CN106561644A - 一种胶囊型复配农药制剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶囊型农药复配剂及其制备方法与应用。该复配农药微胶囊,由壳层、包裹在所述壳层内的农药A和负载于所述壳层中的农药B组成;构成所述壳层的材料为生物可降解高分子材料;所述农药A和农药B无负交互抗性或至少无交互抗性。本发明采用内核壳层载药方式,实现了药物的复配,通过调节过程参数可以调节两种复配药物的比例。
Description
技术领域
本发明属于农药领域,涉及一种胶囊型复配农药制剂及其制备方法与应用。
背景技术
当前,现有农药长期、大量、单一的使用及滥用,导致了有害生物产生抗性,天敌数量锐减,农田生态平衡破坏加重,引起许多有害生物猖獗发生。然而,新品种农药的开发投资大、风险大、周期长。通过复合现有不同农药品种发展复配制剂,既有解决农药品种少、供应不足的现实意义,又具有为农业多快好省地提供高效农药,延长现有农药的使用寿命,提高现有农药应用开发价值的长远意义。
农药复配是将各种单剂、助剂和添加剂等按一定的比例混合在一起,加工成可以直接施用的某种药剂剂型。农药复配并不是将不同类型的杀虫剂随意复配。首先,复配制剂毒力作用优于单剂,一般要求选择不同作用方式和不同作用机理的具有负交互抗性或至少无交互抗性的农药单剂进行复配,复配剂中主要活性成分作用机制不同,混用后可以相互杀死对它们各自有抗性的个体,从而抑制抗性群体的形成,产生增效作用。其次,复配剂的增效作用与单剂间的混合比率密切相关,不同的混合比率表现出的增效作用通常都有较大的差异。再者,单剂混合后的物理、化学性质会出现变化。如果出现乳油破乳,制剂的分散性变差,可湿性粉剂悬浮率下降,或者产生絮结甚至沉淀,发生水解及其他不良的物理或化学变化,导致混配后毒性增大,药效降低或产生药害,则不宜加工为复配制剂。最后,要求复配制剂对人畜的毒性不能增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种胶囊型复配农药制剂及其制备方法与应用。
本发明提供的复配农药微胶囊,由壳层、包裹在所述壳层内的农药A和负载于所述壳层中的农药B组成;
构成所述壳层的材料为生物可降解高分子材料;
所述农药A和农药B无负交互抗性或至少无交互抗性。
上述微胶囊中,所述生物可降解高分子材料为改性天然高分子材料或合成可降解高分子材料;
所述改性天然高分子材料具体选自醋酸酯淀粉、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意一种;
所述合成可降解高分子材料具体为脂肪族聚内酯;
更具体选自聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚(丙交酯-乙交酯)共聚物(PLGA)、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)和聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物(PEG-b-PLGA)中的任一种;
所述合成可降解高分子材料的分子量具体为5,000~500,000;所述聚(乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物和聚(丙交酯-乙交酯-聚乙二醇醚)共聚物中,聚乙二醇醚段的分子量具体为200~20,000。
所述农药A和农药B为原药,均选自阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、甲维盐、氧乐果、敌敌畏、甲胺磷、敌百虫、久效磷、辛硫磷和水胺硫磷中的任意一种。
所述农药A和农药B的质量比为1:0.01-100;
所述微胶囊的平均粒径为0.1-20μm,优选1-5μm,具体为1.7μm、2.8μm、2.9μm、3.2μm、3.6μm、4.5μm或5.4μm;
所述微胶囊中,农药A和农药B的总质量占所述微胶囊的质量百分比为10-90%。
本发明提供的制备所述复配农药微胶囊的方法,包括如下步骤:
1)将油相和内水相混合,超声,得到油包水初级乳液;
其中,所述内水相为将所述农药A分散于水中而得的悬浮液;
所述油相为将所述生物可降解高分子材料和所述农药B溶解于有机溶剂中而得的混合液;
2)将步骤1)所得油包水初级乳液加入到外水相中搅拌,得到水包油包水预复乳液;
其中,所述外水相为稳定剂的水溶液;
3)将步骤2)所得水包油包水预复乳液利用膜乳化装置,在氮气的作用下过膜,得到粒径均一的水包油包水复乳液;
4)对步骤3)所得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,得到所述复配农药微胶囊。
上述方法的步骤1)中,农药A在所述内水相中的质量百分含量为1~50%,具体为5%、10%;
所述农药B在所述油相中的浓度为1~500mg/mL,具体为20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、100mg/mL或400mg/mL;
所述生物可降解高分子材料在所述油相中的浓度为10~500mg/mL,具体可为50mg/mL、75mg/mL或100mg/mL;
通过调节农药A在内水相中的质量百分含量、农药B和生物可降解高分子材料在油相中的浓度可以控制内核与壳层的载药比例,达到任意两种具有负交互抗性或无交互抗性的农药的最佳复配比例。
具体的,在所述生物可降解高分子材料在油相中的浓度为100mg/mL、且所述农药A在内水相中的质量百分含量为10%时,油相中农药B阿维菌素的浓度具体可为20-40mg/mL,更具体可为20mg/mL、30mg/mL或40mg/mL;
在所述农药A在内水相中的质量百分含量为10%,且油相中农药B阿维菌素的浓度为40mg/mL时,所述生物可降解高分子材料在油相中的浓度具体为50-100mg/mL,更具体可为50mg/mL、75mg/mL或100mg/mL;
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;
所述油相和内水相的体积比为1-20:1,具体为2:1、5:1、10:1或20:1;
