2%阿維菌素微膠囊水懸浮劑的制備

廖沛峰，賴開平，羅桂新，農(nóng)麗華

（廣西化工研究院，廣西 南寧 530001）

2%阿維菌素微膠囊水懸浮劑的制備

廖沛峰，賴開平，羅桂新，農(nóng)麗華

（廣西化工研究院，廣西 南寧 530001）

以甲苯二異氰酸酯和水溶性成膜單體乙二胺為壁材，采用界面聚合法制備阿維菌素微膠囊水懸浮劑。研究了分散劑、溶劑、芯壁比、乳化攪拌速度、聚合反應(yīng)時(shí)間對(duì)微膠囊包囊率和包囊形態(tài)的影響。結(jié)果表明:該法芯材比可達(dá)到6-7．5，體系濃度可達(dá)到10%，而且制得微膠囊阿維菌素包囊率＞90%，粒徑≤10μm，粒徑分布均勻，貯存穩(wěn)定性合格，可以配制2%微膠囊水懸浮劑。該法工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速，條件溫和，完全可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

界面聚合;阿維菌素;微膠囊水懸浮劑

微膠囊劑（Microcapsules，MC），也稱微膠囊水懸浮劑（Capsule suspensions，CS），是指將農(nóng)藥活性成分包裹在聚合物中制成粒徑1~40μm的膠囊，并將它們以一定的濃度穩(wěn)定分散懸浮于水相或油相中的一種農(nóng)藥劑型。通常農(nóng)藥微膠囊劑大都以水為分散介質(zhì)，所以又稱為微膠囊水懸浮劑。與其他農(nóng)藥劑型相比它的優(yōu)點(diǎn)主要有[1]:水基化制劑可減少溶劑對(duì)環(huán)境和操作人員的危害;改善穩(wěn)定性，延長(zhǎng)農(nóng)藥藥效期;降低急性毒性;減輕由于蒸發(fā)帶來(lái)的農(nóng)藥活性成分揮發(fā)損失;提高農(nóng)藥的選擇性，改善目標(biāo)適用性等。微膠囊劑被認(rèn)為是今后農(nóng)藥制劑的重要發(fā)展方向。

阿維菌素是一種抗生素 （大環(huán)內(nèi)酯雙糖）類殺蟲殺螨劑，對(duì)昆蟲和螨具有胃毒和觸殺作用，具有廣譜高效、抵御抗性、對(duì)作物和人及環(huán)境安全等使用優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)還被發(fā)現(xiàn)可作為殺線蟲的特效藥劑用于作物根結(jié)線蟲的防治，是目前農(nóng)業(yè)害蟲綜合防治使用最廣泛和最有效的農(nóng)藥品種。由于阿維菌素是由十六元大環(huán)內(nèi)酯與二糖（齊墩果糖）所形成的苷，它結(jié)構(gòu)式中的醚鍵、酯基等都是光解的活性部位，因此阿維菌素在紫外光照射下會(huì)迅速光分解，導(dǎo)致殺蟲活性降低，從而影響了藥物的防治效果。將阿維菌素微膠囊化是解決光分解的有效方法。

在農(nóng)藥工業(yè)化生產(chǎn)中，界面聚合法是微膠囊化技術(shù)的主要方法[2]。傅桂華[3]、丁向東[4]﹑倪春耕[5]等分別進(jìn)行了用界面聚合法制備農(nóng)藥微膠囊的研究，樊玉松[6]用界面聚合法制備阿維菌素微膠囊。本研究采用不同的溶劑、乳化劑進(jìn)行阿維菌素微膠囊化工藝，反應(yīng)條件溫和，聚合時(shí)間短，體系濃度可以達(dá)到10%，容易配制成2%阿維菌素微膠囊水懸浮劑。

