王俊蘋
微膠囊技術(shù)研究始于20世紀(jì)30年代,且于20世紀(jì)50年代取得重大成果,現(xiàn)已應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、飼料、添加劑、紡織及生物固定化等領(lǐng)域。微膠囊農(nóng)藥是利用微膠囊技術(shù)把固體或液體農(nóng)藥包裹在囊壁材料中,形成微小囊狀的制劑,微膠囊粒徑1~800微米。微膠囊能改善和提高物質(zhì)表觀及其性質(zhì),儲(chǔ)存微細(xì)物質(zhì)和控制釋放,保護(hù)芯材料免受外界影響、屏蔽氣味、降低毒性。
我國(guó)農(nóng)藥微膠囊劑的研究和應(yīng)用時(shí)間很短,僅有阿維菌素、辛硫磷等少數(shù)的農(nóng)藥微膠囊商品化。進(jìn)入21世紀(jì),粒狀、水性、控釋化和省力化劑型成為重要發(fā)展方向。我國(guó)從1998年開始農(nóng)藥微膠囊產(chǎn)品登記,2010年后新增登記加快,2016年6月在有效登記期內(nèi)的產(chǎn)品166個(gè),覆蓋殺蟲劑、除草劑、殺菌劑(嘧菌酯)和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等農(nóng)藥,大多數(shù)產(chǎn)品有效成分含量較低,劑型主要為微囊懸浮劑。1978年起,沈陽(yáng)化工研究院開始微膠囊農(nóng)藥研制,1982年才獲得首個(gè)商品化微囊化產(chǎn)品25%對(duì)硫磷微膠囊劑。目前,在農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)中查詢登記的農(nóng)藥微膠囊劑,殺蟲劑數(shù)量約50%,主要有除蟲菊素、高效氯氟氰菊酯、毒死蟬、阿維菌素、吡蟲啉、辛硫磷、四噻蟲啉等。農(nóng)藥微膠囊產(chǎn)品登記最多的生產(chǎn)企業(yè)主要分布在山東和江蘇,黑龍江省平山林業(yè)制藥廠和江蘇省南通聯(lián)農(nóng)農(nóng)藥制劑研究開發(fā)公司的產(chǎn)品登記數(shù)位列前兩位。
目前,適用于農(nóng)藥微膠囊劑工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)制備的方法主要有:溶劑蒸發(fā)法、界面聚合法、生物微膠囊法、原位聚合法、凝聚相分離法等。①界面聚合法是制作微膠囊劑最主要的方法,在常溫條件下,兩個(gè)互不相容的界面就可發(fā)生縮聚反應(yīng),制備工藝反應(yīng)速度快、簡(jiǎn)單方便,且工業(yè)上最常用。先把縮聚反應(yīng)用的第一種單體溶解于農(nóng)藥原油中構(gòu)成有機(jī)相;若為固體農(nóng)藥,則需把要溶解在與水不相容的有機(jī)溶劑中,再溶解于第一單體;再將有機(jī)相分散于含有乳化劑或分散劑的水中,利用攪拌或均化方法使顆粒大小符合要求;向前述的乳狀液中加入水溶性的第二單體,常溫下在油水界面發(fā)生縮聚反應(yīng),再經(jīng)過(guò)輔助步驟最終形成微膠囊劑。②凝聚相分離法分為鹽析凝聚、復(fù)合凝聚和簡(jiǎn)單凝聚,其中復(fù)合凝聚法最為常用。凝聚相分離法效果好、反應(yīng)速度快、無(wú)需昂貴設(shè)備,常溫下可行;但工藝過(guò)程難于控制,在國(guó)外該方法用于農(nóng)藥微膠囊專利申請(qǐng)數(shù)量較少。③生物微膠囊法制備簡(jiǎn)單、后處理方便、生物互適性好、損耗小,有較好的開發(fā)應(yīng)用前景。酵母菌、霉菌等真菌用于制造生物微膠囊較適合,尤其酵母菌,利用生物膜的半透性使囊心物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞制成微膠囊。首先將干細(xì)胞放于酒精水溶液、農(nóng)藥構(gòu)成的混合液中,經(jīng)浸泡、溶脹使?jié)B透平衡,再用空氣干燥或冷凝將酒精、水去除后即獲得農(nóng)藥微膠囊粉末。