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一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球.pdf

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一种 生物 降解 氨基 菌素 苯甲酸 盐微球
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摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201510384207.8

申请日:

20150630

公开号:

CN104886091B

公开日:

20170811

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:
IPC分类号: A01N43/90,A01N25/28,A01P7/04 主分类号: A01N43/90,A01N25/28,A01P7/04
申请人: 福建农林大学
发明人: 徐升,陈鹏浩,吴祖建,吴刚
地址: 350002 福建省福州市仓山区上下店路15号
优先权: CN201510384207A
专利代理机构: 福州元创专利商标代理有限公司 代理人: 蔡学俊
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201510384207.8

授权太阳城集团号:

法律状态太阳城集团日:

法律状态类型:

摘要

本发明公开了一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球及其制备方法,以甲氨基阿维菌素苯甲酸盐为活性物质,即芯材;以生物可降解材料为成球材料,即壁材,具有安全、低毒、高效、持效期长和稳定性好等优点,相较于目前多用的高聚物壁材微囊,具有与环境兼容性好、材料力学性能好的优势;同时,通过改变壁材物质中聚乳酸与聚碳酸亚丙酯的比例,可实现对微球缓释性能、粒径大小的调节控制,既改善其释药性能,提高其环境友好性,又降低了生产成本,符合无公害农业生产要求。

权利要求书

1.一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的制备方法,其特征在于:以甲氨基阿维菌素苯甲酸盐为活性物质,即芯材;以生物可降解材料为成球材料,即壁材;所述生物可降解材料为聚乳酸和聚碳酸亚丙酯的共混材料;所述的生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的制备方法:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和生物可降解材料均先溶解于可回收的挥发性有机溶剂中,经溶剂挥发法制成生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球,具体步骤如下:(1)复合壁材的制备:采用溶液浇铸法制备PLA/PPC共混物;(2)含药油相混悬液的配制:将甲氨基阿维菌素苯甲酸盐作为芯材,按芯材与壁材的质量比为1∶3~3∶l混合,然后加入可回收的挥发性有机溶剂,于冰水浴中溶解,得到含药油相混悬液;含药油相混悬液中壁材的质量浓度为30~100mg/mL;(3)初乳液的制备:在乳匀分散条件下,将步骤(2)配制的含药油相混悬液快速注射进乳化剂水溶液中,制成O/W初乳液;(4)微球的制备:将步骤(3)制得的初乳液与水按体积比为1∶10~30混合,反应温度为25~35℃,避光条件下以700~900rpm搅拌,直至无有机溶剂味;过滤,水洗,离心,30~35℃真空干燥,得到生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)的具体步骤:用氯仿或二氯甲烷分别溶解PLA与PPC,PLA与PPC质量比为1∶9~9∶l,配制成浓度为10%的溶液,磁力搅拌5小时,浇铸成膜,室温下真空干燥48小时,置于干燥器中备用。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中所述的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中乳匀分散条件为:温度20~35℃,分散速度7000~10000rpm,乳化太阳城集团为1.5~5min。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中乳化剂为明胶或PVA1788,乳化剂水溶液质量浓度为5~15g/L。

说明书

技术领域

本发明属于农药技术领域,具体涉及一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球及其制备方法。

背景技术

甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(简称甲维盐)是从发酵产品阿维菌素B1开始合成的一种新型高效半合成抗生素杀虫剂,它具有超高效、低毒、低残留、无公害等生物农药的特点。但受到酸度过高或者过低、光照等因素影响,甲维盐很容易降解。为使甲维盐在使用过程中保持良好的稳定性和持效性,充分发挥药效,将易光解的甲维盐制成缓释微球,可大大延缓降解速率,同时减小在乳油、粉剂等传统剂型在生产及使用过程中造成的安全及环境问题。

微囊(microcapsules)系利用天然或合成的高分子材料(通称壁材),将固体或液体药物(通称芯材)包裹成直径1~500μm(通常为5~250μm)的微小胶囊。这种由囊材包裹囊芯物形成的微小贮库(reservoir)型结构成为微囊。如果囊心物溶解或均匀分散在高分子材料基质中,形成骨架(matrix)型的微小球形实体,则称为微球(microspheres)。微囊和微球的制备过程统称微囊化。

