專(zhuān)利名稱(chēng)：一種殼聚糖包埋的白蟻藥物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及白蟻藥物的制備領(lǐng)域，具體涉及一種殼聚糖包埋的白蟻藥物及其制備 方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
白蟻是一種古老的社會(huì)性昆蟲(chóng)，同時(shí)也是一種世界性的害蟲(chóng)。白蟻的危害面很廣， 涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門(mén)，包括房屋建筑、交通和電訊設(shè)備、江河圍提和水庫(kù)水壩以及各種 文物書(shū)籍等，且其造成的后果也是極為嚴(yán)重。據(jù)美國(guó)1996年公布，因白蟻和各種駐木害蟲(chóng) 危害造成的損失約50億美元；在中國(guó)，白蟻每年造成的經(jīng)濟(jì)損失約20 25億元人民幣。 因此國(guó)家建設(shè)部發(fā)出《關(guān)于認(rèn)真做好新建房層白蟻預(yù)防工作的通知》，通知規(guī)定蟻害地區(qū)所 有新建、改建、擴(kuò)建房屋都必須進(jìn)行白蟻預(yù)防處理(高道蓉，高文，夏建軍，等.我國(guó)白蟻化 學(xué)防治的研究進(jìn)展[J].中華衛(wèi)生殺蟲(chóng)藥械，2009，15:53-57)。目前世界白蟻的防治技術(shù)主要包括五大類(lèi)，主要有白蟻的探測(cè)和監(jiān)測(cè)技術(shù)、物理 防治、化學(xué)防治、生物防治以及利用白蟻信息素進(jìn)行白蟻防治等技術(shù)。白蟻的探測(cè)和監(jiān)測(cè) 防治常用的方法是使用白蟻誘食劑引誘白蟻取食，從而確定白蟻種群的存在。這種防治 方法技術(shù)要求高，需要放射性同位素測(cè)定儀、探地雷達(dá)等，而且效果在于治理；物理防治法 主要指物理屏障技術(shù)，利用砂子、玄武巖石子顆粒、金屬物、金屬板等物質(zhì)作為物理屏障， 防治白蟻進(jìn)入建筑物。但這種技術(shù)不是驅(qū)趕或滅殺白蟻，更不能阻止分飛的蟻群進(jìn)入建 筑物；化學(xué)防治法是目前最常用的方法，主要是在建筑和材料上噴曬化學(xué)藥劑來(lái)進(jìn)行白 蟻防治，這種方法效果明顯，但會(huì)將殘留期長(zhǎng)的有害化學(xué)物質(zhì)帶入環(huán)境中，對(duì)人畜有潛在 風(fēng)險(xiǎn)。且多種化學(xué)藥劑如砒霜因其毒性較高，對(duì)環(huán)境副作用較大，在很多國(guó)家已經(jīng)被禁止 使用了。生物防治是指利用生物源物質(zhì)作為白蟻防治劑對(duì)白蟻進(jìn)行控制和減滅的技術(shù)， 對(duì)環(huán)境污染最少，但需要較高的科學(xué)技術(shù)水平(曹莉，趙瑞華，陳鏡華，等.白蟻防治技術(shù) [J].昆蟲(chóng)知識(shí)，2007，44:342-347;程冬保.國(guó)外白蟻防治技術(shù)綜述[J].中國(guó)媒介生物學(xué) 及控制雜志，2004，15 :156-158)。國(guó)外對(duì)白蟻的生物防治的基礎(chǔ)理論也進(jìn)行了大量的研 究(Zhou XG, Oi FM and Scharf ME. Social expoitaion of hexamerin :RNAi reveals a major caste-regulatory factor in termites. PNAS, 2006,103 (12) 4499-4504.； Tobias W,Michael R and Judith K. Molecular baisis for the reproductive division of labour in a lower termite [J]. BMC Genomics, 2007，8 :198.)。例如利用生物技 術(shù)抑制白蟻激素調(diào)節(jié)基因從而改變白蟻種群中工蟻的比例，從而達(dá)到白蟻防治的目的；此 外，通過(guò)研究白蟻腸道微生物的種群和基因組，了解白蟻降解纖維素的能力，進(jìn)而發(fā)展生 物防治的方法(Warnecke F，Luginbuhl P. Metagenomic and functional analysis of hindgut microbiota of a wood-feeding higher termite[J] · Nature，2007，450(7169) 487-488. ；Traniello JF, Rosengaus RB, Savoie K. The development of immunity in a social insect :evidence for the group facilitation of disease resisitance. PNAS, 2002,99(10) :6838-6842. ；Eutick ML, Obrien RW, and Slaytor M. Bacteria from theCut of Australian Termites[J]. Applied and environmental microbiology, 1987, 35 823-828.)