近日,中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所吳正巖與張嘉團(tuán)隊(duì)研制出基于普魯士藍(lán)的三重響應(yīng)農(nóng)藥智能輸送系統(tǒng)。該研究工作構(gòu)建了一種具有堿性觸發(fā)快速釋放以及熱效應(yīng)和近紅外控緩釋功能的納米農(nóng)藥平臺(tái),為農(nóng)藥控釋材料的設(shè)計(jì)與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新思路。相關(guān)成果已發(fā)表于藥物遞送領(lǐng)域top期刊 Journal of Controlled Release上。
為保障全球糧食安全,農(nóng)業(yè)中每年施用大量的農(nóng)藥以防治雜草、病蟲(chóng)害。然而,傳統(tǒng)噴施方式存在利用率低、易光降解和淋溶流失等問(wèn)題,導(dǎo)致農(nóng)藥過(guò)量使用并引發(fā)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。近年來(lái),納米控釋農(nóng)藥因其刺激響應(yīng)特性和精準(zhǔn)釋放潛力,逐漸成為提升農(nóng)藥利用效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。然而,大多數(shù)納米農(nóng)藥仍停留在單一釋放模式,難以應(yīng)對(duì)氣候變化下日益復(fù)雜的蟲(chóng)害生態(tài)。
為此,研究團(tuán)隊(duì)提出了基于普魯士藍(lán)(PB)納米粒子與聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAM)納米水凝膠“門(mén)控”結(jié)合的設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)出三重響應(yīng)納米農(nóng)藥(PAPP)體系。該體系利用堿性條件實(shí)現(xiàn)阿維菌素(AVM)的速釋?zhuān)?4小時(shí)釋放率91.1%),應(yīng)對(duì)突發(fā)蟲(chóng)害;同時(shí)借助熱響應(yīng)和近紅外光觸發(fā)實(shí)現(xiàn)緩釋?zhuān)瑵M足季節(jié)性防控需求。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PAPP具有高藥物負(fù)載量和優(yōu)異的抗紫外線性能以及顯著增強(qiáng)的葉面附著力,在小菜蛾防治中表現(xiàn)出高效殺蟲(chóng)率(81.7%),體現(xiàn)了生態(tài)適應(yīng)性與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)理念。該研究為農(nóng)藥的智能輸送系統(tǒng)的構(gòu)建提供了新方法,對(duì)推動(dòng)農(nóng)藥行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。
該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2025.114162
智能輸送系統(tǒng)的合成過(guò)程和技術(shù)原理
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