植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种植物源农药分子‑纳米载体复合体及其制备方法和应用，所述植物源农药分子‑纳米载体复合体由植物源农药分子与纳米载体经氢键和疏水作用形成；所述纳米载体为树枝状大分子且经过氨基官能团功能化。本发明专利技术将纳米载体和植物源农药分子通过氢键和疏水作用相结合，大幅减少植物源农药苦参碱分子的粒径，尤其是可以将苦参碱分子粒径从800nm减小至10nm，提升其在水溶液中的分散性和稳定性，同时配制过程操作简便、快速，对于不同种类植物源农药，均能不同程度地提高其毒力，延长其持效期。

Plant pesticide molecular nano carrier complex and its preparation and Application

The invention provides a plant pesticide molecule \u2011 nano carrier complex and a preparation method and application thereof. The plant pesticide molecule \u2011 nano carrier complex is formed by the hydrogen bond and hydrophobic interaction between the plant pesticide molecule and the nano carrier; the nano carrier is a dendrimer and is functionalized by an amino functional group. The invention combines nano carrier and plant pesticide molecules through hydrogen bond and hydrophobic action, greatly reduces the particle size of plant pesticide matrine molecule, in particular can reduce the particle size of matrine molecule from 800nm to 10nm, improve its dispersibility and stability in aqueous solution, and the preparation process is simple and fast, and can have different processes for different kinds of plant pesticide It can increase its virulence and prolong its duration.

