一種包含鱗翅目昆蟲性信息素的兩親嵌段共聚物膠束的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于昆蟲信息素的兩親嵌段共聚物膠束組合物，具體涉及一種包含鱗翅目昆蟲性信息素的兩親嵌段共聚物膠束。
【背景技術(shù)】
[0002]小菜蛾[/3ZizieWa xj1sieWa (L.)]屬鱗翅目菜蛾科，是為害十字花科蔬菜的世界性害蟲。國內(nèi)外已有很多關(guān)于利用小菜蛾性信息素替代傳統(tǒng)化學(xué)殺蟲劑治理小菜蛾的報(bào)道，如利用小菜蛾性信息素進(jìn)行蟲口密度監(jiān)測、大量誘捕和迷向。小菜蛾性信息素的主要成分包括順-11-十六碳烯醛(Zl 1-16: Aid)、順-11-十六碳烯乙酸酯(Zl 1-16: Ac)和順-11-十六碳烯醇(Z11-16:0H)。其中順-11-十六碳烯醛在空氣中不穩(wěn)定，易被空氣氧化。甜菜夜蛾(Sjooi/ojotera exigua Hubner)為間歇性爆發(fā)危害的多食性農(nóng)業(yè)害蟲，近年來隨著我國農(nóng)業(yè)耕作栽培制度的改變，農(nóng)作物品種布局的調(diào)整，氣溫變暖以及化學(xué)農(nóng)藥抗藥性的產(chǎn)生等，甜菜夜蛾的防控難度越來越大，已經(jīng)由次要害蟲上升為危害蔬菜、棉花和花卉等作物的重要害蟲，在全國各地發(fā)生危害日益嚴(yán)重。甜菜葉蛾性信息素由(順，反)-9，12_十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，E12-14:Ac)，(順)_9_十四碳烯醇(Z9_14:0H)組成。斜紋夜蛾學(xué)名[Prodenia litura (Rabricius)]屬鱗翅目夜蛾科，別名蓮紋夜蛾，俗稱夜盜蟲、烏頭蟲等。世界性分布。中國除青海、新疆未明外，各省(自治區(qū))都有發(fā)生。幼蟲取食甘薯、棉花、芋、蓮、田菁、大豆、煙草、甜菜和十字花科和茄科蔬菜等近300種植物的葉片，間歇性猖獗為害。斜紋夜蛾性信息素由(順，反)_9，11-十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，Ell-14:Ac)，(順，反)-9，12-十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，E12-14:Ac),(順)-9-十四碳烯醋酸酯(Z9_14:Ac)和(反)-11-十四碳烯醋酸酯(Z9-14:Ac)組成。
[0003]空心纖維、橡膠誘芯和石蠟油是目前應(yīng)用普遍的昆蟲性信息素釋放載體。已有利用性信息素微膠囊作為緩釋劑型進(jìn)行舞毒蛾、樅色夜蛾和棉鈴蟲等害蟲迷向防治的報(bào)道，但還未見有關(guān)小菜蛾、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等鱗翅目昆蟲性信息素微膠囊的合成及其應(yīng)用效果的相關(guān)研究成果。傳統(tǒng)的性信息素釋放載體存在一定的弊端，如性信息素的持效期難以持久。選擇合適的緩釋材料是延長昆蟲性信息素持效期、提高害蟲誘捕率的關(guān)鍵。攜帶昆蟲性信息素的載體多為復(fù)合橡膠(Critchley B R, Camp1n D G, McVeigh LJ, et al.1985.Control of pink boIIworm, Pectinophora gossypiella (Saunders)(Lepidoptera: Gelechiidae), in Egypt by mating disrupt1n using hollow-fibre,laminate-flake and microencapsulated formulat1ns of synthetic pheromone[J].Bulletin of entomological research, 75(2): 329-346.) PVC (許國慶，蔡忠杰，劉培斌.2008.甜菜夜蛾性信息素的研究與應(yīng)用[J].昆蟲知識，45(3): 357-361.)、石蠟油(Atterholt C A, Delwiche M J, Rice R E, et al.1999.Controlled release ofinsect sex pheromones from paraffin wax and emuls1ns[J].Journal of controlledrelease, 57(3): 233-247.)等材料。利用這些材料制成橡膠頭、毛細(xì)管誘芯、迷向絲(李慶燕，劉金龍，趙龍龍，等.2012.緩釋技術(shù)在性信息素防治害蟲中的應(yīng)用[J].中國生物防治學(xué)報(bào)，28(4): 589-593.)，在一定程度上減少了性信息素的快速分解(陸鵬飛.2007.