。雖然目前的物理防治和生物防治對(duì)環(huán)境無(wú)害，但因其技術(shù)不夠成熟和價(jià)格昂貴等 原因不能得到廣泛應(yīng)用。目前我國(guó)乃至世界范圍內(nèi)白蟻防治仍然以化學(xué)藥劑防治為主。我 國(guó)的化學(xué)防治主要是以有機(jī)磷類(lèi)、擬除蟲(chóng)菊之類(lèi)、氯代煙堿類(lèi)等化學(xué)藥劑對(duì)白蟻進(jìn)行防治。 這些化學(xué)藥劑很多都對(duì)生物有毒害作用，會(huì)環(huán)境造成污染。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的建筑物 在興建，大量的白蟻藥也會(huì)隨著建筑的需要而進(jìn)入環(huán)境，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此開(kāi)發(fā) 低污染環(huán)保白蟻迫在眉睫。殼聚糖是富含氨基的天然多糖，主要來(lái)源于蝦、蟹的殼提取物，是世界上除纖維素 以外的第二大天然資源。殼聚糖因本身可完全降解，對(duì)人畜無(wú)害，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，以 及其獨(dú)特的生物學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用于制藥和生物技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域。楊金水等在酶殼聚糖 在固定化中的應(yīng)用指出殼聚糖可用于建立緩釋系統(tǒng)(楊金水，劉葳.甲殼素/殼聚糖在 酶固定化中的應(yīng)用[J].生物技術(shù).2006(02) :89-91.)。何海斌等以殼聚糖和KCl為主要 原料制備殼聚糖包膜KCl微球研究中得出，殼聚糖對(duì)K+的包埋率達(dá)97. 08%，且肥料釋放 95. 78%的時(shí)間為73d，使肥料緩釋(何海斌，王海斌，陳祥旭，等.殼聚糖包膜緩釋鉀肥的初 步探究[J].亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2006 (03) :194-197.)。另外，為探索獲得一種新型的殼聚糖 基藥物控制膜，前人做了大量的研究，主要包括殼聚糖濃度、分子量大小、PH等方面對(duì)殼聚 糖成球和殼聚糖控釋的影響因素，以及探究出藥物的起始濃度、膜厚及體系的流動(dòng)速度等 參數(shù)(張所信，劉麗榮.殼聚糖微膠囊的制備[J].應(yīng)用科技，2003(04) =51-56.；李明春， 辛梅華，王瓊，等.殼聚糖膜及其改性膜的藥物釋放動(dòng)力學(xué)研究[M].生物醫(yī)學(xué)工程雜志， 2001,18(1) 154-155.；高嫻，馬世坤.殼聚糖作為藥物緩釋控釋載體的研究進(jìn)展[J].生 命科學(xué)，2008 (04) :657-660.)，為本申請(qǐng)?zhí)峁┐罅康难芯恳罁?jù)。從上個(gè)世紀(jì)90年代初開(kāi)始到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)光化學(xué)固定法的研究已經(jīng)有 了很大發(fā)展。光固定法能將被接枝物質(zhì)(如多肽、酶、生長(zhǎng)因子、蛋白質(zhì)等)生物醫(yī)用高分 子材料表面，制備出具有各種活性、各種用途的的生物醫(yī)用材料。研究表明，光固定后的促 紅細(xì)胞生成素仍然具有刺激細(xì)胞活性，并且比游離狀態(tài)顯著(Ito Y，Hasuda H，Yamauchi T, et al.Immobilization of erythropoietin to culture erythropoietin-dependent human leukemia cell line [J] · Biomaterials，2004，25 :2293_2297.)。