植物源生物農(nóng)藥的劑型選擇和成分配置

陳 靜 胡丹周 英棠

(九江學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 江西九江 332000)

1 生物農(nóng)藥與植物源農(nóng)藥

生物農(nóng)藥是世界公認(rèn)的環(huán)境友好型藥劑，但使用成本是普通化學(xué)農(nóng)藥的數(shù)倍，且防治效果較慢、作用對象單一、藥劑貯存環(huán)境苛刻，不太容易為市場接受。且生物農(nóng)藥一般為水劑，受陽光或微生物的作用后容易分解致使活性下降，穩(wěn)定性較差，用藥技術(shù)條件要求高，這些都制約著生物農(nóng)藥的推廣應(yīng)用［1］。

植物源農(nóng)藥能在自然界降解，又來源于自然。一般不會污染環(huán)境及農(nóng)產(chǎn)品，環(huán)境和人體中積累毒性的可能性不大，對人和牲畜相對安全，對害蟲天敵傷害小，且害蟲對其難以產(chǎn)生抗體，具有低毒、低殘留的特點(diǎn)，能夠堅(jiān)持農(nóng)產(chǎn)品的高品質(zhì)，因此植物源農(nóng)藥具有廣闊的市場［2］。國內(nèi)外結(jié)果顯示:植物源農(nóng)藥具有高效低毒特點(diǎn)，具備良好的開發(fā)前景。植物源農(nóng)藥的有效成分一般對溫度、紫外光、pH、降雨以及溫度等因子比較敏感，穩(wěn)定性差，解決方法一般是加入穩(wěn)定劑或者紫外保護(hù)劑。穩(wěn)定劑如苯甲酮及其衍生物和由安息香酸所形成的酯類等較為常用;粘土、蔗糖、酵母、尿酸、糖蜜、脫脂牛奶、炭黑等材料曾被作為微生物殺蟲劑的紫外保護(hù)劑［3］。

植物源生物藥劑主要成分的配比濃度和使用劑量都比化學(xué)農(nóng)藥的精確度低，藥量稍大時(shí)對人畜也較安全，且不污染環(huán)境。如血水草生物堿在水溫為26～28℃，濃度為10mg/L和20mg/L時(shí)，浸泡72h后釘螺死亡率分別為84%和92%。

在助劑方面:濕潤劑有木質(zhì)素磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉等。分散劑有陰離子表面活性劑，如烷基蔡磺酸鹽、烷基蔡磺酸鹽甲醛縮合物(EEF)、木質(zhì)素磺酸鹽等;非離子表面活性劑，如芳基酚聚氧乙烯醚、十二烷基聚氧乙烯醚磷酸酯或硫酸酯。崩解劑除了無機(jī)電解質(zhì)，如氯化鈣、無水硫酸鈉、氯化鈉等，還有梭甲基纖維素鈉、可溶性淀粉、膨潤土、聚丙烯酸乙酷等。粘結(jié)劑有明膠、聚乙烯醇、聚乙烯毗咯烷酮、聚乙二醇、糊精等［3］。穩(wěn)定劑有磷酸氫二鈉、丁二酸、草酸、硼砂等，用來調(diào)節(jié)pH值，保證有效成分在貯存期的穩(wěn)定性［3］。實(shí)際配方中往往需要加入3種以上的助劑和2種以上的填料，因此需在試驗(yàn)時(shí)從以上助劑中確定植物源生物農(nóng)藥的最適助劑和填料。每種農(nóng)藥所用的助劑也不盡相同，應(yīng)用助劑品種的數(shù)和量，要根據(jù)具體情況可酌情增減。如膨潤土用作填料時(shí)，因其遇水易膨裂成極細(xì)的粒子，故有助崩解、分散作用，故可以少用分散劑;高嶺土用作填料，因其遇水具有可塑性，故可減少粘結(jié)劑的用量;木質(zhì)素磺酸鹽用作分散劑，因其含有還原糖，具有一定的粘結(jié)作用，故可減少粘結(jié)劑的用量［3］。

2 植物源農(nóng)藥專用助劑

隨著科學(xué)的發(fā)展，已出現(xiàn)一些新型的專用助劑，包括磷酸脂類、有機(jī)硅類、有機(jī)氟類以及萘磺酸鹽甲醛縮合物等表面活性劑以及其它功能助劑，尤其是丙烯酸/苯乙烯共聚物以及聚異丁烯琥珀酸酐衍生物等有機(jī)硅表面活性劑具有很強(qiáng)的表面活性，這些專用助劑的出現(xiàn)給植物源生物農(nóng)藥的配置帶來了很大的便利，但由于成本偏高，在選擇上還需根據(jù)實(shí)際酌情考慮。

