甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂的研制

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂的研制 福建农林大学学报 (自然科学版 ) Journal of Fujian Agriculture and Forestry University (Natural Science Edition) 第 39 卷 第 2 期 2010 年 3 月 1% 甲 氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂的研制 孙作洋 , 林瑞娜 , 范庆秀 , 赖金娇 , 吴祖 建 , 吴 刚 (福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室 ,福建 福 州 350002 ) 摘要 : 根据微乳剂形成的机理 ,选用不同的表面活性剂和助表面活性 剂 ,制备出 1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 (甲维盐 ) 微 乳剂 . 其配方为 1%甲维 盐原药 + 10%二甲基甲酰胺 (溶剂 ) + 5%环己酮 ; 表面活性剂 OP 2 、 # 、 #以 3 ? ? 的比例进 10 601 500 1 1 行复配 ,用量 15% ; 助表面活性剂为正戊醇 2% ,水补足 100%. 试样各项质量际踔副昃细?. 对小菜蛾幼虫室内毒力测定 的 结果表明 , LC50毒力略高于 1%甲维盐 EC. 关键词 : 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 ; 微乳剂剂型 ; 表面活性剂 中图分类号 : Q965. 9 文献标识码 : A Form ula tion of 1% emam ection benaoa te m icroem ulsion 用下形成的热力学稳定 、 各向同 性 、 光学透明或半透明的分散体系 . 农药微乳剂一般制成 O /W 型 ,因其 以水 为分散介质 ,液滴微细化 (半径一般为 0. 01 - 0. 1 μm ) , 具有生产贮运和使用安 全 、 对环境影响小 、 成 本低 、 药效好等特点 . 甲氨基阿维菌素苯甲酸盐 ( em amection benaoate, 简称甲维盐 ) 是一种半合成的抗生 素杀虫剂 ,具有胃毒和触杀 作用 ,对许多鳞翅目幼虫活性极高 又可降低成本 ,具有良好的环境效益和经济效 益 . [2] 主要制剂是 0. 5% - 2%的甲维盐乳油 ,将其加工成微乳剂既可以减少乳 油制剂中有机溶剂对环境的污染 # 盐 ( 500 ) . 助表面活性剂为甲醇 、 、 乙醇 正丁醇 、 正戊醇 、 正辛醇 、 十二醇 ,均为化学纯 . 溶剂有环己酮 、 二甲 苯、 、 甲苯 二甲基甲酰胺 、 丙酮和二甲基亚砜 . 水采用自来水 、 去离子水 . 室内药效评价的试验对象为 3 龄小 菜蛾幼虫 ,为福建省闽侯上街菜田经室内饲养 的第 3 代种群 . 收稿日期 : 2009 - 04 - 15 修回日期 : 2009 - 12 - 11 基金项 目 : 福建省科技厅资助项目 ( 2009N0018) ; 科技部资助项目 ( 05DFA30440) . 作 者简介 : 孙作洋 ( 1981 - ) ,男 ,硕士研究生 . 研究方向 : 农药剂型 . Email: sunzy@163. com. 通讯作者吴刚 ( 1958 - ) , 男 , 教授 , 博士生导师 . 研究方向 : 药剂毒理学 . newugan@163. com. # # NP 2 、 、 10 601 烷基酚聚氧乙烯醚甲醛 缩合物 700 、 吐温 2 、 20 吐温 2 、 80 辛基酚聚氧乙烯醚 ( OP 2 、 2 、 2 4 OP 7 OP Abstract: According to m icroemulsion (M E ) p rincip les, 1% emamectin benzoate M E was made up by using surfactants and assis2 1. 