光固定化上皮細(xì) 胞生長(zhǎng)因子比游離上皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子傳遞信號(hào)的時(shí)間更長(zhǎng)(Guan YQ. Chinese hamster ovary cells growth on the photo-immobilization of epidermal growth factor polystyrene [J]. Ion exchange and absorption, 1999 ； 15 (1) :43·)。固定化藻藍(lán)蛋白對(duì) 7402細(xì)胞抑制率由未固定化的6%提高到55% (Guan YQ,Guo BJ. Inhibition activity of Spirulina Platensis proteins photo-immobilization biomaterial on proliferation of cancer cells [J]. Journal of Biomedical Engineering, 2002,19 (1) :1_3·)。石開(kāi)究 還表明，共光固定化TNF-α與IFN-γ在20ng/Well劑量時(shí)，抑制HeLa細(xì)胞生長(zhǎng)的活性 達(dá)82% (48h)，且具有長(zhǎng)效活性，120h抑制活性可高達(dá)92% (Guan YQ, He LM, Cai SM, et al. Anti-cervix-cancer Effect of the Co-immobilized Tumor Necrosis Factor-α and Interferon-r[J]·Journal of Materials Science&technology.2006,22(02) 200-204.)。該法能大大降低目的涂層試劑在醫(yī)用高分子材料表面產(chǎn)生的無(wú)序交聯(lián)，使改
4性的表面比用其他表面涂層方法所得表面有更顯著的活性，并且具有普通藥物所沒(méi)有的緩 釋、長(zhǎng)效優(yōu)勢(shì)等特性，是新型藥物的發(fā)展方向之一。田澍通過(guò)合成殼聚糖接枝共聚物用于含 酚廢水處理的實(shí)驗(yàn)(田澎，顧學(xué)芳.殼聚糖接枝共聚物的合成及應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程學(xué) 報(bào).2007，1(4) 86-89)也為本申請(qǐng)?zhí)峁┝藚⒖肌?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)現(xiàn)有白蟻藥物的研究中存在的殺滅不徹底、對(duì)環(huán)境污染 大、對(duì)人畜有潛在風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，提供一種對(duì)白蟻致死率高且對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染的殼聚糖包埋 的白蟻藥物。本發(fā)明另一目的在于提供上述殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法。本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供上述殼聚糖包埋的白蟻藥物的應(yīng)用。本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明以殼聚糖為固定載體，N- (4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺為橋聯(lián)劑，在室溫 下反應(yīng)48h，利用殼聚糖上的-NH2和N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺上的-COOH經(jīng)脫水 縮合形成具有光活性的殼聚糖共聚物，并通過(guò)包埋、自然干燥和紫外光固定，使白蟻藥固定 在木屑上，形成殼聚糖包埋的白蟻藥物。作為一種優(yōu)選方案，上述殼聚糖包埋的白蟻藥物中，所述光活性的殼聚糖共聚物 和白蟻藥物的的質(zhì)量比為10 1 1，最優(yōu)選為1 1。作為一種優(yōu)選方案，所述白蟻藥物為聯(lián)苯菊酯。本發(fā)明殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法包括如下步驟(1)光活性殼聚糖共聚物的制備制備3重量％殼聚糖溶液，與N-(4_疊氮苯甲酸 基)琥珀亞酰胺加入到DMF/PBS溶液中，避光攪拌反應(yīng)，得到光活性殼聚糖共聚物；(2)光活性殼聚糖共聚物的藥物包埋與接枝在木屑上滴加光活性殼聚糖共聚物 和白蟻藥物，避光混勻、干燥后，進(jìn)行紫外光照射，得到殼聚糖包埋的白蟻藥物。