2.1 乳油

乳油是由不溶于水的原藥、有機(jī)溶劑 (苯、二甲苯等)和乳化劑配置加工而成的透明狀液體，常溫下密封存放2年一般不會渾濁、分層和沉淀，加入水中迅速均勻分散成不透明的乳狀液。常見的品種有:1.8%阿維菌素乳油、10%的三噢酮乳油、25%的蛤毒·氯乳油、25%的獵殺乳油、20%的菊馬乳油、3%茴蒿素乳油等［4］。乳油中大量的有機(jī)溶劑會對環(huán)境和生物造成很大影響，因此在生物農(nóng)藥方面的應(yīng)用很少，且其在化學(xué)農(nóng)藥方面的使用正在逐漸被代替。

2.2 水劑

水劑是利用某些原藥能溶解于水的特性，直接用水配制而成。施用方法簡單但粘著性差，含有大量水，長期貯藏易分解失效，適宜現(xiàn)配現(xiàn)用。

恩多特漿果干粉水溶液其濃度為15～30mg/L時(shí)，可在24h內(nèi)殺死扁卷螺，在pH5～9時(shí)是穩(wěn)定的，對紫外線照射也是穩(wěn)定的，并且對哺乳動物和植物的急性毒性很低。對麻風(fēng)樹籽 (JCS)植物滅螺劑［3］，其水劑含有效滅螺成份為16%，有很強(qiáng)的殺螺作用，而且隨時(shí)間的延長和濃度的提高，殺螺作用顯著增加。濃度為6.25mg/L時(shí)，浸殺72h，釘螺死亡率為100.0%。益母草總堿水劑的殺螺作用也很強(qiáng)，在濃度為0.6～1.0 g/L以上，室內(nèi)飼喂釘螺72h，可達(dá)到100%的滅螺效果。

2.3 懸浮劑

懸浮劑通常由有效成分、分散劑 (NNO、G1、G2等)、抗沉淀劑、增稠劑 (CMC、黃原膠、ZC－1、ZC－2等)、消泡劑、防凍劑和水組成。近年來，隨著懸浮劑開發(fā)技術(shù)的革新，新型的懸浮劑型也不斷出現(xiàn)。非水懸浮劑 (如乙草胺、草甘麟)、微囊懸浮劑 (如擬除蟲菊醋類殺蟲劑的三聚氰胺一甲醛樹脂型微囊懸浮劑)、農(nóng)藥包衣懸浮劑、農(nóng)藥吸附化 (如有機(jī)磷酸酯懸浮劑)這4種劑型的研究成果是比較突出的。懸浮劑具備良好的分散功能，在這種情況下，劑型在水中的分散能力因?yàn)轭w粒微小或特殊表面活性劑的選擇而增。對于植物源生物農(nóng)藥來說，萬壽菊根浸膏［6］的配方有很大的借鑒意義。

配方1:原藥 (20%):萬壽菊根浸膏2.4g;懸浮劑 (0.5%):凹凸棒粘土0.044 g;分散劑 (0.75%):十二烷基苯磺酸鈉0.066 g;增稠劑 (1.1%):聚乙烯吡咯烷酮0.132g;溶劑(26%):丙酮3.2g;分散介質(zhì):水8.8g。

配方2:原藥 (9%):萬壽菊根浸膏1.97 g;溶劑 (10%):丙酮4.752g;分散劑(5%):十二烷基苯磺酸鈉1.698g;防凍劑 (6%):乙二醇2.037g;穩(wěn)定劑:2mlCMC;稀釋劑:水19.9g。

2.4 乳劑

乳劑是以微小液滴分散在水中的水包油型(O/W)乳狀液分散體系。由疏水性液體或低溶點(diǎn)(＜60℃)固體農(nóng)藥，在適量不溶于水的溶劑或無溶劑存在下，經(jīng)激烈攪拌，借助適當(dāng)?shù)娜榛瘎⒃幏稚⒂谒?然后加入穩(wěn)定劑、防凍劑等助劑，經(jīng)高速剪切制成［4］。例如對麻風(fēng)樹籽 (JCS)植物滅螺劑，其乳化劑含有效滅螺成份為16% ，有很強(qiáng)的殺螺作用，而且隨時(shí)間的延長和濃度的提高，殺螺作用顯著增加，濃度為6.25mg/L時(shí)，浸殺72h，釘螺死亡率為100%。

近幾年，隨著工藝的發(fā)展，乳劑又出現(xiàn)了新的農(nóng)藥劑型，即懸浮乳劑和水乳劑。

懸浮乳劑的基本原理是在表面活性劑和其他助劑作用下，將不溶于或難溶于水的原藥分散到水中，形成均勻穩(wěn)定的高懸浮乳狀體系［5］。懸乳劑主要由農(nóng)藥原藥、潤濕劑、分散劑、增稠劑、防凍劑、PH調(diào)整劑、消泡劑和水等組成［5］?？梢耘c水以任意比例混合，不受水質(zhì)，水溫影響，使用方便。當(dāng)一種不溶性固體原藥和一種水不溶性的液體原油要制成混合制劑時(shí)，加工成懸浮乳劑尤為合適［5］。目前已出現(xiàn)的有乙草胺一蕎去津懸浮乳劑、丙草胺——蕎去津懸浮乳劑［6］。

