【摘 要】
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农药是防御重大生物灾害的基础和保障国家粮食安全重要手段。传统剂型农药施用后的淋溶和漂移等问题给环境带来了极大的压力,纳米缓释剂可以有效降低药剂在到达靶标前流失,提高农药利用率,是近年来农药领域研究热点之一。介孔二氧化硅纳米粒子具备可调节的纳米尺寸、易于修饰的表面、大的比表面积,是一种理想的药物载体。本论文通过对介孔二氧化硅表面修饰功能性聚合物构建纳米复合物,用于递送农药,主要研究结果如下:(1)以
【基金项目】
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国家重点研发计划“主要经济作物重要及新成灾虫害绿色综合防控关键技术”(2019YFD1002100); 武汉市应用基础前沿项目“靶向蔬菜病虫害纳米载药体系的构建与应用”(2019020701011424);
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农药是防御重大生物灾害的基础和保障国家粮食安全重要手段。传统剂型农药施用后的淋溶和漂移等问题给环境带来了极大的压力,纳米缓释剂可以有效降低药剂在到达靶标前流失,提高农药利用率,是近年来农药领域研究热点之一。介孔二氧化硅纳米粒子具备可调节的纳米尺寸、易于修饰的表面、大的比表面积,是一种理想的药物载体。本论文通过对介孔二氧化硅表面修饰功能性聚合物构建纳米复合物,用于递送农药,主要研究结果如下:(1)以十六烷基三甲基溴化铵和水杨酸钠为共模板,正硅酸四乙酯和双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物为硅源,水热条件下合成粒径大小在190 nm左右的介孔有机二氧化硅纳米粒子(mesoporous organosilica nanoparticles,MON),采用3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰后负载咪鲜胺,利用自由基聚合在MON表面包覆聚合单宁酸,得到咪鲜胺纳米缓释剂(Pro-MON-PTA)。通过透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重和差热分析(TGA-DTA)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)对该缓释剂进行表征。结果表明:Pro-MON-PTA纳米粒子已成功制备,粒径均一,分散性良好,咪鲜胺负载率为17.2%。缓释动力学结果表明纳米缓释剂具有酸和GSH双响应释放性。光稳定性试验结果表明所制备的纳米缓释剂载体能有效屏蔽紫外光,降低咪鲜胺在紫外光照射下的降解速率。室内毒力测定结果表明,处理7天后,Pro-MON-PTA与咪鲜胺原药、咪鲜胺水乳剂对稻瘟病菌具有相同的抑制活性。(2)采用硬模板法首先合成了粒径大小在140 nm左右的中空介孔二氧化硅纳米粒子(HMS),经3-(三乙氧基硅基)丙基琥珀酸酐对其表面改性后与氨化β-环糊精发生亲核取代的反应将环糊精修饰到HMS表面,得到环糊精功能化HMS(HMS@CD),进一步在HMS表面包覆一层聚多巴胺,最终得到有机-无机纳米复合物(HMS@CD@PDA)。采用浸渍法将阿维菌素负载至其中,负载率为18.8%。通过X射线光电子能谱(XPS),TEM、SEM、FTIR、Zeta电位、BET和TGA-DTA等表征结果确定阿维菌素纳米缓释剂的成功制备。光稳定性试验结果表明HMS@CD@PDA能有效保护阿维菌素不被紫外光快速降解。HMS@CD@PDA光热性能测定结果表明纳米缓释剂载体具有良好且稳定的光热转换性能,缓释动力学结果表明所制备的阿维菌素具有温度和β-淀粉酶双响应控制释放特性。动态接触角测量结果表明HMS@CD@PDA与莲藕叶片的接触角比HMS@CD降低了接近12°,具有更强的润湿性和粘附性。田间药效试验结果表明相同剂量条件下的阿维菌素纳米缓释剂在药后7 d、14 d和21 d对斜纹夜蛾的防效为76.5%、73%和71.1%,显著高于1.8%阿维菌素乳油的69.1%、61.1%和47.5%,具有更好的防治效果和较长的持效期。
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