1 材料 10、 2 、 2 、 2 、 2 ) 、 OP 12 OP 15 OP 18 OP 20 蓖麻油聚氧乙烯醚类 ( EL 2 、 2 、 2 、 2 ) 和十二烷基苯磺酸钙 10 EL 20 EL 60 EL 80 hexanone and 10% N ′2di ethylfor N m mam ide ) , 1% emamectin benzoate, 15% emulsifier and 2% assistant surfactant The emulsifi2 . # # er was the m ixture of OP2 10, 601 and 500 (3 ?? The assistant surfactant was pentanol, the other component was water The 1 1). . various technical indicators of the for mulation were qualified. The toxicity of 1% emamectin benzoate to P lu tella xylostella M E was slightly higher than that of 1% emamectin benzoate EC. Key words: emamectin benzoate; m icroemulsion formulation; surfactant 1 材料与 方法 tant surfactants The app rop riate solvent and emulsifier were selected. The ulti ate formulation was consistent of solvent ( 5% cyclo2 . m 农药微乳剂 (m icroemulsion, M E )是液体或固体农药有效成分的有机溶剂溶液和水在表面活性剂 作 [1] 92% (质量分数 )甲维盐原药为山东京博农化有限公司产品 . 表面活性剂 包括烷基酚聚氧乙烯醚类 SUN Zuo 2yang, L I Rui2na, FAN Q ing2xiu, LA I J in 2jiao, WU Zu 2jian, WU Gang N ( Key Laboratory of B iopesticide and Chem ical B iology, M inistry of Education, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China ) 文章编号 : 1671 2 5470 ( 2010 ) 02 2 0128 2 04 . 因此其 制剂含量一般较低 , 目前市场上 2期 第 孙作洋等 : 1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂的研制 ?1 2 9 ? 1. 2 溶剂筛选 依据相似相容原理 ,初选出环己酮 、 二甲基甲酰胺 、 二甲苯 、 甲苯 、 甲醇 、 乙醇等几种溶剂 先后与高效氟氯氰菊酯按照 2 ?、 ?、 ?、 ?、 ?比例进行混合 、 1 1 1 1 2 1 3 1 4 搅拌 ,观察其溶解性能 . 1. 3 表面活性剂的筛选 [3] , 各种溶剂 参考表面活性剂的 HLB 值法和胶束浓度 CMC 理论 , 采用筛选法 , 在一定溶剂及其用量的基础上 , 固 定一定表面活性剂用量 ,用不同的表面活性剂来筛选 ,比较所制得的微乳剂的理化性能 . 若不能达到要求 , [4] 则选取其中性状较好者 ,再加入其他种类表面活性剂进行复配 ,从而选取合适的表面活性剂 . 1. 4 助表面活性剂的筛选 醇类能促使表面活性剂在水油两相中的浓度发生改变 , 从而改善体系的界面性质 , 改变体系的相行 [5] 为 ,表现出助表面活性剂的特性 . 选用各种醇分别进行微乳液配制 ,进行各指标的检测 . 1. 5 微乳剂的配制 溶剂 、 助表面活性剂与原药混合 ,加入表面活性剂后搅拌 ,使原药完全溶解 ,加水搅拌至澄清透明 . 1. 6 理化性能测定 外观 、 乳液稳定性 、 冷贮稳定性 、 热贮稳定性的标准和冻融试验的方法均参照文献 [ 6 ]. 外观 : 透明或近似透明的均相液体为合格 . 乳液稳定性 : 用标准硬水稀释 200 倍 , 30 ? 下静置 30 m in,保持透明 、 无浮油沉淀 、 能与水以任意比混 合的为合格 . 冷贮稳定性 : 取样品 30 mL 置于无色透明玻璃磨口瓶 ,密封后置于 0 - - 10 ? 冰箱中冷藏 , 24 h 后取 出 ,室温下静置 ,可恢复无色透明者为合格 . 热贮稳定性 : 在 ( 54 ? ) ? 2 下贮存 2 周 ,外观保持均相透明 、 有效成分分解率不大于 5%者为合格 . 1. 7 室内毒力测定 以 1%甲维盐乳油 ( EC )为对照 ,以龄期一致的 3 龄小菜蛾幼虫为试虫 , 进行室内毒力测定 . 采用浸叶 [7] 法 ,分别将 1%甲维盐 M E、 甲维盐 EC 用自来水稀释 6 个浓度系列 ,以自来水为空白对照 . 选用新鲜 、 1% 幼嫩 、 较大的花菜叶片 ,分别浸入药液和空白对照 10 s,取出置于阴凉处晾干 , 叶柄处用湿润的棉花包住 , 再用铝箔纸包住棉花保持叶片水分 ; 将叶片置于养虫盒 ,接入小菜蛾幼虫 ,每盒 30 头 ,在温度 25 ?