1 材料與方法

1．1 主要儀器和試劑

阿維菌素原藥（B1a，含量≥95．2%）。 試劑:冰醋酸、氫氧化鈉和溶劑環(huán)己酮、碳10、氯仿（均為分析純）。 分散劑:黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮、Span80，阿拉伯樹膠粉（進(jìn)口分裝試劑）;甲苯二異氰酸酯，乙二胺為分析純?cè)噭?/p>

LM34-A實(shí)驗(yàn)室乳化機(jī)，XPS-3CB生物顯微鏡，PHS-3B酸度計(jì)，高效液相色譜儀，JB300-D強(qiáng)力電動(dòng)攪拌機(jī)，LS-POP（Ⅲ）激光粒度分布儀。

1．2 2%阿維菌素微膠囊水懸浮劑的制備方法

在反應(yīng)器中加入含有分散劑的水溶液120m L，將一定量的阿維菌素原粉溶于溶劑配成溶液， 取15g和1．5~3．0g甲苯二異氰酸酯 （簡(jiǎn)稱TDI，下同）混合，加入反應(yīng)器高速剪切乳化5min，顯微鏡下觀測(cè)形成直徑＜5μm微粒，滴加乙二胺水溶液，調(diào)節(jié)pH值7~9，減速攪拌30min后移至三口燒瓶慢速攪拌，升溫至50℃，反應(yīng)2h后取樣，測(cè)定微膠囊中的阿維菌素含量，調(diào)節(jié)反應(yīng)液pH值至7，加入適量增稠劑、抗沉淀劑和水即可配制成穩(wěn)定的2%阿維菌素微膠囊水懸浮劑，經(jīng)稀釋后可直接噴灑到農(nóng)作物的表面。

1．3 阿維菌素微膠囊水懸浮劑的性能表征

1．3．1 微膠囊形態(tài)和粒徑的測(cè)定

采用生物顯微鏡觀察微膠囊形態(tài);使用激光粒度分布儀測(cè)定微膠囊的粒徑與分布。

1．3．2 微膠囊包囊率的測(cè)定

微膠囊包囊率是指被微膠囊化的農(nóng)藥有效成分占總投入農(nóng)藥有效成分的百分比。分別測(cè)定微膠囊水懸浮劑和試樣中總的阿維菌素B1a含量，計(jì)算微膠囊中阿維菌素B1a所占試樣中阿維菌素B1a總量的比例即為包囊率。

微膠囊中阿維菌素含量的測(cè)定方法:準(zhǔn)確稱取一定量微膠囊水懸浮劑置于離心管中，離心后取出，棄去上層清液，加入去離子水，搖蕩，繼續(xù)離心、洗滌3次，最后得到沉降物，用適量的甲醇溶解，轉(zhuǎn)移到容量瓶稀釋、定容，根據(jù)HGJY 03－A《農(nóng)藥產(chǎn)品的液相色譜檢驗(yàn)方法》測(cè)定阿維菌素B1a含量。

1．3．3 微膠囊水懸浮劑懸浮率的測(cè)定

按GB／T 14825測(cè)定微膠囊水懸浮劑的懸浮率。

1．3．4 微膠囊水懸浮劑貯存穩(wěn)定性的測(cè)定

熱貯:按 HG／T 2467．5-1996 中“熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)方法”進(jìn)行。在玻璃瓶中放入微膠囊水懸浮劑，密封后置于（54±2）℃恒溫箱貯存14d。取出置于生物顯微鏡下觀測(cè)微膠囊形態(tài)無(wú)異常，測(cè)定阿維菌素B1a含量，并計(jì)算分解率≤10%，達(dá)到農(nóng)藥水懸浮劑標(biāo)準(zhǔn)要求。

冷貯:在玻璃瓶中放入微膠囊水懸浮劑，密封后置于（0±1）℃保持1h，觀察有無(wú)變化，繼續(xù)在（0±1）℃貯存7d，取出置于生物顯微鏡下觀測(cè)微膠囊形態(tài)無(wú)異常，測(cè)定阿維菌素B1a含量，并計(jì)算分解率≤5%，達(dá)到農(nóng)藥水懸浮劑標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2 結(jié)果與分析

