[發明專利]一種殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備及應用

有效

• 申請號: 202010530302.5
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111727965B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 杜學忠;董江濤
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A01N25/08
• 分類號: A01N25/08;A01N25/28;A01N43/40;A01P13/00
• 代理公司: 青島科通知橋知識產權代理事務所(普通合伙) 37273
• 代理人: 張曉

本發明公開了一種殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備方法，以羧基化的介孔碳納米顆粒作為除草劑的載體，在溶液中強烈吸附除草劑分子，隨后在醋酸水溶液中，通過殼聚糖包封已負載除草劑的介孔碳納米顆粒。本發明中所述的殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑在強酸性至堿性范圍的水溶液中幾乎沒有明顯的釋放，極大地減少除草劑在人體胃腸道的吸收。介孔碳納米顆粒具有較好的近紅外光熱效應，在自然的太陽光照射情況下，逐漸釋放包封的除草劑分子，所述的納米除草劑顯示出類似于活性組分除草劑的高效除草效果。本發明的納米農藥制劑的生物相容性好、成本低廉、制備過程簡單、對人體毒副作用小，實現太陽光響應的納米除草劑的控制釋放性能。

技術領域

本發明屬于納米農藥制劑制備領域；具體涉及一種殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備及應用。

背景技術

百草枯是全球最為廣泛使用的一種高效的無選擇的除草劑，通過阻止植物綠色組織的光合作用，達到除草的目的；當百草枯接觸到土壤時失去活性，對植物根莖沒有損傷。不容忽視的是，當人們無意或有意吞服商品化的百草枯制劑時，對人體產生致命的毒性，主要體現在肺部毒性，目前尚無有效的解藥用于挽救吞服者的生命。鑒于此，一些國家禁止生產和銷售百草枯除草劑。可是，由于百草枯的高效除草效果且價格低廉，很多國家仍在廣泛使用。數十年來，人們一直致力于研發一種使用者安全友好且能夠保持活性組分的高效除草效果的百草枯制劑。目前的商品化制劑和已有的相關研究結果主要是通過添加催吐劑和促瀉劑等以減少胃腸道對百草枯的吸收，但是均難以同時解決使用者安全友好且保持高效除草效果的技術難題。

為了減少農藥用量、增強農藥防控效果，近年來，水基納米農藥的研發得到全球的廣泛關注。納米農藥能夠改善農藥的表觀溶解度，增強農藥在葉片表面的沉積和持留，控制農藥釋放，增強農藥的生物利用度。不同于大多數有機農藥水溶性差或在水中幾乎不溶解的性質，百草枯的水溶性很好。常規的技術思路是水溶性的農藥無需制備成納米農藥制劑。突破傳統認識，本發明提出創新技術策略，選擇一種納米碳材料，例如，介孔碳納米顆粒(MCN)，羧基化的MCN強烈吸附百草枯分子，廉價的天然多糖高分子殼聚糖包封在已負載百草枯的羧基化MCN表面，制備殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑。MCN具有無毒、生物相容性好、非免疫原性、比表面積大、孔體積大、孔道結構多樣和孔徑可調等特點。MCN具有碳材料固有的一定程度的疏水性；重要的是，能夠吸收紫外–可見–近紅外光，具有較好的近紅外光熱效應。本發明中所述的殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑，從源頭設計上抑制百草枯在人體胃腸道的吸收。殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑在強酸性至堿性范圍的水溶液中幾乎沒有明顯的百草枯釋放，這將極大地減少百草枯在人體胃腸道的吸收，降低對人體組織器官的致命毒性。升高溫度，削弱百草枯與介孔碳納米孔道之間的強相互作用，可控釋放百草枯分子，實現熱響應的百草枯的控制釋放。在自然的太陽光照射情況下，殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑顯示出類似于活性組分百草枯的高效除草效果。本發明的納米農藥制劑的生物相容性好、成本低廉、制備過程簡單、對人體毒副作用小、使用者安全友好，能夠實現太陽光響應的百草枯的控制釋放性能，增加除草劑的持久藥效，并且環境友好。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明發明了一種殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備方法，首次把MCN作為農藥載體應用到納米農藥制劑，羧基化的MCN強烈吸附除草劑，通過殼聚糖包封在已裝載百草枯的羧基化的MCN表面，制備殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑。在強酸性至堿性范圍的水溶液中，介孔碳納米除草劑幾乎沒有明顯的百草枯釋放，這將極大地減少百草枯在人體胃腸道的吸收，降低對人體組織器官的致命毒性。升高溫度，介孔碳納米除草劑可控釋放百草枯分子。在自然的太陽光照射情況下，逐漸釋放包封的除草劑分子，介孔碳納米除草劑顯示出高效的除草效果。

本發明提供了一種成本低廉、制備簡單、使用者安全友好、除草效果高的殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種殼聚糖包封的介孔碳納米除草劑的制備方法，包括以下步驟：