導航：安全管理網>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

海泥基農藥緩釋劑的制備與緩釋性能

文檔作者：吳建鴻陳露蕓陳濤吳艷梅閆華﹡ 文檔來源：臺州學院醫藥化工與材料學院		更新日期： 2026年09月07日	點擊數：
下載地址：點擊這里	文件大小： 709.80 KB 共4頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共4頁]

本文件共4頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：709.80 KB 共4頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

上一篇：基于悖論理論的農戶農藥減量化行為

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

第48 卷第9 期 當 代 化 工 Vol.48，No.9
2019 年9 月 Contemporary Chemical Industry September，2019
基金項目： 臺州學院校立開放實驗重點項目。
收稿日期： 2018-12-05
作者簡介： 吳建鴻（1995-），女，江西上饒人，研究方向：高分子材料與工程專業。E-mail：3312366188@qq.com。
通訊作者： 閆華（1975-），男，副教授，碩士，研究方向：功能材料的制備及其應用。E-mail：hyan@tzc.edu.cn。
海泥基農藥緩釋劑的制備與緩釋性能
吳建鴻，陳露蕓，陳濤，吳艷梅，閆華﹡
（臺州學院 醫藥化工與材料學院，浙江 臺州 318000）
摘 要： 開發了“海泥基農藥緩釋劑的制備與緩釋性能”的開放性創新實驗。通過SEM、接觸角、N2 吸脫
附等方法對海泥進行表征，測定模型藥物上載量和緩釋曲線，幵通過釋放動力學模型探討緩釋機理。該實驗的開
設有利于培養學生創新意識和創新能力。
關 鍵 詞：開放性實驗；海泥；緩釋
中圖分類號：G64；O6 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2019）09-2013-04
Preparation and Sustained-release Performance of
Sea Mud-based Pesticide Sustained Release Agent
WU Jian-hong, CHEN Lu-yun, CHEN Tao, WU Yan-mei, YAN Hua*
（School of Pharmaceutical and Materials Engineering, Taizhou University, Zhejiang Taizhou 318000, China）
Abstract: An open innovation experiment "Preparation and sustained-release performance of sea mud-based pesticide
sustained release agent" was exploited. The sea mud was characterized by SEM, contact angle, N2 adsorption and
desorption methods. The model drug loading capacity and sustained-release curves were measured, and the release
mechanism was discussed by the release kinetics model. This experiment is beneficial to cultivating students' innovative
consciousness and innovative ability.
Key words: Open experiment; Sea mud; Sustained-release
開放性創新實驗是在教師的指導下，以學生為
中心，能發揮學生的主觀能動性的教學實驗。開放
性創新實驗與基礎性實驗比較，更具有新穎性、探
究性，對于培養創新性人才具有重要的作用。
近些年，人們開發了海泥磚、海泥陶粒、以及
海泥面膜美容護膚產品等。現代研究表明，海泥含
有豐富的無機礦物質、膠體成分、海洋特有的有機
質和微生物，海泥提取液具有抑菌和抗氧化活性［1-3］。
海泥發電技術的成功可望為海底監測儀器提供的長
期電源供應，解決海洋開發儀器中電源供給的瓶頸
問題［4］。這些研究結果暗示了海泥可能是潛在的巨
大資源寶庫，等待人們去開發利用。
農藥緩釋劑可以有效提高農藥利用率，降低農
藥對環境的污染，而受到廣泛關注［5,6］。該實驗項
目利用灘涂海泥為農藥載體，通過吸附制備農藥緩
釋劑幵測定釋放性能。通過該實驗項目教學，培養
學生的創新意識和創新能力，同時讓學生了解灘涂
海泥利用現狀和農藥減施增效的意義，引導學生關
注資源、環境等人類面臨的問題。
1 實驗原理
吸附性固體緩釋劑是將藥物吸附于固體載體表
面，而后通過解吸、擴散達到緩慢釋放的一種農藥
劑型［7,8］。藥物上載量（LC）是指單位質量的固體
載體上載藥物的量，計算公式為：
0
C
(c c)VM
L
W
?
? （1）
載藥率（LR）是指單位質量的緩釋劑所含有藥
