一种多重刺激响应型农药微球及其制备方法

1.本发明涉及农药杀虫剂技术领域，具体涉及一种多重刺激响应型农药微球及其制备方法。


背景技术：

2.根据联合国预测，未来世界人口在2050年将达到96亿，粮食需求预计将增长70-110％，如何用有限的土地养活快速增长的人口是急需解决一个全球性问题。1病虫害直接导致全球农业生产力损失40％，因此在农业生产过程中使用大量农药保证粮食安全。全球每年使用约400万吨杀虫剂，大部分农药因为受到尘埃飘散、雨水侵蚀、光降解和快速蒸发的影响流失到环境中，只有0.1％的活性成分用于消灭目标生物。农药低效的使用严重破坏了自然环境，如目标生物产生抗性，生物多样性丧失，水体污染等，更危险的是农药的直接暴露和食物链积累会损害人类健康，这些关于农药的低效使用阻碍了可持续农业的发展。需要使用新的材料和方法来提高农药的使用效率，以此实现联合国的可持续发展目标(零饥饿、清洁水和卫生设施)。
3.近年来，控释技术在农药领域的应用为绿色农业提供了新的平台。控制农药可以通过使用具有受控释放性和目标选择性的载体来进行靶向的响应释放，这些智能系统可以在特定的微环境条件下，以定向的、可控的和安全的方式提供有效成分。其中，刺激响应系统改善农药控释特性，是促进农药响应生物或非生物刺激并智能释放的可行方案。目前研究人员已经开发了基于无机材料(介孔硅，蒙脱土，氮化硼等)，合成聚合物材料(聚琥珀酰亚胺，聚乳酸)和天然高分子材料(纤维素，壳聚糖，海藻酸钠，玉米蛋白等)的先进的阿维菌素控释制剂。然而，目前的控释农药的智能响应程度还不够，其有效成分的靶向控释针对性还不够强。
4.智能响应载体材料可以响应环境刺激的变化，如ph、温度、酶、氧化还原、光、磁场和离子强度等刺激的变化，实现有效成分的靶向控释。因此，开发对环境刺激有智能响应的新载体是制备控释农药制剂的重要方法。为了提高农药的有效期和利用率，然而，人们还没有通过设计
5.小菜蛾是世界上对十字花科植物危害最大的害虫，每年造成全球经济损失约4-50亿美元。。温度是影响昆虫和微生物生长的重要因素，研究表明小菜蛾的生长发育速度在17.5℃-32.5℃范围内随温度升高而加快，因此需要设计一种在这范围内随温度升高而快速释放的控释制剂，以应对小菜蛾在高温下的高种群密度。另一方面，微胶囊拥有更长的使用期效和生物安全性，但是微球在生物体内的缓慢释放导致其生物活性低，是限制其使用的重要因素。其中，将昆虫的微环境作为刺激因素控制农药在虫体内的快速释放是一种高效的害杀虫方式。小菜蛾体内存在丰富的谷胱甘肽(一种抗氧化硫醇)以及中肠独特的碱性环境，可以将这些刺激因素作为钥匙打开控释农药载体上的开关。考虑到农药在实际应用中的复杂环境，需要设计一种多重响应性的智能农药微胶囊，使其在喷施后具有较长的持效性，在作物受到生物和非生物胁迫下快速释放有效成分用于控制病虫害。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种多重刺激响应型农药微球，该多重刺激响应型农药微球能自动按需释放农药和高效靶向控释农药，具有有效期长、利用率高和对环境友好的优点。
7.本发明的目的之二在于提供一种多重刺激响应型农药微球的制备方法。
8.为实现上述目的之一，本发明提供以下技术方案：
9.提供一种多重刺激响应型农药微球，包括改性羧甲基纤维素、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和正十六烷，其中，所述改性羧甲基纤维素包括羧甲基纤维素和胱胺二盐酸盐。
10.在一些实施方式中，所述杀虫成分是阿维菌素、伊维菌素、毒死蜱、2,4-二氯苯氧乙酸、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯中的一种或多种。
11.本发明一种多重刺激响应型农药微球的有益效果：
12.(1)本发明的多重刺激响应型农药微球，其农药微球由油相成分和水相成分组成，油相成分与水相成分能构成界面聚合，该界面聚合的微球能高效包封杀虫成分，大幅提升了微球内杀虫成分的紫外光稳定性，使得杀虫成分在紫外光下稳定性更好，拥有更长效的杀虫效果。
13.(2)本发明的多重刺激响应型农药微球，其改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的外壳上存在氨基，羟基，脲键，这些基团与蜡质层的脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛形成氢键，以及与叶面之间的作用力可有效避免叶面上的微胶囊被雨水冲刷，提高了农药微球的持久性。
14.(3)本发明的多重刺激响应型农药微球，其农药微球含有正十六烷，正十六烷在温度高于20℃时由固态转为液态，使得农药微球在高温时能加速微球内部的农药释放，继而使得高温下能释放更多农药，更好地防治高温下病虫害容易爆发的问题；反之，低温环境下，正十六烷不易转变为液态，农药微球释放的农药也少，此时病虫也较少，能节省农药量，实现靶向控释农药，提高农药微球有效期、利用率以及环境友好性。
15.(4)本发明的多重刺激响应型农药微球，其改性羧甲基纤维素是由胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的球壳上含有二硫键，当昆虫食入农药微球后，昆虫体内丰富的谷胱甘肽能还原破坏农药微球上的二硫键，使得农药微球的崩解并快速释放有效成分，达到快速杀虫的效果，农药微球在昆虫体内微环境的刺激释放则使其具有更高的杀虫活性，达到按需释放的效果。
16.(5)本发明的多重刺激响应型农药微球，其以环境温度以及昆虫内谷胱甘肽作为控释信号，能更好地针对防治昆虫，提高了农药微球智能性，从而提高利用率。
17.为实现上述目的之二，本发明提供以下技术方案：
18.提供上述多重刺激响应型农药微球的制备方法，包括以下步骤，
19.步骤一、制备改性羧甲基纤维素，包括以下步骤：
20.称取配方量的羧甲基纤维素，将其与pbs溶液充分混合溶解，得到第一溶液；其中所述pbs溶液的ph为6；
21.将所述第一溶液加热至30℃～50℃，然后往所述第一溶液加入催化剂，所述催化剂由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺组成，持续搅拌0.5h～1.5h。使所述羧甲基纤维素上的羧基活化；
