[发明专利]一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂及制备方法和应用，该纳米农药制剂由树枝状介孔二氧化硅农药载体和农药制备得到。本发明采用特定方法制备的以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂，制备简便，相比常见的介孔二氧化硅载体，本发明纳米农药制剂中的树形结构纳米材料具有显著的结构优势、更高的比表面积、更好的孔渗透性和粒子内表面的可接触性，为各种客体分子提供丰富储存空间，有利于农药分子的高效、大量负载。同时纳米农药制剂相比常用的纳米农药缓释剂，具有很好的谷胱甘肽响应降解能力，农药负载效率和载药量更高，叶面粘附性强，可作为新型、高效的纳米农药制剂用于病虫草害防治，显著提高农药的利用率。

技术领域

本发明属于纳米农药制剂，具体涉及一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂及制备方法和应用。

背景技术

近年来，纳米技术在农业领域发展迅猛，为现代农业科学提供了新的科学方法论。结合纳米材料和技术创制纳米农药是一个新兴交叉领域，显著改善农药的分散性和稳定性、减少环境污染、提高农药利用率、降低农药使用剂量和施药频率，已成为农药减施增效和降低残留污染的科学技术途径。纳米农药通常以聚合物、粘土、金属、无机多孔材料、高分子等纳米材料为载体，通过吸附、偶联、包裹、镶嵌等形式负载各种杀虫剂、杀菌剂、除草剂、dsRNA、蛋白及多肽，形成纳米胶囊、纳米球、纳米凝胶等，用于植物病虫草害等的高效、绿色防控。

纳米载体尺寸小、比表面积大、粘附力强、跨膜转运快、结构刚性强且理化性质可调，具有良好的分散性、粘附性、渗透性、稳定性和生物相容性等优点。利用性能优异的纳米载体开发纳米农药新剂型，可以充分发挥有效成分的药效潜能，减少农药用量，提高农药利用率，实现农药分子缓释/控释的效果及快速靶向运输，保障农业生产安全和环境生态安全。相较于传统农药制剂，纳米农药具备如下优点：(1)纳米农药粒径小、分散性好，可以牢固地附着在植物表面，避免雨水冲刷及风力吹拂造成的环境流失；(2)纳米农药的跨膜转运更加快捷，生物活性分子更容易到达作用部位，提升农药利用率，减少生物体内降解损失；(3)纳米材料比表面积大，可以负载较多农药活性分子或者同时负载多种农药活性分子，材料用量少、利用率高，降低成本；(4)高分子纳米材料易降解，不容易造成环境污染，安全性强。

当前纳米农药制备主要使用纳米载体(介孔二氧化硅、介孔碳材料、壳聚糖、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、两亲性嵌段共聚物等)物理吸附农药原药，其中最广泛使用的为实心/中空介孔二氧化硅。介孔二氧化硅是最具代表性的介孔材料，因其比表面积大(600m²/g)、纳米孔径尺寸可调(在2～50nm范围内可连续调节的均一介孔孔径)、稳定性好、渗透性强等特性，作为纳米农药载体在减少农药使用量和副作用方面具有很好的应用价值。但其直接负载农药会导致农药的负载率较低，与植物叶面沉积率较低，农药的利用率偏低。因此大多研究者是基于纳米载体本身进行化学修饰，以提高纳米农药的负载率和叶面粘附性。对介孔二氧化硅进行功能化修饰也有一定的缺点，一方面步骤繁琐，引入的官能团量过大将破坏材料介孔结构的形成；另一方面，修饰时使用的表面活性剂、聚合物等会对环境有潜在威胁。此外，使用介孔二氧化硅作为载体负载农药时，大部分控缓释农药主要依靠药物自身的扩散作用从载体中释放，只具备缓释能力，并不真正具备在特定情况下控制农药释放的能力，所制备的控缓释制剂应用面较狭窄。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂，本发明的纳米农药制剂可以显著提高农药载药量、负载率、叶面粘附性和农药的利用率。

本发明还提供所述一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂的制备方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种以树枝状介孔二氧化硅为载体的纳米农药制剂，所述纳米农药制剂由树枝状介孔二氧化硅农药载体和农药按照1:1～10:1的质量投料比制备得到；所述树枝状介孔二氧化硅农药载体主要由摩尔比4:1～1:4的十六烷基三甲基溴化铵和水杨酸钠制备得到。