專利名稱：一種絲素蛋白包埋的白蟻藥物及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及白蟻藥物的制備領域，具體涉及一種絲素蛋白包埋的白蟻藥物及其制
備方法和應用。
背景技術：
白蟻屬昆蟲綱有翅亞綱等翅目，主要有澳白蟻科、草白蟻科、木白蟻科、鼻白蟻科、 齒白蟻科和白蟻科等。白蟻是破壞性極大的世界性害蟲，在世界各地均有分布，其危害幾 乎涉及到了國民經濟的各個領域，主要集中在房屋建筑、水庫堤壩、山林果園、通訊設備和 文物古跡等。據估計，我國白蟻造成的經濟損失每年約20 25億元。自國家建設部建房 [1993] 166號文《關于認真做好新建房屋白蟻預防工作的通知》后，在我國蟻害區(qū)域內，逐 漸開展了預防建筑物白蟻尤其是對家居有巨大危害的家白蟻的防治工作，家白蟻屬昆蟲 綱_有翅亞綱_等翅目_白蟻科_家白蟻屬_家白蟻種。其危害特點為土木兩棲，既能在 地下營巢，又能在木材內筑巢，對房屋建筑的危害最大。 目前白蟻防治工作的主要問題是，建筑物預防蟻害實施中主要是采用劇毒化學毒 劑進行建筑物基礎處理，或以有機氯氯丹和砒霜等噴撒地基等，這對于環(huán)境尤其是地下水 環(huán)境造成極大的污染。因此，為了保護環(huán)境和人民健康，對低污染環(huán)保白蟻藥物的研究開發(fā) 有著十分重要的意義。 白蟻預防主要有化學屏障法、物理屏障法、誘殺法和害蟲綜合治理法。化學預防法 以藥物在地基上形成化學屏障，其短期藥物效果好，但長期使用后藥物流失使藥效減低，且 造成周邊環(huán)境的污染；物理屏障法是采用孔徑密度大不銹鋼或礫石作為物理屏障，能保持 長期的防治效果，但成本高，易造成資源浪費和經濟成本投入過大；誘殺法是使用食物或香 味和化學藥劑制成毒餌，并建立毒餌觀測站，藥物用量可以合理控制，環(huán)境污染小，防治效 果持久，但人力和財力成本投入大；害蟲綜合治理是根據有害生物和環(huán)境之間的相符關系， 發(fā)揮自然因素的控制作用，采取多種必要措施，將有害生物控制在經濟損失水平之下，可達 到最大的經濟、社會和生態(tài)效益，但所需要的科學技術和預警監(jiān)測系統(tǒng)要求太高，與目前社 會的發(fā)展水平不符合。 傳統(tǒng)白蟻藥主要有有機氯藥物、砒霜、滅蟻靈和聯(lián)苯菊酯等，主要分為接觸性傳染 致神經中毒死亡和食物中毒致死兩大類。由于各種藥物化學結構的不同，其自然狀態(tài)下分 解速率也不同，如砒霜化學結構穩(wěn)定、藥效長久同時污染周期長程度大。聯(lián)苯菊酯化學結構 相對活潑，半衰期短污染較輕但藥效不持久。 白蟻藥使用的同時讓我們生活環(huán)境的污染問題加劇，甚至已經危及到我們自身的 健康，這跟傳統(tǒng)白蟻藥物的使用方法是離不開的。白蟻藥主要用于房地產和果園種植中，或 是液體噴撒或是固體深埋土壤的方式隔離或消滅白蟻。這樣就對空氣和土壤環(huán)境造成了嚴 重的污染。另外雨水作用把藥物引人地下水環(huán)境，擴大污染并造成藥效流失，也是白蟻藥物 不能長久發(fā)揮效果的原因之一。 近年來，絲素蛋白因為作為一種具有無毒、無剌激、具有良好的物理與化學特性和生物相容性的天然高分子材料，被人們廣泛應用在生物傳感器、生物醫(yī)學材料和制備絲素 膜等領域。其中絲素蛋白作為藥物控制釋放材料(即藥物載體)的研究也吸引了許多科學 家重視。藥物載體隨生物材料科學、臨床醫(yī)學及藥物學的發(fā)展而逐漸興起。其本質特征是 作為藥物的承載者使藥物更好地發(fā)揮效力。目前已得到應用的各種藥物載體的優(yōu)點在于使 藥物釋放的部位、速度、方式等具有選擇性和可控性。絲素蛋白作為固定化載體材料在固定 化酶和抗體方面的研究早在上個世紀八十年代就有成功的應用報道。絲素蛋白固定酶一般 采用簡單包埋法和共價交聯(lián)法，利用這些方法先后研制了絲素固定化糖化酶、絲素固定化 過氧化氫酶、絲素固定化果膠酶、絲素固定化口 -淀粉酶等，固定后的酶對不良環(huán)境的抵抗 能力較強，有較長的操作半衰期、最適反應PH和最適反應溫度范圍較廣，酶的活力也有所 提高。