CN111919843A - 一种光响应性壳聚糖基纳米农药及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光响应性壳聚糖基纳米农药及其制备方法，由两亲性羧甲基壳聚糖衍生物和负载在羧甲基壳聚糖衍生物上的农药组成；所述羧甲基壳聚糖衍生物是以(7‑二乙氨基香豆素‑4‑)甲基琥珀酸酯和羧甲基壳聚糖为原料制得。本发明具有溶解性好，不需要有机溶剂助溶，利于农民身体健康和生态环境保护的特点。

Description

一种光响应性壳聚糖基纳米农药及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米农药及其制备方法，特别是一种光响应性壳聚糖基纳米农药及其制备方法。
背景技术
农药的使用可以有效保障全球粮食安全。但是传统的农药剂型易通过淋溶、挥发、光解或微生物代谢等途径流失其含有的活性成分，需要反复多次喷施，导致农药的利用率很低。较低的利用率既提高了农业生产成本，又加剧了农药对生态环境和人类健康的影响。因此，对现有的优良农药品种进行剂型改良，提高农药利用率，降低农药对农产品和环境的影响，对于农药的减施增效以及保障粮食和生态安全具有重要意义。
农药控释剂能够将活性成分按照设计的时间持续释放出来，从而起到延长持效期和提高农药利用率的作用。刺激响应性的农药控释剂和传统剂型相比则更具有智能性，能够对外界环境如pH、温度、光、还原、酶等多种刺激产生响应。其中，光作为一种远程控制的刺激，能够在时空上方便调控药物的释放速率，并且光的波长、强度更具有调节性(Biomacromolecules,2013,14(8):2601-2610)。一般来说，构建光响应的控释剂应具有香豆素、偶氮苯、2-硝基苄基、螺吡喃等光响应基团(Carbohydrate Polymers,2015,132:520-528)。在这些光响应基团中，香豆素更具有吸引力和潜力。香豆素基的吸收波长具有调控性，最大吸收波长可通过结构设计位于310-490nm的范围内，可以对紫外光甚至太阳光产生响应(Macromolecular Rapid Communications,2018,39(18):1800377)，产生光解反应。目前，将香豆素的光响应性构建农药控释剂大多为将农药小分子和香豆素基团通过共价键连接构成农药前药，在光照的条件下将农药释放出来。如Xu等将杀虫剂和香豆素相连设计合成了杀虫剂前药，在蓝光(420nm)或太阳光的照射下香豆素基团断裂从而可释放杀虫剂，起到杀虫效果，而黑暗环境中则没有明显的杀虫活性(Chinese Chemical Letters,2018,29(11):1648-1650)。但是这种含有香豆素基团的农药前药溶解性不佳，需要有机溶剂如甲醇、二甲基亚砜进行助溶，不利于农民的身体健康和生态环境的保护。
本发明专利是结合两亲性聚合物胶束和光响应香豆素基团的特点，基于羧甲基壳聚糖构建具备光响应的两亲性壳聚糖基纳米胶束，在太阳光或模拟太阳光的照射下，香豆素基团发生解离，破坏两亲性羧甲基壳聚糖衍生物的亲疏水平衡，实现对负载农药的光响应释放。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种光响应性壳聚糖基纳米农药及其制备方法。本发明具有溶解性好，不需要有机溶剂助溶，利于农民身体健康和生态环境保护的特点。
本发明的技术方案：一种光响应性壳聚糖基纳米农药，由两亲性羧甲基壳聚糖衍生物和负载在两亲性羧甲基壳聚糖衍生物上的农药组成；所述两亲性羧甲基壳聚糖衍生物是以(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯和羧甲基壳聚糖为原料制得。
一种根据权利要求1所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素；
(2)将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐溶解于氯仿，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，制备(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯；
(3)将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯通过1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化，加入到羧甲基壳聚糖水溶液中，室温反应后制备光响应两亲性羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，所述步骤(1)中，是将二氧化硒按摩尔比为1-5:1加入到7-二乙氨基-4-甲基香豆素的二氧六环溶液中，在氮气保护的回流状态下反应24-48小时，制备中间产物7-二乙氨基-4-醛基香豆素混合物，将该混合物过滤除去黑色固体，滤液经旋转蒸发除去溶剂，剩余固体溶解在体积比1:1的四氢呋喃/乙醇混合溶剂中，按摩尔比1-5:1加入硼氢化钠，室温下搅拌反应4小时，待反应结束后，以1mol/L的盐酸进行中和，然后将有机溶剂旋除，剩余物以二氯甲烷分散，并以饱和碳酸钾水溶液萃取三次，合并有机相，产物采用柱层析分离法进行分离，展开剂采用石油醚/乙酸乙酯＝2:1，然后经旋蒸、真空干燥得到7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，所述步骤(2)中，是将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐按摩尔比1:1-5溶于氯仿中；加入催化剂后回流反应12-64小时，然后停止反应，并用1M HCl洗涤，现配饱和碳酸氢钠溶液萃取反应液三次，收集水相，再加入1M HCl酸化水相至pH＝4.0，过滤，真空干燥12-48小时，得到(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，所述步骤(3)中，是将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜中，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：N-羟基琥珀酰亚胺为1:1:1的摩尔比依次投放1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，室温活化1-6h，将活化之后的反应液缓慢滴加到质量浓度为1-10mg/ml的羧甲基壳聚糖的水溶液中，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将反应溶液转移至截留分子量3500的透析袋中透析，透析后冷冻干燥，得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，所述透析是先在体积比为1：1的乙醇/水中透析2h,然后再在去离子水中透析2天。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，步骤(4)所述混合溶剂中，羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为0.1％-5％，农药和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.05-1：1。