22.称取配方量的胱胺二盐酸盐，将其与另一pbs溶液混合溶解，得到第二溶液；
23.所述第二溶液与活化后的羧甲基纤维素混合，于30℃～50℃下搅拌反应15h～30h，得到混合物料；
24.将所述物料纯化，除去所述催化剂以及未反应物，收集纯化后的物料并冷冻干燥，制得改性羧甲基纤维素，所述改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素；
25.步骤二、制备农药微球，包括以下步骤：
26.将配方量的正十六烷、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡充分混合，得到油相；
27.将步骤一制得的改性羧甲基纤维素与去离子水混合，将其与吐温混合溶解，得到水相；
28.将所述油相和水相于室温下充分均质，得到乳液；
29.将所述乳液于60℃～80℃下边搅拌边反应3～6h，使异佛尔酮二异氰酸酯与改性羧甲基纤维素充分反应，得到农药微球溶液，将所述农药微球冷冻干燥，得到农药微球。
30.在一些实施方式中，所述步骤一中，所述羧甲基纤维素、所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述n-羟基丁二酰亚胺和所述胱胺二盐酸盐的重量之比是1:(0.1～0.3):(0.1～0.2):(1～3)。
31.在一些实施方式中，所述改性羧甲基纤维素、所述杀虫成分、所述异佛尔酮二异氰酸酯、所述正十六烷和所述吐温的重量之比是(0.2～0.6):(0.2～0.6):(0.5～0.7):(1～3):(0.1～0.3)。
32.在一些实施方式中，所述步骤一中，采用透析袋对所述物料进行透析纯化。
33.在一些实施方式中，所述透析袋是mw5000透析袋。
34.在一些实施方式中，透析纯化的时间是40h～50h。
35.在一些实施方式中，所述步骤二中，充分均质的方式是将油相和水相于室温下以5000～15000rpm的转速充分均质化2min～6min。
36.在一些实施方式中，所述吐温是吐温80。
37.本发明一种多重刺激响应型农药微球的制备方法有益效果：
38.(1)本发明多重刺激响应型农药微球的制备方法，其先使用催化剂活化羧甲基纤维素的羧基，再将胱胺二盐酸盐与活化后的羧甲基纤维素反应，使得胱胺二盐酸盐修饰羧甲基纤维素，制得氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素，该改性羧甲基纤维素增加了二硫键和氨基，为后续靶向控释提供了基础。
39.(2)本发明多重刺激响应型农药微球的制备方法，其通过油相和水相界面聚合，使得容易光解的杀虫成分包封在农药微球内，提高农药微球的光稳定性，继而提高农药的有效性。
40.(3)本发明多重刺激响应型农药微球的制备方法，其采用催化剂催化异佛尔酮二异氰酸酯，催化后的异佛尔酮二异氰酸酯能与改性羧甲基纤维素的氨基和羟基充分反应，制得结构稳定的农药微球。
附图说明
41.图1是实施例的胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素的反应过程。
42.图2是实施例的不同avm@cm-ss-pu的包封率和载药率。
43.图3是实施例的不同avm@cm-ss-pu的zeta电位图。
44.图4是实施例的不同avm@cm-ss-pu样品在存储45天后的粒径变化。
45.图5是实施例的cmc、cys和cmc-ss-nh2分别对应的1hnmr图。
46.图6是实施例的cmc和cmc-ss-nh2的gpc曲线。
47.图7是实施例的cmc、cys、cmc-ss-nh2、cm-ss-pu、avm与avm@cm-ss-pu的红外光谱图。
48.图8是实施例的avm水分散液、avm市售乳油和不同avm@cm-ss-pu的紫外降解曲线；(b)一级动力学拟合降解曲线图。
49.图9是实施例的avm@cm-ss-pu在(a)温度，(b)谷胱甘肽、(c)ph、(d)纤维素酶、(e)脲酶刺激下的响应释放。
50.图10是实施例的avm原药、avm市售乳油和avm@cm-ss-pu对小菜蛾的杀虫活性。
51.图11是实施例的avm原药、avm市售乳油、avm@cm和avm@cm-ss-pu在不同温度下(a)24h和(b)48h后的杀虫活性，(c)农药微胶囊在不同温度下对害虫的智能防治的示意图。
具体实施方式
52.下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
53.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
54.应当理解，尽管在本发明可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
55.实施例1
56.小菜蛾是世界上对十字花科植物危害最大的害虫，每年造成全球经济损失约4-50亿美元。温度是影响昆虫和微生物生长的重要因素，研究表明小菜蛾的生长发育速度在17.5℃-32.5℃范围内随温度升高而加快，因此需要设计一种在这范围内随温度升高而快速释放的控释制剂，以应对小菜蛾在高温下的较高种群密度。另一方面，微胶囊拥有更长的使用期效和生物安全性，但是微球在生物体内的缓慢释放导致其生物活性低，是限制其使用的重要因素。其中，将昆虫的微环境作为刺激因素控制农药在虫体内的快速释放是一种高效的害杀虫方式。小菜蛾体内存在丰富的谷胱甘肽(一种抗氧化硫醇)以及中肠独特的碱性环境，可以将这些刺激因素作为钥匙打开控释农药载体上的开关。考虑到农药在实际应
用中的复杂环境，需要设计一种多重响应性的智能农药微胶囊，使其在喷施后具有较长的持效性，在作物受到生物和非生物胁迫下快速释放有效成分用于控制病虫害。本实施例仅是示例处理对象是小菜蛾。
57.本实施例公开的多重刺激响应型农药微球，包括改性羧甲基纤维素、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和正十六烷，其中，所述改性羧甲基纤维素包括羧甲基纤维素和胱胺二盐酸盐。
