隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，農(nóng)藥的過度使用已成為一個嚴(yán)重的社會問題。它不僅對環(huán)境造成污染，還可能導(dǎo)致生態(tài)平衡的破壞和人類健康的風(fēng)險。因此，開發(fā)新型、可持續(xù)的農(nóng)藥制劑已成為當(dāng)前研究的熱點。然而，現(xiàn)有的農(nóng)藥制劑往往存在釋放效率低、環(huán)境適應(yīng)性差等問題，亟需創(chuàng)新的技術(shù)來解決這些問題。
近日，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)李君副教授團隊在International Journal of Biological Macromolecules發(fā)表了題為Maleic anhydride-functionalized cellulose nanocrystal-stabilized high internal phase Pickering emulsion for pesticide delivery的研究論文，構(gòu)建了以一種以棉花纖維素為原料的新型農(nóng)藥遞送系統(tǒng)。這種新型農(nóng)藥遞送系統(tǒng)具有制備低成本、農(nóng)藥負(fù)載量高和穩(wěn)定性（離子和紫外光）高的優(yōu)點，為親脂農(nóng)藥的緩控釋遞送提供新思路，對農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展具有重要意義。
本文構(gòu)建了由馬來酸酐修飾的纖維素納米粒子穩(wěn)定的高內(nèi)相Pickering乳液（MANCs-HIPPEs），通過調(diào)節(jié)油相體積分?jǐn)?shù)（φ）、MACNCs濃度、NaCl用量和流變性能考察了MACNCs-HIPPEs的穩(wěn)定性。在φ為0.8和MACNCs濃度為2wt%時獲得的高內(nèi)相Pickering乳液顯示出了優(yōu)異的鹽穩(wěn)定性（NaCl，1200 mM）和儲存穩(wěn)定性（60天）。在不同溫度（15 ℃、25 ℃、35 ℃）下，負(fù)載吡蟲啉的MACNCs-HIPPEs（IMI@ MANCs-HIPPEs）對吡蟲啉的緩釋作用表現(xiàn)出明顯的熱響應(yīng)性，這些性能可抵御環(huán)境中鹽離子對乳液穩(wěn)定性的破壞，并且可實現(xiàn)溫度刺激響應(yīng)下的吡蟲啉的緩/控釋。此外，與市售的吡蟲啉水分散粒劑相比，IMI@ MACNCs-HIPPEs在葉面上的鋪展、滯留和葉片粘附實驗中顯示出明顯的優(yōu)勢。
圖1. MACNCs和MACNCs-HIPPE的制備示意圖。
圖2. 制備的MANCs-HIPPE（MANCs濃度為2wt%，φ為0.8）對NaCl（0-1200 mM）的穩(wěn)定性：（a）數(shù)碼照片;（b）光學(xué)顯微鏡圖像。
圖3. IMI@ MACNCs-HIPPEs在棉花葉面表面的鋪展和滯留實驗：（a）接觸角（+和-表示棉葉的正面和背面）；（b）IMI@ MANCs-HIPPEs的滯留量。
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)2021級碩士研究生吳超為第一作者，新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)李君副教授為通訊作者。本研究受到新疆維吾爾自治區(qū)天山創(chuàng)新團隊計劃（2023D14020）、新疆維吾爾自治區(qū)自然科學(xué)基金（2022D01A175）和國家自然科學(xué)基金（32160352）的資助支持。
課題組研究方向包括：1.農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)衍生的智能材料（膜、水凝膠、乳液等）在藥物遞送、綠色農(nóng)藥和緩釋肥料領(lǐng)域的應(yīng)用；2.生物質(zhì)衍生碳材料在土壤改良和環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用研究。
來源：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)
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