[发明专利]一种pH调控的纳米农药及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及新型纳米农药制剂领域，具体涉及一种pH调控的纳米农药及其制备方法和应用。利用含有活性官能团的二醇或者二硫醇的衍生物与农药分子中的羰基反应生成中间产物C并有效抑制农药分子的活性，将中间产物C修饰在碳量子点表面，可增加农药分子的水溶性和局部浓度，从而得到pH调控的纳米农药。本发明提供的纳米农药可以通过喷雾或喷洒作用于农林植物的表面或土壤中，在到达真菌或害虫体内之前几乎不释放农药；当进入真菌或害虫体内后，其酸性环境会刺激释放农药分子，并起到杀虫的作用。

技术领域

本发明属于新型纳米农药制剂领域，具体涉及一种pH调控的纳米农药及其制备方法和应用。

背景技术

我国是世界第一农药生产和使用大国，目前常年发生农业病虫100余种，每年化学防治面积70亿亩次，农药年使用量达200多万吨，产值2000多亿元。农药成为保障农业安全稳定生产的重要物质基础。但与此同时，高效、低残毒的制剂比例不高，高附加值农药仍然依赖进口。表现为，传统农药剂型的有效性与安全性急待改善：分散性差、沉积性差、生物活性低、降解缓慢，靶标作物利用率不到30％，有害生物受药量不足0.1％。导致农药残留、环境污染、生物多样性被破坏、生态退化。

纳米材料具有小尺寸效应、表面界面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应等基本特性，显现出许多传统材料不具备的奇异特性。纳米材料在机械性能、磁、光、电、热等方面与普通材料有很大不同，具有辐射、吸收、催化、吸附等新特性。当前利用纳米材料与技术发展纳米农药新剂型，已经成为国际纳米农业领域的研究热点之一，在缓解农药滥用所造成的食品残留与环境污染等方面显示了良好的应用前景。利用纳米技术，将农药粒子从传统的5微米降低至100纳米，纳米材料的小尺寸效应可减少叶面农药脱落，提高农药的利用率；利用纳米材料负载农药粒子，可根据作物防治的时效特性等需求，通过微囊化技术实现药物的控制释放，延长药效期，可以减少农药的施用次数，从而避免了农药滥用引发的食品安全问题；此外，纳米技术可以改善难溶药物的水溶性与分散性，减少农药制剂成分中的苯、甲苯、二甲苯等不利于人体的有机溶剂使用量，从而减少有害溶剂与助剂流入环境造成污染。

传统农药存在以下缺点：(1)靶向性弱、低效、使用效果差；(2)大多数农药较难降解，可降解性差，易造成二次污染；(3)药剂不稳定，持效期短，需要多次用药；(4)用药量大，成本高。因此，需求一种控释型纳米农药，克服传统农药的缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种pH调控的纳米农药制备方法及其应用。

本发明的目的之一是在针对农药的泄露和对环境的污染，发现和提出了一种pH调控的纳米农药。通过对农药分子结构中羰基的保护机理和在酸性条件下的去保护机理，有效控制农药分子的释放过程，减少农药残留，降低环境污染。

本发明的目的之二是针对传统农药的不足和存在的问题，发现和提出了纳米农药的概念。纳米农药同常规农药相比，粒径小，比表面积大，对靶标组织的接触能力大大增加，可以有效的提高农药的生物利用度，降低农药用量。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种pH调控的纳米农药，其特征在于，农药分子通过化合物T桥连修饰到CDs表面形成所述纳米农药；在非酸性条件下，所述纳米农药中的所述农药分子的活性被抑制，在酸性条件下水解释放出所述农药分子。

作为本发明的一种优选方案，

所述CDs为：

所述化合物T为:

所述农药分子为:

其中R₁为：具有1～18个碳的烷基、取代烷基、烯基、炔基、芳基、芳杂环基、环烷基、杂环基、氨基、胺基、酰胺基、醚基、酯基、PEG中的一种或多种形成的基团；