盧金清等
摘要:通過乳化劑、助溶劑的篩選,且進(jìn)行相關(guān)理化性能的檢測(cè),研究植物源農(nóng)藥16%赤菌寧微乳劑的配方制備方法,確定其最佳配方(體積分?jǐn)?shù))為商陸提取物4%,厚樸提取物4%,蒼耳子提取物8%,烷基磺酸鈣(DBS-Ca)10%,農(nóng)乳A 15%,環(huán)己酮20%,水39%。該微乳劑質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、安全、環(huán)保,具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:植物源農(nóng)藥;煙草赤星??;微乳劑;研制
中圖分類號(hào):TQ455.4;S482.2+92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)04-0727-04
煙草赤星病由煙草赤星病菌[Alternaria alternate(Fr)Keissler]引起,是煙草的一種重要真菌性病害,主要發(fā)生在煙草大田生長后期[1],受害煙草植株葉片易破碎,煙葉等級(jí)降低,嚴(yán)重時(shí)煙葉內(nèi)在化學(xué)成分失調(diào)、品質(zhì)下降,甚至喪失其經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。對(duì)于煙草赤星病目前并無特效的預(yù)防藥劑[3],防治以化學(xué)防治為主[4],會(huì)產(chǎn)生農(nóng)藥殘留,影響煙葉品質(zhì),對(duì)環(huán)境造成污染[5,6]。與傳統(tǒng)化學(xué)農(nóng)藥相比,植物源農(nóng)藥具有環(huán)境相容性好、生物活性多樣、對(duì)高等動(dòng)物及害蟲天敵安全、不易使有害生物產(chǎn)生抗藥性等諸多優(yōu)點(diǎn)[7-9]。因此,研究與開發(fā)植物源農(nóng)藥成為新型農(nóng)藥研究的主要方向之一。
植物源農(nóng)藥16%赤菌寧微乳劑采用中藥材商陸、厚樸、蒼耳子為原料,主要有效成分包括商陸皂苷、厚樸酚、和厚樸酚、綠原酸等,是一種符合環(huán)保、健康和持續(xù)發(fā)展理念的水基性農(nóng)藥制劑。前期研究表明,16%赤菌寧稀釋200倍、300倍對(duì)煙草赤星病病菌孢子的形成和菌絲的生長均有明顯的抑制作用;田間防效試驗(yàn)表明,16%赤菌寧稀釋200倍后相對(duì)防效為86.6%,對(duì)煙草赤星病有顯著的抑制效果[10]。本試驗(yàn)結(jié)合前期研究成果,進(jìn)行16%赤菌寧微乳劑的研制、性能測(cè)定。
1材料與方法
1.1材料與儀器
材料:商陸提取物、厚樸提取物、蒼耳子提取物(湖北省藥用植物校企共建研發(fā)中心自制,商陸提取物總皂苷含量≥65%,厚樸提取物厚樸酚與和厚樸酚總含量≥12%,蒼耳子提取物綠原酸含量≥1.98%);16%赤菌寧微乳劑(3批次,湖北省藥用植物校企共建研發(fā)中心自制,批號(hào):100903、100914、100921);烷基磺酸鈣(DBS-Ca)、農(nóng)乳A、農(nóng)乳B、農(nóng)乳C、OP-10(河北邢臺(tái)科王助劑有限公司,化學(xué)純);Tween20、Tween80、乙醇、環(huán)己酮、正丁醇、乙二醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司,分析純)。
儀器:Df-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(天津泰斯特儀器有限公司);HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋(江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司);自動(dòng)蒸氣滅菌鍋(寧波天恒儀器廠);電子天平(Sartorius,ALC-210.2)。
1.2方法
1.2.1微乳劑的制備采用可乳化油法,將商陸提取物、厚樸提取物、蒼耳子提取物稱量后置磁力攪拌器中攪拌均勻,加入乳化劑、助溶劑攪拌均勻作為油相。在磁力攪拌、60 ℃下將水加入到油相中,直至呈均一透明棕色液體。即制成16%赤菌寧微乳劑。
1.2.2乳化劑的預(yù)選以非離子乳化劑農(nóng)乳A、農(nóng)乳B、農(nóng)乳C、OP-10、Tween20、Tween80與陰離子乳化劑DBS-Ca為基礎(chǔ)對(duì)乳化劑進(jìn)行綜合預(yù)選,觀察判斷微乳的形成。以透明度、黏度及油相和水相的比例作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[11]。將制備好的各樣品在0~60 ℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行觀察,在某個(gè)溫度溶液出現(xiàn)透明或半透明現(xiàn)象的樣品進(jìn)入下一輪篩選,其余的不再進(jìn)行考察。