58.上述多重刺激响应型农药微球，其农药微球由油相成分和水相成分组成，油相成分与水相成分能构成界面聚合，该界面聚合的微球能高效包封杀虫成分，大幅提升了微球内杀虫成分的紫外光稳定性，使得杀虫成分在紫外光下稳定性更好，拥有更长效的杀虫效果。改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的外壳上存在氨基，羟基，脲键，这些基团与蜡质层的脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛形成氢键，以及与叶面之间的作用力可有效避免叶面上的微胶囊被雨水冲刷，提高了农药微球的持久性。农药微球含有正十六烷，正十六烷在温度高于20℃时由固态转为液态，使得农药微球在高温时能加速微球内部的农药释放，继而使得高温下能释放更多农药，更好地防治高温下病虫害容易爆发的问题；反之，低温环境下，正十六烷不易转变为液态，农药微球释放的农药也少，此时病虫也较少，能节省农药量，实现靶向控释农药，提高农药微球有效期、利用率以及环境友好性。改性羧甲基纤维素是由胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的球壳上含有二硫键，当昆虫食入农药微球后，昆虫体内丰富的谷胱甘肽能还原破坏农药微球上的二硫键，使得农药微球的崩解并快速释放有效成分，达到快速杀虫的效果，农药微球在昆虫体内微环境的刺激释放则使其具有更高的杀虫活性，达到按需释放的效果。以环境温度以及昆虫内谷胱甘肽作为控释信号，能更好地针对防治昆虫，提高了农药微球智能性，从而提高利用率。
59.本实施例中，所述杀虫成分是阿维菌素、伊维菌素、毒死蜱、2,4-二氯苯氧乙酸、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯中的一种或多种。实际应用中，还能根据实际需要采用其他杀虫成分，此处不作限定。
60.制备上述的多重刺激响应型农药微球，包括以下步骤，
61.步骤一、制备改性羧甲基纤维素，包括以下步骤：
62.称取配方量的羧甲基纤维素，将其与pbs溶液充分混合溶解，得到第一溶液；其中所述pbs溶液的ph为6；
63.将所述第一溶液加热至30℃～50℃，然后往所述第一溶液加入催化剂，所述催化剂由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺组成，持续搅拌0.5h。使所述羧甲基纤维素上的羧基活化；
64.称取配方量的胱胺二盐酸盐，将其与另一pbs溶液混合溶解，得到第二溶液；
65.所述第二溶液与活化后的羧甲基纤维素混合，于30℃下搅拌反应15h，得到混合物料；
66.将所述物料纯化，除去所述催化剂以及未反应物，收集纯化后的物料并冷冻干燥，制得改性羧甲基纤维素，所述改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素；
67.步骤二、制备农药微球，包括以下步骤：
68.将配方量的正十六烷、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡充分
混合，得到油相；
69.将步骤一制得的改性羧甲基纤维素与去离子水混合，将其与吐温混合溶解，得到水相；
70.将所述油相和水相于室温下充分均质，得到乳液；
71.将所述乳液于60℃下边搅拌边反应3h，使异佛尔酮二异氰酸酯与改性羧甲基纤维素充分反应，得到农药微球溶液，将所述农药微球冷冻干燥，得到农药微球。
72.上述多重刺激响应型农药微球的制备方法，其先使用催化剂活化羧甲基纤维素的羧基，再将胱胺二盐酸盐与活化后的羧甲基纤维素反应，使得胱胺二盐酸盐修饰羧甲基纤维素，制得氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素，该改性羧甲基纤维素增加了二硫键和氨基，为后续靶向控释提供了基础。该方法通过采用油相和水相界面聚合，使得容易光解的杀虫成分包封在农药微球内，提高农药微球的光稳定性，继而提高农药的有效性。该方法采用催化剂催化异佛尔酮二异氰酸酯，催化后的异佛尔酮二异氰酸酯能与改性羧甲基纤维素的氨基和羟基充分反应，制得结构稳定的农药微球。
73.本实施例中，所述步骤一中，所述羧甲基纤维素、所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述n-羟基丁二酰亚胺和所述胱胺二盐酸盐的重量之比是1:0.1:0.1:1。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
74.本实施例中，所述改性羧甲基纤维素、所述杀虫成分、所述异佛尔酮二异氰酸酯、所述正十六烷和所述吐温的重量之比是0.2:0.2:0.5:1:0.1。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
75.本实施例中，所述步骤一中，采用透析袋对所述物料进行透析纯化。该透析纯化操作除去催化剂和未反应的胱胺二盐酸。
76.本实施例中，所述透析袋是mw5000透析袋。
77.本实施例中，透析纯化的时间是40h。透析纯化时间能根据实际情况进行选择，此处不作限制。
78.本实施例中，所述步骤二中，充分均质的方式是将油相和水相于室温下以5000rpm的转速充分均质化2min。该操作能快速地制得乳液。
79.本实施例中，所述吐温是吐温80。
80.实施例2
81.本实施例公开的多重刺激响应型农药微球，包括改性羧甲基纤维素、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和正十六烷，其中，所述改性羧甲基纤维素包括羧甲基纤维素和胱胺二盐酸盐。
82.上述多重刺激响应型农药微球，其农药微球由油相成分和水相成分组成，油相成分与水相成分能构成界面聚合，该界面聚合的微球能高效包封杀虫成分，大幅提升了微球内杀虫成分的紫外光稳定性，使得杀虫成分在紫外光下稳定性更好，拥有更长效的杀虫效果。改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的外壳上存在氨基，羟基，脲键，这些基团与蜡质层的脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛形成氢键，以及与叶面之间的作用力可有效避免叶面上的微胶囊被雨水冲刷，提高了农药微球的持久性。农药微球含有正十六烷，正十六烷在温度高于20℃时由固态转为液态，使得农药微球在高温时能加速微球内部的农药释放，继而使得高温下能释放更多农药，更好地防治高温下病虫害容易爆发