作為一種優(yōu)選方案，步驟⑴中所述3重量％殼聚糖溶液和N-(4_疊氮苯甲酸基) 琥珀亞酰胺的體積比小于等于1 10，N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺的加入量越多，光 活性殼聚糖共聚物的合成率越高。作為一種優(yōu)選方案，步驟(1)中所述DMF/PBS溶液中，DMF和PBS體積比為4 1。作為一種優(yōu)選方案，步驟(1)中所述避光攪拌反應(yīng)的時(shí)間為24h以上，最優(yōu)選為 48h。作為一種優(yōu)選方案，步驟(2)中所述紫外光照射是用15 120W的紫外燈，在2 15cm的距離照射IOs 30min。通過(guò)本發(fā)明制備方法制得的殼聚糖包埋的白蟻藥物可用于防治白蟻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果(1)本發(fā)明殼聚糖包埋的白蟻藥物通過(guò)采用包埋和光化學(xué)固定化方法修飾，使藥 物具備納米級(jí)藥物的優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)定性好，包埋效果好，提高了藥物對(duì)白蟻的毒害作用，對(duì)白蟻 的致死率高，具有應(yīng)用前景；(2)本發(fā)明殼聚糖包埋的白蟻藥物通過(guò)將白蟻藥物固定在材料上，能減少藥物流 失，提高藥物的作用效果，減輕化學(xué)藥物對(duì)環(huán)境的污染；
(3)本發(fā)明殼聚糖包埋的白蟻藥物將白蟻藥物經(jīng)過(guò)包埋、固定后具有緩釋效果，同 時(shí)有低劑量高致死率的特點(diǎn)，應(yīng)用到生活中，能節(jié)約資源和藥物。
圖1是光活性殼聚糖的合成；圖2是光活性殼聚糖的接枝示意圖；圖3是N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺和光活性殼聚糖的紫外分光光度波長(zhǎng)掃 描；圖4是殼聚糖，N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺和光活性殼聚糖的熒光掃描；圖5是包埋藥物接枝情況的電鏡掃描圖，其中，A為木屑表面，B為光活性殼聚糖接 枝在木屑上，C為光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯接枝在木屑上(X500)；圖6是光固定殼聚糖以及光固定殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯原子力顯微掃描圖，其中，A 為光活性殼聚糖接枝于材料的原子里顯微掃描圖，B為接枝光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯的 材料原子力顯微掃描圖；圖7是光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯接枝在木屑的白蟻的活體實(shí)驗(yàn)，其中，A F分 別表示第一天到第六天白蟻的生活情況；圖8是光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯接枝在木屑的白蟻的活體實(shí)驗(yàn)局部圖，其中， A、B、C分別是給藥第一天、第三天和第六天的局部圖，即分別是圖7中A、C、F中的局部圖；圖9是不同濃度聯(lián)苯菊酯接枝在木屑上的白蟻死亡率，其中，A為5μ g，B為 2. 5 μ g，C 為 1. 25 μ g。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施了來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施了并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備殼聚糖(分子量372000，脫乙酰度> 93% )(購(gòu)自威佳公司)，聯(lián)苯菊酯，DMF, N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺(購(gòu)自Sigma公司)，冰醋酸，白蟻，直徑約為1. 5cm的木 屑，干凈細(xì)沙石經(jīng)滅菌干燥后使用；培養(yǎng)皿，聚苯乙烯板，78-1磁力攪拌器，紫外光照射器，紫外分光光度計(jì) (UV-2450)，熒光分光光度計(jì)(PerkinElmer Ls55 由中山大學(xué)高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室提 供)，掃描電鏡(JSM-6330F)、元素分析儀(Vario EL)(由中山大學(xué)分析檢測(cè)中心提供)，X 射線(xiàn)能譜儀(由南京大學(xué)提供)，掃描探針顯微鏡(SPI3800N 由華南理工大學(xué)提供)。