前述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，步骤(4)中，所述农药是除草剂、杀虫剂、杀菌剂或植物生长调节剂中的一种或任意几种的混合。
本发明的有益效果
本发明基于羧甲基壳聚糖和(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯制备的两亲性羧甲基壳聚糖衍生物，该衍生物在水相环境中能够通过自组装构建纳米胶束，经过原位载药法可以高效制备光响应纳米农药，由于是原位负载，药物分子和载体之间没有化学键合的作用，大大降低了药物分子释放时需要的能量，提高了溶解性，省去了有机助溶剂的使用，保障了农民的身体健康和提高了对生态环境的保护。
此外，本发明的明显优点是制备的壳聚糖基纳米农药具有更好的光响应性，能够响应太阳光或模拟太阳光，达到缓慢释放农药的效果。
本发明中羧甲基壳聚糖原材料易得，较壳聚糖亲水性增加，是两亲性羧甲基壳聚糖衍生物的亲水部分，同时含有的氨基为光响应性基团(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯提供了反应位点，构建两亲性的壳聚糖基衍生物。其取代度可调，能够更好的控制两亲性大分子的亲疏水平衡，从而利于药物分子在溶液中受光刺激而缓释。
附图说明
图1为(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的核磁谱图；
图2为羧甲基壳聚糖和光响应性羧甲基壳聚糖衍生物的核磁谱图；
图3为羧甲基壳聚糖和光响应性羧甲基壳聚糖衍生物的红外谱图；
图4为光响应性羧甲基壳聚糖衍生物在模拟太阳光辐射下不同时间段的紫外吸收曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：
(1)制备7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素
将二氧化硒按摩尔比为1:1加入到7-二乙氨基-4-甲基香豆素的二氧六环溶液中，在氮气保护的回流状态下反应24小时，制备中间产物7-二乙氨基-4-醛基香豆素混合物，将该混合物过滤除去黑色固体，滤液经旋转蒸发除去溶剂，剩余固体溶解在体积比1:1的四氢呋喃/乙醇混合溶剂中，按摩尔比1:1加入硼氢化钠，室温下搅拌反应4小时，待反应结束后，以1mol/L的盐酸进行中和，然后将有机溶剂旋除，剩余物以二氯甲烷分散，并以饱和碳酸钾水溶液萃取三次，合并有机相，产物采用柱层析分离法进行分离，展开剂采用石油醚/乙酸乙酯＝2:1，然后经旋蒸、真空干燥得到7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素；
(2)将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐按摩尔比1:1溶于氯仿中；加入催化剂4-二甲氨基吡啶后回流反应12小时，然后停止反应，并用1M HCl洗涤，现配饱和碳酸氢钠溶液萃取反应液三次，收集水相，再加入1M HCl酸化水相至pH＝4.0，过滤，真空干燥12小时，得到(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯；
(3)将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜中，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：N-羟基琥珀酰亚胺为1:1:1的摩尔比依次投放1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，室温活化1h，将活化之后的反应液缓慢滴加到质量浓度为1mg/ml的羧甲基壳聚糖的水溶液中，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将反应溶液转移至截留分子量3500的透析袋中透析，透析后冷冻干燥，得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；其中透析是先在体积比为1：1的乙醇/水中透析2h,然后再在去离子水中透析2天；
(4)采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为0.1％，除草剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.2:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例2：
(1)制备7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素
将二氧化硒按摩尔比为5:1加入到7-二乙氨基-4-甲基香豆素的二氧六环溶液中，在氮气保护的回流状态下反应48小时，制备中间产物7-二乙氨基-4-醛基香豆素混合物，将该混合物过滤除去黑色固体，滤液经旋转蒸发除去溶剂，剩余固体溶解在体积比1:1的四氢呋喃/乙醇混合溶剂中，按摩尔比5:1加入硼氢化钠，室温下搅拌反应4小时，待反应结束后，以1mol/L的盐酸进行中和，然后将有机溶剂旋除，剩余物以二氯甲烷分散，并以饱和碳酸钾水溶液萃取三次，合并有机相，产物采用柱层析分离法进行分离，展开剂采用石油醚/乙酸乙酯＝2:1，然后经旋蒸、真空干燥得到7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素；
(2)将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐按摩尔比1:5溶于氯仿中；加入催化剂4-二甲氨基吡啶后回流反应64小时，然后停止反应，并用1M HCl洗涤，现配饱和碳酸氢钠溶液萃取反应液三次，收集水相，再加入1M HCl酸化水相至pH＝4.0，过滤，真空干燥48小时，得到(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯；