所述步骤2)中,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;
所述稳定剂水溶液的质量百分含量为0.5~5.0%,具体为1.0%;
所述步骤1)所得油包水初级乳液与所述外水相的体积比为1:(2~50),具体为1:(3-10);
所述搅拌步骤中,搅拌的速度为100~1000转/分,具体为200-500转/分;搅拌的时间为0.5~30.0分钟,具体为5分钟。
所述步骤3)过膜步骤中,所述氮气的压力为10~1500千帕,具体为50千帕;过膜的次数为1~10次,具体为3次;膜的孔径为0.2~9微米,具体可为7微米或9微米。
该步骤所用膜乳化装置为各种常用的膜乳化装置,只要能够将所述水包油包水预复乳液中的液滴均一化即可,也即将所述水包油包水预复乳液中粒径大小不一的液滴经过该膜乳化装置变为粒径大小均一的液滴即可。
所述步骤4)搅拌步骤中,搅拌的速度为100~1000转/分,具体为300-600转/分;搅拌的时间为2~48小时,具体为6小时或24小时;
所述水洗步骤中,水洗的次数为1~5次,具体为3次;
所述干燥为冷冻干燥;
所述步骤1)-4)均在0~50℃下进行。
另外,上述本发明提供的微胶囊在制备杀虫剂或杀虫中的应用及包含该微胶囊的杀虫剂,也属于本发明的保护范围。
所述杀虫的方法具体为将所述微胶囊用水或Triton X-100的水溶液分散后(微胶囊的浓度具体可为6.25-100mg/L),可直接喷洒到植物叶面或虫的体表。喷洒后,微胶囊中的农药可缓慢释放出来,实现杀虫效果,使用安全方便。所述虫具体可为小菜蛾,更具体可为小菜蛾幼虫。所述Triton X-100的水溶液的质量百分浓度具体可为0.1%。
由于单剂混合后的物理、化学性质会出现变化,导致混配后毒性增大,药效降低或产生药害,则不宜加工为复配制剂。而本发明采用膜乳化方法结合复乳溶液直接将原药进行复配,加工方法简单,易于工业化生产。此外,复配剂的增效作用与单剂间的混合比率密切相关,不同的混合比率表现出的增效作用通常都有较大的差异,本发明通过改变膜乳化过程参数达到药物的复配比例,从而可以得到复配剂增效效果。
本发明提供的胶囊型复配制剂,水分散后可直接喷洒到植物叶面及害虫的体表,药物可通过渗透、溶解及聚合物降解缓慢释放出来,实现杀虫效果。
本发明一方面通过核内壳层同时载药的方式制备了胶囊型复配药,可以实现任意无负交互抗性或至少无交互抗性的农药复配;另一方面,通过改变制备过程参数,可以调节复配药物的比例达到最佳,从而达到最理想的的生物控制效果。
本发明具有如下有益效果:
(1)本发明采用膜乳化方法,通过核内壳层同时载药的方法,制备得到了微胶囊型复配制剂;该方法操作简单,易于工业化生产,普适性强,可实现任意具有负交互抗性或至少无交互抗性的农药复配。
(2)本发明方法通过改变过程参数,可调节药物的复配比例,可以保证其生物效果。
(3)本发明提供的微胶囊型复配制剂以固态形式储存,水分散后可以直接喷洒到作物上面,具有储存稳定、使用安全、环境友好及成本低等优点。
附图说明
图1为实施例1制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片。
图2为实施例1制得的阿维菌素微球的红外谱图。
图3为实施例2-实施例5制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片,其中,图3(A)为实施例2制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片;图3(B)为实施例3制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片;图3(C)为实施例4制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片;图3(D)为实施例5制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片。
图4为实施例6-实施例9制得的阿维菌素微球的扫描电镜的照片,其中,图4(A)为实施例5制得的阿维菌素微胶囊剂的扫描电镜的照片;图4(B)为实施例6制得的阿维菌素微胶囊剂的扫描电镜的照片;图4(C)为实施例7制得的阿维菌素微胶囊剂的扫描电镜的照片;图4(D)为实施例8制得的阿维菌素微胶囊剂的扫描电镜的照片。
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、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为5%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为100mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
该油相与内水相按照5:1的体积比混合后,在400W的超声功率下下超声2min,制得油包水初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5)中,在500r/min搅拌速度下机械搅拌5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在50千帕氮气压力下过膜(孔径9.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)所得水包油包水复乳液在室温下600转/分的速度下搅拌6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4.5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及红外谱图如图1和图2所示。
实施例2、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为50mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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7.0微米)4次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片及红外谱图如图3(A)所示。
