[发明专利]一种智能响应型碳酸钙基微纳米农药及其制备方法和其在香蕉枯萎病中的应用

说明书

本发明提供一种智能响应型碳酸钙基微纳米农药：包括缓释基材、农药原药和信号响应高聚物，缓释基材包埋农药原药，信号响应高聚物包覆于缓释基材的表面；缓释基材为多孔碳酸钙；信号响应高聚物为对酸、光、热中至少一种刺激因素敏感的高聚物。上述智能响应型碳酸钙基微纳米农药为包埋型制剂，具有优异的载药性能和较高的缓释性能，并且具有智能响应性，通过调节酸碱度、光和/或热条件，能够有效地控制药物的缓释速度，从而有效地减少了药物的不适时释放、延长了药物释放的时间，提高了药物的利用率。

技术领域

本发明属于农用药物制剂领域，具体说，涉及一种智能响应型碳酸钙基微纳米农药及其制备方法和其在香蕉枯萎病中的应用。

背景技术

香蕉是著名的热带和亚热带水果，是世界上第二大水果作物，全球香蕉产量超过1亿吨，就我国而言，香蕉产量占世界总产量的9.2％，位居世界第三位。但在目前，被人们形象的喻为“香蕉癌症”的香蕉枯萎病对香蕉产业造成了极大的影响，是世界性的香蕉毁灭性病害。香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型引起的维管束系统性的毁灭性病害，主要是由尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种引起的土传病害，病菌产生的厚垣孢子能在土壤中存活数年至数十年，病原菌在无寄主的情况下仍可在土壤中存活30年。据文献报道，尖孢镰刀菌产生的镰刀菌酸、脱氢镰刀菌酸和果胶酶是导致枯萎病的主要物质，因为其破坏了香蕉根系的膜系统，造成香蕉的代谢紊乱，根系防卫机能丧失，活力下降，最终使得植株上部缺水萎蔫。引起香蕉枯萎病的尖孢镰刀菌会使得香蕉发病根部产生镰刀菌酸和脱氢镰刀菌酸等物质，导致发病部位呈酸性状态。由于尖孢镰刀菌病原菌的寿命长，以及致病方式特殊，导致香蕉枯萎病的防治非常困难，到目前为止尚未有较为有效的防治方法。

碳酸钙广泛存在于自然界中和生物体内，主要以石灰石、大理石、贝壳等形式存在，由于其无刺激性、色白、易加工处理、价格低廉而被广泛地应用于涂料、造纸、日用品、化妆品、食品等工业中。碳酸钙具有良好的生物活性和生物可降解性，无毒且生物相容性良好，故在载药、生物学以及医学方面同样有着巨大的应用前景。

目前，已有报道记载通过对碳酸钙进行改性处理得到的多孔碳酸钙颗粒，并利用其作为药物载体搭载农药，构建碳酸钙基农药制剂。利用多孔碳酸钙作为药物载体，具有以下诸多优点：第一、由于多孔碳酸钙拥有很好的生物相容性和可降解性，在体内组织中不会发生累积，对动植物和人体没有任何危害，是良好的药物载体；第二、空心或多孔结构使其拥有较高比表面积，从而能够负载更多的药物，并且球内的空心结构或多孔的壳层可以用作控制药物缓释的临宿点，而空腔的尺寸和壳层的孔隙比较容易控制，进而能有效的调控载体中的药物负载量和缓释速率；第三、良好的化学和物理机械热稳定性，避开了由于载体的损坏而致使药物突然释放现象的发生，从而保障了药效；第四、多孔碳酸钙的原料来源广泛、廉价易得，而且多孔碳酸钙的合成比较方便，合成条件温和可控，且反应物成本低廉，所需添加剂安全无毒，易于实现工业化生产。

然而，纵观目前被广泛报道的碳酸钙基农药制剂，普遍存在以下问题：1.仅仅是通过表面对农药原药进行负载，载药量不高；2.将农药原料、钙离子、表面活性剂等混合后，采用一步共沉淀法制备碳酸钙基农药复合物，药物被固定后很难控制释放。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能响应型碳酸钙基微纳米农药及其制备方法和其在香蕉枯萎病中的应用，以实现可控地实现碳酸钙剂农药制剂的药物缓释。

根据本发明的一个方面，提供一种智能响应型碳酸钙基微纳米农药：包括缓释基材、农药原药和信号响应高聚物，缓释基材包埋农药原药，信号响应高聚物包覆于缓释基材的表面；缓释基材为多孔碳酸钙；信号响应高聚物为对酸、光、热中至少一种刺激因素敏感的高聚物。

上述智能响应型碳酸钙基微纳米农药为包埋型制剂，具有优异的载药性能和较高的缓释性能，并且具有智能响应性，通过调节酸碱度、光和/或热条件，能够有效地控制药物的缓释速度，从而有效地减少了药物的不适时释放、延长了药物释放的时间，提高了药物的利用率。