[发明专利]作为农业药物载体的木质素生物材料

说明书

本发明提供了包含疏水性活性剂的木质素纳米粒子。本发明提供了一种制备包含疏水性活性剂的木质素纳米粒子的方法，该方法包括以下步骤：(i)将改性木质素和疏水性活性剂溶解于水溶解度低的有机溶剂中；(ii)将所述溶液与水和表面活性剂混合以形成预乳液；(iii)由所述预乳液形成乳液；以及(iv)使所述改性木质素交联以形成包含所述疏水性活性剂的木质素纳米粒子，其中所述改性木质素是经化学改性以包含至少两个适用于聚合和/或交联的官能团的木质素。

技术领域

本发明涉及包含疏水性活性剂的木质素纳米粒子、其制备方法以及所述纳米粒子用于治疗植物感染的用途。

背景技术

杀虫剂大量用于治疗被害虫感染的植物。然而，许多杀虫剂是有毒的或以其它方式损害人类健康或对环境有害。因此，通常将杀虫剂的施用控制在一定剂量。施用杀虫剂的最简单方法是将杀虫剂的溶液或乳液/分散体喷洒到植物上。不幸的是，农业中施用的杀虫剂大部分被雨水冲刷掉，这降低了所述杀虫剂的功效并且造成环境污染。

提高杀虫剂的功效和减少环境影响的一种方法是提供以微胶囊、微粒和颗粒体形式的杀虫剂的控释制剂。控释制剂可以限制杀虫剂转移到周围环境中的速率并且可以降低冲刷效应，从而可以减少杀虫剂的总量。

US 2003/0013612 A1公开了一种制备用于控释农业活性物质的基于木质素的基质微粒的方法，所述方法包括在水溶液中形成有机溶液的乳液，其中所述有机溶液含有在挥发性有机溶剂中的木质素衍生物和农业活性物质，并且所述水溶液含有乳化剂；以及去除所述有机溶剂，从而产生微粒，所述微粒具有包含木质素衍生物的基质，所述农业活性物质分布在所述基质中。该方法的结果是小球形的基于木质素的基质微粒，所述基质微粒以受控速率释放农业活性物质。所述基于木质素的基质微粒的缺点在于，无论植物是否被害虫感染，活性成分(诸如杀虫剂)都会长时间释放。此外，由于粒子的粒径，所述微粒无法通过植物的完整维管系统运输。

减少所需杀虫剂量的另一种方法是称为树干注射(也称为树木注射、茎干注射或木质部注射)的方法，其中将杀虫剂注入例如树木的木质部维管组织中。此方法使用植物的维管系统将活性化合物分配到植物的木质部、冠层和根部中。用于树木保护的树干注射被认为是一种环境上更安全的杀虫剂施用替代方法，因为该化合物在树木内递送，这允许选择性地暴露于植物害虫。因此，树干注射可以显著减少水、土壤、空气和野生动物对农药的非靶向暴露。

Esca病害复合体是由几种真菌引起的葡萄病害。在大多数情况下，仅在植物的树干中发现与该疾病相关的真菌。真菌根霉格孢菌(Phaeomoniella chlamydospora)、鸡腿蘑丝孢菌(Phaeoacremonium aleophilum)、地中海嗜蓝孢孔菌(Fomitiporia mediterranea)和侧弯孢壳属(Eutypa lata)通常与该病害有关。然而，其它真菌，诸如葡萄座腔菌(Botryosphaeriaceae)科的种，也可能与该病害有关。

传统上，只能采取预防措施来保护植物免受Esca相关真菌的侵害。这些方法包括保护修剪葡萄藤后的伤口、鉴定感染的葡萄藤并将其从葡萄园中去除、以及对所用切割工具进行永久消毒。已经证明，使用例如用于控制白粉病的常规杀虫剂可以仅略微降低葡萄园中的感染率。然而，增加使用常规杀虫剂没有足够的效果来证明附加喷洒是合理的。

Dula等人研究了用树干注射杀真菌剂来治疗Esca感染的葡萄藤(Phytopathol.Mediterr.2007,46,91-95)。他们钻出直径6mm的孔到至少25mm的深度，并在30至40巴的压力和120至180mL/L的剂量下注入40mL的杀真菌剂溶液。通过将杀真菌剂直接注入植物中，杀真菌剂统计分布于整个植物中，这导致杀真菌剂在低浓度下均匀分布。因此，必须注入大量的杀真菌剂，以便在被真菌感染的植物部位处达到足够浓度的杀真菌剂。