一種以二氧化硅為載體的辣根素微囊緩釋劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬新型農(nóng)藥制劑領(lǐng)域，具體涉及一種以二氧化硅為載體的辣根素微囊緩釋 劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 辣根素的主要成分異硫氰酸烯丙酯（AITC)，為無(wú)色至淡黃色透明的油狀液體，具 有揮發(fā)性。異硫氰酸烯丙酯的主要用途包括：食品調(diào)味劑、食品殺菌抑菌、防腐保鮮劑；保 健和抗癌藥物；土壤殺菌除蟲(chóng)、倉(cāng)庫(kù)除蟲(chóng)防腐、建筑物熏蒸、植物檢疫處理的熏蒸劑；化工 合成中間體等，在食品、化工、農(nóng)藥和醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。辣根素雖然具有廣譜的殺 菌、殺蟲(chóng)活性，但是其具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性與較高的吸入毒性，在使用過(guò)程中容易對(duì)使用者的 目艮、鼻、呼吸道粘膜等造成傷害，且其易揮發(fā)造成有效成份的損失，因此存在藥效發(fā)揮不穩(wěn) 定，持效期短，受環(huán)境因子影響大等缺點(diǎn)。將辣根素制成緩釋劑后，不僅可以提高其穩(wěn)定性， 延長(zhǎng)持效期，還可以減輕其對(duì)施藥人員和非靶標(biāo)的不良影響，從而提高用藥的安全性。
[0003] 微囊緩釋劑是一種利用天然或合成的無(wú)機(jī)、有機(jī)高分子材料，通過(guò)物理、化學(xué)方法 形成核一殼結(jié)構(gòu)的微小容器，將有效成份包覆其中的一種新型農(nóng)藥劑型。它包括囊壁和囊 芯兩部分，囊芯是農(nóng)藥有效成分及部分助劑，囊壁是成膜的材料。與常規(guī)農(nóng)藥劑型相比，微 囊緩釋劑具有延長(zhǎng)持效期、提高農(nóng)藥有效利用率、減少或避免農(nóng)藥因外界環(huán)境造成的分解 流失、減輕毒性和藥害，降低對(duì)環(huán)境污染等作用。
[0004] 目前辣根素微囊緩釋劑的制備，大多是在制備單一的無(wú)機(jī)或有機(jī)材料后再對(duì)藥物 進(jìn)行物理性負(fù)載與包覆，工藝繁瑣而且藥物損耗大，突釋現(xiàn)象嚴(yán)重，而本發(fā)明通過(guò)界面聚合 法制備含有無(wú)機(jī)與有機(jī)復(fù)合材料囊壁，有效地避免了這些問(wèn)題。
[0005] 二氧化硅是一種具有特殊形態(tài)和結(jié)構(gòu)、機(jī)械穩(wěn)定性好、生產(chǎn)成本低、無(wú)毒且環(huán)境相 容性好的無(wú)機(jī)材料，其表面豐富的羥基基團(tuán)使其可以和活性物質(zhì)化學(xué)鍵合或者同其它材料 結(jié)合形成復(fù)合材料，在藥物控制釋放領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是一種理想的微囊緩釋劑載體材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一是提供一種辣根素微囊緩釋劑及其制備方法。
[0007] 本發(fā)明所提供的辣根素微囊緩釋劑，以辣根素為囊芯，甲苯二異氰酸酯-氨基硅 烷化二氧化硅界面聚合產(chǎn)物為囊壁材料，其中，氨基硅烷化二氧化硅通過(guò)將二氧化硅與硅 烷偶聯(lián)劑KH550進(jìn)行反應(yīng)制得。
[0008] 所述囊壁材料的制備機(jī)理如圖1所示。
[0009] 所述辣根素微囊緩釋劑，由下述質(zhì)量份的原料制成：
[0010]
[0011] 所述二氧化硅為干燥的無(wú)定型多孔二氧化硅，粒徑為0. 1-3. 0μm。
[0012] 所述甲苯二異氰酸酯為：甲苯-2, 4-二異氰酸酯、甲苯-2, 6-二異氰酸酯或者兩者 以任意比形成的混合物。
