【摘要】：農(nóng)藥可以快速和有效地防治植物病蟲(chóng)草害,在保證世界糧食產(chǎn)量中起著不可取代的重要作用。納米農(nóng)藥緩釋劑不僅可以防止有效成分作用于靶標(biāo)前的流失,而且可以減少暴露于環(huán)境中的農(nóng)藥量,從而降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及人類的威脅。介孔二氧化硅納米粒子具有尺寸可調(diào)節(jié)、孔道有序、比表面積大和生物相容性等特點(diǎn),是生物醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的材料,同時(shí)也是納米農(nóng)藥緩釋劑研究的熱點(diǎn)載體材料。本論文基于中空介孔二氧化硅納米粒子,針對(duì)常用農(nóng)藥劑型存在的弊端,開(kāi)展多功能納米農(nóng)藥緩釋劑的研究。主要研究結(jié)果如下:1.以具有均一粒徑(400 nm)的聚苯乙烯納米球?yàn)槟０?以正硅酸乙酯為硅源,制備了具有中空結(jié)構(gòu)的介孔二氧化硅納米粒子(HMS)。HMS經(jīng)過(guò)3-氨丙基三乙氧基硅烷和2-溴異丁酰溴表面改性后,利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng),在HMS表面接枝高分子材料聚雙丙酮丙烯酰胺,得到內(nèi)層為介孔二氧化硅、外層為聚雙丙酮丙烯酰胺的粘附性有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料(HMS-PDAAM)。溴氰蟲(chóng)酰胺(cyantraniliprole,CNAP)作為模式藥物負(fù)載到該材料中,制得粘附性溴氰蟲(chóng)酰胺納米緩釋劑(CNAP-HMS-PDAAM)。通過(guò)掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、熱重和差熱分析(TGA-DTA)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)等對(duì)該緩釋劑進(jìn)行表征,結(jié)果表明:HMS-PDAAM納米粒子已成功制備,其具有粒徑均一性和較好的分散性,對(duì)溴氰蟲(chóng)酰胺負(fù)載率達(dá)50%。緩釋動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明:該緩釋劑相較于單純的HMS負(fù)載的溴氰蟲(chóng)酰胺緩釋劑(CNAP-HMS)有更好的緩釋性能,緩釋期超過(guò)25天。穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)表明:相較于原藥,該緩釋劑在紫外光和高溫下更穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的抗紫外和高溫分解性能。葉面粘附性實(shí)驗(yàn)表明:HMS-PDAAM納米粒子在水稻葉面上具有較強(qiáng)的耐雨水沖刷能力。稻縱卷葉螟防效試驗(yàn)結(jié)果表明:相同劑量下,藥后3 d、7 d和14 d,粘附性溴氰蟲(chóng)酰胺納米緩釋劑對(duì)稻縱卷葉螟的防效分別為41.2%、53.8%和59.1%,與10%溴氰蟲(chóng)酰胺可分散油懸浮劑(防效分別為37.1%、58.3%和64.2%)相當(dāng);藥后28 d,粘附性溴氰蟲(chóng)酰胺納米緩釋劑對(duì)稻縱卷葉螟的防效為64.8%,顯著優(yōu)于10%溴氰蟲(chóng)酰胺可分散油懸浮劑(防效為21.3%)。二化螟防效試驗(yàn)結(jié)果表明:藥后21 d,在相同劑量下,粘附性溴氰蟲(chóng)酰胺納米緩釋劑對(duì)二化螟的防效為53.0%,顯著優(yōu)于10%溴氰蟲(chóng)酰胺可分散油懸浮劑(防效為14.8%),具有較長(zhǎng)的持效期。2.通過(guò)一步合成的方法,以正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷為硅源,以具有均一粒徑(130 nm)的聚苯乙烯納米球?yàn)橛材０?制備了氨功能化的中空介孔二氧化硅納米粒子(HMS-NH_2)。HMS-NH_2經(jīng)過(guò)丁二酸酐改性后,得到羧基官能化的中空介孔二氧化硅納米粒子(HMS-COOH)。通過(guò)浸漬法將吡唑醚菌酯(pyraclostrobin,PYR)負(fù)載到HMS-COOH中,通過(guò)酯化反應(yīng)將羥丙基纖維素(HPC)連接到HMS-COOH表面,HPC用來(lái)封堵介孔孔道,最終得到納米緩釋劑PYR-HMS-HPC。通過(guò)SEM、TEM、TGA-DTA、FT-IR和BET等對(duì)該緩釋劑進(jìn)行表征,結(jié)果表明:PYR-HMS-HPC納米復(fù)合物已成功合成,形貌為規(guī)則的球形,分散良好,粒徑約一(140nm),且對(duì)吡唑醚菌酯的負(fù)載率為13.3%。此外,PYR-HMS-HPC具有酸和酶雙響應(yīng)釋放性能,能有效地防止吡唑醚菌酯的光解,并可顯著地降低吡唑醚菌酯的遺傳毒性。生物活性結(jié)果表明:PYR-HMS-HPC在藥后7 d對(duì)稻瘟病菌的EC_(50)為0.0032mg/L,均顯著低于吡唑醚菌酯原藥(EC_(50)為0.0047 mg/L)和吡唑醚菌酯微囊懸浮劑(EC_(50)為0.023 mg/L),對(duì)稻瘟病菌菌絲生長(zhǎng)具有更好的抑制作用。
【圖文】：

米緩釋劑和吡唑醚菌酯納米緩釋劑的制備納米農(nóng)藥緩釋劑的制備，，漂移和雨水沖刷是導(dǎo)致農(nóng)藥此，為解決由于農(nóng)藥流失造成的耐雨水沖刷的農(nóng)藥新劑型尤為重iliprole,CNAP）是杜邦公司繼氯內(nèi)吸性殺蟲(chóng)劑，作用靶標(biāo)為魚(yú)尼效果，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖 2-1（光下尤其是紫外光下降解速率過(guò)才能控制蟲(chóng)害（Sharma et al 20

圖2-2粘附性納米農(nóng)藥緩釋劑制備過(guò)程示意圖Fig 2-2 Schematic diagram of the possible formation mechanism for encapsulation of CNAPinHMS-PDAAM2.2.1.1傅里葉變換紅外光譜分析通過(guò)傅里葉變換紅外光譜鑒定樣品的化學(xué)組成，HMS，氨基功能化 HMS，引發(fā)基團(tuán)功能化 HMS 和 HMS-PDAAM 的紅外光譜見(jiàn)圖 2-3。HMS 在 1070 cm-1處顯示出強(qiáng)而寬的吸收峰，歸屬于 Si-O-Si 的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰，在 3444 cm-1處的吸收峰峰表明 HMS 的表面富含硅羥基（圖 2-3a）。對(duì)于氨基功能化 HMS（圖 2-3b），2924cm-1和 2853cm-1處的吸收峰歸屬于亞甲基（-CH2-）的反對(duì)稱和對(duì)稱伸縮振動(dòng)，在 1633 cm-1和 1565 cm-1處出現(xiàn)了 N-H 的彎曲振動(dòng)吸收峰，均表明 HMS 成功地被APTES 氨功能化。與 HMS-NH2的紅外光譜比較，引發(fā)基團(tuán)功能化 HMS 的紅外光
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ450.68

【參考文獻(xiàn)】

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1 白春禮;納米科技及其發(fā)展前景[J];科學(xué)通報(bào);2001年02期

本文編號(hào)：2659856