水乳劑是液體農(nóng)藥或低熔點(diǎn)固體農(nóng)藥通過表面活性劑作用分散于水中的乳狀液。水乳劑已作為取代乳油的劑型之一，現(xiàn)已出現(xiàn)的產(chǎn)品有45%咪鮮安水乳劑、5%高效氰戊菊酯水乳劑、6.9%驃馬水乳劑、20%殺螟硫磷水乳劑、10%氰戊菊酯水乳劑等。

2.5 可濕性粉劑

可濕性粉劑是由原藥、載體 (填料)、潤濕劑、分散劑 (木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸等)、輔助劑(穩(wěn)定劑、警色劑等)配成達(dá)到一定細(xì)度的粉體制劑［16］。如3%多抗霉素可濕性粉劑、20%銀果可濕性粉劑等。載體是可濕性粉劑必不可少的分為。在常用的載體中，白炭黑吸附容量最大、流動性很好，是目前最理想的載體，但由于價(jià)格最貴，一般和其它載體 (如凹凸棒土、硅藻土、高嶺土)聯(lián)合使用。對麻風(fēng)樹籽 (JCS)植物滅螺劑中粗提取粉劑含有效殺螺成份20%，商品化的粉劑含有效滅螺成份35%，兩者都顯示出很強(qiáng)的殺螺作用，且后者的殺螺效果強(qiáng)于前者。在濃度10mg/L時(shí)，浸殺72h后，釘螺死亡率為100%。螺威4%粉劑用藥量0.2～0.3g(有效成分)/m2，一般加細(xì)土稀釋后均勻撒施，對在灘涂上殺滅釘螺有較好的防治效果。

2.6 水分散粒劑

水分散粒劑是一種由原藥、濕潤劑、分散劑、粘結(jié)劑、崩解劑及填料等組成的顆粒狀劑型。一般認(rèn)為，HLB值10～13的比較適合水分散粒劑中分散劑的要求。對于在水中不穩(wěn)定的但熱穩(wěn)定性較好的農(nóng)藥原藥，潤濕劑宜以十二烷基硫酸鈉，十二烷基苯磺酸鈉，潤濕劑－20為選擇對象，粘結(jié)劑可選擇淀粉，聚乙烯醇，聚乙二醇，羧甲基纖維素鈉等，然后加入原藥和載體制成水分散粒劑。通過比較農(nóng)藥成粒率的大小，確定出水分散粒劑配制過程中加水的最適范圍。幾乎所有的可濕性粉劑和水懸浮劑產(chǎn)品都可以轉(zhuǎn)換成該種劑型，但其配方工藝要求高，加工工序較為復(fù)雜［3］。

鑒于上述產(chǎn)品的不足，目前已有公司推出新型水分散粒劑助劑系列:分專用助劑和通用助劑。在專用助劑中，已含有崩解劑，潤濕分散劑和填料，因而使用很簡單。只要在有效成分基礎(chǔ)上加上助劑混勻即可。其中已知的重點(diǎn)助劑有:甲維鹽水分散粒劑助劑、啶蟲脒水分散粒劑助劑、烯酰嗎啉水分散粒劑助劑、苯醚甲環(huán)唑水分散粒劑助劑、吡蟲啉水分散粒劑助劑、嘧霉胺水分散粒劑助劑等。通用助劑根據(jù)性能不同分為潤濕劑、分散劑、崩解劑、潤濕分散劑、專用填料等，見表1。水分散粒劑助劑系列可以為試驗(yàn)節(jié)省很多步驟和時(shí)間，具體效果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

最具代表性的是益母草顆粒滅螺劑［21］，它是以益母草總堿為有效成分，與糖、面粉和阿拉伯樹膠等原料混合制成的植物顆粒滅螺劑。該產(chǎn)品對釘螺具有良好的毒殺作用，濃度在0.6～1.0 g/L以上，室內(nèi)飼喂釘螺72 h可達(dá)到100%的滅螺效果。

2.7 微乳劑

微乳劑是指在表面活性劑的增溶作用下，使不溶于或微溶于水的有機(jī)化學(xué)農(nóng)藥有效成分高度分散在水介質(zhì)中，自發(fā)地形成“膠束”［6］。配制微乳劑乳化劑的用量大，成本高，但其基本不用或少用有機(jī)溶劑，所以被認(rèn)為是“綠色農(nóng)藥制劑”。目前微乳劑大部分是由高效低毒的擬除蟲菊酯(氯菊酯、胺菊酯、丙烯菊酯、右旋苯氰菊酯)、增效劑、高效防霉劑、緩釋劑以及復(fù)合乳化劑與水混合乳化，制得微乳液［6］。如10%高效苯醚菊酯、5%高效氯氰菊酯、10%滅多威·氯氰菊酯微乳劑、10%滅多威·氰戊菊酯微乳劑等［8］。