[0013] 所述乳化劑為非離子型表面活性劑和/或陰離子型表面活性劑；所述非離子型表 面活性劑選自下述至少一種：苯乙基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯酚甲醛樹(shù)脂聚氧乙烯醚、苯乙 基苯酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚和蓖麻油聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚；所述陰離子型表面 活性劑選自下述至少一種：十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基苯磺酸鈣。
[0014] 所述增稠劑選自下述至少一種：黃原膠、羧甲基纖維素、阿拉伯膠、明膠、變性淀粉 及其衍生物。
[0015] 上述辣根素微囊緩釋劑是按照包括下述步驟的方法制備得到的：
[0016] 1)將二氧化硅與硅烷偶聯(lián)劑KH550進(jìn)行反應(yīng)，得到氨基硅烷化二氧化硅；
[0017] 2)將辣根素與所述氨基硅烷化二氧化硅混合攪拌，使辣根素被所述氨基硅烷化二 氧化硅充分吸附，得到辣根素二氧化硅浸漬體；
[0018] 3)將甲苯二異氰酸酯與所述乳化劑混合、攪拌均勻得到油相，將所述油相加入到 所述辣根素二氧化硅浸漬體的水懸浮液中，攪拌，再補(bǔ)加所述增稠劑的水溶液，混勻，得到 穩(wěn)定的懸浮體系，得到辣根素微囊緩釋劑。
[0019] 上述方法步驟1)中，所述反應(yīng)在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，所述有機(jī)溶劑為下述至少一 種：二甲苯、乙醇、甲苯和苯。
[0020] 所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-90°C，如80°C，時(shí)間為l_5h，如2h。
[0021] 上述方法步驟2)中，所述混合攪拌在常溫下進(jìn)行，所述混合攪拌的時(shí)間為20-30 分鐘。
[0022] 上述方法步驟3)中，所述攪拌在常溫下進(jìn)行，所述攪拌的時(shí)間為3_5h。
[0023] 本發(fā)明的另一目的是提供所述辣根素微囊緩釋劑在儲(chǔ)糧蟲(chóng)霉防治中的應(yīng)用。
[0024] 具體地，所述儲(chǔ)糧蟲(chóng)霉為小麥麥娥幼蟲(chóng)和/或小麥黃曲霉。
[0025] 本發(fā)明具有下述優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1)本發(fā)明提供的制備辣根素微囊緩釋劑的方法反應(yīng)歷程短，且囊壁形成溫度為常 溫，有效避免了辣根素在生產(chǎn)過(guò)程中加熱條件下的揮發(fā)與分解，而且還提高了產(chǎn)品貯藏期 的穩(wěn)定性；
[0027] 2)由于有效成分被無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合材料包覆而緩慢釋放，其釋放速度可以通過(guò)壁材 的量任意調(diào)節(jié)，延長(zhǎng)了持效期，提高了使用安全性。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明中囊壁材料的制備機(jī)理。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0030] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；下述實(shí)施例中所 用的試劑、材料等，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0031] 下述實(shí)施例中所采用的無(wú)定型多孔結(jié)構(gòu)的二氧化硅為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公 司的產(chǎn)品。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 1、制備方法
[0034] 1)氨基硅烷化二氧化硅的制備：將20. 0g粒徑分布為0. 1-3. 0μm干燥的無(wú)定型 多孔結(jié)構(gòu)的二氧化娃充分分散在150毫升干燥脫水的二甲苯中，再加入10. 0g硅烷偶聯(lián)劑 KH550,在80°C條件下攪拌反應(yīng)2h后，離心烘干得到26. 3g氨基硅烷化二氧化硅固體。
