[发明专利]一种壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅载药复合溶胶及其应用和制备方法

说明书

本发明公开了一种壳聚糖/海藻酸钠‑二氧化硅载药复合溶胶及其应用和制备方法。该载药复合溶胶，其通过在壳聚糖/海藻酸钠‑二氧化硅聚合物的复合溶胶体系中负载农药分子后得到。壳聚糖/海藻酸钠‑二氧化硅聚合物通过将海藻酸钠溶液加入在LiOH/尿素水溶液中经过冷冻处理的壳聚糖碱溶液并形成复合溶胶后，再加入硅酸反应得到。本发明提供的载药成分能够以溶胶形态保存和施用，并在施用后瞬间形成凝胶，既便于存储和施用，又能够达到药物缓释的作用。此外，本发明提供的复合溶胶同时具有亲水性和亲脂性，能够对亲水和亲脂的农药有效成分进行分区包埋，同时实现亲水和亲脂性药物的负载，实现凝胶材料对不同性质药物的协同负载和高效利用。

技术领域

本发明属于农业技术领域，具体涉及一种在井窖式栽培过程中，对植株根茎疾病进行预防的具有自主发泡性能的、绿色环保的、可生物降解的壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅载药复合溶胶及其应用和制备方法。

背景技术

井窖式栽培是一种农业上常用的栽培方式，首先在农田中用打洞器打出一个直径为5～10cm，深度为12～20cm的井窖，再将育好的小苗直接放入井窖中，或将肥沃土壤中育好的苗利用打洞器将小苗和育苗的土壤带出，再放入其他土壤的预先打好的井窖中。当前井窖式栽培的防治方法大多是移入植株时在井窖中喷施防治药物，多为水剂或颗粒剂，这些药物在地下水的冲刷下缓慢流失，起不到长期防治的目的，还会给周围的环境带来污染，此外有些药物直接接触小苗的根茎，会对其产生刺激性，从而影响小苗的生长。

壳聚糖分子内的和分子间的氢键赋予了壳聚糖抗水性并控制着结晶形态。当壳聚糖在LiOH/尿素水溶液进行冷冻爆破处理时，首先由于壳聚糖吸附的大量水分子快速结晶成冰，将壳聚糖的结构撑开，削弱了壳聚糖的分子间作用力，使得小分子物质可以易于向其内部扩散，其次LiOH分子在上述作用的促使下向壳聚糖内部扩散，从而与壳聚糖的乙酰基和羟基发生反应破坏其分子内和分子间的氢键，使得壳聚糖在碱性环境下实现溶胀或溶解。

二氧化硅气凝胶是世界上最早被成功制备的气凝胶，也是目前已知的最轻的固体材料，尤其是其密度小，孔径多，更赋予其广泛的应用吸附功能。二氧化硅具有低毒性和生物相容性，高化学和机械稳定性，亲水性、亲脂性和多孔结构，可以定制以控制吸附或包封药物的扩散速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种预防井窖式栽培植株多种根部疾病所研发的自主发泡式载药凝胶材料及其制备方法和应用。

第一方面，本发明提供了一种壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅载药复合溶胶，其通过在壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅聚合物的复合溶胶体系中负载农药分子后得到。壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅聚合物的复合溶胶体系通过将海藻酸钠溶液加入在LiOH/尿素水溶液中经过冷冻处理后的壳聚糖碱溶液并形成复合溶胶后，再加入硅酸反应得到。

作为优选，所述的农药分子同时包含亲水药物和亲脂药物。

作为优选，所述的亲水药物采用独脚金内酯(strigolactone，SL)、木霉素、矮壮素中的一种或多种；亲脂药物采用多菌灵、甲基硫菌灵中的一种或多种。甲基硫菌灵的化学名为1,2-二(3-甲氧碳基-2-硫脲基)苯；多菌灵的化学名为N-(2－苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯。

作为优选，所述的壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅聚合物的复合溶胶体系中添加有碳酸氢钠。

作为优选，该壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅载药复合溶胶在使用时加入含二价阳离子的酸性溶液，使载药复合溶胶凝胶化并发泡。

作为优选，所述的二价阳离子为氯化钙电离形成的钙离子；氯化钙在溶液中的质量分数为0.5～1.5％。氯化钙溶液的pH值为4～6。前述的各用量均以壳聚糖与去离子水的重量总和为基准。

第二方面，本发明提供前述的壳聚糖/海藻酸钠-二氧化硅载药复合溶胶的制备方法，其包括以下步骤：