(3)将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜中，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：N-羟基琥珀酰亚胺为1:1:1的摩尔比依次投放1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，室温活化6h，将活化之后的反应液缓慢滴加到质量浓度为5mg/ml的羧甲基壳聚糖的水溶液中，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将反应溶液转移至截留分子量3500的透析袋中透析，透析后冷冻干燥，得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；其中透析是先在体积比为1：1的乙醇/水中透析2h,然后再在去离子水中透析2天；
(4)采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为1％，除草剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.4:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例3
(1)7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素的制备：
将二氧化硒加入到7-二乙氨基-4-甲基香豆素的二氧六环溶液中，二氧化硒和7-二乙氨基-4-甲基香豆素的摩尔比为2:1，在氮气保护的回流状态下反应24小时，制备中间产物7-二乙氨基-4-醛基香豆素。将上述混合物过滤除去黑色固体，滤液经旋转蒸发除去溶剂。剩余固体溶解在四氢呋喃/乙醇(体积比1:1)混合溶剂中，按摩尔比2:1加入硼氢化钠，室温下搅拌反应4小时，待反应结束后，以1mol/L的盐酸进行中和，有机溶剂旋除，剩余物以二氯甲烷分散，并以饱和碳酸钾水溶液萃取三次，合并有机相，产物采用柱层析分离法进行分离，展开剂采用石油醚/乙酸乙酯＝2:1，经旋蒸、真空干燥得到7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素；
(2)(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的制备：
将摩尔比为1:2的7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐溶于氯仿中，加入催化剂4-二甲氨基吡啶，回流反应24小时，停止反应后，1MHCl洗涤，现配饱和碳酸氢钠钠溶液萃取反应液三次，收集水相，再加入1MHCl酸化水相至pH＝4.0，过滤，真空干燥24小时，得到(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯；
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为1％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为0.5、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为2％，除草剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.8:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例4
(1)和(2)同实施例3
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为3％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为0.5、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为2％，除草剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.8:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例5
(1)和(2)同实施例3
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为5％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为0.8、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为5％，除草剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.8:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例6
(1)和(2)同实施例3
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为5％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为0.8、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为5％，杀虫剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为1:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例7
(1)和(2)同实施例3
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为5％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为0.8、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为5％，杀虫剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.5:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
实施例8