[0035] 2)辣根素二氧化硅浸漬體的制備：將10. 0g辣根素與26. 3g氨基硅烷化二氧化 硅混合攪拌30分鐘，使辣根素被所述氨基硅烷化二氧化硅充分吸附，得到36. 3g粒徑分布 0. 1-3. 0μπι的辣根素二氧化硅浸漬體。
[0036] 3)辣根素微囊的制備：將4. 0g甲苯-2, 4-二異氰酸酯、6. 0g苯乙基酚聚氧乙烯醚 充分混合攪拌均勻得到油相，加入到上述制備得到的60. 0g辣根素二氧化硅浸漬體的水懸 浮液中，常溫?cái)嚢?h，再補(bǔ)加0. 5%的黃原膠水溶液30g攪拌均勾成穩(wěn)定的懸浮劑100g，得 到辣根素微囊緩釋劑。
[0037] 2、穩(wěn)定性考察
[0038] 光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，得到粒徑分布為0. 1-4. 0μπι的負(fù)載率10%辣根素微囊緩釋 劑，經(jīng)冷貯（〇±l°C)7天、熱貯（54±2°C) 14天、常溫紫外光照射1天的條件下，分解率分 別為 0· 43%、3· 25%、2· 74%。
[0039] 3、藥效試驗(yàn)
[0040] 以20g/m3施用，30天后，對(duì)小麥麥娥幼蟲(chóng)防除率保持在100%，對(duì)小麥黃曲霉的抑 制活性高于95%。
[0041] 實(shí)施例2
[0042] 1、制備方法
[0043] 1)氨基硅烷化二氧化硅的制備：將15. 0g粒徑分布為0. 1-3. 0μm干燥的無(wú)定型 多孔結(jié)構(gòu)的二氧化娃充分分散在120毫升干燥脫水的二甲苯中，再加入10. 0g硅烷偶聯(lián)劑 KH550,在80°C條件下攪拌反應(yīng)2h后，離心烘干得到21.lg氨基硅烷化二氧化硅固體。
[0044] 2)辣根素二氧化硅浸漬體的制備：將10. 0g辣根素與21.lg氨基硅烷化二氧化 硅混合攪拌30分鐘，使辣根素被所述氨基硅烷化二氧化硅充分吸附，得到31.lg粒徑分布 0. 1-3. 0μπι的辣根素二氧化硅浸漬體。
[0045] 3)辣根素微囊的制備：將5. 0g甲苯-2, 6-二異氰酸酯、9. 0g苯乙基苯酚甲醛樹(shù) 脂聚氧乙烯醚、1.〇g十二烷基硫酸鈉充分混合攪拌均勻得到油相，加入到上述制備得到的 60.〇g辣根素二氧化硅浸漬體的水懸浮液中，常溫?cái)嚢?h，再補(bǔ)加3 %明膠水溶液25g攪拌 均勻成穩(wěn)定的懸浮劑l〇〇g，得到辣根素微囊緩釋劑。
[0046] 2、穩(wěn)定性考察
[0047] 光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，得到粒徑分布為0. 1-4. 5μπι的負(fù)載率10%辣根素微囊緩釋 劑，經(jīng)冷貯（〇±l°C)7天、熱貯（54±2°C) 14天、常溫紫外光照射1天的條件下，分解率分 別為 0· 55%、2· 89%、2· 62%。
[0048] 3、藥效試驗(yàn)
[0049] 以20g/m3施用，50天后，對(duì)小麥麥娥幼蟲(chóng)防除率保持在98%以上，對(duì)小麥黃曲霉 的抑制活性高于94%。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] 1、制備方法
[0052] 1)氨基硅烷化二氧化硅的制備：將5. 0g粒徑分布為0. 1-3. 0μπι干燥的無(wú)定型 多孔結(jié)構(gòu)的二氧化娃充分分散在50毫升干燥脫水的二甲苯中，再加入2. 0g硅烷偶聯(lián)劑 KH550,在80°C條件下攪拌反應(yīng)2h后，離心烘干得到6.lg氨基硅烷化二氧化硅固體。
[0053] 2)辣根素二氧化硅浸漬體的制備：將2. 0g辣根素與6.lg氨基硅烷化二氧化硅 混合攪拌20分鐘，使辣根素被所述氨基硅烷化二氧化硅充分吸附，得到8.lg粒徑分布 0. 1-3. 0μπι的辣根素二氧化硅浸漬體。
[0054] 3)辣根素微囊的制備：將1. 0g甲苯-2, 4-二異氰酸酯、2. 0g苯乙基苯酚聚氧乙 烯聚氧丙烯醚充分混合攪拌均勻得到油相，加入到上述制備得到的8.lg辣根素二氧化硅 浸漬體水懸浮液中，常溫?cái)嚢?h，再補(bǔ)加37g3%的明膠水溶液攪拌均勻成穩(wěn)定的懸浮劑 l〇〇g，得到辣根素微囊緩釋劑。
[0055] 2、穩(wěn)定性考察
[0056] 光學(xué)顯微鏡下觀(guān)察，得到粒徑分布為0.1-3. 8μπ