之前,本课题组已采用溶剂蒸发法,以生物可降解性材料PLA作为壁材物质,制备农药微球。溶剂蒸发法是医药等领域常用的药物微球制备方法,主要通过将含有壁材与芯材的混合液以微小液滴状态分散到介质中,随后从乳状液中除去挥发性溶剂以形成药物微球,相对于常用的界面聚合法、原位聚合法、复凝聚法等传统方法而言,具有反应条件温和,不需特殊反应试剂等诸多优点。以生物可降解性材料PLA作为壁材物质,可缓解聚氨酯、聚脲等生物不可降解性物质作为壁材对环境造成的危害。

太阳城集团制备微球的可生物降解性壁材聚乳酸(PLA)是由乳酸直接缩聚或丙交酯开环聚合制得的脂肪族聚酯,它除了具有生物相容性外,还具有良好的生物降解性、可加工性和力学性能等特点。但是乳酸价格及其聚合工艺中的能耗决定了PLA的合成成本较高,价位还很难被市场所接受,且生物降解太阳城集团较长。化学改性方法虽然能够有效地改善聚乳酸的性能,但是工艺复杂,条件苟刻,对设备要求高,在制备过程中所用到的有机溶剂容易对环境造成污染,至今没有工业化的产品出现。相对于化学改性,物理改性的方法简单、经济、有效,通过选择合适的共混组分,调节各组分间的配比,改善各组分的相容性以及釆用不同材料成型加工方法等手段,可以获得满足各种要求的新型材料。若与非降解高分子进行共混改性,则使材料失去了完全生物降解的特性;若PLA和其它脂肪族聚酯如聚己内酯(PCL)、聚丁二酸二丁酯(PBS)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)共混,虽然能保持完全生物降解特性,但由于相容性差。而聚碳酸亚丙酯(PPC)是由环氧丙烷和CO2共聚而得的非晶可生物降解高分子,由于PPC中含有近一半的C02链段,工业化后的PPC价格低廉,且PPC的合成使C02得到固化而不是排放到大气中,因此PPC也被认为是一种“绿色材料”。通过PLA与PPC共混改性,PPC端羧基数目的增多有利于PLA材料降解,更满足农药加工生产的需要,也符合当前环境保护与可持续发展的要求。

发明内容

太阳城集团本发明的目的在于提供一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球及其制备方法,具有安全、低毒、高效、持效期长和稳定性好等优点,相较于目前多用的高聚物壁材微囊,具有与环境兼容性好、材料力学性能好的优势;同时,通过改变壁材物质中聚乳酸与聚碳酸亚丙酯的比例,可实现对微球缓释性能、粒径大小的调节控制,既改善其释药性能,提高其环境友好性,又降低了生产成本,符合无公害农业生产要求。

为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球,以甲氨基阿维菌素苯甲酸盐为活性物质,即芯材;以生物可降解材料为成球材料,即壁材。生物可降解材料为聚乳酸和聚碳酸亚丙酯的共混材料。

制备方法:甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和生物可降解材料均先溶解于可回收的挥发性有机溶剂中,经溶剂挥发法制成生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球。

具体步骤如下:

(1)复合壁材的制备:采用溶液浇铸法制备PLA/PPC共混物;

(2)含药油相混悬液的配制:将甲氨基阿维菌素苯甲酸盐作为芯材,按芯材与壁材的质量比为1∶3~3∶l混合,然后加入可回收的挥发性有机溶剂,于冰水浴中溶解,得到含药油相混悬液;含药油相混悬液中壁材的质量浓度为30~100 mg/mL;

太阳城集团(3)初乳液的制备:在乳匀分散条件下,将步骤(2)配制的含药油相混悬液快速注射进乳化剂水溶液中,制成O/W初乳液;