研究中使用絲素蛋白包埋聯(lián)5-氟尿嘧啶，可以使藥物固定在一定的材料膜中，還能 根據所制的膜的孔徑來調節(jié)藥物的釋放速率。 從上個世紀90年代初開始到現(xiàn)在，國內外研究者對光化學固定法的研究已經有 了很大發(fā)展。光固定法是將被接枝物質(如多肽、酶、生長因子、蛋白質等)固定在生物高 分子材料表面，制備出具有各種活性、各種用途的的生物材料。研究表明，光固定后的促紅 細胞生成素仍然具有剌激細胞活性，并且比游離狀態(tài)顯著。光固定化上皮細胞生長因子比 游離上皮細胞生長因子傳遞信號的時間更長。固定化藻藍蛋白對7402細胞抑制率由未固 定化的6%提高到55%。研究還表明，共光固定化TNF"D與IFN"D在20ng/wel1劑量時，抑 制HeLa細胞生長的活性達82% (48h)，且具有長效活性，120h抑制活性可高達92% 。該法 能大大降低目的涂層試劑在高分子材料表面產生的無序交聯(lián)，使改性的表面比用其他表面 涂層方法所得表面有更顯著的活性，并且具有普通藥物所沒有的緩釋、長效優(yōu)勢等特性，是 新型藥物的發(fā)展方向之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于根據現(xiàn)有技術的不足，提供一種絲素蛋白包埋的白蟻藥物。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法。
本發(fā)明還有一個目的是提供上述藥物的應用。
本發(fā)明上述目的通過以下技術方案予以實現(xiàn) —種絲素蛋白包埋的白蟻藥物，包括如下組分絲素蛋白，N-琥珀亞酰胺和聯(lián)苯
菊酯，三個組分的摩爾比為5 : 500 : i。。 本發(fā)明絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法，包括如下步驟 (l)將摩爾比為l : 50 1 : 500的絲素蛋白與N-琥珀亞酰胺混合，溶于l-氟-2，
4- 二硝基苯和PBS中，冰浴混合反應，形成光活性絲素蛋白溶液； (2)在干凈材料表面滴光活性絲素蛋白溶液，加入聯(lián)苯菊酯，再鋪一層光活性絲素
蛋白溶液，使絲素蛋白的摩爾量五倍過量包埋聯(lián)苯菊酯，-4t:冷凍干燥包埋后，紫外光照射
15 20min，使包埋后的藥物接枝于材料上，即得。 上述制備步驟(1)中，由于絲素蛋白上有大量的羧基、氨基和羥基，N-琥珀亞酰胺 上的羧基與蛋白上帶有氫的氨基發(fā)生縮合反應，故可形成具有活性的絲素蛋白。此過程最 好在避光條件下進行，以保證N-琥珀亞酰胺的活性。 上述制備步驟(2)中，所述材料優(yōu)選為木材或塑料。絲素蛋白是含有大量的氨基、羧基和羥基的網狀結構大分子，因此官能團之間極易發(fā)生縮合反應，經紫外光照射后，光活
性絲素蛋白上的疊氮基產生非?；顫姷挠坞x氮原子，它可以搶奪木材或塑料中碳原子上所 帶的氫，從而形成N-C鍵，使包埋后的藥物接枝于木材或塑料上。 上述制備步驟(2)中，當選用聯(lián)苯菊酯作為白蟻藥物時，按照聯(lián)苯菊酯殺滅白蟻 的最低標準，加入聯(lián)苯菊酯的量為1 P g/cm2-7. 5 ii g/cm2。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果 (1)本發(fā)明采用包埋及光化學固定方法修飾白蟻藥后，使白蟻藥具備了納米級藥 物的優(yōu)良特性，提高了對白蟻的毒殺作用； (2)本發(fā)明絲素蛋白包埋的白蟻藥物由于固定在絲素蛋白中，調節(jié)了藥物的釋放 速率，增長了藥物的藥效； (3)本發(fā)明絲素蛋白包埋的白蟻藥物在低劑量時的藥效明顯增強，毒殺白蟻效果 理想。


圖1是絲素蛋白包埋聯(lián)苯菊酯白蟻藥物示意圖； 圖2是N-琥珀亞酰胺、絲素蛋白和光活性絲素蛋白的紅外光譜圖； 圖3是電鏡掃描結果圖(60X)，其中，a為木屑表面的電鏡掃描結果圖，b為接枝
在木塊上的絲素蛋白電鏡掃描結果圖，c為木塊上包埋聯(lián)苯菊酯的絲素蛋白的電鏡掃描結
果圖； 圖4是不同濃度聯(lián)苯菊酯接枝于木塊的絲素蛋白包埋藥物藥效對比圖；
