36%春雷霉素·喹啉铜悬浮剂的配方研制_余建波.pdf

第 45 卷第 4 期世 界 农 药2023 年 4 月World Pesticide作者简介：余建波(1986)，男，江西宜春人，硕士，研究方向：农药剂型加工与应用技术。E-mail：。通信作者：彭成洲(1982)，男，研究方向：农药技术研究与应用。E-mail：。收稿日期：2023-03-25。4936%春雷霉素春雷霉素喹啉铜悬浮剂的配方研制喹啉铜悬浮剂的配方研制余建波1，彭成洲1,2，周学强1，甄长征1，戴 强1，李文荣1，张秋萍1，戴 权1,2(1.江西红土地化工有限公司，江西 九江 330300，2.毅植农业科技有限公司，江西 吉安 343700)摘要：采用湿法砂磨工艺制备 36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂，对其配方中的润湿分散剂、增稠剂、pH 调节剂和防冻剂进行了筛选，确定最佳配方为春雷霉素 3%、喹啉铜 33%、SP-SC3275 4%、润湿分散剂 A3%、润湿分散剂 B 1.5%、乙二醇 5%、一水柠檬酸 1.4%、硅酸镁铝 0.5%、黄原胶 0.15%、防腐剂 S30 0.15%、SAG1522 0.3%、去离子水补至100%。试验结果表明：该产品流动性好、悬浮率高、稳定性好、田间使用效果良好，各项指标符合悬浮剂的要求。关键词：春雷霉素；喹啉铜；悬浮剂中图分类号：TQ450.6文献标志码：A文章编号：1009-6485(2023)04-0049-07DOI：10.16201/10-1660/tq.2023.04.10Preparation of kasugamycin oxine-copper 36%SCYU Jianbo1,PENG Chengzhou1,2,ZHOU Xueqiang1,ZHEN Changzheng1,DAI Qiang1,LI Wenrong1,ZHANG Qiuping1,DAI Quan1,2(1.Jiangxi Hongtudi Chemical Co.,Ltd.,Jiujiang 330321,Jiangxi,China，2.Yizhi AgriculturalTechnology Co.,Ltd.,Jian 343700,Jiangxi,China)Abstract:Kasugamycin oxine-copper 36%SC was prepared by wet grinding technology,and some main adjuvants of theformulation such as wetting dispersant,thickener,pH regulator and antifreeze were screened.The optimum formulation ofkasugamycin oxine-copper 36%SC was as followed:kasugamycin 3%,oxine-copper 33%,SP-SC3275 4%,wettingdispersant A 3%,wetting dispersant B 1.5%,glycol 5%,citric acid monohydrate 1.4%,aluminium-magnesium silicate0.5%,xanthan 0.15%,preservative S30 0.15%,SAG 1522 0.3%,deionized water adding to 100%.The result showed thatkasugamycin oxine-copper 36%SC has high suspension rate with good fluidity and stability,and has good control effect.The test indexes comformed to the requirements of suspension concentrate.Keywords:kasugamycin;oxine-copper;suspension concentrate近年来，随着人们安全和环保意识的提高，水基化农药制剂受到高度关注，其研制技术也成为当前热点。