菌核净纳米乳液制备研究

程怡博 柳永 陈兴江

摘要    采用超声波乳化法制备菌核净纳米乳液，对油相溶剂种类和油水比进行了组合筛选。结果表明，菌核净纳米乳液得到成功制备，DTN10和DTN11 2组样本在透射电子显微镜下呈现粒径<100 nm的均匀分布药物颗粒。DTN10处理组对应制备条件为油水比1/2，油相为菌核净25%、二甲基亚砜40%、二氯甲烷40%、十二烷基苯磺酸钠20%，水相为0.2%黄原胶，超声乳化处理2 min（Φ6变辐杆、功率30%、30 mL溶液，4.3 s超声-5.3 s暂停）。菌核净纳米乳液在实验室条件下表现出优良的抗菌活性。

关键词    菌核净;纳米乳液;超声乳化;油水比

中图分类号    TB383        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）14-0088-01

纳米技术和纳米材料在农业中的应用方兴未艾，“纳米农药”更被IU-PAC评为2019年“化学十大新兴技术”之一。高性能纳米农药新制剂的研发是当前国内外农药领域的研究新热点[1]。纳米农药因其小尺寸效应、高反应活性、量子效应等被认为是提高农药利用率、降低农药残留与污染的优选策略[2]。国内已有多种纳米农药制剂研究见于报道，如无机纳米多孔材料负载的扑草净、嘧霉胺、吡咯菌素、阿维菌素等;具有环境响应性的智能纳米农药制剂，如pH响应毒死蜱纳米制剂、光敏调控型阿维菌素纳米制剂等[3]。已见报道的纳米农药剂型包括微乳剂、纳米乳、纳米分散体、纳米微胶囊等。纳米农药增效机制包括小尺寸效应、界面亲和效应、控释效应、高效传输效应等[4]。对于内吸性农药，纳米效应在提高其内吸性和提高药效方面可能具有巨大的应用潜力和发展前景。

菌核净（Dimethachlon，CAS号：24096-53-5），又名N-（3，5-二氯苯基）丁二酰亚胺，属经典的内吸性二甲酰亚胺类杀菌剂[5]，目前仍有优良的田间真菌病害防治效果，对水稻纹枯病、油菜菌核病和烟草赤星病防治效果显著。截至2020年4月11日，中国农药信息网登记有效菌核净农药13个，其中原药1个、烟剂1个、可湿性粉剂10个、水分散粒剂1个，尚未见到菌核净纳米制剂的研究报道。因此，开展菌核净新型纳米制剂研究，對提升该药田间防效和减药降害具有积极意义。

1   材料与方法

1.1    试验材料

菌核净原药（DTN，纯度96%），购自江西禾益化工股份有限公司;二氯甲烷（DCM）、二甲基亚砜（DMSO）、二甲苯（DMB）、矿物油（PAFN）、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、黄原胶（XGum）、无水乙醇等，均为国产分析纯;试验用水为蒸馏水（dH2O）。

1.2    试验方法

1.2.1    油相药剂配制。根据表1配制6种DTN油相溶液，编号分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6。其中，编号A1、A2、A3对比乳化剂SDBS用量对DTN纳米乳液制备的影响，编号A3、A4、A5、A6对比有机溶剂类别对DTN纳米乳液制备的影响。水相采用0.2%黄原胶溶液，配制方法为称取1.2 g黄原胶，分散于20 mL无水乙醇中，然后快速加入580 mL dH2O，搅拌溶解制成0.3%黄原胶溶液。

1.2.2    油相药剂和油水比组合筛选。设计11个DTN药液与油水比组合筛选处理组，药液编号依次为A1～A6，油水比为1/2、1/4，不同组合方式见表2，各处理样品编号依次为DTN1～DTN11。将药物溶液与0.2%黄原胶溶液按表2进行混合，然后置于超声破碎仪中进行超声乳化处理[6]。超声处理条件为Φ6变辐杆、功率30%、30 mL溶液超声处理2 min（4.3 s超声-5.3 s暂停）。