0039]實(shí)施例1光活性殼聚糖共聚物包埋白蟻藥物的制備1.光活性殼聚糖共聚物的制備以pH6. 5為的PBS溶液和冰醋酸配成體積分?jǐn)?shù)為15%的醋酸溶液，加入殼聚糖，制 備3體積％殼聚糖溶液。將16.8mg N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺和3%殼聚糖溶液 8ml加入到DMF/PBS(DMF/PBS體積比為4 1)溶液中，溶液總體積為20ml。將上述溶液置 于磁力攪拌器上，在室溫避光的條件下反應(yīng)48h。反應(yīng)過(guò)程如圖1。2.光活性殼聚糖的合成效果檢測(cè)
將步驟1合成所得的光活性殼聚糖共聚物放入冷凍超速離心機(jī)，在4°C，4000r/ min的條件下離心3h，獲取較純的光活性殼聚糖。2. 1光活性殼聚糖的紫外吸收光特性物質(zhì)對(duì)紫外光的吸收是物質(zhì)的分子、原子或離子與輻射能相互作用的一種形式。 由于吸光物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收也是有選擇性的，因此通過(guò)分子的吸收 光譜可以研究分子結(jié)構(gòu)并進(jìn)行定性定量分析。使用紫外分光光度計(jì)分別對(duì)N-(4-疊氮苯甲 酸基)琥珀亞酰胺和光活性殼聚糖進(jìn)行紫外光吸收光譜掃描，觀察其紫外吸收峰，對(duì)光活 性殼聚糖合成前后進(jìn)行定性分析。由圖3可以看出，N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺的紫外吸收峰在約272nm處， 而光活性殼聚糖的紫外吸收峰在216nm處，而殼聚糖在此波長(zhǎng)區(qū)域沒(méi)有吸收峰。因此可以 得出，N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺與殼聚糖反應(yīng)后可以生產(chǎn)另一種物質(zhì)，即光活性殼 聚糖共聚物。2. 2熒光分析熒光分析法是利用某些物質(zhì)分子受光照射時(shí)根據(jù)所發(fā)生的熒光的特性和強(qiáng)度進(jìn) 行物質(zhì)的定性或定量分析的方法。熒光分析法具有靈敏度高、取樣少、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)。使 用熒光分光光度計(jì)分別對(duì)殼聚糖、N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺以及光活性殼聚糖進(jìn) 行波長(zhǎng)掃描，觀察其光譜特性，分析光活性殼聚糖的合成效果。如圖4所示使用341nm的激發(fā)光時(shí)，N_(4_疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺、殼聚糖、 光活性殼聚糖的熒光峰值分別出現(xiàn)在400nm、436nm、434nm處。根據(jù)不同的物質(zhì)在相同的激 發(fā)光下會(huì)發(fā)出不同的熒光值，我們可以推斷N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺和殼聚糖反 應(yīng)可以合成光活性殼聚糖共聚物。2. 3元素分析元素分析儀可將樣品在氧氣環(huán)境中完全燃燒，從而使樣品完全分解，并通過(guò)分離 和測(cè)定生成的N2、C02、H20等的量進(jìn)行C、H、N等元素的含量分析。元素分析法操作簡(jiǎn)便，用 量少，但對(duì)樣品的純度要求高。以元素分析儀對(duì)殼聚糖和光活性殼聚糖進(jìn)行元素分析，檢測(cè) 光活性殼聚糖合成前后C、H、N元素含量的變化。分別對(duì)殼聚糖和光活性殼聚糖進(jìn)行C、H、N的含量進(jìn)行分析。由表1可以看出，光 活性殼聚糖中碳、氫元素的含量有所下降，而氮元素的含量明顯增加，因?yàn)镹-(4-疊氮苯甲 酸基)琥珀亞酰胺含有疊氮基團(tuán)，殼聚糖與N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺反應(yīng)，引入了 大量的-N3基團(tuán)，使反應(yīng)后氮元素含量增加。這元素分析結(jié)果表明，光活性殼聚糖共聚物的 合成成功。