6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑配方研制及應用

范樹茂，司國棟，張坤，秦玉坤，趙顯棟，王磊，隋書婷

(1.海利爾藥業集團股份有限公司,山東 青島 266109；2.中國科學院海洋研究所，山東 青島；3.青島奧迪斯生物科技有限公司,山東 青島 266109)

水乳劑(EW)是一種以水為分散介質的水基化制劑，毒性低，對環境污染小，并具有較高的藥效，是取代傳統劑型，尤其是乳油產品的最經濟、安全、有效的劑型之一。因水乳劑高效[1]，與環境相容、對植物毒性低以及施藥方便等優點，被廣泛推廣應用，但是作為熱力學不穩定分散體系，水乳劑是農藥制劑發展中發展歷史較短，并處于不斷完善的一種新劑型。

噻唑膦是20 世紀90 年代由日本石原推出，主要作用機制為抑制根結線蟲乙酰膽堿酯酶的合成，可用于防治多種根結線蟲，具有觸殺和內吸作用，速效性好，持效期長。氨基寡糖素是指D-氨基葡萄糖以β-1,4 糖苷鍵連接的低聚糖，由幾丁質降解為殼聚糖后再降解制得，或由微生物發酵提取的低毒殺菌劑。氨基寡糖素對一些病菌的生長有抑制作用，可影響真菌孢子萌發，誘發菌絲形態發生變異、孢內生化發生改變等。它能誘導植物體內產生具有抗病作用的幾丁酶、葡聚糖酶、植保素及PR 蛋白等，并具有細胞活化作用，有助于受害植株的恢復，促根壯苗，增強作物的抗逆性，促進植物生長發育。

本文通過篩選溶劑、乳化劑以及生測試驗，研究氨基寡糖素和噻唑膦水乳劑配方復配，以及氨基寡糖素對噻唑膦的增效作用，以期為該產品的生產及應用推廣提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料

原藥：95%噻唑膦(河北四面體生物科技有限公司)，90%氨基寡糖素(山東衛康生物醫藥科技有限公司)；溶劑：二甲苯、S-150、S-200(山東賽爾化工科技發展有限公司)；乳化劑：蓖麻油聚氧乙烯醚[EL360，科萊恩化工(中國)有限公司]，三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯鹽(SC，Solvay 集團)，三苯乙烯基聚氧乙烯醚(農乳600#)、三苯乙烯基酚聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚合物(農乳34#)、失水山梨醇聚氧乙烯醚(Tween 80) (江蘇鐘山化工有限公司)，EO-PO 嵌段共聚物(500LQ，阿克蘇諾貝爾公司)；防凍劑：丙三醇、丙二醇、乙二醇(臨淄雙洋福利油脂有限公司)；去離子水。

1.2 儀器

高速剪切分散乳化機FA25(上海弗魯克科技發展有限公司)；激光粒徑測定儀Mastersizer3000(馬爾文帕納科公司)；Cary 60 UV-Vis 分光光度計(安捷倫科技有限公司)；1260 高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司)；電子天平XPR2004SC(梅特勒-托利多集團)；電熱恒溫干燥箱PH010(上海一恒科技有限公司)，電恒溫油浴鍋SM-150(南京舜瑪儀器設備有限公司)。

1.3 試驗方法

1.3.1 水乳劑的制備

首先將噻唑膦、溶劑、乳化劑和抗分解劑按照配方要求制備成油相，然后將氨基寡糖素、防凍劑和去離子水按照配方要求制備成水相。直乳法：開啟轉速在10 000 r/min 條件下的剪切機，把油相加到水相中，進行剪切乳化，即得到直乳法制備的水乳劑；轉相法：在同樣的剪切條件下，將水相緩慢加入到油相中，進行剪切乳化，即得到轉相法制備的水乳劑。

1.3.2 質量控制指標測定

氨基寡糖素的檢測按照《氨基寡糖素第1 部分：氨基寡糖素母藥》(NYT 2889.1—2016)中分光光度法進行；噻唑膦的檢測按照《噻唑膦原藥》(HG/T 5421—2018)中方法進行。

6%噻唑·膦氨基寡糖素水乳劑質量技術指標測試參照《農藥水乳劑產品標準編寫規范》(HG/T 2467.9—2003)執行。

1.3.3 藥劑對南方根結線蟲2 齡幼蟲的離體毒力測定

2齡幼蟲(J2)的采集：從發病根系中取出的卵囊，消毒后放入含有少量無菌水的培養皿中，置于25 ℃培養箱2 d，每隔24 h 后收集1 次新孵化的根結線蟲，將孵化出的2 齡幼蟲吸入三角瓶中，加入適量無菌水，置于4 ℃冰箱中備用。

處理方法：取無菌的24 孔細胞培養板，在超凈工作臺內向每孔加入定量的南方根結線蟲2 齡幼蟲(J2)，并加入對應的藥劑，無菌水補足至1 mL，并用封口膜封好24 孔細胞培養板的上下蓋，將培養板置于25 ℃恒溫培養箱中。