太阳城集团(4)微球的制备:将步骤(3)制得的初乳液与水按体积比为1∶10~30混合,反应温度为25~35℃,避光条件下以700~900 rpm搅拌,直至无有机溶剂味;过滤,水洗,离心,30~35℃真空干燥,得到生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球。

太阳城集团步骤(1)的具体步骤:用氯仿或二氯甲烷分别溶解PLA与PPC,PLA与PPC质量比为1∶9~9∶l,配制成浓度为10%的溶液,磁力搅拌5小时,浇铸成膜,室温下真空干燥48小时,置于干燥器中备用。

太阳城集团步骤(2)中所述的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或两种。

步骤(3)中乳匀分散条件为:温度20~35℃,分散速度7000~10000rpm,乳化太阳城集团为1.5~5 min。

步骤(3)中乳化剂为明胶或PVA1788,乳化剂水溶液质量浓度为5~15g/L。

本发明与现有技术相比,具有以下优点:

太阳城集团(1)聚碳酸亚丙酯(PPC)是由CO2和环氧丙烷通过共聚反应合成的交替共聚物,降解产物中有CO2,可完全降解,是一种价格低廉的绿色环保材料。聚乳酸PLA为结晶性聚合物,PLA球晶的降解所需的能量较大,所以降解速率较慢。通过与PPC共混改性,PPC端羧基数目的增多有利于聚乳酸PLA材料降解。且共混改性方法有着方便、成本低、性能显著等优点。

太阳城集团(2)本发明将PLA/PPC共混材料进行甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微囊化,制备成微球缓释制剂;该成球材料作为农药微球壁材尚未见报道,该环保壁材在施用到田间后可自然生物降解为二氧化碳和水,与环境兼容性好,减小了因聚脲等不可降解性壁材的大量使用对环境造成的危害。本发明研究的制备方法不仅可降低农药微球的粒径,有利于微球悬浮剂的制备,而且还大大提高有效成分的光学稳定性,延缓自然光照对其降解;由于药物经微囊化后,释药性能得到控制,使产品的有效防治太阳城集团明显延长,从而可有效避免多次使用农药,减轻对环境的污染。本发明的生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球,微球制备过程稳定、可行、重现性好,微球表面光滑,粒度分布均匀,平均粒径<5 μm,包封率约88%。

太阳城集团(3)传统农药微球制剂多采用单一物质作为微球壁材,微球缓释性能多不可控,易造成微球芯材释放过快或过慢。本发明采用生物可降解性物质PLA/PPC共混材料作为复合壁材,通过控制PLA/PPC比例,可实现对制得的农药载药微球释药能力、粒径、载药量的控制。

附图说明

图1是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的电子扫描电镜10000倍显微摄像图。

太阳城集团图2是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的电子扫描电镜10000倍显微摄像图。

太阳城集团图3是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的光学显微镜摄像图。

图4 是PLA/PPC共混材料在土壤中重量损失情况图。

具体实施方式

为进一步公开而不是限制本发明,以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的制备方法,包括以下步骤:

(1)含药油相混悬液的配制:将0.3000g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药与0.3g PLA/PPC(质量比4/6)混合,加入7mL二氯甲烷,冰水浴中溶解,得到含药油相混悬液;其中,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药中有效成分占95.8%;

(2)初乳液的制备:使用高速匀浆器,在乳匀分散条件下,将步骤(1)的含药油相混悬液注射进100 mL的PVA-1788水溶液中,其中,PVA-1788在水溶液中的含量为10 mg/ml,制备出O/W初乳液;乳化条件为:温度为30℃,分散速度为7000rpm,乳化太阳城集团为5min;

(3)微球的制备:将步骤(2)的初乳液避光条件下以700 rpm 搅拌直至无有机溶剂味,保持反应温度30℃,离心(8000rpm,10分钟),蒸馏水洗涤,离心,重复多次后30℃真空干燥,即得芯材比为1:1的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐生物可降解型微球。

所得的微球表面光滑,粒度分布均匀,平均粒径4.28μm,载药量44.86%,包封率88.37%。

实施例2

太阳城集团一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的制备方法,包括以下步骤:

太阳城集团(1)含药油相混悬液的配制:将0.3000g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药与0.9000g PLA/PPC(质量比6/4混合,加入10 mL二氯甲烷,冰水浴中溶解,得到含药油相混悬液;其中,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药中有效成分占95.8%;

太阳城集团(2)初乳液的制备:使用高速匀浆器,在乳匀分散条件下,将步骤(1)的含药油相混悬液注射进100 mL 的阿拉伯胶水溶液中,其中,阿拉伯胶在水溶液中的含量为7.5 mg/ml,制备出O/W初乳液;乳化条件为:温度为30 ℃,分散速度为10000 rpm,乳化太阳城集团为1.5 min;

(3)微球的制备:将步骤(2)的初乳液全部倾入置于磁力搅拌器上的装有300 mL水的大烧杯中,保持反应温度30℃,避光条件下以800 rpm 搅拌直至无有机溶剂味,离心(8000rpm,10分钟),蒸馏水洗涤,离心,重复多次后30℃真空干燥,即得芯材比为1∶3的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的生物可降解型微球。

所得的微球表面光滑,粒度分布均匀,平均粒径3. μm,载药量19.66%,包封率82.09%。

实施例3

太阳城集团一种生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的制备方法,包括以下步骤:

(1)含药油相混悬液的配制:将0.6000g甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药与0.3000g PLA/PPC(质量比8/2)混合,加入10mL二氯甲烷,冰水浴中溶解,得到含药油相混悬液;其中,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐原药中有效成分占95.8%;

(2)初乳液的制备:使用高速匀浆器,在乳匀分散条件下,将步骤(1)的含药油相混悬液注射进100 mL 的PVA-1788水溶液中,其中,PVA-1788在水溶液中的含量为10 mg/ml,制备出O/W初乳液;乳化条件为:温度为30℃,分散速度为8000 rpm,乳化太阳城集团为4min;

太阳城集团(3)微球的制备:保持反应温度30℃,将步骤(2)的初乳液避光条件下以400 rpm搅拌直至无有机溶剂味,过滤,蒸馏水多次洗涤,离心(8000rpm,10分钟),30℃真空干燥,即得芯材比为2:1的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐生物可降解型微球。

太阳城集团所得的微球表面光滑,粒度分布均匀,平均粒径4.85 μm,载药量57.2%,包封率89.51%。

图1是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的电子扫描电镜10000倍显微摄像图。操作条件:PLA/PPC质量比为40/60,芯材比1:1,高速剪切条件7000rpm,5min。所得的微球表面光滑,成球性好,粒度分布均匀。

图2是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的电子扫描电镜10000倍显微摄像图。操作条件:PLA/PPC质量比为40/60,芯材比1:1,高速剪切条件4000rpm,1.0min。所得微球成球性好,但因PPC粘度较大,剪切强度不足,造成表面有许多残留壁材。

图3是生物可降解型甲氨基阿维菌素苯甲酸盐微球的光学显微镜摄像图。操作条件:PLA/PPC质量比为50/50,芯材比1:1,高速剪切条件8000rpm,4.5min。所得的微球成球性好,粒度分布均匀。

图4 是PLA/PPC共混材料在土壤中重量损失情况图。操作条件:将不同比例的PLA和PPC溶于三氯甲烷溶剂中,倒入培养皿发挥后揭膜,在真空烘箱内干燥3天,最后裁成30mm×30mm的样条,将不同配比的PLA/PPC共混膜样条埋入试验田土壤中,做好标记。每隔一周取出样品先后用蒸馏水与无水乙醇反复冲洗,将样品在40℃真空烘箱干燥,最后进行称重,测定其质量变化。从图4可知,随着降解太阳城集团的增长,各组分的共混膜材料降解的失重率是在逐渐的增大;纯PPC材料比纯PLA材料的失重率在1-8周较大,PLA/PPC共混膜材料在土壤中的降解速率随着PPC材料的质量百分比增多而加快,PPC材料对PLA材料的生物降解有良好的促进作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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