[发明专利]一种空微胶囊、可酸性或碱性控释的微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物制剂领域，特别是涉及一种空微胶囊、可酸性或碱性控释的微胶囊及其制备方法。

背景技术

苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）是一种革兰氏阳性土壤杆菌，属于芽胞杆菌属，广泛分布于叶面、虫尸、土壤、贮藏尘埃、污水之中。它在形成芽孢的同时能产生伴孢晶体，又称杀虫晶体蛋白（Insecticidal Crystal Proteins，ICPs），对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目昆虫及动植物寄生虫线虫等有特异性毒杀作用，而对人和家畜无害，不污染环境，在农林卫生害虫防治中应用广泛。

苏云金芽孢杆菌杀虫晶体蛋白又称δ-内毒素，是一类在苏云金芽孢杆菌芽孢形成期产生的具有特异杀虫活性的晶体蛋白。Cry蛋白在伴孢晶体内以原毒素的形式存在，当被特定种类的昆虫摄食后在其中肠中转变为具有杀虫活性的毒素。活化过程是一系列相继的蛋白水解，从C末端开始向N末端延伸直到形成对蛋白酶稳定的毒素。研究表明，晶体蛋白被敏感幼虫吞食后，在幼虫肠道碱性环境和蛋白酶的作用下释放出活性毒素，可与昆虫中肠上皮细胞的特异受体结合并形成孔道，破坏细胞渗透压平衡，最终导致昆虫死亡

Bt菌株的特性使得其在农业害虫的防治方面有很重要的作用，逐渐发展成了主要的微生物杀虫剂，被广泛用于粮食、经济作物、蔬菜、林果以及卫生害虫的防治。虽然Bt在实际中有了广泛的应用，但仍存在一定得局限性。截至2011年，Bt的应用在害虫防治领域取得较大成功，占据了杀虫剂市场2%的份额，但其使用后较短的残留活性成为制约其发展的一个重要因素。紫外辐射、雨水冲刷、温度等环境因素都会导致晶体蛋白的失活。目前国内外苏云金芽胞杆菌的剂型主要有：油悬剂、微囊剂、漂浮块剂、油烟雾剂、火箭抛洒剂型、紫外线防护剂型、水悬浮剂和土壤矿物颗粒吸附剂型等。其中胶囊剂型已开发了几种类型，包括可喷洒性制剂、传统的颗粒饵剂以及粘着性颗粒剂。

微胶囊的形状多种多样，由于成囊工艺、囊材、芯材的不同使得微囊表观形貌差异很大，一般地呈球形，有的是谷粒及无定形等形状。微胶囊的大小形状，与制备工艺有关。微胶囊制备方法很多，据统计有200多种。基于正负聚电解质静电作用的层层自组装技术（Layer-by-Layer self-assemble technique，LbL是基于聚电解质阴阳离子所带正负电荷间相互作用的一种自组装超分子技术。该技术的主要特点是在表面带电的基材表面通过静电相互作用交替地吸附上带相反电荷的聚电解质阴阳离子。1998年，等采用可被去除的胶体颗粒作为组装模板，通过LbL技术将聚电解质沉积到胶体颗粒上，然后将作为模板的胶体颗粒溶解或分解，制备了一类新的聚合物中空微囊（Gleb B S,Edwin D,Sean D et al.Stepwise polyelectrolyte assembly on particles surfaces:a novel approach to colloid design[J].Polymers for Advanced Technologies,1998,9:759-767.）这种方法得到的微囊与传统意义上的微囊相比，显示出独特的结构与多变的性能:其制备工艺简单；制备条件温和，可在常温水溶液中进行，可以保证生物分子具有维持生物活性的天然构像；此外，该方法适用的材料种类多，可在具有复杂体型结构的装置和材料上实现。因此，该技术在生物医用材料领域的研究中得到广泛的应用。

Bt的微胶囊剂型最早出现于二十世纪六十年代，并在之后得到广泛关注。但这些研究主要是针对苏云金芽胞杆菌菌体的微胶囊化，而针对杀虫蛋白的微胶囊化目前还没有报道。并且，已有胶囊剂型对菌体保护的持效性不长，包封的内容物会随时间的增加而释放至环境中。

发明内容

针对上述领域中的空白，本发明提供一种空微胶囊，采用层层自组装技术制成，可以载入特定的蛋白如苏云芽胞杆菌杀虫蛋白，并对杀虫蛋白的活性起到保护作用。

进一步，本发明提供一种可酸性或碱性控释微胶囊，在碱性或酸性条件下，将药物载入上述空微胶囊中，可控制在酸性或碱性条件下的药物缓慢释放。

本发明的实施例制备的可碱性控释微胶囊，在酸性条件下将苏云金芽胞杆菌杀虫蛋白载入上述的空微胶囊中，该使杀虫蛋白能够在昆虫中肠具有的碱性环境中特异性释放而在一般环境中保持稳定，将在Bt杀虫蛋白在害虫防治的实际应用中起到重要作用。

本发明还提供上述空微胶囊的制备方法。

进一步，本发明还提供可碱性控释的苏云金芽胞杆菌杀虫蛋白微胶囊的制备方法。