表1光活性殼聚糖共聚物的元素分析 3.光活性殼聚糖共聚物的藥物包埋與接枝在干凈的木屑上按比例滴加光活性殼聚糖共聚物和聯(lián)苯菊酯溶液，在避光的條件 下混勻，并使其自然干燥。干燥后，對(duì)藥物進(jìn)行30min的紫外光照射。殼聚糖分子中的-OH 和-NH2可以與交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)接枝形成網(wǎng)狀共聚物，在干燥的過(guò)程中，共聚物對(duì)聯(lián)苯菊酯 進(jìn)行包埋。在紫外光的照射下，N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺上的疊氮基可以形成N的 自由基，N的自由基可以搶奪木屑的碳原子所帶的氧，形成C-N鍵，從而將包埋后藥物固定 在木屑上，如圖2。實(shí)施例2接枝藥物后的材料表面結(jié)構(gòu)分析1.包埋藥物接枝情況的電鏡掃描電子顯微鏡(SEM)是根據(jù)電子光學(xué)原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透 鏡，使物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)在非常高的放大倍數(shù)下成像的儀器。掃描式電子顯微鏡的電子束不 穿樣品，僅在樣品表面掃描激發(fā)出二次電子，因此利用掃描式電子顯微鏡觀察可得材料的 表面結(jié)構(gòu)。使用電子顯微鏡對(duì)包埋藥物接枝前后的材料進(jìn)行掃描，觀察其表面形態(tài)。圖5分別是木屑(A)、接枝光活性殼聚糖后的木屑(B)以及接枝光活性殼聚糖并包 埋聯(lián)苯菊酯后的木屑(C)的電鏡掃描。由圖A可以看出木屑的表面結(jié)構(gòu)不平整；接枝了光 活性殼聚糖后，B木屑表面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了明顯的變化，呈現(xiàn)出不規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)，并且可以觀 察到內(nèi)部的空隙，表面有交聯(lián)接枝的三維結(jié)構(gòu)形成；B與C中的樣品表面形態(tài)也有較大的差 異包埋藥物后表面呈不規(guī)則的顆粒狀，也出現(xiàn)交聯(lián)的空間結(jié)構(gòu)，說(shuō)明包埋藥物已接枝在木 屑上。2.包埋藥物的原子力顯微掃描原子力顯微鏡(AFM)的工作原理基于微探針尖端原子與樣品表面原子之間產(chǎn)生 的相互作用的原子力，原子力的大小與間距之間存在一定的曲線(xiàn)關(guān)系。通過(guò)利用原子力與 間距之間的關(guān)系，檢測(cè)原子之間的作用力從而獲得樣品表面的微觀形貌。AFM因具有高分 辨、制樣簡(jiǎn)單、操作易行等特點(diǎn)，在材料科學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。AFM在材料研究中的 應(yīng)用主要有表面形貌的觀測(cè)、粉體材料的分析、納米材料的分析以及成分分析等，另外，AFM 還可以對(duì)原子和分子進(jìn)行操作、修飾和加工，并設(shè)計(jì)和創(chuàng)造出新的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)。AFM的成像 工作模式主要分為接觸模式(Contact Mode)、非接觸模式(Noncontact Mode)和接觸共振 模式或輕敲模式(Tapping Mode) 3種。用原子力顯微鏡對(duì)包埋藥物接枝前后的材料進(jìn)行檢 測(cè)，分析包埋藥物的顆粒大小。利用X射線(xiàn)光電子能譜(XPS)對(duì)接枝在材料上其表面的C、 0、N元素含量進(jìn)行分析。本實(shí)驗(yàn)為了更進(jìn)一步觀察光活性殼聚糖在包埋藥物前后的材料表
8頁(yè)
面微觀形態(tài)變化，以非接觸模式對(duì)光活性殼聚糖接枝在木屑和光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯 接枝在材料表面進(jìn)行掃描。圖6A為光活性殼聚糖接枝于材料的原子力顯微掃描圖，可以看出接枝光活性殼 聚糖的樣品表面相對(duì)平整。光活性殼聚糖的表面平均高度在20 40nm之間，最高處可達(dá) 到lOOnm。而圖6B為接枝光活性殼聚糖并包埋聯(lián)苯菊酯的材料原子力顯微掃描圖，從圖中 可以看出接枝了包埋藥物后，材料的表面相對(duì)粗糙，具有藥物顆粒的分布，包埋聯(lián)苯菊酯后 材料的表面平均高度在50 SOnm之間，最高處可達(dá)到150nm。