农药悬浮剂是指以水为分散介质，将不溶或难溶于水的原药在助剂(润湿分散剂、防冻剂、增稠剂、稳定剂和消泡剂等)作用下，经湿法超微粉碎制得的农药剂型。其优点是可与水以任意比例均匀混合分散，受水质、水温的影响小，使用方便，不易污染环境，可直接或稀释后喷雾使用1。技术创新世 界 农 药第 45 卷50春雷霉素具有保护、治疗及较强的内吸活性，其治疗效果更为显著，是防治蔬菜、瓜果和水稻等多种作物细菌和真菌性病害的理想药剂。该药剂渗透性强并能在植物体内移动，喷药后见效快，耐雨水冲刷，持效期长2。喹啉铜为钳合态有机铜杀菌剂，为非内吸性叶面杀菌剂，其在病害预防上效果显著，可用于葡萄霜霉病，柑橘溃疡病，瓜类细菌性角斑病，苹果轮纹病，番茄晚疫病，辣椒疫病，蔬菜软腐病、青枯病和溃疡病等3-4。春雷霉素与喹啉铜的合理复配可扩大防治谱，延缓抗药性，持效期长且安全性高。市售春雷霉素原药一般为其盐酸盐，与喹啉铜复配制备悬浮剂易出现析水、热储膏化结底及春雷霉素分解等问题。本文通过大量实验和摸索成功研制了 36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂。1 1 材料与方法材料与方法1.11.1 试验材料试验材料原药：春雷霉素原药(含量为 85.0%，陕西麦可罗生物科技有限公司)，春雷霉素原药(含量为 82.6%，山西新源华康化工股份有限公司)，喹啉铜原药(含量为81.6%、83.5%，陕西美邦药业集团股份有限公司)，喹啉铜原药(含量为 79.58%、80.4%，江苏艾锐生物科技有限公司)；润湿分散剂：YUS-FS3000、YUS-FS1(杰世化工)，SP-SC3275、SP-27001(擎宇化工)，SG-9009(苏格斯特)，4090SD、D-251(东莞长洲化工)，EmulsonAGTRN 14105(宁柏迪)，润湿分散剂 A(三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚三乙醇胺盐，市售)，润湿分散剂 B(EO/PO 嵌段共聚物，市售)；增稠剂：硅酸镁铝SF-04(国建慧投)、黄原胶(中轩生化)；pH 调节剂：一水柠檬酸(苏州昶聚化工)；防冻剂：乙二醇(上海润杰)；防腐剂：防腐剂 S30(方中化工)；消泡剂：SAG1522(南京捷润)；载体：去离子水(本公司自制)。1.21.2 仪器设备仪器设备电子天平(YP1002，上海津平科学仪器有限公司)、实验室分散砂磨机ZMD-550，众时(上海)机械有限公司、高效液相色谱仪U3000，赛默飞世尔科技(中国)有限公司、pH 计(PHS-3C，上海仪电科学仪器股份有限公司)、电热鼓风干燥箱DHG-914OA，沙鹰科学仪器(上海)有限公司、RONSHEN冰箱(BCD-221WKDINE，海信科龙电器股份有限公司)、玻璃恒温水浴锅(76-1A，苏州市国飞实验室仪器有限公司)、激光粒度分布仪(LS-POP，欧美克仪器有限公司)等。1.31.3 制备方法制备方法按照配方组成，先加入水、pH 调节剂、防冻剂、润湿分散剂和部分消泡剂，使用 ZMD-550 实验室分散砂磨机剪切 35 min 后，再加入增稠剂(硅酸镁铝)、防腐剂、春雷霉素和喹啉铜原药，继续剪切510 min 后，转入实验室分散砂磨机进行砂磨(物料量锆珠量=11.2)，砂磨时间 1.01.5 h，粒径控制D905 m，砂磨结束后过滤锆珠，再加入增稠剂(黄原胶，预先配制成 2%水溶液)和剩余消泡剂，剪切均匀，进行各项技术指标的检测分析。1.41.4 检测方法检测方法 有效成分含量：按 HPLC 法测定；悬浮率：按GB/T148252006进行；pH：按GB/T16011993 进行；湿筛试验：按 GB/T161501995 进行；倾倒性：按 GB/T317372015 进行；持久起泡性：按 GB/T281372011 进行；热储稳定性：按 GB/T191362021 进行；低温稳定性：按 GB/T191372003 进行。2 2 结果与讨论结果与讨论2.12.1 配方筛选配方筛选2.1.1 润湿分散剂的选择悬浮剂属于热力学不稳定性体系，储存过程中易发生分层、沉淀，难从包装物中倒出影响使用等。如何将有效成分稳定地悬浮于分散介质中是解决产品物理稳定性的关键。