1.2.3助溶劑的預(yù)選助溶劑(包括乙醇、環(huán)己酮、正丁醇、乙二醇)初步篩選試驗(yàn)。將1.2.2中確定的乳化劑體系各制備10 g樣品,取7 g樣品置于具塞試管中,分別向其中滴加備選助溶劑,混勻。在-10~70 ℃溫度下觀察體系的透明度變化,記錄透明范圍最寬時(shí)助溶劑加入量。
1.2.4乳液穩(wěn)定性試驗(yàn)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1603—2001《農(nóng)藥乳液穩(wěn)定性測(cè)定方法》進(jìn)行。分別量取3批次16%赤菌寧微乳劑各0.5 mL,滴入100 mL 30 ℃ 342 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)硬水中,上下?lián)u動(dòng)2~3次,于30 ℃恒溫水浴中靜置1 h。無油狀物懸浮、無固體物沉淀、無濃度梯度且保持透明狀態(tài)則視為乳液穩(wěn)定。
1.2.5冷貯穩(wěn)定性試驗(yàn)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19137—2003《農(nóng)藥低溫穩(wěn)定性測(cè)定方法》進(jìn)行。以制劑在低溫時(shí)不產(chǎn)生不可逆的結(jié)塊或混濁為標(biāo)準(zhǔn)。分別量?。撑危保叮コ嗑鷮幬⑷閯└鳎保?mL,裝在無色磨口玻璃瓶中,密封,置于-10~0 ℃冰箱中24 h,取出,在室溫下放置,觀察溶液,若結(jié)塊或混濁現(xiàn)象逐漸消失,能恢復(fù)透明狀態(tài)并經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)多次,重復(fù)性好,即樣品冷貯穩(wěn)定性好,為合格。
1.2.6熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)按國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19136—2003《農(nóng)藥熱貯穩(wěn)定性測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)試。分別量?。撑危保叮コ嗑鷮幬⑷閯└鳎常?mL,注入潔凈的安瓿瓶中,置各安瓿瓶于冰鹽浴中制冷,用高溫火焰封口,冷卻至室溫稱重。將封好的安瓿瓶置于金屬容器內(nèi),再將金屬容器(54±2)℃恒溫水浴14 d。取出,將各安瓿瓶外面拭凈后稱量,取質(zhì)量未發(fā)生變化的試樣,用HPLC法于24 h內(nèi)完成對(duì)有效成分厚樸酚與和厚樸酚、綠原酸的含量測(cè)定,計(jì)算其分解率,并觀察制劑的外觀。要求有效成分的分解率不得大于8%,制劑外觀、均相透明。
1.2.7水質(zhì)影響試驗(yàn)分別以蒸餾水、去離子水、自來水、342 mg/L標(biāo)準(zhǔn)硬水和1 140 mg/L硬水配制16%赤菌寧微乳劑,進(jìn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)。
1.2.8pH對(duì)制劑穩(wěn)定性影響試驗(yàn)分別?。撑危保叮コ嗑鷮幬⑷閯└鳎保?mL,分別用乙酸和碳酸氫鈉調(diào)pH至3~9,在(54±2)℃溫度下貯存14 d,采用HPLC法測(cè)定有效成分厚樸酚與和厚樸酚、綠原酸的含量,計(jì)算其分解率,比較不同pH下制劑中有效成分的分解率。
2結(jié)果與分析
2.1乳化劑的預(yù)選
從表1可以看出,DBS-Ca用量為2%(體積分?jǐn)?shù),下同)的體系、非離子乳化劑用量為5%的體系均不合格,說明DBS-Ca的用量應(yīng)在2%以上,非離子乳化劑的用量應(yīng)在5%以上;有9個(gè)體系透明,其應(yīng)用的乳化劑組合分別是DBS-Ca/農(nóng)乳A,DBS-Ca/農(nóng)乳C,DBS-Ca/OP-10。據(jù)此,初步確定該體系中能應(yīng)用的乳化劑為DBS-Ca、農(nóng)乳A、農(nóng)乳C、OP-10。
2.2助溶劑的預(yù)選