【技术实现步骤摘要】
植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和应用
本专利技术涉及生物化学
，尤其涉及植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和应用。
技术介绍
化学农药在病虫害防控、保障粮食生产安全等方面发挥着重要作用，但其不科学的使用也给农业可持续发展带来了许多负面影响。自纳米技术在微电子学、半导体工业、生物医药领域中成功应用之后，它在农业领域发展迅猛，为现代农业科学提供了新的科学方法论，推动传统农业在交叉学科领域不断发展。纳米粒子是指粒径在1-100nm之间的超细颗粒，因其独特的三维尺度，具有小尺寸、比表面积大、可修饰性强、水溶液分散性好、粘附性强、光催化降解等特点。植物源农药在有机农业体系中应用较广，但由于其自身杀虫效果的限制，其速效性和持效期较传统化学农药差，这严重制约着植物源农药在害虫防控领域的进一步应用。利用纳米载体有望改善植物源农药的杀虫性能，提高害虫防效。因此，建立纳米载体介导的植物源农药的害虫防控体系尤为重要，其对农药减量控害、绿色防控技术的发展具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术提供一种植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和应用，以特定结构的纳米载体和植物源农药分子以分子间非共价相互作用结合以克服现有植物源农药毒力和持效性较差的问题。第一方面，本专利技术提供一种植物源农药分子-纳米载体复合体，所述植物源农药分子-纳米载体复合体由植物源农药分子与纳米载体经氢键和疏水作用结合而成；所述纳米载体为树枝状大分子且经过氨基官能团功能化。纳米载体的内部空腔结构和高密度官能团结构有利于植物源农药分子的装载，形成稳定复合体，同时在经过氨基官能团功能化后，提高所载物质与昆虫表皮和细胞膜的亲和力，促进植物源农药分子穿透昆虫表皮屏障，进入体腔和各个器官组织的细胞内，进而起到高效杀虫的目标。进一步地，所述纳米载体为星型聚合物和/或荧光树枝状大分子中的一种或多种；所述星型聚合物优选为式1或式5所示大分子；所述荧光树枝状大分子优选选自式2-式4所示大分子；其中式1-式5结构如下：进一步地，所述植物源农药分子为苦参碱、除虫菊酯和D-柠檬烯中的一种或多种，优选为苦参碱。进一步地，所述植物源农药分子-纳米载体复合体为由苦参碱和式1所示星型聚合物形成的复合体；或所述植物源农药分子-纳米载体复合体为由苦参碱和式5所示星型聚合物形成的复合体。进一步地，所述纳米载体和所述植物源农药分子质量比为1:8～8:1；更进一步，当所述纳米载体为和所述植物源农药分子分别为式1所述大分子和苦参碱时，所述质量比为1:1；当所述纳米载体和所述植物源农药分子分别为式5所述大分子和苦参碱时，所述质量比为1：1。进一步地，所述复合体直径小于10nm。第二方面，本专利技术提供了一种植物源农药分子-纳米载体复合体的制备方法，用于制备上述植物源农药分子-纳米载体复合体，具体步骤如下：将所述植物源分子与纳米载体分别以溶液的形式经接触后形成。第三方面，本专利技术提供一种含有有效量的上述植物源农药分子-纳米载体复合体的农药杀虫剂，复合体有效量优选为4克/公顷，相较于单独使用植物源农药的4.98克/公顷减少20％。本专利技术提供了上述植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和农药杀虫剂在农药减量控害方面的应用。进一步地，当应用于农药减量控害时具体包括如下步骤：1)将所述纳米载体和所述植物源农药分子分别配置溶液后混合得到植物源农药分子-纳米载体复合体药液；2)将所述植物源农药分子-纳米载体复合体药液施加于昆虫体表。进一步地，步骤2)具体为通过滴加法、喷雾法或浸泡法将所述植物源农药分子-纳米载体复合体药液施加于昆虫体表。再进一步，所述滴加法具体为用适当大小的移液枪、显微注射针或小型喷雾器滴加到昆虫体表。在本专利技术一个优选的实施方式中，当所述植物源农药分子-纳米载体复合体由苦参碱和式1所示纳米载体复合形成时，所述复合体在减小农药分子粒径，提升农药毒力方面存在明显优势；优选地，这种复合方式下，苦参碱和式1所示纳米载体质量比为1:1，这种条件使得复合体在结合方面具有更好的效果。本专利技术选用特定种类的树枝状纳米载体制备植物源农药分子-纳米载体复合体，能够将苦参碱的粒径从800纳米缩小到10纳米以下，是一个巨大的进步，对于提升苦参碱的效果和持续期、以及降低其使用量至关重要。本专利技术提供一种植物源农药分子-纳米载体复合体及其制备方法和应用，有益效果如下：(1)本专利技术将经过氨基官能团功能化的树枝状纳米载体和植物源农药分子通过氢键和疏水作用结合，大幅减少植物源农药分子的粒径，尤其是可以将苦参碱分子粒径从800nm减小至10nm，增加其比表面积，提升其在水溶液中的分散性和稳定性，同时提高植物源农药的毒力和持效性。(2)本专利技术使用范围广泛，对于不同种类植物源农药，均能不同程度地提高其毒力，延长其持效期。(3)配置过程操作简便、快速，只需按照推荐质量比，充分混匀静置15min，就可以形成稳定的复合体用于常规喷雾操作，易于推广和普及。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的植物源农药分子-纳米载体复合体的应用示意图；图2为本专利技术实施例2中纳米载体、苦参碱和苦参碱-纳米载体复合体电镜检测结果图；其中，A为苦参碱电镜照片，B为纳米载体电镜照片，C为苦参碱-纳米载体复合体电镜照片；图3为本专利技术实施例2提供的苦参碱-纳米载体复合体等温滴定量热法检测结果；图4为本专利技术实施例2提供的苦参碱-纳米载体复合体结构示意图；图5为本专利技术实验例1中通过害虫背板点滴检测苦参碱-纳米载体复合体毒力变化的折线图；图6为本专利技术实验例2通过喷雾法检测苦参碱、除虫菊酯和D-柠檬烯三种植物源农药分子和纳米载体形成复合体后防治效果变化的折线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1本实施例提供一种植物源农药分子-纳米载体复合体，由植物源农药分子与纳米载体经氢键和疏水作用形成；纳米载体为树枝状大分子且经过氨基官能团功能化。纳米载体可以选用式1-式5所示大分子，其结构有利于植物源农药分子的装载，形成稳定的复合体，同时纳米载体经过亲水性官能团功能化，更有利于植物源农药分子穿透昆虫表皮屏障，进入体腔和各个器官组织的细胞内，提升其杀虫效率。其制备方法可以为将纳米载体和植物源农药分子按照质量比1:1的比例分别配置溶液后混合。通过此种方式，纳米载体和植物源农药分子可以以非共价相互作用(氢键和疏水作用)相结合，植物源农药分子的粒径大幅减少，比表面积增大，在水中有更好的分散性和稳定性。图1为本专利技术提供的植物源农药分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植物源农药分子‑纳米载体复合体，其特征在于：所述植物源农药分子‑纳米载体复合体由植物源农药分子与纳米载体经氢键和疏水作用结合而成；所述纳米载体为树枝状大分子且经过氨基官能团功能化。

【技术特征摘要】
1.一种植物源农药分子-纳米载体复合体，其特征在于：所述植物源农药分子-纳米载体复合体由植物源农药分子与纳米载体经氢键和疏水作用结合而成；所述纳米载体为树枝状大分子且经过氨基官能团功能化。2.根据权利要求1所述的植物源农药分子-纳米载体复合体，其特征在于，所述纳米载体为星型聚合物和/或荧光树枝状大分子中的一种或多种；所述星型聚合物优选为式1或式5所示大分子；所述荧光树枝状大分子优选选自式2-式4所示大分子；其中式1-式5结构如下：其中，式1和式5中的n均独立地取值1～100。3.根据权利要求1所述的植物源农药分子-纳米载体复合体，其特征在于，所述植物源农药分子为苦参碱、除虫菊酯和D-柠檬烯中的一种或多种，优选为苦参碱。4.根据权利要求1所述的植物源农药分子-纳米载体复合体，其特征在于，所述植物源农药分子-纳米载体复合体为由苦参碱和式1所示星型聚合物形成的复合体；或所述植物源农药分子-纳米载体复合体为由苦参碱和式5所示星型聚合物形成的复合体。5.根据权利要求1～4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫硕，杜相革，尹梅贞，沈杰，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11