的问题；反之，低温环境下，正十六烷不易转变为液态，农药微球释放的农药也少，此时病虫也较少，能节省农药量，实现靶向控释农药，提高农药微球有效期、利用率以及环境友好性。改性羧甲基纤维素是由胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的球壳上含有二硫键，当昆虫食入农药微球后，昆虫体内丰富的谷胱甘肽能还原破坏农药微球上的二硫键，使得农药微球的崩解并快速释放有效成分，达到快速杀虫的效果，农药微球在昆虫体内微环境的刺激释放则使其具有更高的杀虫活性，达到按需释放的效果。以环境温度以及昆虫内谷胱甘肽作为控释信号，能更好地针对防治昆虫，提高了农药微球智能性，从而提高利用率。
83.本实施例中，所述杀虫成分是阿维菌素、伊维菌素、毒死蜱、2,4-二氯苯氧乙酸、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯中的一种或多种。实际应用中，还能根据实际需要采用其他杀虫成分，此处不作限定。
84.制备上述的多重刺激响应型农药微球，包括以下步骤，
85.步骤一、制备改性羧甲基纤维素，包括以下步骤：
86.称取配方量的羧甲基纤维素，将其与pbs溶液充分混合溶解，得到第一溶液；其中所述pbs溶液的ph为6；
87.将所述第一溶液加热至50℃，然后往所述第一溶液加入催化剂，所述催化剂由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺组成，持续搅拌1.5h。使所述羧甲基纤维素上的羧基活化；
88.称取配方量的胱胺二盐酸盐，将其与另一pbs溶液混合溶解，得到第二溶液；
89.所述第二溶液与活化后的羧甲基纤维素混合，于50℃下搅拌反应30h，得到混合物料；
90.将所述物料纯化，除去所述催化剂以及未反应物，收集纯化后的物料并冷冻干燥，制得改性羧甲基纤维素，所述改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素；
91.步骤二、制备农药微球，包括以下步骤：
92.将配方量的正十六烷、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡充分混合，得到油相；
93.将步骤一制得的改性羧甲基纤维素与去离子水混合，将其与吐温混合溶解，得到水相；
94.将所述油相和水相于室温下充分均质，得到乳液；
95.将所述乳液于80℃下边搅拌边反应6h，使异佛尔酮二异氰酸酯与改性羧甲基纤维素充分反应，得到农药微球溶液，将所述农药微球冷冻干燥，得到农药微球。
96.上述多重刺激响应型农药微球的制备方法，其先使用催化剂活化羧甲基纤维素的羧基，再将胱胺二盐酸盐与活化后的羧甲基纤维素反应，使得胱胺二盐酸盐修饰羧甲基纤维素，制得氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素，该改性羧甲基纤维素增加了二硫键和氨基，为后续靶向控释提供了基础。该方法通过采用油相和水相界面聚合，使得容易光解的杀虫成分包封在农药微球内，提高农药微球的光稳定性，继而提高农药的有效性。该方法采用催化剂催化异佛尔酮二异氰酸酯，催化后的异佛尔酮二异氰酸酯能与改性羧甲基纤维素的氨基和羟基充分反应，制得结构稳定的农药微球。
97.本实施例中，所述步骤一中，所述羧甲基纤维素、所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙
基碳二亚胺盐酸盐、所述n-羟基丁二酰亚胺和所述胱胺二盐酸盐的重量之比是1:0.3:0.2:3。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
98.本实施例中，所述改性羧甲基纤维素、所述杀虫成分、所述异佛尔酮二异氰酸酯、所述正十六烷和所述吐温的重量之比是0.6:0.6:0.7:3:0.3。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
99.本实施例中，所述步骤一中，采用透析袋对所述物料进行透析纯化。该透析纯化操作除去催化剂和未反应的胱胺二盐酸。
100.本实施例中，所述透析袋是mw5000透析袋。
101.本实施例中，透析纯化的时间是50h。透析纯化时间能根据实际情况进行选择，此处不作限制。
102.本实施例中，所述步骤二中，充分均质的方式是将油相和水相于室温下以15000rpm的转速充分均质化6min。该操作能快速地制得乳液。
103.本实施例中，所述吐温是吐温80。
104.实施例3
105.本实施例公开的多重刺激响应型农药微球，包括改性羧甲基纤维素、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和正十六烷，其中，所述改性羧甲基纤维素包括羧甲基纤维素和胱胺二盐酸盐。
106.上述多重刺激响应型农药微球，其农药微球由油相成分和水相成分组成，油相成分与水相成分能构成界面聚合，该界面聚合的微球能高效包封杀虫成分，大幅提升了微球内杀虫成分的紫外光稳定性，使得杀虫成分在紫外光下稳定性更好，拥有更长效的杀虫效果。改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的外壳上存在氨基，羟基，脲键，这些基团与蜡质层的脂肪酸、脂肪醇和脂肪醛形成氢键，以及与叶面之间的作用力可有效避免叶面上的微胶囊被雨水冲刷，提高了农药微球的持久性。农药微球含有正十六烷，正十六烷在温度高于20℃时由固态转为液态，使得农药微球在高温时能加速微球内部的农药释放，继而使得高温下能释放更多农药，更好地防治高温下病虫害容易爆发的问题；反之，低温环境下，正十六烷不易转变为液态，农药微球释放的农药也少，此时病虫也较少，能节省农药量，实现靶向控释农药，提高农药微球有效期、利用率以及环境友好性。改性羧甲基纤维素是由胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素，使得农药微球的球壳上含有二硫键，当昆虫食入农药微球后，昆虫体内丰富的谷胱甘肽能还原破坏农药微球上的二硫键，使得农药微球的崩解并快速释放有效成分，达到快速杀虫的效果，农药微球在昆虫体内微环境的刺激释放则使其具有更高的杀虫活性，达到按需释放的效果。以环境温度以及昆虫内谷胱甘肽作为控释信号，能更好地针对防治昆虫，提高了农药微球智能性，从而提高利用率。
