CN1745638A - 一种脂溶性农用材料的生物微囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脂溶性农用材料的生物微囊及其制备方法，该生物微囊由囊心物、囊壁组成，所述的囊心物选用脂溶性农用材料，所述的囊壁选用酵母细胞或花粉细胞，该生物微囊中含囊心物在10～20％重量之间。该制备方法包括囊壁制备、囊心物溶液的制备、囊化等工艺步骤。与现有技术相比，本发明工艺简单，不需繁复的包囊工艺操作及大量高分子化合物的消耗，大大降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及生物微囊，尤其涉及一种脂溶性农用材料的生物微囊及其制备方法。
背景技术
通常的杀虫剂、杀菌剂、除虫剂，主要是通过田间叶面的喷施而起作用的，这要求农药具较高的浓度和尽量高的毒性，在野外，由于风吹日晒，或降解作用，其浓度会迅速降低至最低有效浓度以下，迫使人们反复多次喷洒才能保证药物有效。这对人畜及环境是极其有害的，也是与农药的低毒高效的发展趋势相违背的。目前开发新农药的命中率很低，平均需6～8年，耗资约5000～8000万美元，才能找到一个合适的新农药。在此情况下，对现有农药品种进行剂型改造，使之达到低毒高效，是首选方法之一。
我国是农业大国，每年消耗的农药量巨大，长期以来，常规农药制剂一直是我国目前使用量最多的制剂之一。每年使用对大自然有危害的化学试剂如甲苯、二甲苯等达数十万吨以上，极大污染了环境。为此国际上禁用呼声极为强烈，尤其在蔬菜、果树上使用乳油制剂受到强烈抵制。据统计，我国每年因施农药中毒死亡而导致的年经济损失达数十亿元以上。同时，害病虫的抗药性显著提高。农民用农药负担随之加重，直接影响了我国农业的持续发展。微胶囊化是当前农药制剂剂型改革的首选方法。它优于常规农药制剂的根本原因，是在于微囊制剂具有很好的控制释放功能，即它能控制农药使其按有效剂量在规定时间内释放。显然，它就可以解决人们经常关心的问题，如减轻高毒性农药化学物质对哺乳动物的毒害；延长相同剂量农药的持效期；降低药物的流失；降低溶剂用量，节约药剂耗量，降低对植物的毒害，减少对环境的污染；提高药剂配伍的相容性等。
目前常用的微囊化方法，大都采用界面聚合法，选用高分子材料如聚酰胺、聚酯、聚脲、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯作囊材。采用相分离法，选用带相反电荷的高分子化合物如聚甲基纤维、邻苯二酸醋酸纤维酯、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯磺酸钠、明胶～阿拉伯胶、桃胶等。
中国专利CN1063017，名称为杀螟硫磷微胶囊制剂制造方法，公开了一种用相分离法采用高分子化合物对农药原油进行微囊化的方法。中国专利CN85106887，名称为微囊包封的拟除虫菊酯，公开了一种用界面聚合法采用高分子化合物对农药进行微囊化的方法。美国专利USP6001554公开了一种用相分离法，采用高分子化合物对原油经二至三次的包覆，最后通过喷雾干燥造粒，获得的一种胶囊。上述工艺存在以下不足：针对两CN专利存在的问题：(1)微囊化过程消耗大量高分子囊材及添加剂(增塑剂、稳定剂、抗氧剂等)使微囊化农药的价格居高。(2)囊材聚合物的最终处理及降解产物对环境的影响。(3)囊化工艺复杂及反应体积庞大，对囊化设备要求高，导致成本较高。针对USP专利除了成本问题外，用喷雾干燥造粒，粒径大小较难控制，包封也不够严密，容易造成渗漏。因此在一定程度上限制了微囊农药在国内的发展。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种使用纯天然囊材、工艺简单，加工成本低廉的脂溶性农用材料的生物微囊及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种脂溶性农用材料的生物微囊，其特征在于，该生物微囊由囊心物、囊壁组成，所述的囊心物选用脂溶性农用材料，所述的囊壁选用酵母细胞或花粉细胞，该生物微囊中含囊心物在10～20％重量之间。
所述的脂溶性农用材料包括杀螟硫磷、甲基对硫磷、拟除虫菊酯、维生素A。
所述的酵母细胞选自啤酒酵母、面包酵母，所述的花粉细胞选自木本植物和草本科植物。
