Song等发现2-乙基己基琥珀酸酯磺酸钠(AOT)具有快速降低液体表面张力的能力 , 将其和聚环氧乙烷(PEO)互配还可以提升液体的剪切黏度 , 增强药液在单条纹超疏水水稻叶面的沉积效果 。
针对植物叶面带弱负电的性质 , Li等设计了一种可以快速降低液体表面张力的阳离子表面活性剂(双十烷基二甲基溴化铵) , 将其与除草剂草甘膦混合后 , 药液动态表面张力降低 , 液滴在杂草叶面的沉积效果明显增强 , 杂草防控效果增强 。
Cao , Song等研究了负载苯醚甲环唑的二氧化硅离子与不同Tween 80、SDS互配药液在水稻叶面和甘蓝叶面的弹跳行为 , 揭示了黏附力越大 , 界面膜极限弹性模量越小 , 则药液液滴弹跳越小 , 沉积量越好的规律 。该团队同时还利用叶酸与2n2+在液滴内部构建的 *** 结构抑制了液滴弹跳(图4) 。
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图4 叶酸与Zn+混配抑制药液液滴弹跳
调节靶标表面与药液间的相互作用力也是调节药物传递效率的重要方式 。
Zhang等对比Trition X-100、DTAB、SDS后发现 , 非离子表面活性剂Trition X-100具有更好的润湿能力 , 当浓度达到有效润湿浓度(CWC)时 , 表面活性剂分子可以吸附在疏水叶面 , 对其进行亲水改性 , 可以实现液滴的完全润湿 。
Ma等基于植物叶片表面含有化学成分三萜化合物的特性 , 选择同样具有三萜结构的甘草酸作为稳定剂 , 制备了60%丁硫克百威乳胶剂 , 发现甘草酸纤维在喷雾施药过程中可以延缓液滴回缩 , 抑制液滴弹跳(图5) 。
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图5 甘草酸作为桶混助剂改善草甘膦液滴的沉积
当药液液滴在靶标表面完成沉积后 , 还容易受到雨水冲刷 。传统农药制剂耐雨水冲刷性差 , 容易流失进入土壤和溪流中 。
研究人员利用氢键、范德华力、π-π堆积等非共价键作用力 , 开发了一批与靶标表面相互作用力强 , 耐雨水冲刷的农药制剂 。Liang等利用邻苯二酚结构与叶面之间的氢键、π-π堆积等非共价键作用力 , 构建了一种可以在植物叶面长效持留的阿维菌素纳米微球(图6) 。
郭勇飞等建立了一种基于剂量传输快速评价农药制剂药效的 *** , 通过室内试验分析药液的黏附力、沉积量、表面张力和接触角等指标 , 可以科学、准确筛选合适的制剂配方 , 减少田间药效实验次数 。
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图6 具有邻苯二酚基团的阿维菌素纳米微球制备过程
除了利用非共价键作用力外 , 农药制剂颗粒还可以通过与靶标叶面微纳粗糙结构的拓扑作用改善药液耐雨水冲刷效果 。Zhao等基于植物叶面的微观结构与化学成分 , 设计了一种邻苯二酚修饰的“帽子型”微球 , 通过拓扑形貌以及邻苯二酚与叶面成分的非共价键作用 , 提高药液在靶标叶面的沉积持留(图7) 。
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图7 邻苯二酚修饰的帽子型微球改善药液在水稻叶面沉积
2.4 农药药液的释放传导研究
传统农药制剂在完成药液剂量传递之后很少能真正作用于植物病害 , 大部分活性成分都降解或流失 。控制药物释放可以实现对农业生产中病虫草害的精准防治 , 提高药效 。微囊制剂是主要的控释型农药制剂 , 不仅可以保护活性成分免受空气、水和微生物等环境因素的分解 , 同时还可根据病虫草害发生规律 , 在特定的环境下持续地释放农药 , 以保证在防治病虫草害的同时 , 减少农药药害和环境污染的发生 。
农药微囊悬浮剂是一种当前农药制剂中对技术要求较高的农药剂型 。近年来 , 国内农药制剂行业研究人员通过长时间的积累已取得了巨大的进步 。
Gao等以中空二氧化硅为芯材 , 热响应共聚物聚N-异丙基丙烯酰胺一共甲基丙烯酸为壁材包覆噻虫嗪 , 制得了一种与温度正相关的温度响应型农药 。Xu等利用多巴胺修饰后的二氧化硅与Cu2+间的螫合作用 , 制备了一种具有pH响应型的嘧菌酯制剂 。
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