107.本实施例中，所述杀虫成分是阿维菌素、伊维菌素、毒死蜱、2,4-二氯苯氧乙酸、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯中的一种或多种。实际应用中，还能根据实际需要采用其他杀虫成分，此处不作限定。
108.制备上述的多重刺激响应型农药微球，包括以下步骤，
109.步骤一、制备改性羧甲基纤维素，包括以下步骤：
110.称取配方量的羧甲基纤维素，将其与pbs溶液充分混合溶解，得到第一溶液；其中
所述pbs溶液的ph为6；
111.将所述第一溶液加热至30℃～50℃，然后往所述第一溶液加入催化剂，所述催化剂由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基丁二酰亚胺组成，持续搅拌1h。使所述羧甲基纤维素上的羧基活化；
112.称取配方量的胱胺二盐酸盐，将其与另一pbs溶液混合溶解，得到第二溶液；
113.所述第二溶液与活化后的羧甲基纤维素混合，于40℃下搅拌反应20h，得到混合物料；
114.将所述物料纯化，除去所述催化剂以及未反应物，收集纯化后的物料并冷冻干燥，制得改性羧甲基纤维素，所述改性羧甲基纤维素为胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素；
115.步骤二、制备农药微球，包括以下步骤：
116.将配方量的正十六烷、杀虫成分、异佛尔酮二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡充分混合，得到油相；
117.将步骤一制得的改性羧甲基纤维素与去离子水混合，将其与吐温混合溶解，得到水相；
118.将所述油相和水相于室温下充分均质，得到乳液；
119.将所述乳液于70℃下边搅拌边反应4h，使异佛尔酮二异氰酸酯与改性羧甲基纤维素充分反应，得到农药微球溶液，将所述农药微球冷冻干燥，得到农药微球。
120.上述多重刺激响应型农药微球的制备方法，其先使用催化剂活化羧甲基纤维素的羧基，再将胱胺二盐酸盐与活化后的羧甲基纤维素反应，使得胱胺二盐酸盐修饰羧甲基纤维素，制得氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素，该改性羧甲基纤维素增加了二硫键和氨基，为后续靶向控释提供了基础。该方法通过采用油相和水相界面聚合，使得容易光解的杀虫成分包封在农药微球内，提高农药微球的光稳定性，继而提高农药的有效性。该方法采用催化剂催化异佛尔酮二异氰酸酯，催化后的异佛尔酮二异氰酸酯能与改性羧甲基纤维素的氨基和羟基充分反应，制得结构稳定的农药微球。
121.本实施例中，所述步骤一中，所述羧甲基纤维素、所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、所述n-羟基丁二酰亚胺和所述胱胺二盐酸盐的重量之比是1:0.2:0.15:2。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
122.本实施例中，所述改性羧甲基纤维素、所述杀虫成分、所述异佛尔酮二异氰酸酯、所述正十六烷和所述吐温的重量之比是0.5:0.5:0.6:2:0.2。该重量之比能根据实际需求进行调整，此处不作限制。
123.本实施例中，所述步骤一中，采用透析袋对所述物料进行透析纯化。该透析纯化操作除去催化剂和未反应的胱胺二盐酸。
124.本实施例中，所述透析袋是mw5000透析袋。
125.本实施例中，透析纯化的时间是40h～50h。透析纯化时间能根据实际情况进行选择，此处不作限制。
126.本实施例中，所述步骤二中，充分均质的方式是将油相和水相于室温下以10000rpm的转速充分均质化5min。该操作能快速地制得乳液。
127.本实施例中，所述吐温是吐温80。
128.性能验证与结构表征：
129.为验证本发明农药微球的性能和结构，下面以实验操作的方式小产量制得本发明农药微球、对照农药微球1和对照农药微球2，其分别按以下步骤制备：
130.1.本发明农药微球的制备方法，包括以下步骤：
131.制备氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素(cmc-ss-nh2)：
132.称取1g羧甲基纤维素(cmc)充分搅拌溶解在35mlpbs溶液(ph＝6)中，向40℃的cmc溶液中加入287mg1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(edc)(1.5mmol)和173mgn-羟基丁二酰亚胺(nhs)(1.5mmol),持续搅拌1h活化cmc上的羧基。然后，2g胱胺二盐酸盐(cys)溶解在10mlpbs溶液(ph＝6)并加入到上述cmc溶液中，在40℃下搅拌反应24h。最后，对所得样品在透析袋(mw5000)中进行透析48h除去催化剂和未反应的cys，冷冻干燥得到纯化的氧化还原响应型的改性羧甲基纤维素(cmc-ss-nh2)。
133.其中，胱胺二盐酸盐改性羧甲基纤维素的反应式如图1所示。
134.制备刺多重激响应型农药微胶囊(avm@cm-ss-pu)
135.通过界面聚合的方法制备负载阿维菌素(avm)的多重响应型农药微胶囊avm@cm-ss-pu。具体操作流程如下：在2.8g正十六烷中加入0.2gavm、0.62g异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、0.1g二月桂酸二丁基锡(dbtdl)充分搅拌混合以形成油相。在25ml去离子水中加入0.5gcmc-ss-nh2和0.1g吐温80(tween80)搅拌溶解形成水相，将油相和水相在室温下以10000rpm的转速混合和均质化3min。均质后的乳液转移到烧瓶中并在70℃的磁力搅拌中反应4h，使ipdi的异氰酸酯基团与cmc-ss-nh2的氨基和羟基充分反应，界面聚合制备的农药微胶囊(avm@cm-ss-pu。)