結果調查：72 h 后在解剖鏡下計數各孔內線蟲總數和死亡數，以線蟲僵直不動視為死亡。以清水為對照，按如下公式計算死亡率和校正死亡率。

2 結果分析

2.1 溶劑的選擇

水乳劑主要以水為介質，相較于乳油來說，是減少二甲苯、三甲苯、溶劑油等溶劑用量的首選途徑。噻唑膦在水中溶解性很低，但與芳烴類溶劑互溶，而氨基寡糖素與水互溶，不能溶于芳烴類溶劑中，因此可以選用芳烴類溶劑作為主要溶劑。同時油相和水相之間的密度差會影響水乳劑的穩定性，密度差越大，液滴聚沉速率越快，越不利于水溶劑的穩定性，反之，水相和油相則不易分層[1]。已知氨基寡糖素水相密度約為1.02 g/mL，選擇二甲苯、S-150 和S-200 作為溶劑，制備噻唑膦油相，測定其密度，篩選密度差最小的油相方案(表1)。

表1 溶劑及其用量篩選

由表1 可知：以S-200 為溶劑，用量25%時，油相密度與水相密度最接近。

2.2 乳化劑的選擇

水乳劑的關鍵配制技術在于乳化劑體系的篩選，通過預試驗確定了該水乳劑體系所需的乳化劑HLB 值為13~18，選擇乳化劑EL360、600#、34#、SC、500LQ、Tween 80 制備水乳劑，觀察不同助劑對該體系穩定性的影響，篩選最優乳化劑(表2)。

表2 單一乳化劑的篩選

由表2 可知：乳化劑SC 制備的水乳劑入水油珠狀分散，入水分散性差，稀釋穩定性不合格，出現了沉淀；乳化劑Tween 80 制備的水乳劑黏度偏大，黏壁現象嚴重，入水分散性差，乳液出現沉淀而不合格，乳化劑600#配制的水乳劑入水分散性差，有沉淀。使用EL360、34#、500LQ 制備的水乳劑雖然熱儲和低溫時有析水或析油現象，但不太嚴重，且稀釋穩定性合格，需要進一步的開展助劑間的復配以篩選合適助劑組合實現產品的穩定性(表3)。

表3 乳化劑組合的篩選

由表3 可知：不同乳化劑組合制備的水乳劑稀釋穩定性均合格，EL360+34#+500LQ 低溫和熱儲析油率相對最低，乳液穩定性和水乳劑體系穩定性最優。而其他組合均有不同程度的析水或析油現象。因此，選擇EL360+34#+500LQ 作為乳化劑，用量為3%+2%+1%。

2.3 防凍劑的選擇

6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑水含量超過50%，中國緯度跨越范圍大，南北溫差大，考慮到凍融后分層析油、析水導致產品不穩定的問題，需要在配方中加入防凍劑，本文對乙二醇、丙二醇、丙三醇進行篩選(表4)。

表4 防凍劑的篩選

由表4 可知：丙二醇和丙三醇用量為10%時，防凍效果均能滿足配方要求，從性價比方面考慮，選擇丙三醇作為該配方的防凍劑。

2.4 加工工藝的選擇

水乳劑的制備通常采用直接乳化法和轉相法，由表5 可知：轉相法比直乳法分散相細度更高，穩定性更好。粒徑分布圖也說明轉相法制備的6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑粒徑更小(圖1)，故采用此工藝進行加工。

圖1 不同加工工藝制備的6%噻唑膦·氨基寡糖素EW 粒徑分布圖

表5 不同加工工藝制備的6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑在不同儲存溫度時的平均粒徑 (μm)

2.5 穩定劑的選擇

噻唑膦與氨基寡糖素復配易出現分解的問題，為了防止噻唑膦分解，在該配方中加入穩定劑環氧大豆油，經過熱儲試驗測定，當環氧大豆油的用量為2%時，可將噻唑膦的分解率控制在5%范圍內(表6)。

表6 穩定劑的篩選

2.6 優選配方及其質量控制指標檢測

經過上述篩選，確定6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑的優選配方：噻唑膦5%，氨基寡糖素1%，溶劑油S-200 25%，EL360 3%，34#2%，500LQ 1%，丙三醇10%，環氧大豆油2%，蒸餾水補足100%。該制劑產品各項指標均符合質量控制標準(表7)，且具有較好的產品穩定性能。

表7 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑質量控制指標

2.7 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑對南方根結線蟲2 齡幼蟲的室內毒力測定

室內毒力測定結果(表8)表明：1%氨基寡糖素水劑對南方根結線蟲2 齡幼蟲基本無效；200 mg/L 6%氨基寡糖素·噻唑膦水乳劑處理南方根結線蟲2 齡幼蟲的校正死亡率為85%，明顯高于同等劑量噻唑膦單劑。表明6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑對南方根結線蟲2 齡幼蟲具有良好的殺滅作用。

表8 6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑對根結線蟲的室內毒力測定

3 結論

通過對溶劑、乳化劑、防凍劑和穩定劑的篩選及加工工藝的選擇，確定了6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑的最佳配方和最優生產工藝。該配方物化性質穩定，各項指標均符合質量控制標準。經室內毒力測定，6%噻唑膦·氨基寡糖素水乳劑對南方根結線蟲2 齡幼蟲具有良好的防效，用量200 mg/L 死亡率達85%，明顯高于噻唑膦單劑。