圖5是不同濃度聯(lián)苯菊酯的游離藥物的藥效對比圖； 圖6是1. 25 g聯(lián)苯菊酯接枝于木塊的絲素蛋白包埋藥物和游離藥物的藥效對比 圖； 圖7是2. 5 g聯(lián)苯菊酯接枝于木塊的絲素蛋白包埋藥物和游離藥物的藥效對比 圖； 圖8是7. 5 g聯(lián)苯菊酯接枝于木塊的絲素蛋白包埋藥物和游離藥物的藥效對比 圖。
具體實施例方式
以下結合實施例來進一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限 定。 實施例1 取質量比為l : 100的絲素蛋白與N-琥珀亞酰胺，將兩種原料試劑加入l-氟-2， 4- 二硝基苯和PBS溶液中，配成混合溶液，震蕩均勻后，在冰浴條件下置于磁力攪拌器上攪 拌反應，形成光活性絲素蛋白。準備干凈的木塊，平鋪，滴入光活性絲素蛋白溶液，加入白蟻 藥物，再在上面鋪上一層光活性絲素蛋白溶液，置于-4°〇冰箱內冷凍干燥，干燥后將材料進 行紫外光照射15min，使包埋后的藥物接枝于木塊上。
實施例2光活性絲素蛋白合成效果監(jiān)測 為了確定絲素蛋白與N-琥珀亞酰胺發(fā)生反應并生產具有活性基團的絲素蛋白，故使用紅外光譜檢測產物。紅外光譜與分子的結構密切相關，分子中不同官能團的位置及 結構對紅外光譜的吸收值都不同，利用紅外光譜方法可測定分子的鍵長、鍵角，并由此推測 分子的立體構型，是研究表征分子結構的一種有效手段。絲素蛋白經反應后生成光活性絲 素蛋白，其分子基團必然會發(fā)生改變，從紅外光譜圖中驗證絲素蛋白的合成。由于絲素蛋 白中含有大量氨基(峰值3600左右)和羧基，N-琥珀亞酰胺中主要存在疊氮基(峰值 2110 2139)，在一定條件下N-琥珀亞酰胺中苯環(huán)上的羧基與絲素蛋白中帶氫的氨基發(fā)生 聚合反應，形成N-C鍵。 合成的光活性絲素蛋白由于帶上了 &基團，因此在紅外光譜圖中出現(xiàn)2122的紅 外吸收峰值。另外，在相關研究中表明，形成了 N-C鍵會使原有物質在3500cm—1的紅外光譜 峰變窄，對比上圖可以看出絲素蛋白中氨基的紅外吸收峰值也變得相對較窄，因此可以證 明絲素蛋白已成功與N-琥珀亞酰胺發(fā)生反應生成光活性絲素蛋白(圖2)。
實施例3接枝新型藥物后的材料表面結構分析 使用電子顯微鏡掃描觀察接枝新型藥物后的材料表面結構，分析絲素蛋白的包埋 效果、包埋后藥物的分布及尺寸。電子顯微鏡是根據電子光學原理，用電子束和電子透鏡代 替光束和光學透鏡，使物質的細微結構在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。掃描式電子顯 微鏡的電子束不穿過樣品，僅在樣品表面掃描激發(fā)出二次電子，因此利用掃描式電子顯微 鏡觀察所得到圖像分析只針對該材料的表面結構而言。從電鏡掃描結果中可以證明，絲素 蛋白膜包埋藥物后固定化于材料表面呈現(xiàn)以片層狀，經包埋及固定化后木塊中聯(lián)苯菊酯的 顆粒尺寸約為100 200nm，且分布均勻，即新型包埋固定化藥物是納米尺寸的顆粒藥物。大 量研究表明，納米級藥物具有多種優(yōu)良特性，如良好的穩(wěn)定性、對胃腸剌激性小、毒副作用 小、藥物利用度高、可靶向給藥、有緩釋作用等(圖3)。
實施例4固定化包埋藥物的活體實驗 在相同環(huán)境和條件下培養(yǎng)白蟻，設計無藥物的木塊、不同濃度梯度的游離藥物的 木塊和相應濃度梯度的固定化藥物的木塊，并使用其喂養(yǎng)白蟻，記錄每天各組白蟻的死亡 率，通過利用統(tǒng)計學分析藥物的的致死率來對固定化藥物的固定包埋作用進行直觀檢驗及 藥物應用的初步研究。 聯(lián)苯菊酯具有半衰期短、藥效強等特點，是目前作為白蟻防治的有效藥物。因為其 半衰期較短，使用聯(lián)苯菊酯可以避免長期使用后環(huán)境的污染累積作用，但同時雨水沖刷等 因素會讓藥物作用在周邊環(huán)境擴散污染，另外還會使藥效本來不持久的聯(lián)苯菊酯的有效藥 量迅速減少。如能提高聯(lián)苯菊酯使用時的化學穩(wěn)定性，并盡量避免外界因素的干擾，就可以 在環(huán)保的基礎上更好的長期防治白蟻。 我們在實驗中簡單模擬正常家白蟻的生活環(huán)境，由于白蟻喜陰喜濕，模擬環(huán)境時