136.2.对照农药微球1是不含avm的空白响应型微胶囊cm-ss-pu，其制备方法与本发明avm@cm-ss-pu制备方法的区别在于，没有加入杀虫成分avm。
137.3.对照农药微球2是用cmc替代cmc-ss-nh
2的
响应型农药微胶囊avm@cm，其制备方法与本发明avm@cm-ss-pu制备方法的区别在于，省去了cmc-ss-nh2的制备，用cmc替代cmc-ss-nh2。
138.包封性能测试
139.测试步骤：1.称取20mg冷冻干燥得到的载药微球置于离心管，加入4ml乙醇，摇匀后在10000rpm下离心5min，取上清液1ml，定容至25ml。使用紫外分光光度计在245nm的波长下测量游离avm的吸光度a。使用标准曲线a＝0.03321c-0.006(r2＝0.999)确定上清液中游离avm的质量。然后，使用公式(4-1)和(4-2)计算avm的包封率(ee)和载药率(lc)。
[0140][0141][0142]
式中，m
totalavm
是体系中avm的总质量，m
freeavm
是离心后上清液中未被包封的游离avm质量，m
avm@cm-ss-pu
为载药微球的总质量。
[0143]
2.使用激光粒度分析仪测量样品的平均粒径、颗粒分布指数和zeta电位。通过动态光散射技术(dls)以90
°
的散射角进行测量，重复测量三次并取平均值。
[0144]
结果：如图2所示，在制备微胶囊过程中，控制其他条件不变，微胶囊的的载药率(lc)随着油相中加入阿维菌素的增加而提高，最高可达到avm@cm-ss-pu0.6的8.02
±
0.18％，包封率(ee)则随着阿维菌素的增加而降低，但avm@cm-ss-pu0.6仍然能达到76.98
±
1.72％，包封率最高的avm@cm-ss-pu0.2可以达到88.23
±
0.69％，表明通过界面聚合的微囊化可以高效包封avm。图3显示了不同样品的zeta电位，cmc分子链上存在大量羧基使其zeta电位达到-58.94
±
0.69mv，接枝反应消耗大量羧基之后，cmc-ss-nh2的电位上升到-30.10
±
0.26mv，这也反映了接枝反应的成功进行(butunetal.,2011)。空白微胶囊cm-ss-pu的电位为-37.77
±
0.71mv，随着界面聚合时加入avm的增加，载药微球的电位从avm@cm-ss-pu0.2的-42.22
±
1.06mv降低到avm@cm-ss-pu0.6的-48.08
±
0.69mv，这可能是因为avm@cm-ss-pu0.6的包封率较低导致微球表面沉积了较多带负电的avm。图4显示了三个avm@cm-ss-pu样品的粒径分布，avm@cm-ss-pu0.2、avm@cm-ss-pu0.4、avm@cm-ss-pu0.6的粒径分别为5.40
±
0.76μm、4.79
±
0.73μm、3.90
±
0.92μm，粒径分布指数0.312
±
0.025、0.302
±
0.023、0.419
±
0.034，在存储45天后，三个样品的粒径分布稍微变宽，但是变化不明显，并且在avm@cm-ss-pu的实物图中未观察到明显的沉淀和相分离，表明avm@cm-ss-pu具有较好的存储稳定性。
[0145]
核磁氢谱分析
[0146]
使用核磁共振仪在400mhz下测试样品在d2o或cdcl3中的核磁氢谱以分析cmc-ss-nh2、cys和cmc，结果展示在图5所示，在cmc谱图中，在3.05-3.35ppm(h2)，3.45-4.22ppm(h3,4,5,7)，4.34-4.58ppm(h1,6)的峰分别代表葡萄糖环上各个碳的质子信号，4.70ppm为溶剂d2o的峰(kono,2013)。cys谱图在2.95ppm(a)和3.34ppm(b)出现明显的峰，分别属于cys结构中两个亚甲基的质子信号。在cmc-ss-nh2谱图中，除了cmc的质子信号外，还在2.93ppm(a’)和3.31ppm(b’)处出现属于cys的亚甲基信号，另外，在2.79ppm(c)处的质子峰属于cmc的亚甲基，这与之前的报道相符(parketal.,2017)。以上结果表明cys成功修饰cmc合成了cmc-ss-nh2。
[0147]
改性羧甲基纤维素分子量分析
[0148]
使用凝胶渗透色谱仪测量样品的分子量(mw)和聚合物分散指数(pdi)。将2mg/ml样品溶解在水中并在30℃下通过两根plaquagel-oh(7.5mm
×
300mm,8μm)混合色谱柱，进样量100μl，流速为1ml/min的水作为洗脱液的。
[0149]
如图6所示，通过gpc分析了改性产物cmc-ss-nh2相比cmc的分子量变化，cmc的分子量为32.7
×
104g/mol，而cmc-ss-nh2的分子量提高到38.3
×
104g/mol，cmc-ss-nh2的pdi也从cmc的3.819提高至4.328，说明cys改性提高了cmc分子量的同时也拓宽了分子量分布。通过分子量的变化计算得到cys的接枝率为17.13％。另外，通过元素分析仪测得cmc-ss-nh2中的s元素含量为7.83％，通过计算转换得到cys的接枝率为18.49％，与gpc测得的接枝率结果一致。
[0150]
红外光谱分析
[0151]
将干燥后的待测样品与溴化钾一起研磨成细粉并压成薄片，通过傅里叶红外光谱仪扫描32次获得样品在450cm-1-4000cm-1
波长范围的红外光谱。
[0152]
通过傅里叶红外光谱表征了农药微球合成过程中各种物质的化学结构变化，结果显示在图7中。cmc谱图中3000cm-1
以上的信号归因于羟基的伸缩振动，而在1603cm-1
和1422cm-1
的峰是关于羧基的不对称和对称伸缩振动，1328cm-1
的峰则代表羟基的弯曲振动，这与之前的文献报道一致(chenetal.,2018)。相比cmc，cmc-ss-nh2谱图在1644cm-1
和1460cm-1
出现新的吸收峰，其中1644cm-1
