制备活性氧响应型纳米载体,实现嘧菌酯的智能递释
发布日期:2024-01-10 信息来源:刘西莉课题组

 

       响应关键因子释放是纳米农药设计研发的核心目标之一,当病原菌侵染寄主时,使杀菌剂在纳米材料的载运下智能高效地对靶释放,则是纳米杀菌剂响应释放追求的理想境界。基于病原菌侵染寄主植物过程中产生的活性氧爆发(ROS)现象,刘西莉教授课题组(FPPR)纳米技术小组开展了ROS响应型纳米杀菌剂的制备和灰霉病防效研究工作。

       Journal of Materials Chemistry B 近日以封面文章在线发表了FPPR团队题为“Fabrication of ROS-responsive nanoparticles by modifying the interior pore-wall of mesoporous silica for smart delivery of azoxystrobin”的文章。

封面释义:Dive into the microscopic battlefield of plant protection! Our nanocarriers, armed with fungicides, act as torpedoes in the tiny world. On detecting harmful pathogens, they swiftly attack, safeguarding plant health.

       本研究利用苯硫基团(PHS)在活性氧环境下亲疏水转化特性,通过酰胺化反应和软模版法,将其修饰在介孔二氧化硅(MSN)的内孔表面,制备了活性氧响应的介孔二氧化硅纳米载药颗粒。装载嘧菌酯(AZOX)后获得的嘧菌酯纳米颗粒(MSN-PHS-AZOX,图1)具有显著的活性氧响应释放特性,活性成分释放曲线符合一级动力学方程(图2)。此外,荧光共聚焦观察显示(图3),纳米载体可以在叶片中进行水平移动,并进入到病原菌菌丝内部,表现出优秀的传导扩散能力。与市售嘧菌酯悬浮剂相比,MSN-PHS-AZOX对灰葡萄孢表现出更好的孢子萌发抑制作用(EC50为0.1987μg/mL),并对灰霉病的防效具有更好的持效性(图4)。施药1~14 d后接菌,防效为92.00%~65.30%,显著高于市售悬浮剂的81.90%~6.63%。此外,MSN-PHS-AZOX对作物的生长无不良影响,对斑马鱼的毒性较市售悬浮剂低2.90倍,表现出优秀的生物安全性。本研究为化学农药的智能高效利用提供了科学参考。

图1  MSN-PHS-AZOX纳米颗粒制备示意图

图2  MSN-PHS-AZOX在不同浓度过氧化氢溶液中的AZOX释放动力学曲线(A, B)和释放示意图(C)

图3  FITC-MSN-PHS在叶片和灰葡萄孢菌丝中的输导特性

图4  MSN-PHS-AZOX防治灰霉病的持效性

       中国农业大学植物保护学院硕士生高图强和博士生张博瑞为论文的共同第一作者,FPPR课题组刘鹏飞教授为论文通信作者,刘西莉教授参与了相关研究的指导工作。本研究在国家重点研发计划(2022YFD1700501)的资助下完成。

       原文链接:https://doi.org/10.1039/D3TB01954C。

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