一種以殼聚糖為載體的辣根素雙層微囊緩釋劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于新型農藥制劑領域，具體設及一種W殼聚糖為載體的辣根素雙層微囊 緩釋劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 辣根素的主要成分異硫氯酸締丙醋(AITC)，為無色至淡黃色透明的油狀液體，具 有揮發性。異硫氯酸締丙醋的主要用途包括:食品調味劑、食品殺菌抑菌、防腐保鮮劑;保健 和抗癌藥物;±壤殺菌除蟲、倉庫除蟲防腐、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、農藥和醫藥等行業有著廣泛應用。辣根素雖然具有廣譜的殺菌、殺 蟲活性，但是其具有強烈的揮發性與較高的吸入毒性，在使用過程中容易對使用者的眼、 鼻、呼吸道粘膜等造成傷害，又由于其易揮發造成有效成份的損失，因此存在藥效發揮不穩 定，持效期短，受環境因子影響大等缺點。將辣根素制成緩釋劑后，不僅可W提高其穩定性， 延長持效期，還可W減輕其對施藥人員和非祀標的不良影響，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機、有機高分子材料，通過物理、化學方法 形成核一殼結構的微小容器，將有效成份包覆其中的一種新型農藥劑型。它包括囊壁和囊 忍兩部分，囊忍是農藥有效成分及部分助劑，囊壁是成膜的材料。與常規農藥劑型相比，微 囊緩釋劑具有延長持效期、提高農藥有效利用率、減少或避免農藥因外界環境造成的分解 流失、減輕毒性和藥害，降低對環境污染等作用。但是常規的單層微囊緩釋劑易出現突釋問 題，且緩釋效應相對較短，而雙層微囊緩釋劑緩釋時間較長，且能有效減少藥物突釋。
[0004] 殼聚糖是一種具有類似纖維素結構的線性高分子，是自然界中存在的一種堿性多 糖，也是一種天然的陽離子聚合物，機械穩定性好，具有良好的生物相容性和生物降解性， 其中含有親水性的徑基和在一定條件下質子化的氨基，是一種理想的微囊緩釋劑載體材 料。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的之一是提供一種辣根素雙層微囊緩釋劑及其制備方法。
[0006] 本發明所提供的辣根素雙層微囊緩釋劑，W辣根素為囊忍，甲苯二異氯酸醋與殼 聚糖的界面聚合產物為第一層囊壁載體材料，海藻酸膜層為第二層囊壁載體材料，其中所 述海藻酸膜層與第一層囊壁載體材料中的殼聚糖通過離子交聯法包覆到所述第一層囊壁 載體材料的外圍形成第二層囊壁載體材料。
[0007] 上述雙層囊壁載體材料的制備機理如圖1所示。
[000引所述辣根素雙層微囊緩釋劑，W總體系100質量份計，由下述質量份的原料制成： 鍊根素 3. 0-30. ο份 甲舉二異氛酸醋 1.0-10.0份 殼聚糖 化1-0. 5份
[0009] 海藻酸鑰 0. 1-0. 5份 氯化巧 0. 04-0. 1份 乳化劑 2. 0-10.0份
[0010] 其余為增稠劑、水W及微量的pH值調節劑和消泡劑。
[0011] 所述甲苯二異氯酸醋為：甲苯-2，4-二異氯酸醋、甲苯-2，6-二異氯酸醋或者兩者 W任意比形成的混合物。
[0012] 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:苯乙基酪聚氧乙締酸、苯乙基苯酪甲醒樹脂聚氧乙締酸、苯乙 基苯酪聚氧乙締聚氧丙締酸和藍麻油聚氧乙締酸和烷基酪聚氧乙締酸;所述陰離子型表面 活性劑選自下述至少一種:十二烷基硫酸鋼、十二烷基苯橫酸鋼和十二烷基苯橫酸巧。
[0013] 所述增稠劑選自下述至少一種:黃原膠、簇甲基纖維素、阿拉伯膠、明膠、變性淀粉 及其衍生物。
[0014] 所述pH值調節劑包括酸性調節劑和/或堿性調節劑。