代表酰胺键中-c＝o(酰胺吸收带ⅰ)的伸缩振动峰，
1460cm-1
为cys中的c-n伸缩振动，这表明cmc与cys成功反应，并合成了带有二硫键和可反应氨基的cmc-ss-nh2。通过界面聚合进一步合成纤维素微球后，在cm-ss-pu谱图中，1641cm-1
和1566cm-1
分别代表-c＝o(酰胺吸收带ⅰ)和n-h弯曲振动(酰胺吸收带ii)的吸收峰，这归因于异氰酸酯基团与cmc-ss-nh2上的氨基和羟基形成的脲键和氨酯键。2267cm-1
的信号为cm-ss-pu中的一些未反应的异氰酸酯基团，2924cm-1
的峰则是正十六烷中亚甲基的c-h振动引起的。在体系中加入avm后，avm@cm-ss-pu谱图中在1734cm-1
出现avm结构中c＝o的特征吸收峰，表明成功合成刺激响应型农药微球。
[0153]
抗紫外性能分析
[0154]
将avm乙醇溶液加入去离子水中搅拌，制成浓度为500mg/l的avm水分散液，5％阿维菌素市售乳油也用去离子水稀释至500mg/l与avm@cm-ss-pu相同的浓度。取50ml不同的样品溶液加入试管中并放入光化学反应器，每个样品距离汞灯(300w，emax＝365nm)5cm处。紫外照射特定时间间隔后，取出1ml样品溶液放入棕色容量瓶中，用无水乙醇定容至10ml，然后使用紫外可见分光光度计在245nm波长下测量吸光度。公式(2-4)用于计算照射不同时间后样品中avm的剩余率(rr)。
[0155][0156]
式中，c
t
代表照射特定时间后样品中avm的浓度，c0代表照射前样品中avm的浓度。
[0157]
由于阿维菌素特殊的十六元大环内酯结构，致使它对紫外光及其敏感，大环的断裂导致其活性迅速下降。阿维菌素在实际应用过程中拥有很短的半衰期，因此迫切需要提高阿维菌素的光稳定性。使用光反应器测试了不同avm制剂的光稳定性能，结果如图8所示，avm水分散液和avm市售乳油在紫外光下迅速分解，照射370h后分别只剩下18.48
±
0.23％和26.16
±
0.05％，表明它们不具备抗紫外性能。而avm@cm-ss-pu0.2，avm@cm-ss-pu0.4，avm@cm-ss-pu0.6在照射370h后仍然剩余65.04
±
0.20％，57.57
±
0.08％，37.35
±
0.07％，包封率的大小是造成它们抗紫外性能差异的主要原因，相比其他两个未包封的avm制剂，三个avm@cm-ss-pu拥有明显的抗紫外性能，能够在紫外光下稳定较长时间。
[0158]
使用一级动力学拟合了这些avm制剂的紫外降解数据，结果如图8和表1所示，avm@cm-ss-pu0.2拥有最好的抗紫外性能，它在紫外光下的半衰期(t
1/2)
为550.11min，而avm水分散液的半衰期为89.32min，因此经过包封后，avm@cm-ss-pu0.2的光稳定性相比avm水分散液提高了5倍以上。将容易光分解的avm包封在聚合物微球内，较厚的壳层可以通过物理阻隔有效抵挡紫外光；另一方面，载体上的羧基和羰基等发色基团可以吸收部分紫外光为avm提供更好的光稳定性(haoetal.,2020)。拥有良好的光稳定性和粘附性的avm@cm-ss-pu可以在喷洒后稳定存在叶片上，为作物生长提供一个长效的保护措施，这有效减少了农药的使用频率和使用剂量。
[0159]
表1一级动力学拟合降解曲结果
[0160]
[0161][0162]
农药微胶囊刺激释放性能分析
[0163]
测试步骤：取5ml样品溶液放入透析袋(mwco＝5000da)中，透析袋放入含有50ml释放介质的棕色锥形瓶中，以不同ph的40％乙醇水溶液作为释放介质。锥形瓶置于25℃的摇床中震荡，在特定时间间隔内取1ml释放介质容量瓶中，用40％乙醇水溶液定容至10ml，将等体积相应的释放介质加回到锥形烧瓶中。紫外分光光度计测量稀释溶液245nm下的吸光度，在通过标准曲线a＝0.0281c-0.00182(r2＝0.999)计算avm浓度，公式(2-5)用于计算累积释放率(ri)。
[0164][0165]
式中：ci代表特定时刻释放介质中avm的浓度(mg/l)，m
avm
代表加入到透析袋中的avm总质量。
[0166]
结果：图9(a)显示了avm@cm-ss-pu在温度刺激下的释放特性，从三个温度的释放曲线中可以看到，载药微胶囊的释放速度随着温度升高而加快，在15℃、25℃、35℃下释放465h后累计释放33.67％、38.77％、49.61％。avm@cm-ss-pu微胶囊核芯内正十六烷的相变温度为20℃，当微胶囊置于温度大于20℃的环境中，微胶囊内的正十六烷从固态转变为可流动的液态，加快了内部的avm溶出速率，因此avm@cm-ss-pu在温度较高的环境中会加速释放。这种温度刺激的释放表明avm@cm-ss-pu有望在实际应用过程中根据环境温度调控释放速率，以适应病虫害在不同温度下的生长繁殖速度。
[0167]
为了达到农药微胶囊在害虫体内快速释放的目的，设计了一种囊壁材料带有二硫键的微胶囊，使其能够在还原条件刺激下迅速释放有效成分。图9(b)显示了avm@cm-ss-pu在谷胱甘肽刺激下的释放行为，avm@cm-ss-pu在含有谷胱甘肽的还原环境中快速释放，并且谷胱甘肽浓度的增加可以加速avm的释放，avm@cm-ss-pu在0mg/ml、1mg/ml、2mg/ml谷胱甘肽环境中刺激21h分别累计释放了16.63％、29.20％、52.97％，1mg/ml和2mg/ml谷胱甘肽使avm@cm-ss-pu的前期释放速率分别提高2倍和3倍，并且在465h后累计释放79.67％、98.10％。因此这种还原响应的avm@cm-ss-pu微胶囊在施用后，能使avm从微胶囊内缓慢释放出来避免有效成分被光分解，而被害虫摄取进食后，能够在害虫体内由丰富谷胱甘肽提供的还原环境中快速释放，以达到快速控制害虫的效果(liangetal.,2020)。
[0168]