由于光活性殼聚糖包埋藥物 前后的材料表面在形態(tài)及高度上出現(xiàn)了較大的區(qū)別，顯示藥物已成功地被包埋及固定在木 屑等材料表面。3.光活性殼聚糖的X-射線(xiàn)光電子能譜檢測(cè)光電子能譜分析是固體木材及纖維表面化學(xué)組成分析最有效和最靈敏的工具之 一。其原理是根據(jù)每種元素的每個(gè)軌道上的電子束縛能不相同，通過(guò)分析光電子的動(dòng)能和 數(shù)目，確定樣品中有關(guān)元素組成和化學(xué)鍵狀態(tài)的信息。因?yàn)楣怆娮拥膭?dòng)能可以隨其原子所 處的化學(xué)環(huán)境而變化，所以可以通過(guò)化學(xué)位移值來(lái)估計(jì)化學(xué)鍵的類(lèi)型。XPS可以依據(jù)光電子 峰面積(或峰高)計(jì)算樣品所測(cè)元素的相對(duì)含量。表2是分別對(duì)木屑、光活性殼聚糖接枝在木屑上以及包埋藥物后接枝在木屑上進(jìn) 行表面光電子能譜分析，測(cè)出C、0、N等主要元素的含量。從表中可以看出，在木屑的表面接 枝了光活性殼聚糖之后，其中碳元素有所增加，而氮元素的含量大量增加，因?yàn)镹-(4-疊氮 苯甲酸基廣琥珀亞酰胺主要含有苯環(huán)和氨基，在木屑的表面接入N-(4-疊氮苯甲酸基)琥 珀亞酰胺使材料表面的碳、氮元素含量都增加。在木屑表面接枝并包埋白蟻藥后，材料的表 面C、N元素含量都比空白木屑中的有所增加，但比只接枝光活性殼聚糖的增加比值少，因 為接枝并包埋白蟻藥的木屑表面同時(shí)引入了 N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺和聯(lián)苯菊酯 兩種物質(zhì)，聯(lián)苯菊酯除了含有C、0元素外，還有C1、F等元素。因此，從材料表面的元素組成 比例的改變也證明藥物在光活性殼聚糖包埋作用下固定于木屑表面。表2表面光電子能譜分析 實(shí)施例3固定化包埋藥的活體毒性實(shí)驗(yàn)在相同的環(huán)境條件下，分別以無(wú)藥物的木屑、不同濃度梯度的游離藥物滴加在木 屑上以及不同濃度固定化藥物接枝在木屑喂養(yǎng)白蟻，通過(guò)統(tǒng)計(jì)白蟻的死亡率來(lái)分析藥物的包埋效果和毒性。本活體實(shí)驗(yàn)選擇聯(lián)苯菊酯為白蟻藥。聯(lián)苯菊酯具有半衰期短、藥效強(qiáng)等特點(diǎn) ，是目 前白蟻防治效果較好的傳統(tǒng)白蟻藥。聯(lián)苯菊酯屬中等毒性殺蟲(chóng)劑，在人體和哺乳動(dòng)物體內(nèi) 不具有積累的危險(xiǎn)。聯(lián)苯菊酯噴灑在木材的材料表面，一般不會(huì)產(chǎn)生污染，但因雨水沖刷等 因素會(huì)讓藥物在環(huán)境擴(kuò)散，會(huì)對(duì)其它生物產(chǎn)生毒害作用，對(duì)環(huán)境造成影響。另外雨水沖刷等 還會(huì)使藥效不持久的聯(lián)苯菊酯的有效藥量迅速減少。如能提高使用聯(lián)苯菊酯時(shí)的化學(xué)穩(wěn)定 性，并盡量避免外界因素的干擾，就可以在環(huán)保的基礎(chǔ)上更好的長(zhǎng)期防治白蟻。根據(jù)白蟻喜陰喜濕的習(xí)性，模擬家白蟻生活的環(huán)境，用直徑為9cm經(jīng)滅菌的培養(yǎng) 皿為容器，添加經(jīng)50目篩板篩后細(xì)沙至鋪滿(mǎn)培養(yǎng)皿底部，每天定量滴加200-300 μ L的純凈 水，每個(gè)培養(yǎng)皿放入30只大小、生長(zhǎng)情況相近的家白蟻，放在黑暗、恒溫處培養(yǎng)。分別以無(wú) 藥物、滴加不同濃度的游離聯(lián)苯菊酯和接枝殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯的木屑對(duì)白蟻進(jìn)行喂養(yǎng)， 每天觀察其生活狀態(tài)并統(tǒng)計(jì)其死亡率。圖7為光活性殼聚糖包埋聯(lián)苯菊酯接枝在木屑上的活體實(shí)驗(yàn)，其中A-F分別表示 給藥的第一到第六天白蟻的生活情況。圖8中的Α、B、C分別是給藥第一天，第三天和第六 天的局部圖，即分別是圖7中A、C、F中的局部圖。從圖8中可以清楚的看到給白蟻喂藥不 同時(shí)間下白蟻的形態(tài)，其中A中白蟻是在存活的狀態(tài)，而B(niǎo)中有個(gè)別死亡，C是全部死亡的 形態(tài)。如圖9所示，實(shí)驗(yàn)設(shè)置了光活性殼聚糖以5 1和1 1對(duì)聯(lián)苯菊酯進(jìn)行包埋， 聯(lián)苯菊酯的濃度分別有5yg，2.5yg及1.25yg。