一种脂溶性农用材料的生物微囊的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：
(1).囊壁制备
采用酶解法制备酵母菌囊壁，或者采用生物萌动法制备花粉囊壁，或者采用生物酶法制备花粉囊壁；
(2).囊心物溶液的制备
取囊心物质，用50～70％重量乙醇溶液制成含囊心物质20～80％重量的溶液，即得囊心物溶液；
(3)囊化
①上述第(2)步得到的囊心物溶液中加入第(1)步所述的酵母菌囊壁或花粉囊壁，重量比例为1∶0.4～0.6；
②.调节囊心物溶液温度为35～50℃，使其溶胀，并发生渗透；
③.当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得脂溶性生物微囊；
采用该方法制备的脂溶性生物微囊中含囊心物在10～20％重量之间。
所述的酶解法制备酵母菌囊壁包括以下工艺步骤：
取市售酵母细胞啤酒酵母和/或面包酵母，加水使成含酵母菌细胞5％重量的悬浊液，加入酵母细胞干重0.5％重量的碱性蛋白酶37℃酶解2小时，镜检，应见酵母细胞膨胀，然后升温至60℃灭酶，固液分离，弃取溶液或并入下一批酶液，收集固形物，即得酵母菌囊壁材料。
所述的生物萌动法制备花粉囊壁包括以下工艺步骤：
(1)取市售花粉，经淘洗、沥干、干燥后备用；
(2)麦芽胚芽汁的制造，取麦芽胚芽，用10倍37℃的温水浸泡一昼，过滤即得麦芽胚芽汁；
(3)萌动，取上述(1)的花粉加上(2)的麦芽胚芽汁搅拌，捏压成面团样，34～36℃放置7小时后，过8目筛入盘中，34～36℃维持17小时，此期间，若见表面干燥可适当喷洒净水，注意通风，镜检，见花粉萌动，取出干燥即得。
所述的生物酶法制备花粉囊壁包括以下工艺步骤：
(1)取用花粉，经淘洗沥干备用；
(2)将上述花粉制成20％重量的悬浊液，加入0.1％重量的果胶酶，
调节PH＝2～3，维持温度在37～38℃，不时搅拌12小时；
(3)镜检，见花粉萌动，固液分离，取固形物在50±3℃的沸腾干燥机内干燥，即得。
本发明选用经萌动的植物花粉细胞膜或经改良处理的微生物细胞膜作囊壁材料，经处理后，使它们的细胞壁变薄变软，使通透性增加，然后利用膜内外渗透压差实现对脂溶性农用材料的微囊化包裹。与现有技术相比，本发明工艺简单，不需繁复的包囊工艺操作及大量高分子化合物的消耗，大大降低了成本。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例，对本发明作进一步说明：
实施例1
一种杀螟硫磷生物微囊的制备方法
a酵母菌囊壁的制备
取市售酵母细胞(上海酵母厂)啤酒酵母和面包酵母，加水使成含酵母菌细胞5％重量的悬浊液，加入酵母细胞干重0.5％重量的碱性蛋白酶37℃酶解2小时，镜检，见酵母细胞膨胀，然后升温至60℃灭酶，固液分离，弃取溶液或并入下一批酶液，收集固形物，即得酵母菌囊壁材料。
b囊心物溶液的制备
取囊心物质，用70％重量乙醇溶液制成含杀螟硫磷(88％重量)50％重量的溶液，即得囊心物溶液。
c囊化
囊心物溶液中加入酵母菌囊壁材料。比例为1∶0.4。调节囊心物溶液温度为35℃，使其溶胀，并发生渗透。当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得。
实施例2
一种甲基对硫磷生物微囊的制备方法
a生物萌动法制备松花粉囊壁
a1取市售松花粉，经淘洗、沥干、干燥后备用
a2麦芽胚芽汁的制备
取麦芽胚芽，用10倍37℃的温水浸泡一昼，过滤即得
a3萌动
取上述a加上b搅拌，捏压成面团样，34～36℃放置7小时后，过8目筛入盘中，34～36℃维持17小时，此期间，若见表面干燥可适当喷洒净水。注意通风，镜检，见花粉萌动，取出干燥即得
b囊心物溶液的制备
取囊心物质，用50％重量乙醇溶液制成含甲基对硫磷70％重量的溶液，即得囊心物溶液。
c囊化
上述囊心物溶液中加入松花粉囊壁细胞。比例为1∶0.4。调节囊心物溶液温度为50℃，使其溶胀，并发生渗透。当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得。
实施例3
一种拟除虫菊酯生物微囊的制备方法
a生物酶法制造的松花粉囊壁
a1取用合格的松花粉，经淘洗沥干备用。
