Page 29 - 《精细化工》2020年第5期

第 5 期 申 越，等: 刺激响应型农药控释剂的研发与应用进展 ·879·

疗方面更是颇具成效。而在农药控释领域的应用则 低药物用量，同时由于成本低廉、容易加工、使用
刚处于起步阶段，逐渐引起研究者的关注。 方便和环保高效等优势具有广阔的应用前景。

2 刺激响应型农药控释剂

当作物受到有害生物危害，由于有害生物与作
物之间的相互作用，两者均会受到如酶、pH、氧化
还原、光和温度等环境刺激变化。若将农药分子与
刺激响应性载体材料结合，开发刺激响应型农药控
释剂，利用环境刺激靶向地释放出农药分子，可高
效经济地控制有害生物的危害。这种刺激响应型农

药控释剂不仅具有控释剂的特点，又被赋予了环境
图 4 凹凸棒土纳米材料的制备流程和控释机理 [51]
响应的特性。随着高分子缓控释材料领域的不断发
Fig. 4 Schematic illustration of fabrication procedure
展，天然或者改性高分子材料作载体用于农药的控 [51]
and mechanism of ATP nanomaterials
制释放已经取得了可喜的研究成果。其中，具有良
好生物相容性和生物可降解性的天然高分子材料成 高越等 [52] 根据聚 N-正丙基丙烯酰胺的 LCST 与
为农药控释剂载体的研究热点。这类农药缓控释剂 桃小食心虫出土高峰温度相近，通过无皂乳液聚合
型的开发，延长了现有农药的使用期，降低了农药 法制得了负载高效氯氰菊酯的温敏微球。实验探究
对环境的污染，迎合了环境保护的需要。另外，使 了反应温度、N-正丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙
用新的材料和加工技术改进农药品种将赋予旧品种 烯酰胺的质量浓度对微球制备工艺的影响。结果表
新生命力，是重大的变革应用。 明，当反应温度为 70 ℃时，可制得粒径为（638.6±
2.1 温度响应型农药控释剂 8.9） nm、载药量为 16.5%和包封率为 73.6%的高
王宁等 [49] 采用 N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和 效氯氰菊酯温敏微球。同时发现，农药载药量和包
丙烯酸丁酯（BA）的共聚物为载体，通过乳液聚合 封率随着单体质量浓度的增加而增大，环境温度对
法制得了温度响应型吡唑醚菌酯微胶囊。吡唑醚菌 该微球累积释放率有显著影响。
酯微胶囊具有显著的温度响应特性，其 LCST 为 2.2 光响应型农药控释剂
28.2 ℃。当外部环境温度高于 28.2 ℃时，能够加速 殷以华等 [53] 公开了一种光响应型农药纳米胶束
活性成分的释放，而低于该温度时则其释放行为受 的制备方法和用途。3-硝基-4-溴甲基苯甲酸与 PEG
到了抑制。 （相对分子质量 4000）反应得中间产物 NBA-PEG。
WEN 等 [50] 以无机碳酸钙纳米颗粒为模板，通过 该产物与农药二氯苯氧乙酸（2,4-D）反应得到两亲
溶胶-凝胶法制得直径约为 100 nm、孔径约为 4.5 nm 性聚合物前体农药。随后在去离子水中超声处理，
的多孔空心二氧化硅纳米颗粒（PHSNs）并负载阿 可使前体农药自组装得到光响应型农药纳米胶束。
维菌素，研究了阿维菌素的控释行为。通过比表面 这种胶束可在避光条件下通过喷雾或喷洒作用于靶
积测试、热重分析和近红外光谱分析对负载阿维菌 标植物的表面，然后在太阳光刺激下缓慢释放出农
素（Av-PHSN）的样品进行了表征。结果表明，采 药，此项发明工艺简单，容易操作，适合于工业生产。
用简单的浸没加载方法，包裹在 PHSN 载体上的阿 CHEN 等 [54] 利用生物炭、凹凸棒土(ATP)、草甘
维菌素含量可达 58.3%，且吸附在 Av-PHSN 载体上 膦（Gly）、偶氮苯（AZO）、氨基硅油（ASO）等纳
的阿维菌素大部分为物理吸附。阿维菌素可能被吸 米复合材料，制备了核-壳结构光响应控释除草剂颗
附在 PHSN 载体的外表面、孔通道和内部，从而导 粒（LCHP），见图 5。其中，纳米级结构 ATP 均匀
致 Av-PHSN 样品的多阶段持续释放模式，并且 pH 分布于生物炭的孔隙中，形成多孔的生物炭-ATP 化
或温度的升高均能加剧阿维菌素的释放。 合物，作为载体有效负载大量 Gly 和偶氮苯，获得
CHI 等 [51] 以凹凸棒土（ATP）和碳酸氢铵为原 多孔的生物炭-ATP-Gly-偶氮苯颗粒。制备的生物炭
材料，制得了一类纳米复合材料。以这类复合材料 -ATP-Gly-偶氮苯颗粒未完全被 ASO 包覆，在 ASO
为载体与除草剂复配，开发了温度响应型农药控释 包覆层中形成微孔丰富的 LCHP。在 UV-Vis 光照射
剂（图 4）。制备得到的控释剂对温度敏感，通过温 下，偶氮苯分子发生反式顺式和顺式反式异构体转
度变化调节体系中纳米孔的数量，进而控制药物的 化，作为光驱动的“搅拌器”，通过这些纳米孔促进
释放。这种体系不仅可以提高除草剂的利用率，降 LCHP 释放 Gly，LCHP 表现出良好的光响应控释性