6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂配方研制及应用

范树茂，司国栋，张坤，秦玉坤，赵显栋，王磊，隋书婷

(1.海利尔药业集团股份有限公司,山东 青岛 266109；2.中国科学院海洋研究所，山东 青岛；3.青岛奥迪斯生物科技有限公司,山东 青岛 266109)

水乳剂(EW)是一种以水为分散介质的水基化制剂，毒性低，对环境污染小，并具有较高的药效，是取代传统剂型，尤其是乳油产品的最经济、安全、有效的剂型之一。因水乳剂高效[1]，与环境相容、对植物毒性低以及施药方便等优点，被广泛推广应用，但是作为热力学不稳定分散体系，水乳剂是农药制剂发展中发展历史较短，并处于不断完善的一种新剂型。

噻唑膦是20 世纪90 年代由日本石原推出，主要作用机制为抑制根结线虫乙酰胆碱酯酶的合成，可用于防治多种根结线虫，具有触杀和内吸作用，速效性好，持效期长。氨基寡糖素是指D-氨基葡萄糖以β-1,4 糖苷键连接的低聚糖，由几丁质降解为壳聚糖后再降解制得，或由微生物发酵提取的低毒杀菌剂。氨基寡糖素对一些病菌的生长有抑制作用，可影响真菌孢子萌发，诱发菌丝形态发生变异、孢内生化发生改变等。它能诱导植物体内产生具有抗病作用的几丁酶、葡聚糖酶、植保素及PR 蛋白等，并具有细胞活化作用，有助于受害植株的恢复，促根壮苗，增强作物的抗逆性，促进植物生长发育。

本文通过筛选溶剂、乳化剂以及生测试验，研究氨基寡糖素和噻唑膦水乳剂配方复配，以及氨基寡糖素对噻唑膦的增效作用，以期为该产品的生产及应用推广提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 供试材料

原药：95%噻唑膦(河北四面体生物科技有限公司)，90%氨基寡糖素(山东卫康生物医药科技有限公司)；溶剂：二甲苯、S-150、S-200(山东赛尔化工科技发展有限公司)；乳化剂：蓖麻油聚氧乙烯醚[EL360，科莱恩化工(中国)有限公司]，三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐(SC，Solvay 集团)，三苯乙烯基聚氧乙烯醚(农乳600#)、三苯乙烯基酚聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物(农乳34#)、失水山梨醇聚氧乙烯醚(Tween 80) (江苏钟山化工有限公司)，EO-PO 嵌段共聚物(500LQ，阿克苏诺贝尔公司)；防冻剂：丙三醇、丙二醇、乙二醇(临淄双洋福利油脂有限公司)；去离子水。

1.2 仪器

高速剪切分散乳化机FA25(上海弗鲁克科技发展有限公司)；激光粒径测定仪Mastersizer3000(马尔文帕纳科公司)；Cary 60 UV-Vis 分光光度计(安捷伦科技有限公司)；1260 高效液相色谱仪(安捷伦科技有限公司)；电子天平XPR2004SC(梅特勒-托利多集团)；电热恒温干燥箱PH010(上海一恒科技有限公司)，电恒温油浴锅SM-150(南京舜玛仪器设备有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 水乳剂的制备

首先将噻唑膦、溶剂、乳化剂和抗分解剂按照配方要求制备成油相，然后将氨基寡糖素、防冻剂和去离子水按照配方要求制备成水相。直乳法：开启转速在10 000 r/min 条件下的剪切机，把油相加到水相中，进行剪切乳化，即得到直乳法制备的水乳剂；转相法：在同样的剪切条件下，将水相缓慢加入到油相中，进行剪切乳化，即得到转相法制备的水乳剂。

1.3.2 质量控制指标测定

氨基寡糖素的检测按照《氨基寡糖素第1 部分：氨基寡糖素母药》(NYT 2889.1—2016)中分光光度法进行；噻唑膦的检测按照《噻唑膦原药》(HG/T 5421—2018)中方法进行。

6%噻唑·膦氨基寡糖素水乳剂质量技术指标测试参照《农药水乳剂产品标准编写规范》(HG/T 2467.9—2003)执行。

1.3.3 药剂对南方根结线虫2 龄幼虫的离体毒力测定

2龄幼虫(J2)的采集：从发病根系中取出的卵囊，消毒后放入含有少量无菌水的培养皿中，置于25 ℃培养箱2 d，每隔24 h 后收集1 次新孵化的根结线虫，将孵化出的2 龄幼虫吸入三角瓶中，加入适量无菌水，置于4 ℃冰箱中备用。

处理方法：取无菌的24 孔细胞培养板，在超净工作台内向每孔加入定量的南方根结线虫2 龄幼虫(J2)，并加入对应的药剂，无菌水补足至1 mL，并用封口膜封好24 孔细胞培养板的上下盖，将培养板置于25 ℃恒温培养箱中。

