壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂的制备及性质

程　瑜，梁丽萍，田　维，李思东，张小燕,张碧君

(广东海洋大学，化学与环境学院，广东 湛江　524088)

吡唑醚菌酯是新型广谱杀菌剂，线粒体呼吸抑制剂，具有保护、治疗、叶片渗透传导作用，但是吡唑醚菌酯难溶于水，而且药效持续时间短，其水溶液易光解和水解，容易造成效果低和浪费。

壳聚糖(chitosan)又被称为壳多糖、脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛并存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，是天然糖中唯一大量存在的碱性氨基多糖。在医药、食品、化妆品、水处理和生物医学工程等众多领域的应用研究中取得了重大进展。目前，被公认是一种非常具有发展潜力的天然高分子材料[1-3]。壳聚糖在农药领域中也有一定的应用[4]，壳聚糖具有成膜性和保湿性，应用于农药中，作为农药的载体，将农药包裹起来，从而起到缓释的作用，因此壳聚糖在农业上的开发利用这一领域有发展前景。

研究采用分散法制备吡唑醚菌酯-壳聚糖混悬剂，探讨了制备吡唑醚菌酯混悬剂的影响因素，并对其进行优化，确定适宜的制备工艺条件，为壳聚糖应用于农业产品提供依据。

1　实验部分

1.1　实验材料

吡唑醚菌酯(纯度为99%，枣阳臻远化工有限公司)；壳聚糖(分子量800000，脱乙酰度≥90%，萨恩化学技术(上海)有限公司)；冰乙酸、十二烷基磺酸钠(SDS)、吐温-80、羧甲基纤维素钠均为分析纯。紫外分光光度计UV2800(上海舜宇恒平科学仪器有限公司)，电子分析天平(奥豪斯仪器上海有限公司)。

1.2　实验方法

1.2.1壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂的制备

用1%醋酸溶解壳聚糖至30mL，制成壳聚糖液，另取适量的吐温-80，用纯化水溶解至10mL，制成分散剂液[5-8]。将分散剂液和壳聚糖液加入装有吡唑醚菌酯的研钵中，研磨，再倒入具塞量筒中，加纯化水至50mL，摇匀即可。

1.2.2测定方法

沉降容积比是指沉降物的容积与沉降前混悬剂的容积之比。沉降容积比的大小可以用来表示混悬剂的稳定性。因此，沉降容积比越大，混悬剂越稳定。沉降容积比公式(1)如下:

F=(Hu/H0)×100%

(1)

1.2.3单因素及正交试验

以壳聚糖/吡唑醚菌酯的质量比为单因素进行考虑，分别称取不同重量的吡唑醚菌酯原药于不同的研钵中，研磨至细小，称取100mg的壳聚糖溶于1%醋酸溶液中至30mL，称取15mg的吐温-80溶于纯化水中至10mL，将吐温-80和壳聚糖加入吡唑醚菌酯原药，研磨5min，倒入试管摇匀，记录沉降容积比。

以吐温-80的用量为单因素进行考虑，步骤同上，记录沉降容积比。

以研磨时间为单因素进行考虑，步骤同上，记录沉降容积比。

对以上3个因素进行正交试验，按照L9(33)正交实验表，测定混悬剂的沉降容积比。

1.2.4吡唑醚菌酯的释放度测定

用移液管吸取10mL最优的壳聚糖/吡唑醚菌酯溶液，置于经处理过的透析袋内，投入释放介质中，将其放入温度为25℃的恒温水浴中，间隔一定时间进行取样，在275nm处分别测定取出液体的吸光度，根据标准曲线计算药物的累积释放量，累积释放率Q的计算公式(2)如下[9-10]：

(2)

式中:Cn——某时刻测得的药物浓度，μg/mL；

V——释放介质的总体积，50.0mL；

Vi——每次取样的释放介质体积，mL；

Ci——每次取样的释放介质浓度，μg/mL；

W——微粒载药总量，mg。

2　结果与讨论

2.1　单因素考察结果与分析

表1　不同质量比的壳聚糖/吡唑醚 菌酯混悬剂的沉降容积比数据

表2　不同用量的吐温-80的混悬剂的沉降容积比

表3　不同研磨时间，壳聚糖/吡唑醚菌酯 混悬剂的沉降容积比

由表1看出，最高的沉降容积比是壳聚糖/吡唑醚菌酯质量比为15∶100，由表2显示当吐温-80的用量为30mg时，其沉降容积比最大。由表3看出当研磨时间为30min时，沉降容积比最大，表明当时的壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂稳定性最好。因此选择吡唑醚菌酯和壳聚糖质量比为15∶100、30∶100、50∶100，吐温-80用量为15mg、30mg、45mg的，研磨时间25min，30min，35min进行正交实验L9(33)正交试验。

2.2　正交实验结果及分析

表4　正交实验结果与极差分析

表4(续)

由表4可知，壳聚糖/吡唑醚菌酯的质量比(a)，吐温80用量(b)和研磨时间(c)的极差分别为0.041，0.007和0.015，所以影响沉降容积比的顺序为(a)>(c)>(b).当吡唑醚菌酯与壳聚糖的质量比为15∶100，吐温-80的用量为30mg，研磨时间为30min时是最优条件，此时的沉降容积比最大，稳定性最好。

2.3　吡唑醚菌酯累积释放度

经过测定得到吡唑醚菌酯标准溶液在275nm处有最大吸收波长，而且在此吸收波长下，不同浓度的吡唑醚菌酯吸光度得到的标准回归方程为：y=0.0618x+0.0234，R2=0.9962。

图1为壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂中吡唑醚菌酯的累积释放曲线。由图可见，壳聚糖/吡唑醚菌酯溶液在开始时释放得比较快，后来释放变慢，在200h左右达到释放平衡，有效成分在缓冲溶液中累积释放度为86.5%。

图1　混悬剂中吡唑醚菌酯的累积释放曲线

3　结论

吡唑醚菌酯难溶于水，而且药效持续时间短，其水溶液易光解和水解，容易造成效果低和浪费，为解决这些问题，将吡唑醚菌酯与壳聚糖结合在一起制成混悬剂，并优化制备工艺。通过正交试验得出制备壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂的最优条件是壳聚糖/吡唑醚菌酯的质量比为15∶100时，吐温-80的用量为30mg，研磨时间为30min时。壳聚糖/吡唑醚菌酯混悬剂的具有良好的缓释作用，有效成分在缓冲溶液中累积释放度为86.5%并持续200h以上，为壳聚糖在农业上的开发利用提供一定的信息。