利用性信息素防治豆野螟的生物學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用技術(shù)研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文.)，但在田間使用的持效期仍然有限，同時(shí)有機(jī)溶劑對誘芯制備操作人員健康也會(huì)造成一定的影響(鄧建宇，杜家瑋.2004.小菜蛾性信息素劑型的研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)科學(xué)版)，21 (12): 52-55.)。近年來，微膠囊技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為昆蟲性信息素微膠囊制作提供新思路。
[0004]目前，昆蟲信息素微膠囊的合成方法主要為復(fù)合凝聚法和界面聚合法。醛在界面聚合的過程中以及貯存期間均能與脂肪族多胺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，醛類信息素不能通過以脂肪族多胺作為單體的界面聚合法進(jìn)行微膠囊化；而醇類信息素亦不能通過界面聚合法進(jìn)行微膠囊化，因?yàn)榇寄苎杆俚呐c親電子的單體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?？紤]上述因素，我們采用兩親嵌段聚合物制備包裹了小菜蛾性信息素的膠束和固體微膠囊。
[0005]微膠囊化(Microencapsulat1n)過程是利用高分子載體材料在活性物質(zhì)外層形成一層連續(xù)而薄的包裹層的過程(喬吉超，胡小玲，管萍，等.2008.藥用微膠囊的制備[J].化學(xué)進(jìn)展，20 (I): 171-180.) ο通過微膠囊化可降低被包裹物受不利環(huán)境的影響程度，延長活性物質(zhì)的持效期，降低其毒性，還可避免有效成分中混入雜質(zhì)等。被包裹的物質(zhì)稱為芯材或囊芯，可以是固體、氣體、液體中的一種或多種的混合物。用來包裹囊心的物質(zhì)稱為壁材，通常要求性質(zhì)穩(wěn)定，沒有毒副作用，不會(huì)影響囊心生物活性，并且具備一定的強(qiáng)度及滲透性，能夠完全包裹藥物等。用作壁材的材料主要包括天然材料和人工合成高分子材料。主要天然材料有植物膠、阿拉伯膠、殼聚糖(He P, Davis S S，Ilium L.1998.1nvitro evaluat1n of the mucoadhesive properties of chitosan microspheres[J].1nternat1nal Journal of Pharmaceutics, 166(1): 75-88.)、海藻酸鈉、卡拉膠、瓊脂、糊精、低聚糖、甲殼素、明膠、酪蛋白、大豆蛋白、蠟(蟲蠟、石蠟、蜂蠟)等(郝紅，梁國正.2002.微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用[J].現(xiàn)代化工，22 (3): 60-67.)。人工合成高分子材料主要包括聚碳酸酯、聚氰基丙烯酸烷酯、聚丙烯酸樹脂、聚膦腈等(談金輝，劉文涵，單勝艷.2003.物微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用[J].天津化工，17 (6): 4-7.)。此外部分無機(jī)材料也可用作微膠囊的壁材(孟銳，李曉剛，周小毛，等.2012.藥物微膠囊壁材研究進(jìn)展[J].高分子通報(bào)，3:28-37.) ο
[0006]昆蟲性信息素微膠囊具有良好的應(yīng)用前景?？梢灶A(yù)期，隨著昆蟲性信息素微膠囊應(yīng)用研究的不斷深入和發(fā)展，昆蟲性信息素微膠囊將在昆蟲的誘捕、測報(bào)、綜合治理中發(fā)揮越來越大的作用，并帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益(孟憲佐.1997.昆蟲性信息素的應(yīng)用[J].生物學(xué)通報(bào)，32 (3): 46-47.)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包含鱗翅目昆蟲性信息素的兩親嵌段共聚物膠束。鱗翅目昆蟲性信息素與兩親嵌段共聚物的親油端作用后，親水端通過與水的作用自組裝形成一種具有疏水性內(nèi)核與親水性外殼的核-殼型結(jié)構(gòu)的膠束；而親油端能夠使具有脂溶性的性信息素更容易被包裹，增加了性信息素的包封率。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種包含鱗翅目昆蟲性信息素的兩親嵌段共聚物膠束，其特征在于:其是以鱗翅目昆蟲性信息素、兩親嵌段共聚物、去離子水為原料，而制得的一種包含鱗翅目昆蟲性信息素的核-殼型結(jié)構(gòu)的膠束；其中，鱗翅目昆蟲性信息素、兩親嵌段共聚物、去離子水的質(zhì)量比為1-5:5-25:5-10 ο