结果调查：72 h 后在解剖镜下计数各孔内线虫总数和死亡数，以线虫僵直不动视为死亡。以清水为对照，按如下公式计算死亡率和校正死亡率。

2 结果分析

2.1 溶剂的选择

水乳剂主要以水为介质，相较于乳油来说，是减少二甲苯、三甲苯、溶剂油等溶剂用量的首选途径。噻唑膦在水中溶解性很低，但与芳烃类溶剂互溶，而氨基寡糖素与水互溶，不能溶于芳烃类溶剂中，因此可以选用芳烃类溶剂作为主要溶剂。同时油相和水相之间的密度差会影响水乳剂的稳定性，密度差越大，液滴聚沉速率越快，越不利于水溶剂的稳定性，反之，水相和油相则不易分层[1]。已知氨基寡糖素水相密度约为1.02 g/mL，选择二甲苯、S-150 和S-200 作为溶剂，制备噻唑膦油相，测定其密度，筛选密度差最小的油相方案(表1)。

表1 溶剂及其用量筛选

由表1 可知：以S-200 为溶剂，用量25%时，油相密度与水相密度最接近。

2.2 乳化剂的选择

水乳剂的关键配制技术在于乳化剂体系的筛选，通过预试验确定了该水乳剂体系所需的乳化剂HLB 值为13~18，选择乳化剂EL360、600#、34#、SC、500LQ、Tween 80 制备水乳剂，观察不同助剂对该体系稳定性的影响，筛选最优乳化剂(表2)。

表2 单一乳化剂的筛选

由表2 可知：乳化剂SC 制备的水乳剂入水油珠状分散，入水分散性差，稀释稳定性不合格，出现了沉淀；乳化剂Tween 80 制备的水乳剂黏度偏大，黏壁现象严重，入水分散性差，乳液出现沉淀而不合格，乳化剂600#配制的水乳剂入水分散性差，有沉淀。使用EL360、34#、500LQ 制备的水乳剂虽然热储和低温时有析水或析油现象，但不太严重，且稀释稳定性合格，需要进一步的开展助剂间的复配以筛选合适助剂组合实现产品的稳定性(表3)。

表3 乳化剂组合的筛选

由表3 可知：不同乳化剂组合制备的水乳剂稀释稳定性均合格，EL360+34#+500LQ 低温和热储析油率相对最低，乳液稳定性和水乳剂体系稳定性最优。而其他组合均有不同程度的析水或析油现象。因此，选择EL360+34#+500LQ 作为乳化剂，用量为3%+2%+1%。

2.3 防冻剂的选择

6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂水含量超过50%，中国纬度跨越范围大，南北温差大，考虑到冻融后分层析油、析水导致产品不稳定的问题，需要在配方中加入防冻剂，本文对乙二醇、丙二醇、丙三醇进行筛选(表4)。

表4 防冻剂的筛选

由表4 可知：丙二醇和丙三醇用量为10%时，防冻效果均能满足配方要求，从性价比方面考虑，选择丙三醇作为该配方的防冻剂。

2.4 加工工艺的选择

水乳剂的制备通常采用直接乳化法和转相法，由表5 可知：转相法比直乳法分散相细度更高，稳定性更好。粒径分布图也说明转相法制备的6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂粒径更小(图1)，故采用此工艺进行加工。

图1 不同加工工艺制备的6%噻唑膦·氨基寡糖素EW 粒径分布图

表5 不同加工工艺制备的6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂在不同储存温度时的平均粒径 (μm)

2.5 稳定剂的选择

噻唑膦与氨基寡糖素复配易出现分解的问题，为了防止噻唑膦分解，在该配方中加入稳定剂环氧大豆油，经过热储试验测定，当环氧大豆油的用量为2%时，可将噻唑膦的分解率控制在5%范围内(表6)。

表6 稳定剂的筛选

2.6 优选配方及其质量控制指标检测

经过上述筛选，确定6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂的优选配方：噻唑膦5%，氨基寡糖素1%，溶剂油S-200 25%，EL360 3%，34#2%，500LQ 1%，丙三醇10%，环氧大豆油2%，蒸馏水补足100%。该制剂产品各项指标均符合质量控制标准(表7)，且具有较好的产品稳定性能。

表7 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂质量控制指标

2.7 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂对南方根结线虫2 龄幼虫的室内毒力测定

室内毒力测定结果(表8)表明：1%氨基寡糖素水剂对南方根结线虫2 龄幼虫基本无效；200 mg/L 6%氨基寡糖素·噻唑膦水乳剂处理南方根结线虫2 龄幼虫的校正死亡率为85%，明显高于同等剂量噻唑膦单剂。表明6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂对南方根结线虫2 龄幼虫具有良好的杀灭作用。

表8 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂对根结线虫的室内毒力测定

3 结论

通过对溶剂、乳化剂、防冻剂和稳定剂的筛选及加工工艺的选择，确定了6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂的最佳配方和最优生产工艺。该配方物化性质稳定，各项指标均符合质量控制标准。经室内毒力测定，6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳剂对南方根结线虫2 龄幼虫具有良好的防效，用量200 mg/L 死亡率达85%，明显高于噻唑膦单剂。