(1)和(2)同实施例3
(3)光响应羧甲基壳聚糖衍生物的制备：
将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜(DMSO)中，(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯的质量浓度为5％，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDC)：N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为1:1:1的摩尔比依次投放EDC和NHS，室温活化1h，将上述活化之后的反应液缓慢滴加到羧甲基取代度为1.0、质量浓度为1％的羧甲基壳聚糖水溶液，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将上述溶液转移至透析袋(截留分子量3500)中透析，先在乙醇/水(v:v＝1:1)透析2h,然后再在去离子水中透析2天，冷冻干燥后得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)光响应性壳聚糖基纳米农药的制备：
采用原位载药法，将羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，使混合物中羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为5％，植物生长调节剂和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为1:1，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造揭露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光响应性壳聚糖基纳米农药，其特征在于：由两亲性羧甲基壳聚糖衍生物和负载在两亲性羧甲基壳聚糖衍生物上的农药组成；所述两亲性羧甲基壳聚糖衍生物是以(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯和羧甲基壳聚糖为原料制得。
2.一种根据权利要求1所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素；
(2)将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐溶解于氯仿，以4-二甲氨基吡啶为催化剂，制备(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯；
(3)将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯通过1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化，加入到羧甲基壳聚糖水溶液中，室温反应后制备光响应两亲性羧甲基壳聚糖衍生物；
(4)采用原位载药法，将两亲性羧甲基壳聚糖衍生物和农药同时分散在水或水/有机溶剂的混合溶剂中，搅拌和超声处理，然后依次离心、透析和冷冻干燥，得到光响应性壳聚糖基纳米农药。
3.根据权利要求2所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，是将二氧化硒按摩尔比为1-5:1加入到7-二乙氨基-4-甲基香豆素的二氧六环溶液中，在氮气保护的回流状态下反应24-48小时，制备中间产物7-二乙氨基-4-醛基香豆素混合物，将该混合物过滤除去黑色固体，滤液经旋转蒸发除去溶剂，剩余固体溶解在体积比1:1的四氢呋喃/乙醇混合溶剂中，按摩尔比1-5:1加入硼氢化钠，室温下搅拌反应4小时，待反应结束后，以1mol/L的盐酸进行中和，然后将有机溶剂旋除，剩余物以二氯甲烷分散，并以饱和碳酸钾水溶液萃取三次，合并有机相，产物采用柱层析分离法进行分离，展开剂采用石油醚/乙酸乙酯＝2:1，然后经旋蒸、真空干燥得到7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素。
4.根据权利要求2所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，是将7-二乙氨基-4-羟甲基香豆素和琥珀酸酐按摩尔比1:1-5溶于氯仿中；加入催化剂后回流反应12-64小时，然后停止反应，并用1MHCl洗涤，现配饱和碳酸氢钠溶液萃取反应液三次，收集水相，再加入1MHCl酸化水相至pH＝4.0，过滤，真空干燥12-48小时，得到(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯。
5.根据权利要求2所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，是将(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯溶于二甲基亚砜中，按(7-二乙氨基香豆素-4-)甲基琥珀酸酯：1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐：N-羟基琥珀酰亚胺为1:1:1的摩尔比依次投放1-乙基(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，室温活化1-6h，将活化之后的反应液缓慢滴加到质量浓度为1-10mg/ml的羧甲基壳聚糖的水溶液中，于室温条件下搅拌反应24h，反应完成后，将反应溶液转移至截留分子量3500的透析袋中透析，透析后冷冻干燥，得到光响应羧甲基壳聚糖衍生物。
6.根据权利要求5所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：所述透析是先在体积比为1：1的乙醇/水中透析2h,然后再在去离子水中透析2天。
7.根据权利要求2所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述混合溶剂中，羧甲基壳聚糖衍生物的质量浓度为0.1％-5％，农药和羧甲基壳聚糖衍生物的质量比为0.05-1：1。
8.根据权利要求2所述的光响应性壳聚糖基纳米农药的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述农药是除草剂、杀虫剂、杀菌剂或植物生长调节剂中的一种或任意几种的混合。
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