2.8 緩釋劑

緩釋劑可分為物理型緩釋劑和化學(xué)型緩釋劑［5］。前者是指將活性物質(zhì)“溶解”在聚合物中或用其它物理方法使之與聚合物混成一體;后者是指將活性物質(zhì)與聚合物通過形成化學(xué)鍵而結(jié)合在一起或活性物質(zhì)單體通過聚合形成該活性物質(zhì)的聚合物［5］。

物理型緩釋劑可分為:微膠囊、包結(jié)化合物、多層制品、空心纖維、吸附體、發(fā)泡體、固溶體、分散體、復(fù)臺體等［5］?；瘜W(xué)型緩釋劑可分為自身縮聚體、直接結(jié)合體和架橋結(jié)合體［5］。其中農(nóng)藥微膠囊一直是研究的熱點(diǎn)。

微囊劑是指將有效成分包在囊壁物質(zhì)中制成幾微米至幾百微米的微小球體，靠改變囊壁厚度和孔徑大小控制藥物釋放速度的劑型［7］。使用溶解度對體系pH值有依賴性的液體聚合物，在溶解狀態(tài)下與增塑劑、增強(qiáng)劑、UV保護(hù)劑、生物農(nóng)藥等混合，然后進(jìn)行干燥即得包囊制劑［7］。這種制法避免了植物源生物農(nóng)藥中的主要成分在環(huán)境中降解和與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，控制或緩慢釋放有效成分，使藥物具有較長的持效性?，F(xiàn)在微囊劑的囊壁材料主要是聚脈型微囊、尿素一甲醛樹脂型膠囊、醚化胺樹脂型微囊、三氰酸醋一甲醛樹脂。對于水域中使用的生物農(nóng)藥來說，微囊劑對水的壓力抵抗與囊壁厚度密切相關(guān)，因此，由囊心擴(kuò)散入水的生物堿有效成分量決定了藥物對釘螺的毒性。微囊劑雖作用持久，但成本偏高，不適合廣普使用。

在這方面值得借鑒的是蘇云金芽孢桿菌的微囊制劑:將α－淀粉、蘇云金芽孢桿菌原粉和紫外線防護(hù)劑混合均勻，加入適量溶劑溶解并交聯(lián)，40℃固化2h，室溫風(fēng)干，過20～40目標(biāo)準(zhǔn)篩制得淀粉包囊制劑［7］。

2.9 泡騰片劑

泡騰片劑由固體酸、碳酸鹽和分散劑制成。當(dāng)片劑進(jìn)入水中時(shí)，迅速起泡，分散在一定的區(qū)域，有效成分慢慢在水中分散。

蘇云金芽孢桿菌 (Bt)生物農(nóng)藥泡騰片劑由Bt生物農(nóng)藥原粉和輔料潤濕劑、分散劑、崩解劑、粘結(jié)劑組成，成分為Bt生物農(nóng)藥原粉、木植素磺酸鈉、硬脂酸、水楊酸、碳酸氫鈉、淀粉，各成分的重量比依次為10～800∶0.3～30∶0.3～30∶0.1～90∶0.1～70∶0.2～50。

3 小結(jié)

植物源農(nóng)藥研究的主流在于為創(chuàng)制新農(nóng)藥探索具有生物活性的先導(dǎo)化合物，這是一項(xiàng)要求刻意創(chuàng)新、追求原始性創(chuàng)新的工作［1］。植物源生物農(nóng)藥的劑型選擇既要考慮施藥方式的簡便性，也要考慮其成本和實(shí)用性，以及對環(huán)境的危害，生物農(nóng)藥的制藥目標(biāo)就是要無毒、高效、環(huán)保。在生物農(nóng)藥的配置方面，由于國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了一些研究成果，故此研究者可以借鑒前人的經(jīng)驗(yàn)，加上具體的實(shí)踐論證盡快得出更多的植物源生物農(nóng)藥成品。

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［4］謝毅，吳學(xué)民.淺談現(xiàn)代農(nóng)藥劑型進(jìn)展 ［J］.世界農(nóng)藥，2007，29(2):19.

［5］倪鵬.農(nóng)藥－LDHs納米雜化物/農(nóng)藥微乳液復(fù)合體系研究 ［D］.濟(jì)南:山東大學(xué)，2008.36.

［6］陳小波.生物農(nóng)藥及其制劑的應(yīng)用 ［J］.中國農(nóng)藥，2007，3(2):14.