4.5%敵百蟲(chóng)·噻蟲(chóng)胺顆粒劑的研制

顏高俊，李榆慶，王學(xué)林，洪陳艷，安燕萍

(昆明農(nóng)藥有限公司，云南 昆明 650401)

1 劑型特點(diǎn)

農(nóng)藥顆粒劑是目前許多國(guó)家正在發(fā)展和應(yīng)用的一種劑型，在農(nóng)藥領(lǐng)域里占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。由于它可以使高毒農(nóng)藥低毒化，延長(zhǎng)藥效期，減少飄移，避免或減輕殺傷天敵，因此具有使用安全、方便等特點(diǎn)，受到科技工作者、生產(chǎn)廠家的重視和廣大使用者的歡迎，是目前農(nóng)藥行業(yè)中生產(chǎn)噸位比較大、品種比較多、涉及作物比較廣、增長(zhǎng)比較快的農(nóng)藥劑型，具有廣泛市場(chǎng)潛力和較好市場(chǎng)前景[1]。顆粒劑相對(duì)于粉劑和噴霧液劑有著顯著的補(bǔ)充作用。當(dāng)莊稼長(zhǎng)得茂密人和藥械難于入內(nèi)，或要?dú)⒌叵潞οx(chóng)時(shí)，就非粒劑不可。牧草地需殺蟲(chóng)時(shí)又要保證牧草仍供飼用，只有能滾落到地面，且葉片不留藥跡的顆粒劑才能勝任。顆粒劑具有以下特點(diǎn)：

1) 避免撒布時(shí)微粉飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境和飄逸產(chǎn)生藥害。

2) 降低施藥人員因藥劑揮發(fā)、粉塵漂移造成的身體傷害和環(huán)境污染。施用乳油、粉劑等劑型時(shí)，極易使操作者身體附著或吸入藥劑，造成人員中毒。

3) 可控制顆粒中有效成分的釋放速度，延長(zhǎng)持效期。此特點(diǎn)，除顆粒劑和緩釋劑之外，其它劑型均不具備這一功能。

4) 施藥時(shí)具有方向性，使撒布的顆粒劑確實(shí)能到達(dá)需要用藥的地點(diǎn)。而粉劑、乳油等劑型，雖然依靠藥械或人力可使施藥方向具有一定的準(zhǔn)確度，但均不如顆粒劑。

5) 不附著于植物的莖葉上，避免直接接觸產(chǎn)生藥害。而其它劑型在施用中很難避免。

2 產(chǎn)品特性

敵百蟲(chóng)是一種膦酸酯類有機(jī)磷殺蟲(chóng)劑，毒性低、殺蟲(chóng)譜廣，1952 年由德國(guó)拜耳公司研究開(kāi)發(fā)。其對(duì)昆蟲(chóng)以胃毒和觸殺為主，廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、園藝、畜牧、漁業(yè)、衛(wèi)生等方面防治雙翅目、鞘翅目、膜翅目等害蟲(chóng)，對(duì)植物具有滲透性，無(wú)內(nèi)吸傳導(dǎo)作用。它適用于水稻、麥類、蔬菜、茶樹(shù)、果樹(shù)、棉花等作物，也適用于林業(yè)害蟲(chóng)、地下害蟲(chóng)、家畜及衛(wèi)生害蟲(chóng)的防治。它在弱堿液中可變成敵敵畏，但不穩(wěn)定，很快分解失效[2]。