[0015] 所述酸性調節劑包括無機酸、有機酸和酸性鹽。
[0016] 所述無機酸選自硫酸、鹽酸和憐酸中至少一種;所述有機酸選自乙酸、草酸和巧樣 酸中至少一種;所述酸性鹽選自硫酸錠、氯化錠、氯化鋒和硫酸鋒中至少一種。
[0017] 所述堿性調節劑選自氨水、Ξ乙醇胺、二乙胺、Ξ乙胺、乙二胺、氨氧化鋼、氨氧化 鐘、碳酸鋼和碳酸鐘中至少一種。
[0018] 所述消泡劑選自聚二甲基硅氧烷、多聚丙二醇中的一種或兩種。
[0019] 上述辣根素雙層微囊緩釋劑是按照包括下述步驟的方法制備得到的：
[0020] 1)將辣根素、所述乳化劑和甲苯二異氯酸醋混合形成油相，加入到殼聚糖的酸溶 液中，高速剪切攬拌乳化，加入所述消泡劑，繼續攬拌，得到辣根素殼聚糖單層微囊；
[0021] 2)將海藻酸鋼的水溶液加入到所述辣根素殼聚糖單層微囊中，繼續攬拌，再加入 氯化巧的水溶液，攬拌均勻，用所述抑調節劑調節抑至6.5-7之間，加入所述增稠劑的水溶 液，攬拌均勻，得到辣根素雙層微囊緩釋劑。
[0022] 上述方法步驟1)中，所述高速剪切的轉速為5000-10000轉/分鐘，所述高速剪切攬 拌乳化的時間為3-5分鐘。
[0023] 所述繼續攬拌的轉速為400-600轉/分鐘，時間為1小時。
[0024] 所述辣根素殼聚糖單層微囊的平均粒徑為2-5微米。
[0025] 上述方法步驟2)中，所述繼續攬拌的時間為30-40分鐘。
[0026] 所述辣根素雙層微囊緩釋劑的平均粒徑為2.8-5微米。
[0027] 本發明的另一目的是提供所述辣根素雙層微囊緩釋劑在儲糧蟲霉防治中的應用。
[0028] 具體地，所述儲糧蟲霉為小麥麥娥幼蟲和/或小麥黃曲霉。
[0029] 本發明具有下述優點：
[0030] 1)本發明提供的制備辣根素雙層微囊緩釋劑的方法反應歷程短，且囊壁形成溫度 為常溫，有效避免了辣根素在生產過程中加熱條件下的揮發與分解，而且還提高了產品膽 藏期的穩定性；
[0031] 2)由于有效成分被雙層高分子材料包覆而緩慢釋放，其釋放速度可W通過壁材的 量任意調節，延長了持效期，提高了使用安全性。
【附圖說明】
[0032 ]圖1為本發明中囊壁材料的制備機理。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過具體實施例對本發明進行說明，但本發明并不局限于此。
[0034] 下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法;下述實施例中所 用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。
[0035] 下述實施例中所采用的殼聚糖為高脫乙酷度殼聚糖，其為國藥集團化學試劑有限 公司的產品，脫乙酷度為80-95%。
[0036] 實施例1
[0037] 1、制備方法
[0038] 1)辣根素單層微囊緩釋劑的制備：將10.0 g辣根素、1.5g甲苯-2,4-二異氯酸醋， 6.Og乳化劑(苯乙基苯酪聚氧乙締聚氧丙締酸4.Og，十二烷基苯橫酸巧2.Og)充分混合攬拌 均勻，再加入20.0 g含有2 %殼聚糖的醋酸水溶液，采用6000轉/分鐘高速剪切攬拌乳化機剪 切攬拌乳化4min，滴加兩滴聚二甲基硅氧烷消泡，改為600轉/分鐘速度繼續攬拌反應1小時 得到辣根素的殼聚糖單層微囊；
[0039] 2)辣根素雙層微囊的制備:將20g含量2%海藻酸鋼的水溶液緩慢加入到上述制備 得到的辣根素單層微囊緩釋劑中，繼續攬拌40分鐘，再緩慢滴加4g 2 %氯化巧水溶液，充分 攬拌均勻，加入38.5g含量為0.5%黃原膠水溶液攬拌均勻，用幾滴稀氨水調節pH值至6.5， 得到辣根素雙層微囊緩釋劑。
[0040] 2、穩定性考察