、 相对 湿度 75%条件下饲养 . 设 1 个重复 . 以 LC50值计算相对毒力指数 . 2 结果与分析 2. 1 溶剂筛选 环己酮 、 二甲基甲酰胺对甲维盐的溶解性好 ; 但单用环己酮高温稳定性差 ,单用二甲基甲酰胺低温稳 定性不好 ,而将两者按不同比例混配进行进一步试验 . 结果表明环己酮与二甲基甲酰胺配比为 1 ?时效果 2 最好 . 2. 2 表面活性剂的筛选 单用非离子型表面活性剂配制的微乳剂对温度比较敏感 ,因此多选用离子型的表面活性剂与之混配 , [8] 可使形成的微乳的温度范围扩大 . 本试验中 , 选用十二烷基苯磺酸钙作为阴离子型表面活性剂来筛选 非离子表面活性剂 . 按照非离子型和离子型表面活性剂混配的原则将 2 种表面活性剂以 3 ?质量比混匀 1 # 后使用 . 先后选取 601 、 系列 、 系列 、 系列 、 、 EL NP OP 吐温 MOA 等常用非离子表面活性剂与阴离子表面活 # 性剂 500 (十二烷基苯磺酸钙 )以各种比例进行复配 ,试验结果见表 1. 淘汰掉常温和高温外观性状较差的表面活性剂种类 ,选择外观较好的处理 4、、 进一步研究 . 试验结 5 8 果表明 ,在处理 8 的基础上 ,增加烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂 , 2 种非离子表面活性剂与阴离子 型表面活性剂之间的比例为 1. 5 ? 5 ? 总用量为 20% ,可以显著提高制剂稀释稳定性 (表 2 ) . 1. 1, ?130? 福建农林大学学报 (自然科学版 ) 第 39 卷 表 1 表面活性剂的筛选 Table 1 Screening of surfactants 处理 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 表面活性剂种类 NP 2 10 OP 2 4 OP 2 7 601 # S2 80 # # 与 500 #的质量比 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 3? 1 # # 搅拌混合后现象 微黄色透明 乳白色浑浊 乳白色浑浊 微黄色透明 微黄色透明 半透明 半透明 微黄透明 半透明 浑浊 浑浊 微黄透明 凝胶状 ,不透明 不澄清透明 ,粘稠 外观变化 透明度下降 稀释稳定性 /m in 处理 1 2 3 4 5 非离子表面 活性剂 ( 1) 601 601 # 601 # 601 601 # 通过添加烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂 , 可以明显改善产品的性能 , 据此确定使用 601 与 OP 2 10 # 作为非离子表面活性剂 ,以 500 作为阴离子表面活性剂 . 在处理 3 (表 2 )的基础上调整这 3 种表面活性剂 # # 之间的比例 ,来筛选最佳配比 ,结果表明当 601 ? 2 ? 为 1 ??时效果最佳 (表 3 ) . OP 10 500 3 1 # 处理 1 2 3 4 5 φ601 # / % 10 12 4 8 7 2. 3 助表面活性剂的筛选 先后对甲醇 、 乙醇 、 正丁醇 、 正戊醇 、 正辛醇 、 十二 醇分别进行微乳液配制 ,经检测 ,确定使用正戊醇作为 助表面活性剂 (表 4 ) . 2. 4 甲维盐微乳剂配方 甲维盐原药含量 1% ; 溶剂为 10%二甲基甲酰胺 、 # # 5%环己酮 . 表面活性剂 OP 2 、 、 以 3 ? ? 的 10 601 500 1 1 比例进行 混配 , 用量 15%. 助 表 面 活 性 剂 为 正 戊 醇 2% ,水补足 100%. 各项指标的检测结果如下 . 外观 : 淡黄色透明溶液 . OP 2 10 OP 2 12 OP 2 15 OP 2 20 O2 25 EL 2 10 EL 2 20 EL 2 60 EL 2 80 透明 透明 20 15 透明 25 析出结晶 表 2 601 、 与烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂混配的结果 500 Table 2 M ixing results of surfactant 601 # , 500 # and OP series 非离子表面 活性剂 ( 2) OP 2 4 OP 2 7 OP 2 10 OP 2 15 OP 2 20 0 4 4 4 6 阴离子表 面活性剂 500 # 外观 半透明 半透明 透明 透明 透明 高温稳定性 浑浊 浑浊 透明 透明 半透明 稀释稳定性 / h 500 # 500 # 500 # 500 # 3 1 0. 