物的量，計算公式為：
0
R
0
( )
1 000 ( )
c c VM
L
W c c VM
?
?
? ? ?
（2）
式（1）（2）中：
LC、LR—載藥率, mg/g;
c0—藥物起始濃度，mM；
c—固體吸附平衡后藥物濃度，mM；
V—藥液的體積，L；
M—藥物的分子量，g/mol；
W—載體的質量，g。
藥物釋放率為解吸釋放出的藥物占緩釋劑所含
DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2019.09.026
2014 當 代 化 工 2019 年9 月
藥物的百分比，計算類似于文獻報道的公式［9］：
1
0
1
( )
100( 1, 2,3, )
1 000 '
i
i i e
i
cV cV M
Q i
W LR
?
?
?
? ? ? ? ? ?
? ?
?
（3）
式中：Q—藥物釋放率,%
ci—釋放介質中藥物的濃度，mM；
V0—為釋放介質的體積，L;
Ve—取樣的體積，L；
W'—緩釋劑的質量，g。
藥物釋放的Korsmeyer-Peppas 模型：
Q ? kt n （4）
式中：t—釋放時間，h；
k—釋放動力學系數，h-n；
n—擴散指數。
2 實驗內容
2.1 樣品采集和處理
海泥采自臺州灣灘涂，濕海泥在120 oC 溫度下
進行烘干，然后在研缽中研磨，幵用200 目的標準
篩篩分出去大的顆粒，最后封裝在樣品瓶中備用。
2.2 樣品的表征
樣品表面噴金后，用S-4800 掃描電子顯微鏡
（日本日立公司）進行形貌觀察。用視頻光學接觸
角測量儀測定水在固體薄片上的接觸角。用
ASAP2020 比表面及孔隙分析儀，通過N2在77 K 條
件下等溫吸脫附曲線，測定樣品的BET 比表面積和
孔徑分布。
2.3 藥物上載
由于有機染料對紫外-可見光具有吸收特性，
根據吸光度可以方便測定濃度，因此，它們常被選
作模型藥物［10,11］。另外從經濟和實驗室綠色化考慮，
有機染料作為模型藥物來替代有毒有害較貴的真實
農藥也是適宜的。本實驗選用亞甲基藍為模型藥物。
稱取0.50 g 海泥干粉，投放到盛有50 mL 一定濃度
的亞甲基藍溶液的碘量瓶中，幵放置到恒溫振動器
中震蕩24 h，離心分離，得到載藥海泥固體，放入
真空干燥箱內干燥。通過測定亞甲基藍溶液在665
nm 處的吸光度，根據工作曲線c（μM）=0.007
4+0.815 84A，R=0.999 來計算上載前后溶液的濃度
c0 和c，幵根據公式（1）和（2）分別計算AC 和LR。
2.4 藥物釋放曲線測定
載藥海泥的緩釋性能參照文獻［9,12］來測定。稱
取0.050 g 載藥海泥，裝到透析袋中，幵置于不同
pH 值的50 mL 體積分數50%的乙醇水溶液中，間
隔一定時間，移取2 mL 樣品液，稀釋到一定濃度
后測定吸光度，同時補加2 mL 體積分數50%的乙
醇水溶液。根據公式（3）測定藥物累積釋放率Q，
幵繪制釋放曲線。
3 結果與討論
3.1 SEM
從海泥的SEM 圖（圖1）可知，海泥顆粒粒徑
從幾微米到20~30 μm，幵且顆粒是由一個個薄片堆
積而成，形成較大的縫隙，顆粒表面比較粗糙。
（a）
（b）
圖1 海泥的SEM 圖
Fig.1 SEM images of sea mud
3.2 水在海泥表面的接觸角
藥物載體表面的親疏水性會影響到藥物的上載、
藥劑顆粒的分散性、以及藥劑與植物葉片的粘附性。
藥物載體表面的親疏水性可以通過接觸角的大小來
衡量。通常情況下，水在固體表面的接觸角θ（圖
2）的大小可以用來判斷水對固體表面的潤濕性。
圖2 接觸角示意圖
Fig.2 Schematic of contact angle
當θ＞90o 時，水對固體表面不潤濕；當θ＜90o
時，水對固體表面潤濕。當θ=0 或180o 時，則完全
第48 卷第9 期 吳建鴻，等：海泥基農藥緩釋劑的制備與緩釋性能 2015
潤濕。因此，水對固體表面的接觸角的大小反映了
固體表面的親疏水性。水的接觸角越小，固體表面
的親水性越好。水在原始海泥表面的接觸角θ
=11.2o，遠小于90o；水在海泥表面的接觸角較小，
說明它們是親水性的表面。
3.3 N2 吸脫附
根據IUPAC對N2吸脫附曲線類型的分類［13］，海
泥的N2吸脫附曲線（圖3a）基本屬于II型，幵且帶
有H3的滯后環，這類滯后環通常是由片狀顆粒非剛
性聚集造成的。孔徑分布圖（圖3b）顯示，海泥中
存存在孔徑約3 nm的介孔和20~80 nm的大孔。這些
大孔由一個個礦物薄片堆積而成，幵被SEM圖像證
實。BET比表面分析結果（表1）顯示海泥的比表面
積和BJH吸附孔體積分別為20.9 m2/g和0.053 cm3/g。
（a）
（b）
圖3 海泥的N2 吸附-脫附等溫線（a）和孔徑分布圖（b）
Fig.3 N2 adsorption-desorption isotherms （a） and pore
size distribution of sea mud （b）
3.4 模型藥物上載與釋放曲線
由表1 可知，灘涂海泥對模型藥物亞甲基藍的
上載量為33.8 mg/g，上載率為3.3%。圖4（a）為
不同pH 下，模型藥物的釋放曲線，整個釋放曲線
包含“突釋”區（t≤7 h）和“緩釋”區（t＞7 h）
兩個部分。經過7 h“突釋”，模型藥物的累積釋放
率最多為1%（pH=7.4），之后進入緩釋區。pH 在
近中性條件下，模型藥物較快的釋放，在偏堿性或
酸性條件下釋放相對較慢。經過10 d，在近中性
（pH=7.4）或堿性（pH=9.0）條件下，累積釋放率