候使用9cm大小的經滅菌后的培養(yǎng)皿，并且在其底部鋪滿過經50目篩板篩后的細沙，在細
沙中每天定量滴加200-300 ii g的純凈水，作為一組30只白蟻的生長空間。 活體實驗使用聯(lián)苯菊酯白蟻藥物，觀察其游離狀態(tài)和包埋固定狀態(tài)的藥效對比，
設置以下不同濃度的含新型包埋白蟻藥物、游離藥物和無藥物3組材料喂養(yǎng)白蟻，觀察其
生活狀態(tài)及存活率。 圖4是不同濃度聯(lián)苯菊酯接枝于木屑的新型包埋藥物藥效對比圖，圖5為不同濃 度聯(lián)苯菊酯的游離藥物的藥效對比圖。顯然，游離藥物的藥效是隨著藥物的濃度升高而增強，呈近似線性相關的，即在實際使用中藥物用量越多效果會越明顯，但這樣不僅容易造成 資源浪費還會對環(huán)境造成污染。 包埋并固定聯(lián)苯菊酯后，藥物作用發(fā)生了顯著的改變1)藥物作用并不總是隨著 藥物濃度的改變而呈現(xiàn)線性變化；2)在本實驗選擇的濃度范圍內，低濃度的新型包埋固定 化藥物藥效更強。 已有研究表明，固定化藥物在某一最適濃度時會出現(xiàn)藥效的峰值最高點。雖然這 個最適濃度在不同的固定化藥物中會出現(xiàn)在不同的濃度范圍內，但較低濃度固定化藥物往 往最接近于此最適值，本實驗中固定化聯(lián)苯菊酯的1.25i!g用量的藥效明顯高于其他兩個 高濃度用量的藥物。 各濃度下游離藥物與新型固定化藥物的藥物效果表明，以下將更清晰的對比此兩 者。顯然，l)高濃度藥物在包埋后具有緩釋效果，藥物的有效濃度下降，是藥物毒殺力下降 的主要原因，2)在選擇的濃度范圍內，1. 25 ii g用量和2. 5 ii g用量都較為接近最適用量范 圍(圖6 8)，因此，固定化藥物的藥效高于游離藥物的作用。
權利要求
一種絲素蛋白包埋的白蟻藥物，其特征在于所述藥物包括如下組分絲素蛋白，N-琥珀亞酰胺和聯(lián)苯菊酯，三個組分的摩爾比為5∶500∶1。
2. 權利要求1所述絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1) 將摩爾比為l : 50 1 : 500的絲素蛋白和N-琥珀亞酰胺混合，溶于l-氟-2，4-二硝基苯和PBS中，冰浴混合反應，形成光活性絲素蛋白溶液；(2) 在干凈材料表面滴加光活性絲素蛋白溶液，加入聯(lián)苯菊酯，再鋪一層光活性絲素蛋 白溶液，冷凍干燥包埋后，紫外光照射15 20min，使包埋后的藥物接枝于材料上，即得。
3. 根據權利要求2所述絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(1)是 在避光條件下進行。
4. 根據權利要求3所述絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(2)中， 所述材料是木材或塑料。
5. 根據權利要求3所述絲素蛋白包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(2)加 入聯(lián)苯菊酯的量為1 P g/cm2-7. 5 ii g/cm2。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絲素蛋白包埋的白蟻藥物及其制備方法和應用。該制備方法包括如下步驟(1)將質量比為1∶100的絲素蛋白與N-琥珀亞酰胺溶于1-氟-2，4-二硝基苯和PBS中，冰浴混合反應，形成光活性絲素蛋白溶液；(2)在干凈材料表面滴加光活性絲素蛋白溶液，加入白蟻藥物，再鋪一層光活性絲素蛋白溶液，冷凍干燥包埋后，紫外光照射15~20min，使包埋后的藥物接枝于材料上，即得。本發(fā)明制備方法得到的絲素蛋白包埋的白蟻藥物具有長效、緩釋的效果，提高了對白蟻的毒殺作用且降低了白蟻藥物對環(huán)境的污染。
文檔編號A01P7/04GK101743991SQ20091021411
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者關燕清, 馮啟理, 陳佳媚 申請人:華南師范大學