[0041 ]光學顯微鏡下觀察，得到平均粒徑為3.5WI1的負載率10 %的辣根素雙層微囊緩釋 劑，經冷膽(0±rC)7天、熱膽(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%。
[0042] 3、藥效試驗
[00創 W20g/m3施用，30天后，對小麥麥娥幼蟲防除率保持在98% W上，對小麥黃曲霉的 抑制活性高于93 %。
[0044] 實施例2
[0045] 1、制備方法
[0046] 1)辣根素單層微囊緩釋劑的制備:將20.0 g辣根素、5.Og甲苯-2,6-二異氯酸醋， 10.Og乳化劑(藍麻油聚氧乙締酸)充分混合攬拌均勻，再加入25.Og含有2%殼聚糖的硫酸 水溶液，采用8000轉/分鐘高速剪切攬拌乳化機剪切攬拌乳化3min，滴加兩滴多聚丙二醇， 改為400轉/分鐘速度攬拌1小時得到辣根素的殼聚糖單層微囊。
[0047] 2)辣根素雙層微囊的制備:將lOg含量2%海藻酸鋼的水溶液緩慢加入到上述制備 得到的單層微囊中，繼續攬拌40分鐘，再緩慢滴加2g 2%氯化巧水溶液，充分攬拌均勻，加 入2始含量為1%阿拉伯膠水溶液攬拌均勻，用幾滴10%氨氧化鋼溶液調節pH值至6.8,得到 辣根素雙層微囊緩釋劑。
[004引2、穩定性考察
[0049]光學顯微鏡下觀察，得到平均粒徑為4.2μπι的負載率20%辣根素雙層微囊緩釋劑， 經冷膽（0±rC)7天、熱膽（54±2°C)14天、常溫紫外光照射1天的條件下，分解率分別為 0.63%、2.82%、2.26%。
[(K)加]3、藥效試驗
[0051] WlOg/m3施用，50天后，對小麥麥娥幼蟲防除率保持在96% W上，對小麥黃曲霉的 抑制活性高于90 %。
[0化2]實施例3 [0化3] 1、制備方法
[0054] 1)辣根素單層微囊緩釋劑的制備:將30.0 g辣根素、甲苯-2，4-二異氯酸醋8. Og、甲 苯-2，6-二異氯酸醋2. Og，10.0 g乳化劑（藍麻油聚氧乙締酸8. Og，十二烷基苯橫酸鋼2. Og) 充分混合攬拌均勻，再加入15.Og含有2%殼聚糖的憐酸水溶液，采用10000轉/分鐘高速剪 切攬拌乳化機剪切攬拌乳化5min，滴加兩滴多聚丙二醇，改為400轉/分鐘速度攬拌1小時得 到辣根素的殼聚糖單層微囊。
[0055] 2)辣根素雙層微囊的制備:將lOg含量2%海藻酸鋼的水溶液緩慢加入到上述制備 得到的辣根素單層微囊中，繼續攬拌40分鐘，再緩慢滴加3g 2 %氯化巧水溶液，充分攬拌均 勻，加入2?含量為0.5%簇甲基纖維素水溶液攬拌均勻，用幾滴乙二胺調節pH值至6.8,得 到辣根素雙層微囊緩釋劑。
[0化6] 2、穩定性考察
[0057]光學顯微鏡下觀察，得到平均粒徑為4.5μπι的負載率30 %辣根素雙層微囊緩釋劑， 經冷膽（0±rC)7天、熱膽（54±2°C)14天、常溫紫外光照射1天的條件下，分解率分別為 0.67%、2.92%、2.73%。
[0化引 3、藥效試驗
[0059] W7g/m3施用，50天后，對小麥麥娥幼蟲防除率保持在98% W上，對小麥黃曲霉的 抑制活性高于94 %。
[0060] 實施例4
[0061] 1、制備方法
[0062] 1)辣根素單層微囊緩釋劑的制備：將5.Og辣根素、2. Og甲苯-2,4-二異氯酸醋， 5.Og乳化劑(烷基酪聚氧乙締酸3.Og，十二烷基苯橫酸巧2.Og)充分混合攬拌均勻，再加入 10.Og含有2%殼聚糖的鹽酸水溶液，采用6000轉高速剪切攬拌乳化機剪切攬拌乳化4min， 滴加兩滴聚二甲基硅氧烷消泡，改為400轉/分鐘速度攬拌1小時得到辣根素的殼聚糖單層 微囊。
[0063] 2)辣根素雙層微囊的制備:將25g含量2%海藻酸鋼的水溶液緩慢加入到上述制備 得到的辣根素單層微囊中，繼續攬拌30分鐘，再緩慢滴加5g 2 %氯化巧水溶液，充