噻蟲(chóng)胺是由德國(guó)拜耳公司和日本Takeda武田公司共同開(kāi)發(fā)的新煙堿類高效、廣譜殺蟲(chóng)劑，作用于昆蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)突觸后膜的煙堿性乙酰膽堿受體，顯示激動(dòng)劑作用。對(duì)有機(jī)磷、氨基甲酸酯和合成擬除蟲(chóng)菊酯具高抗性的害蟲(chóng)，噻蟲(chóng)胺無(wú)抗性。噻蟲(chóng)胺除了對(duì)危害水稻、小麥、雜糧、果樹(shù)、蔬菜、芋類、豆類、茶等作物的半翅目害蟲(chóng)和薊馬目害蟲(chóng)，特別是吮吸性害蟲(chóng)具有高效外，對(duì)雙翅目害蟲(chóng)、甲蟲(chóng)目害蟲(chóng)、直翅目害蟲(chóng)和鱗翅目害蟲(chóng)也具有低劑量高效的特點(diǎn)。非農(nóng)耕地使用，對(duì)白蟻有高效[2]。其具有用量少、活性高、毒性低、藥效持效期長(zhǎng)、對(duì)作物無(wú)藥害、使用安全、與常規(guī)農(nóng)藥無(wú)交互抗性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，它還具有卓越的內(nèi)吸和滲透作用，是替代高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的又一新品種。它可廣泛用于防治地上、地下的多種害蟲(chóng)。具有殺蟲(chóng)譜廣、內(nèi)吸性好、持效期長(zhǎng)、無(wú)交互抗性、復(fù)配性好、使用方式多樣的特點(diǎn)。

敵百蟲(chóng)·噻蟲(chóng)胺進(jìn)行合理的配比，使得該殺蟲(chóng)劑藥性作用得以互補(bǔ)和增強(qiáng)。兩種活性成分均為低毒，符合農(nóng)藥低毒、低殘留的發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)政策，速效性與持效性相結(jié)合效果好，適用作物及殺蟲(chóng)譜更廣，殺蟲(chóng)效果相比單劑更佳。一次施藥可以防除多種作物地下害蟲(chóng)，減少了施藥次數(shù)，降低了防治成本，減緩地下害蟲(chóng)抗性的產(chǎn)生，提高了作物安全性。

3 材料與方法

3.1 實(shí)驗(yàn)材料

92%敵百蟲(chóng)原藥；97%噻蟲(chóng)胺原藥；酸堿調(diào)節(jié)劑：檸檬酸、酒石酸、偏酒石酸、山梨酸、磷酸、乳酸；穩(wěn)定劑：硫酸銨、亞磷酸酯、環(huán)氧化妥爾油、大豆油；黏結(jié)劑：可溶性淀粉、聚乙二醇6000、聚乙烯醇、黃原膠、明膠、石蠟；溶劑：甲醇、乙醇、苯、二甲苯、乙酸仲丁酯、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮；填料：河沙；著色劑：堿性紫。

3.2 儀器和設(shè)備

FLP型造粒包衣機(jī)，高效液相色譜儀(島津LC-15C)，氣相色譜儀(島津GC-2014C)，JM-B3000型電子天平，秒表， PHS-3C型PH計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)篩等。

3.3 實(shí)驗(yàn)方法

3.3.1 加工工藝的選擇

農(nóng)藥顆粒劑的生產(chǎn)工藝有包衣法、擠出成型造粒法、吸附(浸漬)法、流化床造粒法、噴霧造粒法、轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法等。經(jīng)過(guò)篩選對(duì)比，本研究采用包衣工藝法。以砂為載體，將藥物粘接于載體表面。先使高濃度農(nóng)藥吸附到載體顆粒表面上，利用包衣劑使藥劑被牢固地粘著或包于顆粒載體上，以提高藥劑的理化穩(wěn)定性和控制有效成分釋放速度。

包衣法對(duì)藥劑的要求不太苛刻，不但適用于性質(zhì)穩(wěn)定的藥劑，也適用于性質(zhì)不太穩(wěn)定的藥劑，而且更適用于加工原藥高毒的農(nóng)藥顆粒劑，以提高施藥安全性[3]。該工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，容易操作，工藝流程如圖1。

圖1 4.5%敵百蟲(chóng)·噻蟲(chóng)胺顆粒劑生產(chǎn)工藝流程圖

3.3.2 性能檢測(cè)

1) 外觀：顆粒均勻、無(wú)粉塵。

2) 水分的測(cè)定方法：按GB/T1600-2001《農(nóng)藥水分測(cè)定方法》中的共沸蒸餾法進(jìn)行測(cè)定。

3) 敵百蟲(chóng)和噻蟲(chóng)胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定：采用高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定和分離。