而润湿分散剂的加入是提高第 4 期余建波等：36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂的配方研制51悬浮剂抗聚结稳定性的重要手段，其作用机理主要包括吸附效应、静电排斥效应和空间位阻效应等5。喹啉铜原药里含少许游离铜离子，含喹啉铜及春雷霉素盐酸盐悬浮剂相当于含盐体系，且试验表明春雷霉素在酸性条件下相对稳定，因此要求该体系下的润湿分散剂具有较好的耐盐和耐酸性能。此外，市售春雷霉素原药和喹啉铜原药含量一般均在 80%左右，含量相对较低、波动较大，且不同生产厂家的原药质量差异较大，因此也要求该体系下的润湿分散剂具有较好的原药适应性。本试验选择不同的润湿分散剂进行了组合筛选。部分筛选试验方案和结果分别见表 1 和表 2。表 136%春雷霉素喹啉铜 SC 润湿分散剂筛选方案方案123456789YUS-FS3000/%3.0YUS-FS1/%1.5SP-SC3275/%4.04.04.04.05.0SG-9009/%4.04090SD/%4.0D-251/%4.0SP-270014.0Emulson AG TRN 141051.51.51.51.51.5润湿分散剂 A/%3.03.03.03.03.03.03.03.0润湿分散剂 B/%1.51.5注：上述试验使用的为陕西麦可罗 85.0%春雷霉素原药和陕西美邦83.5%喹啉铜原药。表 236%春雷霉素喹啉铜 SC 润湿分散剂筛选结果方案热储前热储后(54，14 d)样品状态样品状态析水率/%1不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下未膏化结底15.72不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下未膏化结底14.43不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下未膏化结底13.24不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下有轻微黏底10.45不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下完全固化，无流动性6不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性稍好不析水7不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水8不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下大部分膏化结底9不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下完全固化，无流动性由表 2 可知：样品热储后物理状态相对最好的为试验方案 6 和方案 7，其余方案样品热储试验结束后转室温下均出现不同程度的质量问题，比如析水率高、膏化结底甚至无流动性等。由于试验方案6 样品热储试验结束转室温下黏度有变大，流动性稍变差，而方案 7 样品流动性仍良好，因此综合考虑选定试验方案 7 为本试验的润湿分散剂体系。由于春雷霉素和喹啉铜原药含量较低，质量波动较大，就试验方案 7 对原药的适应性，进行了验证试验。表 336%春雷霉素喹啉铜 SC 润湿分散剂对原药适应性验证试验方案方案1234567885%春雷霉素原药(麦可罗)/%3.03.03.03.082.6%春雷霉素原药(新源华康)/%3.03.03.03.083.5%喹啉铜原药(美邦)/%33.033.081.6%喹啉铜原药(美邦)/%33.033.080.4%喹啉铜原药(艾锐)/%33.033.079.58%喹啉铜原药(艾锐)/%33.033.0世 界 农 药第 45 卷52表 436%春雷霉素喹啉铜 SC 润湿分散剂对原药适应性验证试验结果(一)方案热储前热储后(54，14 