5 表 3 表面活性剂之间比例 稀释稳定性 50 m in 1 h 3 h Table 3 Ratios among different surfactants 乳化性能 : 制剂能迅速自然均匀的分散于水中 ,呈透明的均相溶液 ,上无浮油 ,下无沉淀 . 低温稳定性 : 微乳剂样品密封后置于 ( 0 ? ) ? 1 的冰箱中冷藏 30 d 无晶体产生 , 样品均相透明 , 连续 φO P210 / % 10 4 8 7 12 φ500 # / % 处理 6 7 8 9 φ601 # / % 9 5 6 4 1. 5 h 50 m in 表 4 助表面活性剂筛选结果 用量 / % 2 2 2 2 2 2 2 Table 4 Screening results of assistant surfactants 助表面活性剂种类 甲醇 乙醇 异丙醇 正丁醇 正戊醇 正辛醇 十二醇 φO P210 / % 5 9 6 4 φ500 # / % 6 6 8 稀释稳定性 20 m in 50 m in 30 m in 10 m in 12 现象 不透明 浑浊 ,粘稠 浑浊 半透明 透明 半透明 不透明 2期 第 孙作洋等 : 1%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微乳剂的研制 ?1 3 1 ? 冻融 12 次 ,保持澄清透明 ,无浮油 ,无沉淀 . 高温稳定性 : ( 54 ? ) ?,热贮 2 周 ,仍然保持澄清透明 . 2 2. 5 室内毒力测定 从表 5 中 LC50值可以看出 , 微乳剂对小菜蛾 3 龄幼虫有较高的毒力 ,在相同条件下微乳剂的效果略高 于同等 浓度的乳油 ; 微乳剂热贮后的 LC50值变化较小 , 说明热贮稳定性较好 , 这与色 谱分析结果一致 . 甲 维盐 M E 和 EC 剂型与大多数其它生产上常用的杀虫剂相 比 ,具有突出的杀虫效果 . 表 5 1% 甲维盐对小菜蛾的室内毒力 (浸叶法 , 48 h)测定 1) Table 5 Toxicities of 1% emamection benaoate to P. xylostella for 48 hours LC50 ( 95%置信限 ) 处理药剂 1%甲维盐 ME ( 25 ?) 1%甲维盐 ME (热贮 ) 1%甲维盐 EC mg?L - 1 0. 50 ( 0. 43 - 0. 57) 0. 52 ( 0. 46 - 0. 59) 0. 72 ( 0. 51 - 0. 85) 735 ( 590 - 914) 2616 ( 1585 - 4317) 2215 ( 1335 - 3676) 7. 04 ( 5. 20 - 9. 53) 301 ( 177 - 512) 0. 31 ( 0. 23 - 0. 40) 2. 54 ( 1. 89 - 3. 54) b + SE 比值 1. 0 1. 0 1. 4 1470 5232 4430 14. 1 602 0. 6 5. 1 5. 88 + 0. 36 5. 81 + 0. 31 5. 23 + 0. 28 2. 53 ? 28 0. 4. 39 ? 91 0. 4. 61 ? 04 1. 5. 45 ? 81 0. 4. 79 ? 22 1. 7. 59 ? 06 1. 7. 35 ? 13 1. 敌敌畏 EC 毒死蜱 EC 氰戊菊酯 EC 阿维菌素 EC B t W P ( 16000 I ?mg - 1 ) U 5%氟虫腈悬剂 48%多杀菌素悬剂 1) 敌敌畏 、 毒死蜱 、 氰戊菊酯 、 阿 维菌素 EC 系根据原药配制的乳油 . 3 小结与讨论 根据微乳剂的形成机理 , 选用合适的表面活性剂 、 助表面活性剂制备出 1%甲维盐微乳剂 , 该微乳剂 具 有理化性状好的特点 ; 相对于 1%甲维盐乳油 ,成本低 ,并且可以减轻对环境的污 染 . 3 龄小菜蛾幼虫室 内毒力测定结果表明 ,药效略好于乳油 ,是一种对环境友好 的新剂型 . 从表 5 可看出 ,微乳剂热贮后热贮稳 [9] 定性较好 ,这与色谱分析结 果一致 (热贮分解率为 4. 78% ) . 微乳剂加水稀释后 ,在水中的分散粒径比乳 油 小 ,提高了它在水中的分散度 ,增强了农药在昆虫和植物上的粘附度和渗透能力 , 符合目前农药剂型的 发展趋势 . 此外 ,甲维盐 M E 和 EC 剂型与大多数其它生 产上常用的杀虫剂相比 ,具有突出的杀虫效果 ,在 生产上具有很好的应用前景 . 参考文献 [ 1 ] 刘步林 . 农药剂型加工技术 [M ]. 北京 : 化学工业出版社 , 1998: 391 - 413. 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