中国农科院植保所农药创新中心 CEJ：利用农药分子噁霉灵诱导海藻酸钠和羧甲基壳聚糖混合水溶液构建性能优异的超分子载药水凝胶

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水凝胶含有多孔网络结构，在活性成分负载和递送中具有很大的优势，在农业领域受到了广泛的关注。然而，绝大多数载药水凝胶的制备需要借助于交联剂或者载体材料之间的自组装。药物活性分子自身作为“扳机”（trigger）触发天然聚合物溶液形成超分子水凝胶，在保持药物活性的同时并充分发挥水凝胶的性能，这种载药水凝胶制备策略尚未得到充分发掘与应用。

图1 噁霉灵超分子天然多糖水凝胶体系与自组装结构

近日，中国农业科学院植物保护研究所农药创新中心以农药分子噁霉灵作为“扳机”，可快速诱导海藻酸钠和羧甲基壳聚糖复合水溶液形成噁霉灵超分子水凝胶体系（图1）。通过改变噁霉灵与材料的比例及浓度，构建了一系列具有多种流变性能的水凝胶（图2）。

图2 不同参数下形成的具有不同流变性能的水凝胶

合成的不同流变性能的水凝胶适用于多种施药场景，不仅可以抑制液滴的弹跳（图3），还可降低噁霉灵在土壤中的淋溶（图4），并保持对病原菌的抑菌活性，降低对作物的毒性（图5）。该策略制备的载药水凝胶在农业中展示出良好的应用前景。该工作系统研究了农药活性成分诱导高分子材料自组装形成水凝胶的行为和性能，突破了传统载药水凝胶制备的局限性，为超分子水凝胶以及多功能农药缓控释体系的制备提供了新的视角。

图3 噁霉灵超分子水凝胶在疏水膜上的弹跳行为

图4 噁霉灵超分子水凝胶在土壤中的淋溶行为

图5 噁霉灵超分子水凝胶对禾谷镰刀菌的抑菌效果（A）以及作为基质对小麦的生物安全性（B）

本研究以“Fungicide Itself as a Trigger to Facilely Construct Hymexazol-Encapsulated Polysaccharide Supramolecular Hydrogels with Controllable Rheological Properties and Reduced Environmental Risks”为题，发表在《Chemical Engineering Journal》上，文章第一作者是中国农业科学院植物保护研究所博士后许春丽，曹立冬研究员为本文的通讯作者，李远播研究员和黄啟良研究员为共同通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金的支持。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722046745

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