实施例3、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为40mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:3),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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7.0微米)4次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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3.2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及红外谱图如图3(B)所示。
实施例4、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为30mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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7.0微米)4次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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2.8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及红外谱图如图3(C)所示。
实施例5、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为20mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:10),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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7.0微米)4次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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2.9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及红外谱图如图3(D)所示。
实施例6、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为40mg/mL与100mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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(孔径9.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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5.4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及红外谱图如图4(A)所示。
实施例7、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为40mg/mL与75mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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(孔径9.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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3.6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及红外谱图如图4(B)所示。
实施例8、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为40mg/mL与50mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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(孔径9.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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1.7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及红外谱图如图4(C)所示。
实施例9、制备阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊
1)将农药A氯虫苯甲酰胺超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为10%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的合成可降解高分子材料工业聚乳酸溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与工业聚乳酸浓度分别为40mg/mL与25mg/mL的混合溶液,作为油相。
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200W的超声功率下下超声1min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在200r/min搅拌速度下机械搅拌0.5min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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(孔径9.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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。
本实施例制备的微胶囊的扫描电镜照片及红外谱图如图4(D)所示。
实施例10、制备水胺硫磷·氯氟氰菊酯复配微胶囊
1)将农药A水胺硫磷超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为30%悬浮液,作为内水相。
将农药B氯氟氰菊酯与醋酸酯淀粉溶解于二氯甲烷中,配置成氯氟氰菊酯与聚合物浓度分别为400mg/mL与50mg/mL的混合溶液,作为油相。
该步骤(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500W的超声功率下下超声5min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在800r/min搅拌速度下机械搅拌2.0min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得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22.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)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3次后,冷冻干燥。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例11、制备辛硫磷·阿维菌素复配微胶囊
1)将农药A辛硫磷超声分散于二次水中,得到药物质量百分含量为1%悬浮液,作为内水相。
将农药B阿维菌素与分子量为5,000~500,000的聚(丙交酯-乙交酯)共聚物溶解于二氯甲烷中,配置成阿维菌素与聚合物浓度分别为100mg/mL与25mg/mL的混合溶液,作为油相。
该步骤(2)得到的油相与步骤(1)得到的内水相按照10:1的体积比混合后,在100W的超声功率下下超声3min,制得油包水的初级乳液。
2)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。
将步骤1)得到的油包水初级乳液迅速加入外水相中(油包水初级乳液与外水相的体积比为1:5),在100r/min搅拌速度下机械搅拌10min,预乳化得到水包油包水预复乳液。
3)将步骤2)所得水包油包水预复乳液倒入快速膜乳化装置的存储罐中,在1500千帕氮气压力下过膜(孔径1.0微米)3次,得到粒径均一的水包油包水乳液。
4)将步骤3)所得水包油包水复乳液在室温下200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。所得微胶囊避光、干燥、低温保存。
实施例12、微胶囊的表征
科学合理的农药复配不仅可以多快好省地提供高效农药剂型,还可以克服或延缓有害生物的抗性,延长现有农药的使用寿命,提高现有农药应用价值。以克服配阿维菌素与氯虫苯甲酰胺为模型,通过微胶囊核内壳层同时载药的方式实现两者的复配。将氯虫苯甲酰胺超声分散于内水相,将其包封于核内;阿维菌素溶解于油相,最后包裹于微胶囊的壳层,最终得到阿维菌素负载于壳层,氯虫苯甲酰胺负载于内核的复配微胶囊。
采用核内壳层同时载药的方式制备了阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊,其扫面电镜照片及红外谱图结果分别见图1和图2。结果发现制备的阿维菌素·氯虫苯甲酰胺复配微胶囊呈完整的球形,表面有突起,粗糙不平,粒径分布均一。
红外谱图显示微胶囊在2985cm-1、1757cm-1很强的吸收峰,这是载体材料聚乳酸的特征吸收峰;微胶囊在3386cm-1、1635cm-1的吸收峰出现了氯虫苯甲酰胺的特征吸收峰,同时在2959cm-1、1716cm-1也出现了阿维菌素的特征峰。
因此,红外谱图验证了阿维菌素以及氯虫苯甲酰胺的成功负载。
壳层药物载药量的调节
复配剂的增效作用与单剂间的混合比率密切相关,不同的混合比率表现出的增效作用通常都有较大的差异。基于阿维菌素·氯虫苯甲酰胺体系,研究壳层与内核载药量的影响因素,以便达到复配药物的最佳比例,从而将这种方法应用于任意两种具有负交互抗性或无交互抗性的农药的复配。
实施例3-5通过控制生物可降解高分子材料与氯虫苯甲酰胺投料量不变,调节阿维菌素的投料量,制备了不同的微胶囊,扫面电镜照片结果如图3所示。由实施例3-5可知,在生物可降解高分子材料聚乳酸在油相中的浓度保持不变为100mg/mL、且农药A氯虫苯甲酰胺在内水相中的质量百分含量为10%保持不变时,当油相中农药B阿维菌素的浓度为50mg/mL时,无法形成微胶囊。在制备过程中,当水包油的初级乳液加入外水相时,乳液体系已经被破坏。当阿维菌素浓度小于50mg/mL时,如为20-40mg/mL时可以形成微胶囊。但当加入阿维菌素的用量过大,如超过50mg/mL时,油相溶液无法包覆内水相悬浮液,得不到稳定复乳乳液及完整的微胶囊。
表1、实施例3-5所得微胶囊壳层阿维菌素中的载药量及包封率
表1结果显示随着阿维菌素在油相浓度的增加,其载药量会提高,但包封率会降低。这是因为随着阿维菌素用量提高,其对油相溶液的粘度及其包覆能力影响降低,因而包封率会降低,但载药量呈现增长的趋势。这说明对于壳层负载药物,药物的投料量是影响载药量的重要因素。投料量增加,载药量也会随之增加,但是药物投料量过大会导致无法形成微胶囊。