從表2可以看出,乙醇在DBS-Ca/農(nóng)乳A(5/15)體系中溫度范圍最寬(0~40 ℃),用量為20%;環(huán)己酮在DBS-Ca/農(nóng)乳A(10/15)體系中溫度范圍最寬(-5~60 ℃),用量為20%;正丁醇在DBS-Ca/OP-10(10/10)體系中溫度范圍最寬(10~50 ℃),用量為25%;乙二醇在各個(gè)體系不同溫度范圍中表現(xiàn)都不佳。
試驗(yàn)表明,具有較好的溫度適應(yīng)性的助溶劑是乙醇和環(huán)己酮;正丁醇其次,但正丁醇的用量大,成本高,不宜用作后續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn);乙二醇表現(xiàn)最差。故選用的助溶劑初步定為乙醇和環(huán)己酮。
2.3透明溫度范圍
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果(表2),DBS-Ca/農(nóng)乳A/環(huán)己酮體系和DBS-Ca/農(nóng)乳C/乙醇體系均具有較好的溫度適應(yīng)性,但DBS-Ca/農(nóng)乳C/乙醇體系的溫度范圍不能完全符合要求,只有DBS-Ca/農(nóng)乳A/環(huán)己酮體系(10/15/20)達(dá)到-5~60 ℃的透明溫度范圍。所以,符合微乳劑溫度范圍技術(shù)要求的配方組成為DBS-Ca/農(nóng)乳A/環(huán)己酮體系(10/15/20)。
2.4配方的優(yōu)化
根據(jù)微乳劑產(chǎn)品的質(zhì)量要求,對(duì)乳化劑、助溶劑篩選及配方優(yōu)化,確定的最佳配方為:商陸提取物4%,厚樸提取物4%,蒼耳子提取物8%,DBS-Ca 10%,農(nóng)乳A 15%,環(huán)己酮20%,補(bǔ)水至100%。
2.5穩(wěn)定性試驗(yàn)
3批次16%赤菌寧微乳劑均能與水以任意比例混溶,342 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)硬水稀釋液在30 ℃,24 h內(nèi)能夠保持透明狀態(tài),證明乳液穩(wěn)定。
2.6冷貯穩(wěn)定性試驗(yàn)
3批次16%赤菌寧微乳劑冰凍后,放置在室溫下l h內(nèi)均可恢復(fù)至透明狀態(tài)。重復(fù)試驗(yàn)5次,樣品均能自行恢復(fù),表明本品具有很好的冷貯穩(wěn)定性。
2.7熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)
試驗(yàn)結(jié)果(表3)表明,制品在(54±2)℃的溫度條件下,外觀能保持透明穩(wěn)定狀態(tài),3批樣品中有效成分厚樸酚與和厚樸酚總含量的平均熱貯分解率為3.54%,綠原酸的平均熱貯分解率為5.73%,均小于6%,表明制品熱貯穩(wěn)定性良好。
2.8水質(zhì)影響試驗(yàn)
試驗(yàn)結(jié)果(表4)表明,水質(zhì)硬度對(duì)制劑穩(wěn)定性有一定影響,但影響不大。因此,從保證產(chǎn)品質(zhì)量和工業(yè)生產(chǎn)節(jié)約成本的角度考慮,選擇用自來水配制16%赤菌寧微乳劑。
2.9pH條件試驗(yàn)
試驗(yàn)結(jié)果(表5)表明,有效成分厚樸酚與和厚樸酚、綠原酸只有在pH 6~7時(shí)熱貯分解率在8%以下,過酸過堿都使制劑中有效成分分解率增加,不利于貯存。因此本品的pH范圍控制為6~7。
2.1016%赤菌寧微乳劑的技術(shù)指標(biāo)
綜合以上試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)16%赤菌寧微乳劑制定技術(shù)指標(biāo)如表6。
3小結(jié)與討論
植物源農(nóng)藥的研究、開發(fā)和應(yīng)用,順應(yīng)了社會(huì)和市場(chǎng)的要求,是農(nóng)業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的有力保障[7]。根據(jù)微乳劑的形成機(jī)理,選用合適的乳化劑、助溶劑,以中藥材商陸、厚樸、蒼耳子為原料,制備出16%赤菌寧微乳劑,該微乳劑理化性狀好、質(zhì)量穩(wěn)定可控。相對(duì)于傳統(tǒng)的煙草赤星病防治制劑,16%赤菌寧微乳劑具有防效顯著、環(huán)境友好的特點(diǎn),符合健康、環(huán)保、持續(xù)發(fā)展的理念,適合工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí),該制劑的研究為商陸、厚樸、蒼耳子等中藥材的深入開發(fā)及其制劑的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
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