d)样品状态样品状态析水率/%1不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水2不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水3不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水4不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水5不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水6不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水7不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性良好不析水8不析水，不膏化结底，流动性良好转室温下不膏化结底，流动性较好不析水表 536%春雷霉素喹啉铜 SC 润湿分散剂对原药适应性验证试验结果(二)方案热储前热储后春雷霉素悬浮率/%喹啉铜悬浮率/%粒径 D90/m春雷霉素悬浮率/%喹啉铜悬浮率/%粒径 D90/m199.699.02.57199.398.72.588299.699.22.60399.498.82.625399.398.62.64799.098.22.702499.198.62.57599.098.12.622599.599.02.54499.298.72.556699.398.72.58199.298.32.602799.198.42.70398.998.12.776899.098.32.67898.797.82.844由表 4 和表 5 可知：试验方案 7 润湿分散剂体系对不同厂家、不同含量的春雷霉素和喹啉铜原药具有较好的适应性，配制的样品均物理状态良好，悬浮率高，粒径长大不明显。试验发现，使用常规的阴离子羧酸盐为主的润湿分散剂体系配制的样品热储易出现析水的问题，而以 SP-SC3275 为主搭配其他助剂热储析水问题更易解决，可能得益于SP-SC3275 为弱阳离子特性聚羧酸盐，在该含盐酸性悬浮剂体系中，其具有传统高分子聚羧酸盐高效分散稳定性外，弱阳离子与原药包合更紧密，更有利于提高产品稳定性。而悬浮剂润湿分散剂大多为阴离子表面活性剂，与弱阳离子特性聚羧酸盐SP-SC3275 易出现不兼容的问题，通过筛选试验，发现润湿分散剂A和润湿分散剂B与SP-SC3275 兼容性较好，其组合在控制产品析水、保证产品物理稳定性方面具有很好地稳定作用。因此，试验选择的润湿分散剂组合为 4.0%SP-SC3275+3.0%润湿分散剂 A+1.5%润湿分散剂 B。2.1.2 增稠剂的选择根据 Stockes 定律，悬浮剂中分散相粒子的沉降速率与介质的黏度有关，增加介质黏度有利于减缓粒子沉降速率，从而提高悬浮剂的悬浮稳定性。但介质黏度也不能太大，否则不易流动，给加工和使用带来困难。因此需选择合适的增稠剂种类和用量。在试验方案 7 的基础上，试验采用硅酸镁铝和黄原胶的增稠剂组合，并对其用量进行了筛选试验。其筛选结果见表 6。第 4 期余建波等：36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂的配方研制53表 636%春雷霉素喹啉铜 SC 增稠剂筛选试验结果序号 硅酸镁铝/%黄原胶/%热储析水率/%倾倒性倾倒后残余物/%洗涤后残余物/%10.50.105.72.80.320.50.123.23.10.330.50.14几乎不析水3.50.340.50.16不析水4.40.450.50.18不析水6.80.5注：上述试验使用的为陕西麦可罗 85.0%春雷霉素原药和陕西美邦83.5%喹啉铜原药。由表 6 可知：试验方案 3 和方案 4 制备的样品热储基本不析水，倾倒性指标均合格。因此试验选择使用 0.5%硅酸镁铝+0.15%黄原胶增稠剂组合。由于原药含量波动较大，固定选定的增稠剂组合用量，产品的黏度也可能出现波动。为了更好地控制产品的析水，试验确定产品的黏度控制范围为550750 mPas(20)。此外，为了更好地发挥增稠剂黄原胶的增稠效果，保证产品的稳定性，增稠剂黄原胶不参与砂磨，所有黄原胶预先配制成 2%水溶液，在产品砂磨结束后加入剪切均匀即可。2.1.3 pH 调节剂的选择喹啉铜原药相对稳定，而春雷霉素化学稳定性相对较差，易降解。试验发现，春雷霉素在pH 3.54.5的条件下相对稳定。且不同有机酸调节 pH，产品的稳定性也存在差异。