4) pH值的測(cè)定：按GB/T1601-1993《農(nóng)藥PH值的測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定。

5) 粒度范圍的測(cè)定：將標(biāo)準(zhǔn)篩上、下疊裝，大粒徑篩置于小粒徑篩上面，篩下裝承接盤(pán)，同時(shí)將組合好的篩固定在振篩機(jī)上。準(zhǔn)確稱取試樣 100 g(準(zhǔn)確至 0.1 g)，試樣置于上面篩中，并加蓋封閉，啟動(dòng)振篩機(jī)振蕩 10 min，收集小粒徑篩上的試樣稱重。計(jì)算其所占百分率，大于等于90%為合格。

6) 脫落率的測(cè)定：準(zhǔn)確稱取已測(cè)過(guò)粒度試樣 50 g(準(zhǔn)確至 0.1 g)，放入盛有15個(gè)鋼球的標(biāo)準(zhǔn)篩中，將篩置于底盤(pán)上加蓋，移至振篩機(jī)中固定后振蕩 15 min，準(zhǔn)確稱取接盤(pán)內(nèi)試樣質(zhì)量(準(zhǔn)確至 0.1 g)。將篩下試樣稱量，試樣脫落率的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于90%為合格。

7) 熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)：按GB/T 19136-2003中2.3進(jìn)行。 熱儲(chǔ)后敵百蟲(chóng)和噻蟲(chóng)胺分解率不大于5%， pH值、粒度范圍、粉塵、 脫落率等應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求為合格。

4 配方篩選與分析

4.1 溶劑的選擇

在包衣生產(chǎn)過(guò)程中首先需要把兩種原藥按照比例融合在一起制成母液，敵百蟲(chóng)、噻蟲(chóng)胺原藥均為固體，需找到合適的溶劑把兩種原藥溶在一起制成原藥母液，通過(guò)篩選，選用的溶劑有甲醇、乙醇、苯、乙酸仲丁酯、二甲苯，丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷。通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 溶劑的篩選實(shí)驗(yàn)

從表1中看出，甲醇和丙酮作為溶劑，溶解性、低溫穩(wěn)定性、母液狀況都比較好。甲醇價(jià)格相對(duì)丙酮較低，從控制生產(chǎn)成本出發(fā)，選用甲醇作為溶劑。

4.2 酸堿調(diào)節(jié)劑的選擇

酸堿調(diào)節(jié)劑的作用是使顆粒劑存儲(chǔ)過(guò)程中保證質(zhì)量穩(wěn)定，其中敵百蟲(chóng)在弱堿液中可變成敵敵畏，不穩(wěn)定，很快分解失效影響產(chǎn)品質(zhì)量，需對(duì)產(chǎn)品酸堿度進(jìn)行調(diào)整以保證產(chǎn)品生產(chǎn)、藏儲(chǔ)中質(zhì)量穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 調(diào)節(jié)劑劑的篩選實(shí)驗(yàn)

從表2中看出，選擇1%檸檬酸作酸堿調(diào)節(jié)劑，效果較好并且成本較低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

4.3 黏接劑的選擇

顆粒劑的生產(chǎn)工藝中，黏結(jié)劑的作用是將農(nóng)藥有效成分粘附在填料上。黏結(jié)劑的選擇和用量，對(duì)顆粒劑產(chǎn)品的成型和使用藥效會(huì)產(chǎn)生直接影響。用量少會(huì)造成顆粒包衣黏結(jié)不好，易脫落；用量多造成顆粒之間黏結(jié)過(guò)緊、崩解難影響藥效。通過(guò)篩選對(duì)比選擇以下黏結(jié)劑進(jìn)行試驗(yàn)，聚乙二醇6000、黃原膠(XG)、可溶性淀粉、明膠、聚乙烯醇、石蠟。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3中看出，使用聚乙烯醇和聚乙二醇6000作為黏結(jié)劑效果較好，顆粒均勻崩解容易。石蠟難溶于水，加熱熔化后才能使用，操作過(guò)程復(fù)雜，不方便使用；黃原膠(XG)也有較好黏結(jié)性，考慮到配方的經(jīng)濟(jì)性，最終選擇2%聚乙二醇6000作黏結(jié)劑。