a2将上述松花粉制成20％重量的悬浊液，加入0.1％重量的果胶酶(沙县酶制剂厂)调节PH＝2～3，维持温度在37～38℃，不时搅拌12小时。
a3镜检，见花粉萌动，固液分离，取固形物在50±3℃的沸腾干燥机内干燥，即得。
b囊心物溶液的制备
取拟除虫菊酯，用50％重量乙醇溶液制成含囊心物质60％重量的溶液，即得囊心物溶液。
c囊化
上述囊心物溶液中加入松花粉囊壁细胞。比例为1∶0.6。调节囊心物溶液温度为40℃，使其溶胀，并发生渗透。当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得。
实施例4
一种维生素A生物微囊的制备方法囊化
a生物酶法制造的向日葵花粉囊壁
a1取用合格的向日葵花粉，经淘洗沥干备用。
a2将上述向日葵花粉制成20％重量的悬浊液，加入0.1％重量的果胶酶(沙县酶制剂厂)调节PH＝2～3，维持温度在37～38℃，不时搅拌12小时。
a3镜检，见花粉萌动，固液分离，取固形物在50±3℃的沸腾干燥机内干燥，即得。
b囊心物溶液的制备
取维生素A醋酸酯，用70％重量乙醇溶液制成含囊心物质80％重量的溶液，即得囊心物溶液。
c囊化
上述囊心物溶液中加入向日葵花粉囊壁细胞。比例为1∶0.5。调节囊心物溶液温度为40℃，使其溶胀，并发生渗透。当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得。
Claims (7)
1.一种脂溶性农用材料的生物微囊，其特征在于，该生物微囊由囊心物、囊壁组成，所述的囊心物选用脂溶性农用材料，所述的囊壁选用酵母细胞或花粉细胞，该生物微囊中含囊心物在10～20％重量之间。
2.根据权利要求1所述的一种脂溶性农用材料的生物微囊，其特征在于，所述的脂溶性农用材料包括杀螟硫磷、甲基对硫磷、拟除虫菊酯、维生素A。
3.根据权利要求1所述的一种脂溶性农用材料的生物微囊，其特征在于，所述的酵母细胞选自啤酒酵母、面包酵母，所述的花粉细胞选自木本植物和草本科植物。
4.一种脂溶性农用材料的生物微囊的制备方法，其特征在于，该方法包括以下工艺步骤：
(1).囊壁制备
采用酶解法制备酵母菌囊壁，或者采用生物萌动法制备花粉囊壁，或者采用生物酶法制备花粉囊壁；
(2).囊心物溶液的制备
取囊心物质，用50～70％重量乙醇溶液制成含囊心物质20～80％重量的溶液，即得囊心物溶液；
(3).囊化
①.上述第(2)步得到的囊心物溶液中加入第(1)步所述的酵母菌囊壁或花粉囊壁，重量比例为1∶0.4～0.6；
②.调节囊心物溶液温度为35～50℃，使其溶胀，并发生渗透；
③.当达到平衡后，经固液分离，溶液并入下一批囊心物溶液，固形物于50±3℃沸腾干燥机内干燥，即得脂溶性生物微囊；
采用该方法制备的脂溶性生物微囊中含囊心物在10～20％重量之间。
5.根据权利要求4所述的一种脂溶性农用材料的生物微囊的制备方法，其特征在于，所述的酶解法制备酵母菌囊壁包括以下工艺步骤：
取市售酵母细胞啤酒酵母和/或面包酵母，加水使成含酵母菌细胞5％重量的悬浊液，加入酵母细胞干重0.5％重量的碱性蛋白酶37℃酶解2小时，镜检，应见酵母细胞膨胀，然后升温至60℃灭酶，固液分离，弃取溶液或并入下一批酶液，收集固形物，即得酵母菌囊壁材料。
6.根据权利要求4所述的一种脂溶性农用材料的生物微囊的制备方法，其特征在于，所述的生物萌动法制备花粉囊壁包括以下工艺步骤：
(1)取市售花粉，经淘洗、沥干、干燥后备用；
(2)麦芽胚芽汁的制造，取麦芽胚芽，用10倍37℃的温水浸泡一昼，过滤即得麦芽胚芽汁；
(3)萌动，取上述(1)的花粉加上(2)的麦芽胚芽汁搅拌，捏压成面团样，34～36℃放置7小时后，过8目筛入盘中，34～36℃维持17小时，此期间，若见表面干燥可适当喷洒净水，注意通风，镜检，见花粉萌动，取出干燥即得。
7.根据权利要求4所述的一种脂溶性农用材料的生物微囊的制备方法，其特征在于，所述的生物酶法制备花粉囊壁包括以下工艺步骤：
(1)取用花粉，经淘洗沥干备用；
(2)将上述花粉制成20％重量的悬浊液，加入0.1％重量的果胶酶，调节PH＝2～3，维持温度在37～38℃，不时搅拌12小时；
(3)镜检，见花粉萌动，固液分离，取固形物在50±3℃的沸腾干燥机内干燥，即得。
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