内核药物载药量的调节
对于内核的载药,其主要超声分散到水中,载药量与其溶解度无关,主要由生物可降解高分子材料的浓度决定。生物可降解高分子材料的浓度越大,其包覆内水相悬浮液的能力越强。
实施例6-8通过控制农药A氯虫苯甲酰胺在内水相中的质量百分含量为10%保持不变时,采用不同浓度的聚乳酸作为油相中的生物可降解高分子材料制备了不同的微胶囊,扫面电镜照片结果见图4。当生物可降解高分子材料聚乳酸在油相中的浓度为20mg/mL时,无法得到微胶囊,制备过程中水包油的初级乳液加入外水相后,会出现乳液破乳的现象。当生物可降解高分子材料聚乳酸的浓度高于20mg/mL时,可以形成完整的微胶囊,并且随着生物可降解高分子材料聚乳酸的浓度增加,为50-100mg/mL时,微胶囊粒径增大。这是因为生物可降解高分子材料的浓度增加,油相粘度与包覆能力也会随之增加,其过膜时不易被破碎,所得微胶囊粒径增大。当生物可降解高分子材料的浓度足够低时,无法包裹内水相悬浮液,不能得到完整的微胶囊。
表2、实施例6-8所得微胶囊内核氯虫苯甲酰胺中的载药量及包封率
表2结果显示随着生物可降解高分子材料的浓度的降低,药物的载药量增加,但药物的包封率降低。这是因为生物可降解高分子材料的浓度将低时,油相粘度降低,油相的包覆药物能力也会随之,导致包封率降低。
通过研究得到影响壳层阿维菌素与内核氯虫苯甲酰胺载药量的关键因素为农药A在内水相中的质量百分含量、农药B和生物可降解高分子材料在油相中的浓度,可以调节这些因素控制内核与壳层的载药比例,达到任意两种具有负交互抗性或无交互抗性的农药的最佳复配比例。这种方法是制备农药复配剂的有效手段。
实施例13、微胶囊的生物活性
将本发明实施例3所得胶囊型农药复配剂用0.1%Triton X-100溶液配成6个浓度梯度,分别为100mg/L、50mg/L、25mg/L、12.5mg/L、6.25mg/L。
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,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)。
表3、实施例3复配制剂对小菜蛾的室内毒力试验结果
由表3可以看出,本发明提供的微胶囊具有杀虫效果。在药物浓度为100mg/L时,小菜蛾的死亡率达到71.4%。说明这种微胶囊能够实现药物的复配并具有毒力作用。
Claims (10)
1.一种微胶囊,由壳层、包裹在所述壳层内的农药A和负载于所述壳层中的农药B组成;
构成所述壳层的材料为生物可降解高分子材料;
所述农药A和农药B无负交互抗性或至少无交互抗性。
2.根据权利要求1所述的微胶囊,其特征在于:所述生物可降解高分子材料为改性天然高分子材料或合成可降解高分子材料;
所述改性天然高分子材料具体选自醋酸酯淀粉、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意一种;
所述合成可降解高分子材料具体为脂肪族聚内酯。
3.根据权利要求1或2所述的微胶囊,其特征在于:所述农药A和农药B均选自阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、甲维盐、氧乐果、敌敌畏、甲胺磷、敌百虫、久效磷、辛硫磷和水胺硫磷中的任意一种。
4.根据权利要求1-3中任一所述的微胶囊,其特征在于:所述农药A和农药B的质量比为1:0.01-100;
所述微胶囊的平均粒径为0.1-20μm或1-5μm;
所述微胶囊中,农药A和农药B的总质量占所述微胶囊的质量百分比为10-90%。
5.一种制备权利要求1-4中任一所述微胶囊的方法,包括如下步骤:
1)将油相和内水相混合,超声,得到油包水初级乳液;
其中,所述内水相为将所述农药A分散于水中而得的悬浮液;
所述油相为将所述生物可降解高分子材料和所述农药B溶解于有机溶剂中而得的混合液;
2)将步骤1)所得油包水初级乳液加入到外水相中搅拌,得到水包油包水预复乳液;
其中,所述外水相为稳定剂的水溶液;
3)将步骤2)所得水包油包水预复乳液利用膜乳化装置,在氮气的作用下过膜,得到粒径均一的水包油包水复乳液;
4)对步骤3)所得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,得到所述微胶囊。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述步骤1)中,农药A在所述内水相中的质量百分含量为1~50%;
所述农药B在所述油相中的浓度为1~500mg/mL;
所述生物可降解高分子材料在所述油相中的浓度为10~500mg/mL;
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;
所述油相和内水相的体积比为1-20:1。
7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于:所述步骤2)中,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;
所述稳定剂水溶液的质量百分含量为0.5~5.0%;
所述步骤1)所得油包水初级乳液与所述外水相的体积比为1:(2~50);
所述搅拌步骤中,搅拌的速度为100~1000转/分;搅拌的时间为0.5~30.0分钟。
8.根据权利要求5-7中任一所述的方法,其特征在于:所述步骤3)过膜步骤中,所述氮气的压力为10~1500千帕;过膜的次数为1~10次;膜的孔径为0.2~9微米。
9.根据权利要求5-8中任一所述的方法,其特征在于:所述步骤4)搅拌步骤中,搅拌的速度为100~1000转/分;搅拌的时间为2~48小时;
所述水洗步骤中,水洗的次数为1~5次;
所述干燥为冷冻干燥;
所述步骤1)-4)均在0~50℃下进行。
10.权利要求1-4中任一所述微胶囊在制备杀虫剂或杀虫中的应用;
包含权利要求1-4中任一所述微胶囊的杀虫剂。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170419 |
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