2．1分散劑的選擇

在界面聚合法制備微膠囊時(shí)，分散狀態(tài)是影響產(chǎn)品性能的重要因素，適當(dāng)?shù)姆稚⒑头€(wěn)定體系，不但是微膠囊形成的重要條件，而且也是產(chǎn)物不產(chǎn)生堆積、結(jié)塊，獲得單個(gè)均勻微膠囊的保證。為此，本研究進(jìn)行了篩選分散劑的試驗(yàn)，分別篩選了聚乙烯醇、明膠、阿拉伯膠、黃原膠、苯乙烯馬來(lái)酸酐共聚水解物、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纖維素等分散劑品種，分別以不同的濃度梯度進(jìn)行制備阿維菌素微膠囊的試驗(yàn)，結(jié)果表明本實(shí)驗(yàn)體系使用2%阿拉伯膠水溶液作為分散劑效果最好。

2．2 溶劑的選擇

阿維菌素原藥為固體，包囊時(shí)需要借助溶劑來(lái)溶解成為囊芯。選擇溶劑主要考慮3個(gè)方面的因素:（1）對(duì)原藥阿維菌素有較高的溶解度;（2）阿維菌素溶液有很好的穩(wěn)定性;（3）溶液比重合適，成囊反應(yīng)容易控制。溶劑篩選試驗(yàn)結(jié)果表明，溶劑環(huán)己酮對(duì)阿維菌素溶解度最大，成囊反應(yīng)控制容易，微膠囊熱儲(chǔ)穩(wěn)定。因此選擇環(huán)己酮為溶劑。

2．3 芯壁比對(duì)微膠囊包囊率和粒徑的影響

芯壁比為需包囊的芯材與成膜單體的投料重量之比。在其他條件相同的情況下，改變芯壁比對(duì)包囊率的影響如表1所示。

表1 芯壁比對(duì)阿維菌素微膠囊包囊率和粒徑的影響Table 1 Effect of core to wall on entrapment rate and mean diametre

由表1可見，芯壁比為6時(shí)包囊率最高。當(dāng)芯材比≤7．5時(shí)，再增加成膜單體TDI的投料量對(duì)包囊率的影響不大，但對(duì)微膠囊的包囊形態(tài)有明顯影響，TDI的投料量大，粒徑變大，囊皮變厚，反之粒徑變小，囊皮變薄。微膠囊的包囊形態(tài)直接影響微膠囊水懸浮劑的性能，如懸浮率和貯存穩(wěn)定性等。我們隨后把樣品進(jìn)行貯存穩(wěn)定性試驗(yàn)并測(cè)定其懸浮率，試驗(yàn)表明芯壁比為6和7．5制備的微膠囊的懸浮率和貯存穩(wěn)定性達(dá)到要求，所以我們選擇芯材比為6。

2．4 乳化攪拌速度對(duì)微膠囊包囊率和粒徑的影響

在其他條件相同的情況下，改變?nèi)榛瘮嚢杷俣葘?duì)微膠囊包囊率和粒徑的影響如表2所示。

表2 乳化攪拌速度對(duì)包囊率和微膠囊粒徑的影響Table 2 Effect of strispeeds on entrapment rate and mean diameter

由表2可見，乳化攪拌速度對(duì)成囊率影響不大，但它是影響微膠囊粒徑及其分布的重要因素，乳化攪拌速度愈高，微膠囊粒徑愈小，分布愈均勻。而粒徑的大小又直接影響到微膠囊的懸浮率。本試驗(yàn)乳化攪拌速度達(dá)到6000~7000r·min-1時(shí)，所得微膠囊配成懸浮劑懸浮率≥90%，所以我們選擇乳化攪拌速度6000~7000r·min-1。

