋酸酯淀粉、琥珀酸酯化淀粉、酰化壳聚糖、马来酰化壳聚糖、丙三醇壳聚糖、烷基化壳聚糖、丁酸壳聚糖和羟丙基壳聚糖中的任一种;
2)聚乙交酯、聚乳酸、聚(丙交酯-乙交酯)共聚物、聚(丙交酯-己内酯)共聚物、聚(乙交酯-己内酯)共聚物、聚(乙交酯-丙交酯-己内酯)共聚物、聚(乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物、聚(丙交酯-聚乙二醇醚)共聚物、聚(己交酯-聚乙二醇醚)共聚物、聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物、聚(丙交酯-己内酯-聚乙二醇醚)共聚物和聚(乙交酯-己内酯-聚乙二醇醚)共聚物中的任一种;且分子量为5,000~500,000,其中聚乙二醇醚段的分子量为200~20,000;
所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙烷中的任一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(7)中:所述搅拌的速度为50~2000转/分,时间为2~24小时;所述水洗的次数为1~5次;所述干燥为冷冻干燥;步骤(1)-步骤(7)均在0~50℃下进行。
4.权利要求1-3中任一项所述的制备方法制备得到的氯虫苯甲酰胺微胶囊剂;
所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的平均粒径为0.2~15微米,孔径为5~150纳米;
所述氯虫苯甲酰胺微胶囊剂的比表面积为5~50m2/g,比体积为0.01~0.3cm3/g。
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