表 7不同有机酸对 36%春雷霉素喹啉铜 SC 产品稳定性影响试验结果序号有机酸种类用量/%pH春雷霉素热储分解率/%热储稳定性1一水柠檬酸1.43.84.21不析水，流动性良好2冰醋酸1.43.94.75完全膏化，无流动性由表 7 可知：不同种类的有机酸对产品的物理稳定性影响存在较大差异。在该体系下，使用冰醋酸调节 pH，会导致产品完全膏化，无流动性。因此，试验选择一水柠檬酸作为 pH 调节剂，用量为 1.4%。2.1.4 防冻剂的选择为了防止产品在储存、运输过程中出现结冻、析晶现象，影响使用效果，试验选择乙二醇作为防冻剂，用量为 5.0%。2.22.2 优选配方优选配方综合上述各项筛选试验结果，确定了 36%春雷霉素喹啉铜 SC 的较佳配方，详见表 8。表 836%春雷霉素喹啉铜 SC 较佳配方原料用量/%春雷霉素原药3.0(折百)喹啉铜原药33.0(折百)SP-SC32754.0润湿分散剂 A3.0润湿分散剂 B1.5续表 8原料用量/%乙二醇5.0一水柠檬酸1.4硅酸镁铝0.5黄原胶0.15防腐剂 S300.15消泡剂 SAG 15220.3去离子水补至 100.02.32.3 系统重复性试验系统重复性试验36%春雷霉素 喹啉铜 SC 系统重复性试验结果见表 9。表 936%春雷霉素喹啉铜 SC 系统重复性试验结果检测指标试验批次12345含量春雷霉素/%3.03.02.93.03.0喹啉铜/%33.233.033.033.133.1悬浮率春雷霉素/%100.099.899.799.699.7喹啉铜/%98.699.098.498.498.5世 界 农 药第 45 卷54续表 9检测指标试验批次12345pH3.83.73.93.93.8湿筛试验/%99.599.699.499.599.4倾倒性倾倒后残余物/%4.24.13.93.94.3洗涤后残余物/%0.40.40.30.30.4持久起泡性/mL1081086粒径 D90/m2.6342.5072.6662.7122.724热储稳定性(54，14 d)合格合格合格合格合格冷储稳定性(0，7 d)合格合格合格合格合格由表 9 可知：36%春雷霉素喹啉铜 SC 产品配方重复性好，质量稳定。2.42.4 质量控制指标质量控制指标36%春雷霉素喹啉铜 SC 产品质量控制指标见表 10。3 3 药效试验药效试验按照筛选的配方配制样品用于防治黄瓜细菌性角斑病，试验地位于江西省九江市永修县马口镇。试验共设 36%春雷霉素喹啉铜灵悬浮剂 150、表 1036%春雷霉素喹啉铜 SC 质量控制指标项目指标外观可流动、黏稠状液体有效成分含量春雷霉素/%3.00.3喹啉铜/%33.01.6悬浮率春雷霉素/%90喹啉铜/%90pH3.06.0湿筛试验(通过 75 m 试验筛)/%98倾倒性倾倒后残余物/%5.0洗涤后残余物/%0.5持久起泡性(1 min 后泡沫量)/mL25热储稳定性(54，14 d)合格冷储稳定性(0，7 d)合格200、250 g a.i./hm23 个处理，以 2%春雷霉素水剂45 g a.i./hm2、33.5%喹啉铜悬浮剂 300 g a.i./hm2为对照处理，以清水处理为空白对照。在病害发生初期分小区均匀喷雾，兑水 750 L/hm2。施药间隔期 3d，连续用药2 次。药前和第1 次施药后3d(2022年9 月18 日)、第 2 次施药后 10 d(2022 年 9 月 28 日)分别进行病情调查，计算病情指数和防效。表 1136%春雷霉素喹啉铜 SC 防治黄瓜细菌性角斑病田间试验结果处理/(g a.i./hm2)第 1 次药后 3 d第 2 次药后 10 d平均病指平均防效/%平均病指平均防效/%36%春雷霉素喹啉铜 SC 1501.4068.82 b2.5478.17 b36%春雷霉素喹啉铜 SC 2001.1173.76 a2.0682.06 ab36%春雷霉素喹啉铜 SC 2501.0475.38 a1.6585.14 a2%春雷霉素 AS 451.1970.45 ab2.4279.38 b33.5%喹啉铜 SC 3001.1471.82 ab2.1881.49 ab清水对照4.3311.49由表 11 可知：36%春雷霉素喹啉铜 SC 对黄瓜细菌性角斑病有较明显的控制作用。