图9(c)是avm@cm-ss-pu在不同ph下的释放行为，载药微胶囊在ph3和ph9下的释放速度要快于ph7。在酸性条件下的快速释放归因于氨基质子化增加了分子链间的静电排斥作用，导致微胶囊溶胀加速了avm的释放。脲键在碱性条件下的断裂以及oh-离子对二硫键的亲核攻击导致二硫键的断裂，则是微胶囊在碱性环境快速释放的原因(liangetal.,2020；dopieralskietal.,2017)。酸性条件是很多植物病原体生长和繁殖的最佳微环境，酸性环境下的释放有助于avm@cm-ss-pu在植物病变部位的靶向释放(camaraetal.,2019)。植食性鳞翅目害虫的中肠具有独特的碱性条件，这些条件有利于avm@cm-ss-pu在中肠中迅速
释放达到杀死害虫的效果。
[0169]
当作物遭受植物致病真菌侵害时，致病真菌会释放纤维素酶和果胶酶用于降解细胞壁，纤维素酶可以将纤维素水解成小的葡萄糖单体(gaoetal.,2021)。图9(d)显示了avm@cm-ss-pu在纤维素酶刺激下的释放行为，可以看到微胶囊在纤维素酶刺激下的释放速率和累计释放率都要高于没有酶刺激的情况，因此这种纤维素酶响应释放的农药体系有望在植物遭受病原体侵害时用于输送农药。
[0170]
脲酶广泛存在于微生物和动植物组织中，植物根部能分泌脲酶并将尿素降解为氮源肥料，因此可以使用脲酶触发的农药体系用于治疗植物根部病害(polaccoetal.,1989；wenetal.,2020)。因为avm@cm-ss-pu囊壁上存在cmc-ss-nh2的氨基和ipdi的异氰酸酯基团合成的脲键(-nh-co-nh-)，因此研究了avm@cm-ss-pu在脲酶刺激下的释放行为。图9(e)显示的释放曲线中，avm@cm-ss-pu在0mg/ml、1mg/ml、2mg/ml脲酶环境中释放45h后分别释放18.35％，38.18％，55.52％，表明脲酶可以破坏avm@cm-ss-pu中的脲键，通过改变微胶囊的结构促使avm的释放。因此，avm@cm-ss-pu能够以脲酶作为刺激因素用于靶向治疗作物根部病害。
[0171]
图9avm@cm-ss-pu在(a)温度，(b)谷胱甘肽、(c)ph、(d)纤维素酶、(e)脲酶刺激下的响应释放
[0172]
杀虫活性分析
[0173]
作为一种杀虫剂，avm制剂的生物活性是最为重要指标之一，因此使用浸叶法测试制剂对小菜蛾的杀虫效果，以此来评估试剂的生物活性。从图10可以看出，三种制剂的杀虫活性都是随着有效成分浓度的增加而提高。在0.625-2.5mg/l的较低浓度范围内，avm市售乳油和avm@cm-ss-pu的小菜蛾死亡率要高于avm原药，并且从表2可以知道，avm市售乳油和avm@cm-ss-pu的半致死浓度(lc
50
)分别为3.44mg/l和3.54mg/l，要低于avm原药的6.01mg/l，这可能是因为avm市售乳油和avm@cm-ss-pu拥有更小的接触角和更好的液体保留率，因此喂食的叶片上沉积了更多的有效成分用于杀死小菜蛾。另一方面，经过包封的avm@cm-ss-pu可能更好地附着在小菜蛾的虫体上(suetal.,2020)，这增加了avm@cm-ss-pu对小菜蛾的触杀毒性，因此avm@cm-ss-pu拥有较高的生物活性。
[0174]
表2avm原药、avm市售乳油和avm@cm-ss-pu的杀虫活性结果
[0175][0176]
研究表明，在17.5℃到32.5℃的温度范围内，小菜蛾虫卵、幼虫和蛹的生长速度都会随着温度升高而加快。因此当温度高于18℃的时候，由于发育周期的缩短，更容易爆发由小菜蛾引起的虫害。因此将相变材料正十六烷作为核芯包封在聚合物微球内，赋予农药微球一个温度响应的性能。
[0177]
由avm@cm-ss-pu微球的释放曲线可以知道，温度的升高会促进微球内avm的释放。进一步探究了这种温度响应型农药微球在不同温度下对小菜蛾的生物活性，结果显示在图11中。将浸泡了不同avm制剂的叶片喂食小菜蛾24h后(图11(a))，avm原药和avm市售乳油相
比两种微囊制剂(avm@cm和avm@cm-ss-pu)在三个温度下都表现出更高的杀虫效果，因为avm原药和avm市售乳油中的活性成分直接可以与小菜蛾的消化系统接触，因此能更快使小菜蛾中毒，同时温度不影响它们的生物活性。而avm@cm和avm@cm-ss-pu的生物活性随着温度升高而提高，因为更高的温度促进了微球内有效成分的释放。其中avm@cm-ss-pu在三个温度下的杀虫效果都要好于avm@cm，并且在35℃的时候达到了avm原药和avm市售乳油的效果，这是因为小菜蛾体内丰富的谷胱甘肽提供了还原环境，这种还原环境破坏了avm@cm-ss-pu载体上的二硫键，导致载体的崩解并快速释放有效成分，达到快速杀虫的效果，即使在较低温度下avm@cm-ss-pu的生物活性也要高于avm@cm。
[0178]
48h后(图11(b))，四种avm制剂的杀虫效果都高于24h。其中avm@cm和avm@cm-ss-pu相比avm原药和avm市售乳油有较大的变化，随着温度的提高，avm@cm和avm@cm-ss-pu的生物活性都会相应提高，其中avm@cm和avm@cm-ss-pu在35℃的生物活性可以达到甚至超过avm原药和avm市售乳油，这可能是因为微球制剂在喂食的叶片上沉积了更多的有效成分，并且较高的温度刺激微球内的avm迅速收释放。另外，avm@cm-ss-pu在15℃和25℃的生物活性都高于avm@cm，并且在25℃就达到了avm原药和avm@ec的杀虫效果，表明avm@cm-ss-pu中的二硫键在小菜蛾体内的断裂起到了关键作用，与温度响应释放共同提高微囊制剂的杀虫活性。图11(c)显示了avm@cm-ss-pu在不同温度下杀虫的示意图。
[0179]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0180]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未做相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0181]
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0182]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本
申请保护范围的限制。
[0183]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。