表3 黏結(jié)劑的篩選實(shí)驗(yàn)

4.4 穩(wěn)定劑的選擇

農(nóng)藥穩(wěn)定劑 (Stabilizer)是指能防止延緩農(nóng)藥制劑在貯運(yùn)過(guò)程中有效成分分解或物理性能劣化的助劑。農(nóng)藥制劑穩(wěn)定性 (Stability)是指農(nóng)藥制劑在運(yùn)輸或貯藏條件下的化學(xué)及物理性能的穩(wěn)定程度。農(nóng)藥穩(wěn)定劑主要功能是保持和增強(qiáng)產(chǎn)品性能穩(wěn)定性，保證產(chǎn)品在有效期內(nèi)各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求[3]，保證顆粒劑的質(zhì)量和藥用效果穩(wěn)定。結(jié)合敵百蟲(chóng)和噻蟲(chóng)胺的理化特點(diǎn)，選擇硫酸銨、亞磷酸酯、環(huán)氧化妥爾油、大豆油作穩(wěn)定劑，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比、優(yōu)化篩選，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 穩(wěn)定劑的篩選實(shí)驗(yàn)

從表4中看出，硫酸銨作為穩(wěn)定劑,用量為2%時(shí),對(duì)敵百蟲(chóng)和噻蟲(chóng)胺的分解具有較好延緩和阻止作用，敵百蟲(chóng)和噻蟲(chóng)胺的兩年貯存獲得理想的效果。

4.5 著色劑的選擇

農(nóng)藥作為特殊商品，在使用、運(yùn)輸、藏儲(chǔ)過(guò)程中為便于與一般生活商品區(qū)分，并且在破損泄漏發(fā)生后起到警示作用，就需對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行入染色。同時(shí)，由于該產(chǎn)品中敵百蟲(chóng)容易光解，也要考慮通過(guò)染色降低其光解。常用的著色劑有堿性紅、酸性紅、堿性綠、堿性紫。因?yàn)閴A性紫能有效防止紫外線對(duì)敵百蟲(chóng)的分解，因此，選擇堿性紫作著色劑，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比對(duì)用量進(jìn)行優(yōu)化篩選，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5中看出，選擇用量為0.15%堿性紫作染色劑，制劑顏色鮮亮，敵百蟲(chóng)光解慢。

表5 著色劑的篩選實(shí)驗(yàn)

4.6 熱貯穩(wěn)定性測(cè)定

熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)是通過(guò)加溫(一般為 54 ℃)貯存樣品 14 d 所取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，來(lái)推測(cè)常溫貯存兩年條件下的農(nóng)藥產(chǎn)品的穩(wěn)定性。作為商品，農(nóng)藥從生產(chǎn)到使用必然有一定的時(shí)間，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須進(jìn)行熱貯穩(wěn)定性測(cè)定。根據(jù)以上述配方優(yōu)選后制備的4.5%敵百蟲(chóng)·噻蟲(chóng)胺顆粒劑樣品，進(jìn)行各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)和熱貯穩(wěn)定性的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 配方穩(wěn)定性和熱貯穩(wěn)定性測(cè)定數(shù)據(jù)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該優(yōu)選配方的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)、熱貯穩(wěn)定性符合要求。

5 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選，4.5%敵百蟲(chóng)·噻蟲(chóng)胺顆粒劑的最優(yōu)配方組成為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))：4%敵百蟲(chóng)、0.5%噻蟲(chóng)胺、甲醇為溶劑(制備原藥母液)、1%檸檬酸、2%聚乙二醇6000、2%硫酸銨、0.15%堿性紫、載體砂補(bǔ)足100%。

該生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、配方經(jīng)濟(jì)可行、收率高、藥效好、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)使用者安全方便，劑型符合我國(guó)農(nóng)藥制劑發(fā)展趨勢(shì)，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)前景。