当用量为200、250g a.i./hm2时，防效良好；用量为150g a.i./hm2时防效与 2 个对照药剂相当，但整体之间差异不显著；整个试验过程中对供试黄瓜安全。实际应用上建议制剂使用剂量为 200250 ga.i./hm2。4 4 结结论论试验中，36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂产品的开发难点在于热储易析水、易膏化和结底，春雷霉素易分解，要求配方对原药适应性强。通过各种助剂的筛选试验，获得了 36%春雷霉素喹啉铜 SC的较佳配方。按照该配方制备的样品各项指标均合第 4 期余建波等：36%春雷霉素喹啉铜悬浮剂的配方研制55格，质量稳定，田间使用效果良好，且其原料易得，制备工艺简单，易于工业化大生产。且以水为分散介质，对环境污染小，对使用者安全，适应现代化植保要求。通过本试验研究，为春雷霉素与喹啉铜复配产品的开发提供了一定的实践基础。参考文献1刘广文.现代农药剂型加工技术M.北京:化学工业出版社,2012:496-497.2刘长令.世界农药大全(杀菌剂卷)M.北京:化学工业出版社,2005:267-268.3C.马克比恩著.农药手册(原著第 16 版)M.胡笑形,杨新玲译.北京:化学工业出版社,2014:755-756.4梁龙华.苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯-8-羟基喹啉铜(锌)络合物及其衍生物杀菌剂研究与应用J.世界农药,2009,31(增刊 1):44-46.5路福绥.农药悬浮剂的物理稳定性J.农药,2000,39(10):8-10.行业资讯大穗看麦娘中已存在的抗除草剂遗传变异大穗看麦娘已经成为欧洲最具经济破坏性的抗性杂草。来自德国图宾根大学马普生物研究所和德国斯图加特霍恩海姆大学的研究人员发现，这些抗性主要归因于除草剂使用之前的遗传多态性。几十年来，使用针对植物中特定蛋白质的除草剂来控制这种杂草的做法导致了杂草对除草剂抗性的惊人增长：仅在英国，大穗看麦娘预计每年就可造成约 5 亿欧元的损失。它对除草剂的快速适应威胁超过了化学除草技术。由德国图宾根马普生物研究所分子生物学 Detlef Weigel 实验室和德国霍恩海姆大学作物生物多样性和育种信息学 KarlSchmid 实验室领导的科学家团队研究了导致抗性的进化机制。防除大穗看麦娘的 2 种最常用除草剂可以抑制大穗看麦娘生长所必需的 2 种蛋白质中的一种的作用。为了对付这些毒素，大穗看麦娘已经发展出了各种策略，包括通过代谢毒素来阻止毒素接触到它们本应使之失效的蛋白质。不过，具有这种抗性的植物对高剂量的农药还是很敏感的。更糟糕的、也更常见的是所谓的靶标位点抗药性：直接在编码靶标蛋白质的基因中进行修饰可以使植物对甚至高剂量除草剂产生抗性。这些靶标位点抗性的迅速出现促使研究人员考虑了新发生的突变与在除草剂暴露前杂草种群中已经存在的变异所起的作用。了解大穗看麦娘等的基因组使研发公司能够制定有助于长期使用除草剂产品的管理措施。遗传变异揭示了进化史。研究人员创建了大穗看麦娘的参比基因组作为遗传研究中比较基准的 DNA 序列的理想代表，并研究了抗性种群的遗传结构。在大多数抗性杂草种群中发现的变异表明，抗药性的传播是预先存在的基因变异的结果，并且仅在较小程度上是自发突变。通常，当进化优势来自自发突变时，可以看到整个种群的遗传变异有所减少，但这里的情况并非如此。研究人员将他们的实际数据与几种适应情景的模拟相匹配，表明靶标位点抗性突变很可能在除草剂开始施加选择性压力之前就已经存在。为了获得他们的发现，研究人员使用生物学家所谓的长读长扩增子对编码靶标蛋白质及其周围区域的基因进行了非常准确的测序。然而，他们面临着处理数百个植物单株的挑战，这是一项耗时且昂贵的工作。因此，研究人员设计了一种基因测序过程，使他们能够分析来自单个 DNA 提取的 100 多个个体，而不会损失大部分原始精度。他们使用从斯图加特公司 Agris42 提供的样本，将他们的方法应用于德国的 64 个田间杂草种群。该研究可能是追踪抗药性发生率的有用资源，特别是因为研究中包括的模拟表明，抗性基因变异，即使是罕见的变异，也可以在未经过除草剂处理的地区保留几十年。在直接的实际影响方面，杂草防除计划不应该仅仅依赖除草剂，还应该将机械除草和作物轮作结合起来，使田间杂草发生率持续保持在较低水平。