[0009]所述的鱗翅目昆蟲性信息素為小菜蛾性信息素、斜紋夜蛾性信息素和甜菜葉蛾性信息素中的一種。
[0010]所述的小菜蛾性信息素由順-11-十六碳烯醛(Zll-16:Ald)，順-11-十六碳烯乙酸酯(Zl 1-16: Ac)和順-1 1-十六碳烯醇(Zl 1-16: 0H)組成，其質(zhì)量比為5-50: 5-50:1。
[0011]所述的斜紋夜蛾性信息素由(順，反)-9，11-十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，Ell-14:Ac)，(順，反)-9，12-十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，E12-14:Ac)，(順)_9_十四碳烯醋酸酯(Z9-14:Ac)和(反)-11-十四碳烯醋酸酯(Ell-14:Ac)組成，其質(zhì)量比為50-100:10-30:10-25:10-25。
[0012]所述的甜菜葉蛾性信息素由(順，反)-9，12-十四碳二烯醇醋酸酯(Z9，E12-14:Ac)，(順)-9-十四碳烯醇(Z9-14:0H)組成，其質(zhì)量比為1-95:1-950
[0013]所述的兩親嵌段共聚物的親水性嵌段包含至少一種聚乙二醇系列聚合物單元，親油性嵌段包含至少一種聚己內(nèi)酯系列聚合物單元。
[0014]優(yōu)選的，所述的兩親嵌段共聚物的親水性嵌段為聚乙二醇(MPEG)，親油性嵌段為聚己內(nèi)酯(PCL)。
[0015]—種制備如上所述的包含鱗翅目昆蟲性信息素的兩親嵌段共聚物膠束的方法，包括以下步驟:
(1)將鱗翅目昆蟲性信息素溶于DMF中，配制成鱗翅目昆蟲性信息素溶液；
(2)將鱗翅目昆蟲性信息素溶液與兩親嵌段共聚物的DMF溶液混合，得到混合溶液；
(3)在攪拌條件下逐滴加入去離子水，攪拌制得膠束。
[0016]將制得的膠束二等分，第一組直接置于1ml離心管中保存，第二組用半透膜透析24h后置于1ml離心管中保存；分別用氣相色譜檢測2h和24h的峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到有效成分含量。
[0017]有效成分含量％=鱗翅目昆蟲性信息素濃度/理論濃度*100 ;
游離率％=(初始濃度-透析24h濃度)/初始濃度*100 ;
包封率％=有效成分含量* (1-游離率)*100。
[0018]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)本發(fā)明通過將鱗翅目昆蟲性信息素與兩親嵌段共聚物混合制得膠束，鱗翅目昆蟲性信息素與共聚物的親油端作用后，親水端則通過與水的作用自組裝形成一種具有疏水性內(nèi)核與親水性外殼的核-殼型結(jié)構(gòu)的膠束；而親油端能夠使具有脂溶性的性信息素更容易被包裹，增加了性信息素的包封率，提高20% ；
(2)兩親嵌段共聚物(MPEG-PCL)具有良好的生物相容性，對小分子藥物具有優(yōu)良的藥物通過性，載藥量能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，是生物可降解，環(huán)境友好型材料且在制備過程中有機(jī)溶劑的使用量少，從而避免在使用過程中造成環(huán)境污染，鱗翅目昆蟲性信息素是通過壁材的孔隙緩慢的釋放，從而達(dá)到長期、穩(wěn)定釋放的效果。
【附圖說明】
[0019]圖1是包埋小菜蛾性信息素的膠束引誘劑的釋放節(jié)律；
圖2是包埋小菜蛾性信息素的膠束引誘劑的有效含量、包封率和游離率；
圖3是包埋小菜蛾性信息素的膠束引誘劑的田間引誘效果。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明用下列實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于下列實(shí)施例。
[0021]首先對小菜蛾性信息素三種組分配比的確定，因?yàn)樾〔硕晷孕畔⑺豘ll_16:Ald和Zll-16:Ac的比例在8:2到5:5之間對小菜蛾雄蛾具有較高的反應(yīng)活性，而Zll-16:0H的加入量在1%會(huì)起到增效的作用。但是小菜蛾性信息素在被兩親嵌段共聚物包埋后，會(huì)有一部分組分游離在微球之外，因此性信息素三種組分的比例會(huì)發(fā)生變化，我們經(jīng)過檢測和試驗(yàn)，最終確定了對小菜蛾有較高引誘活性的配比。同時(shí)，通過大量反復(fù)試驗(yàn)，也確定了斜紋夜蛾和甜菜夜蛾性信息素被兩親嵌段共聚物包埋后引誘活性最佳比例。
[0022]實(shí)施