基于阿维菌素纳米载药体系的构建及缓释行为研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2014218002单位代码：10759石河子大学博士学位论文基于阿维菌素纳米载药体系的构建及缓释行为研究学位申请人吴建宁指导教师刘志勇教授申请学位类别工学博士专业名称农业化学工程研究方向农用新材料所在学院化学化工学院中国·新疆·石河子2018年6月ConstructionofnanoparticlepesticidesdiliverysystemsanditsapplicationforcontrollingavermectinreleaseADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartial

2、FulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofEngineeringByWuJianning(AgrochemicalEngineering)DissertationSupervisor:Prof.LiuZhi-yongJune,2018摘要摘要传统农药的利用率一般仅为20-30%左右，主要受使用环境影响，如日晒、风吹、喷淋等因素，造成了药物浪费和环境污染。阿维菌素是农业部确定的高毒农药的替代产品，具有广谱、低毒、高效、高选择性等方面的优点，但由于其对光敏感，在实际应用过程中存在遇光易分解、残效期短、在靶标上沉积

3、量少等缺点。本研究针对以上问题，设计和制备了具有防紫外光降解性能、在植物界面具有沉积性能且可控制释放的阿维菌素纳米有机无机杂化缓释载药体系。本论文在阿维菌素纳米缓释载药体系的构建以及药物缓释应用方面进行了一些探索研究，具体的工作如下：（1）阿维菌素/中空纳米SiO2（h-SiO2）载药体系的构建。以聚苯乙烯为硬模板，正硅酸乙酯为硅源，通过硬模板法制备得到h-SiO2纳米微球。微球为白色粉末，无定形非晶态，空心球形结构，平均粒径为120-130nm，壁厚约15nm左右，表面为粗糙结构。其对阿维菌素的吸附率达39.4%，72h累积释放率为40.3%，紫外光降解20h后，

4、还有25%未降解，研究了其缓释机理。与植物叶面润湿和沉积性能与市售阿维菌素水乳剂（EW）相当，在亲疏水植物叶面沉积率分别为41.5%和21.4%。（2）β-环糊精/h-SiO2载药体系的建立及性能研究。为提高阿维菌素的负载量，在h-SiO2上引入了β-环糊精结构。制备的β-环糊精/h-SiO2纳米微球为表面粗糙，形貌规整的空心微球，由于环糊精为阿维菌素提供了吸附中心，吸附率提高了约15%，同时累积释放72h后仍有阿维菌素释放，累积释放率为37.4%。体系与亲疏水植物叶面的接触角分别为77.35±4.1°和99.84±3.2°，沉积率分别为49.1%和25.1%。（3

5、）聚乙烯亚胺/h-SiO2纳米微球载药体系的构建。在h-SiO2表面引入异氰酸酯基，再与聚乙烯亚胺进行反应，制备了聚乙烯亚胺/h-SiO2纳米微球载体，载体呈空心球形结构。聚乙烯亚胺能延缓阿维菌素的释放，在pH=9时释放速度快，72h累积释放43%，具有pH响应行为。其pH响应行为受PEI外层胺基结构在不同pH下质子化和去质子化影响。PEI的加入提高Avm了在亲疏水植物叶面的沉积量，分别达到63.4%和32.8%。（4）CS@Avm-PDA@h-SiO2复合微凝胶载药体系的研究。研究利用多巴胺氧化自聚合反应在h-SiO2微球包覆聚多巴胺，既为阿维菌素提供吸附位点，还

6、能增加在植物表面的粘附性能，再包覆壳聚糖微凝胶，提高阿维菌素的缓释性能和防紫外光降解性能，同时具有pH响应行为。在pH=9时，72h释放50%，紫外光降解20h后降解了约20%左右。在亲水叶面紫甘蓝叶面上沉积率为60.3%，具有良好的沉积性。（5）温度响应性的PNIPAm/h-SiO2纳米载体的构建。利用“巯基-双键”点击反应，构建了表面粗糙、形貌为空心的温度响应性PNIPAm/h-SiO2纳米微球体系。当释放温度为40℃时，释放速度较慢，累积释放量为30%。在亲疏水植物界面的沉积率分别为42.3%和23.4%，与市售阿维菌素水乳剂EW相当。综上所述，本论文运用有机

7、-无机杂化二元协同原理构建一系列h-SiO2微球基纳米I摘要缓释载阿维菌素体系。研究表明构建的纳米缓释载药体系具有缓释、防紫外光降解及植物叶面沉积率等功能，该研究工作对于缓释、防紫外光降解和植物叶面沉积的纳米缓释载药体系应用于农业生产提供了参考。关键词：中空纳米SiO2；阿维菌素；缓释性能；紫外光降解性能；沉积率IIAbstractAbstractTheutilizationrateoftraditionalpesticidesisonlyabout20-30%,whichismainlyaffectedbyenvironmentalfactors,suchas