有以下結(jié)果(1)由于實(shí)驗(yàn)?zāi)M的環(huán)境 適合白蟻生活，空白對(duì)照即無(wú)藥組的白蟻死亡率均為零。(2)對(duì)比圖中三組數(shù)據(jù)，可以看出 包埋后聯(lián)苯菊酯的藥效發(fā)生了明顯的變化，固定藥物的前3天死亡率均低于50%，體現(xiàn)藥 物緩釋的作用。對(duì)比不同包埋比例的固定藥物，其中光活性殼聚糖與聯(lián)苯菊酯1 1包埋 的白蟻藥致死率比5 1包埋的高，證明藥物的緩釋作用與包埋高分子材料材料的比例呈 負(fù)相關(guān)。(3)對(duì)比各組，其中光活性殼聚糖與聯(lián)苯菊酯的比例為1 1、聯(lián)苯菊酯的濃度為 2. 5μ g時(shí)，固定藥物組的致死率明顯高于游離藥物組的，而其他比例和濃度的固定藥物對(duì) 比游離組并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)已有研究表明這是由于固定藥物具有最適濃度效應(yīng)，即 在一定的合適范圍內(nèi)，其藥效可能超過(guò)高濃度游離及固定的藥物。在本實(shí)驗(yàn)1 1包埋比 例下，固定藥物的最適濃度是2. 5 μ g。
權(quán)利要求
一種殼聚糖包埋的白蟻藥物，其特征在于所述白蟻藥物通過(guò)具有光活性的殼聚糖共聚物包埋白蟻藥物，再固定在木屑上得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物，其特征在于所述光活性的殼聚糖共 聚物和白蟻藥物的的質(zhì)量比為10 1 1。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物，其特征在于所述光活性殼聚糖共聚 物和白蟻藥物的質(zhì)量比為1 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物，其特征在于所述白蟻藥物為聯(lián)苯菊
5.權(quán)利要求1 4中任意一條權(quán)利要求所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法，其 特征在于包括如下步驟(1)光活性殼聚糖共聚物的制備制備3重量％殼聚糖溶液，與N-(4-疊氮苯甲酸基) 琥珀亞酰胺加入到DMF/PBS溶液中，避光攪拌反應(yīng)，得到光活性殼聚糖共聚物；(2)光活性殼聚糖共聚物的藥物包埋與接枝在木屑上滴加光活性殼聚糖共聚物和白 蟻藥物，避光混勻、干燥后，進(jìn)行紫外光照射，得到殼聚糖包埋的白蟻藥物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(1)中 所述3重量％殼聚糖溶液和N-(4-疊氮苯甲酸基)琥珀亞酰胺的體積比小于等于1 10。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(1)中 所述DMF/PBS溶液中，DMF和PBS體積比為4 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(1)中 所述避光攪拌反應(yīng)的時(shí)間為24h以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的殼聚糖包埋的白蟻藥物的制備方法，其特征在于步驟(2)中 所述紫外光照射是用15 120W的紫外燈，在2 15cm的距離照射IOs 30min。
10.權(quán)利要求1 4中任意一條權(quán)利要求所述殼聚糖包埋的白蟻藥物在防治白蟻中的 應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種殼聚糖包埋的白蟻藥物及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明白蟻藥物通過(guò)具有光活性的殼聚糖共聚物包埋白蟻藥物，再固定在木屑上得到。本發(fā)明殼聚糖包埋的白蟻藥物通過(guò)采用包埋和光化學(xué)固定化方法修飾，使藥物具備納米級(jí)藥物的優(yōu)點(diǎn)，穩(wěn)定性好，包埋效果好，可用于防治白蟻，提高了藥物對(duì)白蟻的毒害作用，對(duì)白蟻的致死率高，具有應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A01P7/04GK101878777SQ20101019991
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月11日
發(fā)明者關(guān)燕清, 馮啟理, 劉俊明, 陳佳媚 申請(qǐng)人:華南師范大學(xué)