关键词:
纳米技术
介孔二氧化硅
缓/控释放
咪鲜胺
抑菌作用
摘要:
农药在农作物病害防治和提高粮食产量方面发挥着不可替代的作用。但是,由于药物挥发、雨水侵蚀、光解及非靶标生物误食等多种因素影响,导致农药使用量增加,影响药效发挥,对整个生态系统造成了严重的污染。随着科技的发展,纳米技术逐渐进入人们的视野。纳米材料因其尺寸小、结构特殊等特性给农业领域带来革命性的变化。研制开发新型的多功能纳米递送体系可以显著改善农药有效成分的生物活性,增加利用率并延长持效性,减少农药流失,有效控制环境污染,对绿色农业的发展和保障人民安全具有重要的意义。本论文基于无机介孔硅纳米材料,以杀菌剂咪鲜胺(Prochloraz,Pro)为模式药物,成功构建了p H/氧化还原双响应型与铁离子螯合的可降解型两种新型智能多功能缓/控释纳米递送体系。分别对其物化特性、生物活性及其营养功效等方面进行了检测与评价。本研究为开发多功能智能型纳米农药制剂提供了新的思路,具体内容如下:(1)采用溶胶-凝胶法,以双模型介孔二氧化硅BMMs(Bimodal Mesoporous Silica)为纳米载体,通过修饰含有-S-S-的硅烷偶联剂MPTES-SS-Py,负载杀菌剂咪鲜胺(Prochloraz,简称Pro),最后以具有亲疏水结构的高分子有机物β-环糊精(β-Cyclodextrin,简称β-CD)作为包封剂封孔,成功制备了一种p H和氧化还原双响应型的纳米农药Pro@BMMs-SS-Py/β-CD。纳米粒子具有规则的球形结构,分布均匀,平均粒径在546.4±3.0 nm。Pro的载药量为28.1%,可以实现p H和氧化还原双重响应释放。由于纳米载体的保护作用,纳米农药还具有良好的光稳定性与储存稳定性。与Pro原药相比,纳米药物叶面粘附性增强,对立枯病丝核菌抑菌作用显著提高。(2)采用改进的St?ber法将铁离子掺杂到MSNs(Mesoporous silica nanoparticles)中,装载药物Pro,并使用单宁酸(Tannic Acid,简称TA)进行包覆,构建了一种在酸性条件下可降解的p H响应型多功能纳米农药Pro@FeMSNs/TA。纳米粒子具有椭球形结构,水分散性良好,Pro的载药量高达30.2%;对酸敏感,在弱酸性环境中可发生缓慢降解并释放Pro。由于TA的包覆,使得纳米粒子具有较好的缓释效果并具有良好的叶片润湿性,药物在叶片滞留量提高。纳米载体可对紫外光产生屏蔽作用,从而具有光稳定性。与Pro原药相比,该纳米药物对立枯丝核菌具有更好的抑制作用。纳米载体无生物毒性,且可通过自身降解为植株提供微量元素。