1.2.3    DTN乳液稳定性观察和颗粒透射电子显微镜观察。取30 mL新鲜制备的菌核净纳米微胶囊悬液到玻璃试管中，室温静置28 d观察其稳定性。同时，将菌核净乳液稀释100倍，滴于200目超薄碳膜铜网上，然后进行透射电子显微镜（TEM）观察。透射电子显微镜为JEOL产品，仪器型号为JEM-1230。

1.2.4    菌核净纳米微胶囊药效试验。以酿酒酵母菌为模式菌进行药效试验。先将300 μL浓度约为105 CFU/mL的酿酒酵母菌液均匀涂布到90 mm直径的YPDA固体平板上，在培养皿中央放置1 cm直径圆滤纸片1张，然后吸取25 μL适当稀释的菌核净纳米悬液加到滤纸片上。于30 ℃下倒置培养72 h后观察统计抑菌圈大小[5-6]。

2    结果与分析

2.1    DTN乳液外观及静置后稳定性结果

在相同油水比1/4下，以DMSO为单一溶剂时，伴随油相中SDBS浓度由2%上升到20%，药液的乳化效果呈逐渐改善趋势。当SDBS浓度分别为10%和20%、油水比为1/2时，药液稳定性优于油水比1/4。当有机相溶剂分别为DMSO

-PAFN和DMSO-DMB时，静置后乳液悬浮在水相上层。对照组为不添加药物情况下，DMSO-DMB混合溶剂-XGum溶液乳化液，静置后同样发生分层，进一步说明有机相密度低于水也是导致分层的重要原因之一。以DMSO-DCM为溶剂时的乳液，静置后未见明显沉积或分层现象，其原因可能是菌核净在DMSO和DCM中溶解度均较高，使DMSO和 DCM能够良好地混溶，同时由于DMSO和DCM的密度均大于水，因而乳化后在颗粒足够小的情况下，在水相中能够稳定存在，不会出现分层或药物析出的情况[7-8]。

2.2    菌核净纳米微胶囊形貌观察

样品DTN10和DTN11在透射电子显微镜（TEM）下的颗粒形貌见图1。可以看出，DTN呈良好的分散状态，颗粒粒径 <100 nm，为纳米制剂。

2.3    抑菌试验

在相同药物浓度下，DTN5、DTN6、DTN8、DTN10抑菌圈大小差异不大，但DTN10抑菌圈透明度显著高于其他3个样品，表明DTN10样品具有更高的抑菌活性。

3    结论与讨论

通过成囊助剂用量筛选、油水比試验及溶剂组合筛选试验，成功建立了菌核净纳米水乳液，载药颗粒粒径<100 nm，为纳米制剂。实验室抑菌结果表明，DTN10样品具有较高的抑菌活性，其制备方法为油相（25%菌核净、40%二甲基亚砜、40%二氯甲烷、20%十二烷基苯磺酸钠）∶水相（0.2%黄原胶）=1∶2，Φ6变辐杆、功率30%、超声乳化2 min（4.3 s超声-5.3 s暂停）。

4    参考文献

[1] 华乃震，林雨佳.农药领域中新兴技术：纳米农药及制剂[J].农药市场信息，2020（2）：6-12.

[2] ZHAO X，CUI H X，WANG Y，et al.Development strategies and prosp-ects of nano-based smart pesticide formulation[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2018，66（26）：6504-6512.

[3] 周闯，李普旺，冯岗，等.纳米材料在缓/控释农药中的研究进展[J].农药，2019，58（5）：318-323.

[4] 孙长娇，王琰，赵翔，等.纳米农药剂型与减施增效机理研究进展[J].农药学学报，2020，22（2）：953-961.

[5] 邓伶俐，余立意，买尔哈巴·塔西帕拉提，等.纳米乳液与微乳液的研究进展[J].中国食品学报，2013（8）：173-180.

[6] 尹荔松，沈辉.微乳技术制备纳米微粒的研究进展[J].功能材料，2001（6）：580-582.

[7] 张芳，王琪，白诗扬，等.基于氧化硅介孔材料的啶酰菌胺纳米农药制备及其性能评价[J].植物保护学报，2019，46（6）：1335-1342.

[8] 关文勋，唐黎明.多功能阿维菌素纳米农药的制备及控制释放[J].高等学校化学学报，2019，40（5）：1096-1102.