2．5 界面聚合時(shí)間對(duì)包囊率的影響

在同一反應(yīng)中，界面聚合時(shí)間對(duì)微膠囊包囊率的影響如表3所示。

由表3可知，包囊率隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而得到提高，但反應(yīng)在3h后基本結(jié)束，因此最適宜的反應(yīng)時(shí)間是3h。

表3 界面聚合時(shí)間對(duì)微膠囊包囊率的影響Table 3 Effect of interfacial polymerization time on entrapment rate

2．6 穩(wěn)定性試驗(yàn)

阿維菌素是大環(huán)內(nèi)酯雙糖類抗生素，通常情況下貯存穩(wěn)定性差，容易分解。本試驗(yàn)分別將阿維菌素原粉、阿維菌素－環(huán)己酮溶液、阿維菌素－氯仿溶液、阿維菌素乳油（自配，配方一、配方二）、阿維菌素微膠囊水懸浮劑置于室溫 （20~35℃）中自然放置，7d和14d后測(cè)定其阿維菌素的含量，結(jié)果如表4所示。由表4可見，通過(guò)包囊可以提高阿維菌素的穩(wěn)定性。

表4 穩(wěn)定性試驗(yàn)表Table 4 Stability test table

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以甲苯二異氰酸酯和水溶性單體乙二胺為成膜單體，采用合適的分散體系和溶劑體系，通過(guò)界面聚合制備阿維菌素聚脲微膠囊。該法芯材比可達(dá)到6~7．5，體系濃度可達(dá)到10%，而且制得微膠囊阿維菌素包囊率＞90%，粒徑≤10μm，粒徑分布均勻，貯存穩(wěn)定性合格，可以配制2%微膠囊水懸浮劑。該法工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速，條件溫和，完全可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

[1] 華乃震．農(nóng)藥微膠囊劑的加工和進(jìn)展（Ⅰ）[J]．現(xiàn)代農(nóng)藥，2010，9（3）:10-13.

[2] 柏亞羅．界面聚合法制備農(nóng)藥微膠囊劑[J]．世界農(nóng)藥，2000，23（3）:38-42.

[3] 傅桂華．界面聚合法制備農(nóng)藥微膠囊劑的研究[J]．農(nóng)藥，2005，44（2）:66-73.

[4] 丁向東．用界面聚合法制備毒死蜱微膠囊懸浮劑[J]．農(nóng)藥，2007，46（10）:666-674.

[5] 倪春耕．辛硫磷微膠囊懸浮劑的研制 [J]．農(nóng)藥，2005，44（7）:306-308.

[6] 樊玉松．阿維菌素微膠囊劑的制備[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，32（2）:97-101.

Preparation of 2%Abamectin Capsule Suspensions

LIAOPei-feng，LAIKai-ping，LUOGui-xin，NONGLi-hua
（Guangxi Research Institute of Chemical Industry， Nanning530001， China）

With TDI and ethylenediamine as wall material，microcapsule was prepared by interfacial polymerization．The effect of dispersant， solvent， ratio of coreto wall， emulsification stir speed， polymerization reaction time on microcapsules entrapment rate and entrapment form were studied．The results showed that the coremate rial ratio of this method could reach 6～7．5， the system concentration could reach 10%， and therate of obtaining abamectin microcapsules entrapment rate＞90%，particle size≤10μm．The particle size distribution and storage stability qualified was good．2% microcapsule suspensions would be prepared and the method could be industrialized under mild conditions with its simple process and quick reaction．

polymeization; abamectin; microcapsule suspensions

TQ 458

A

1671-9905（2011）09-0018-03

廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（桂科能0330015-6A）

廖沛峰（1970-），女，地址:廣西南寧市望州路北二里7號(hào)廣西化工研究院，郵編:530001，電話:13407712909，E-mail:13407712909＠139．com

2011-06-10