GSH刺激响应性光活化纳米农药的研究文献综述
2020-04-15 15:15:56
1.目的及意义
随着世界人口的增长,对粮食的需求量也越来越大,也导致了农业领域面临较大的挑战,农业生产主要通过加大基础物质如化肥,农药的投入来提高粮食产量。而农药在使用的过程中往往存在着利用率低,环境污染大等问题,由于缓控释农药对于延长农药持续时间,减少用量与使用频率方面有一定作用,所以缓控释农药近年来受到了人们的关注。同时光活化农药(photoactivatedpesticides)是近几年来发展较快的一类新型、高效、低毒的农药。这类农药实质上是一类光敏剂。其杀灭害虫或杂草的基本原理是光动力作用(photodynamicaction),即光敏剂在光照的条件下,吸光(一般是可见光)催化周围的氧分子产生高活性的单线态氧或超氧负离子,从而杀灭害虫或杂草。同时,智能聚合物纳米胶束作为一种能对外界刺激(包括pH、温度,光等)做出形态或结构改变的微粒,其对于传统的药物释放系统相比具有很多独特的优势,如能保持药物的活性,聚合物胶束能为药物分子提供输送到靶点的载体,能有效避免光敏剂在进入害虫组织细胞之前被光解。本课题立足于这一方面,针对缓控释农药的载体进行合成与研究,使之能提高农药对环境的智能响应性,从而提高利用率,并减少对环境的污染。本课题计划使用一种新型、高效、低毒的光活化杀虫剂,设计构建一种GSH响应性控释农药制剂。设计用甘氨酸作为连接臂,先利用甘氨酸的羧基与光活化杀虫剂焰红染料B的酚羟基酯化,再利用其氨基与海藻酸钠酰胺化,两步反应得到两亲性大分子共轭物PhB-Gly-Alg。通过超声原位自组装在水溶液中形成Alg为壳、PhB基团为核的纳米胶束。将光活化杀虫剂包埋于胶束内部,从而降低了光活化农药的光解,并减少了农药的流失。当纳米胶束进入到害虫体内,并进入害虫细胞后,暴露于还原性的GSH环境中,酚羟基酯键就会被劈开,胶束就会解体,同时偶联的光活化农药就会释放出来。当害虫暴露于太阳光下,光活化农药就会被激活,导致害虫死亡。
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随着世界人口的增长,对粮食的需求量也越来越大,也导致了农业领域面临较大的挑战,农业生产主要通过加大基础物质如化肥,农药的投入来提高粮食产量。而农药在使用的过程中往往存在着利用率低,环境污染大等问题,由于缓控释农药对于延长农药持续时间,减少用量与使用频率方面有一定作用,所以缓控释农药近年来受到了人们的关注。同时光活化农药(photoactivatedpesticides)是近几年来发展较快的一类新型、高效、低毒的农药。这类农药实质上是一类光敏剂。其杀灭害虫或杂草的基本原理是光动力作用(photodynamicaction),即光敏剂在光照的条件下,吸光(一般是可见光)催化周围的氧分子产生高活性的单线态氧或超氧负离子,从而杀灭害虫或杂草。同时,智能聚合物纳米胶束作为一种能对外界刺激(包括pH、温度,光等)做出形态或结构改变的微粒,其对于传统的药物释放系统相比具有很多独特的优势,如能保持药物的活性,聚合物胶束能为药物分子提供输送到靶点的载体,能有效避免光敏剂在进入害虫组织细胞之前被光解。本课题立足于这一方面,针对缓控释农药的载体进行合成与研究,使之能提高农药对环境的智能响应性,从而提高利用率,并减少对环境的污染。本课题计划使用一种新型、高效、低毒的光活化杀虫剂,设计构建一种GSH响应性控释农药制剂。设计用甘氨酸作为连接臂,先利用甘氨酸的羧基与光活化杀虫剂焰红染料B的酚羟基酯化,再利用其氨基与海藻酸钠酰胺化,两步反应得到两亲性大分子共轭物PhB-Gly-Alg。通过超声原位自组装在水溶液中形成Alg为壳、PhB基团为核的纳米胶束。将光活化杀虫剂包埋于胶束内部,从而降低了光活化农药的光解,并减少了农药的流失。当纳米胶束进入到害虫体内,并进入害虫细胞后,暴露于还原性的GSH环境中,酚羟基酯键就会被劈开,胶束就会解体,同时偶联的光活化农药就会释放出来。当害虫暴露于太阳光下,光活化农药就会被激活,导致害虫死亡。
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2. 研究的基本内容与方案
{title}- 研究的基本内容:
1、两亲性偶合PhB的海藻酸衍生物(PhB-Gly-Alg)的合成 -
2、PhB-Gly-Alg基纳米胶束的制备与表征
3、PhB-Gly-Alg基纳米胶束的体外GSH响应性研究
- 研究的目标:
(1)以海藻酸为基质,氨基乙酸为连接臂,酚羟基酯键为释药开关,呫吨类光敏剂为模型农药,设计构建GSH响应性、pH响应性的多重响应性纳米农药传递系统;
(2)开展纳米传递系统的体外光稳定性评价,为发展低毒、高效、环保的纳米农药传递系统提供基础数据。
- 拟采取的技术方案及措施:
技术方案如下:
(1)氨基乙酸荧光桃红B酯(Gly-PhB)的合成与表征
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