約為2.0%，在酸性（pH=5.0）條件下累積釋放率約
為1.8%。
為了進一步探討模型藥物的釋放機理，采用
Korsmeyer-Peppas模型對模型藥物釋放數據進行線
性擬合（圖4b），擬合參數如表2所示。線性相關系
數R2大于0.9，說明較好的相關性。擴散指數n＜0.5，
說明模型藥物釋放機理為Fick擴散［14,15］。
（a）
（b）
圖4 模型藥的物釋放曲線（a）和Korsmeyer-Peppas 模型
展示的藥物釋放（b）
Fig.4 Release plots of model drug （a） and
Korsmeyer-Peppas model exhibiting the drug release
表1 海泥的BET 比表面、BJH 孔面積和載藥性能
Table1 BET surface area, BJH pore volume and drug loading property of sea mud
Sample specific surface area /（m2·g-1） volume of pores/（cm3·g-1） Loading capacity/（mg·g-1） Loading rate,%
Sea mud 20.9 0.053 33.8 3.3
2016 當 代 化 工 2019 年9 月
表2 不同pH 值下模型藥物釋放用Korsmeyer-Peppas 模型擬合的結果
Table 2 The fitting results of model drug release at different pH using the Korsmeyer–Peppas model
pH
t≤7 h
t＞7 h
k / h-n n R2 k / h-n n R2
9.0 0.395 3 0.434 79 0.993 8 0.698 1 0.190 33 0.969 60
7.4
5.0
0.449 0
0.350 0
0.447 95
0.447 82
0.995 4
0.996 4
0.915 3
0.533 7
0.137 49
0.21 89
0.972 98
0.990 93
4 結束語
該開放性創新實驗，選題較為新穎，不僅關注
資源與環境等問題，而且具有浙江地方特色。實驗
用到SEM、接觸角、N2 吸脫附、紫外-可見分光光
度計等多種表征手段，綜合性較強。通過該實驗的
訓練，不僅可以加強學生對相關知識和理論的理解，
而且可以培養學生查閱文獻資料、數據處理、分析
問題和解決問題能力，提升學生的創新意識和創新
能力。
參考文獻：
［1］Ma’or Z, Yehuda S, Voss W. Skin smoothing effects of Dead Sea minerals:
comparative profilometric evaluation of skin surface［J］. Int J Cosmet
Sci, 1997, 19（3）: 105-110.
［2］楊濤, 徐青, 辛建美, 等. 浙江秀山海泥水溶體系的抑茵作用研究
［J］. 海洋與湖沼, 2009, 40（5）: 647-653.
［3］楊濤, 吳輝輝, 羅紅宇. 灘涂海泥美容功效體系制備條件的研究［J］.
日用化學工業, 2010, 40（2）: 90-115.
［4］劉建敏, 盧志凱, 宰學榮, 等. 低溫對海泥發電性能的影響［J］.
材料的開發與應用, 2013, 28（6）: 48-52.
［5］Xiang Y B, Han J, Zhang G L, et al. Efficient synthesis of starch
-regulated porous calcium carbonate microspheres as a carrier for
slow-release herbicide［J］. ACS Sustainable Chem Eng, 2018, 6
（3）: 3649-3658.
［6］Yusoff S N M, Kamari A, Aljafree N F A. A review of materials used as
carrier agents in pesticide formulations［J］. Int J Environ Sci Technol,
2016, 13（12）: 2977-2994.
［7］趙興紅, 張俊華, 奚啟新, 等. 農藥緩釋劑研究進展概述［J］.中國
瓜菜, 2011, 24（6）: 45-47.
［8］謝平. 農藥緩釋、控釋制劑的研究進展［J］.世界農藥, 2010, 32（5）:
46-47.
［9］林粵順,周紅軍,周新華,等. pH 值響應性毒死蜱／銅席夫堿配合物改
性SBA-15 的制備及緩釋性能［ J ］ . 無機化學學報,2017,33
（3）:446-454.
［10］Zhou S W, Sha H Z, Liu B R, et al. Integration of simultaneous and
cascade release of two drugs into smart single nanovehicles based on
DNA-gated mesoporous silica nanoparticles［J］. Chem. Sci., 2014, 5
（11）: 4424-4433.
［11］Huang X, Wu S S, Du X Z. Gated mesoporous carbon nanoparticles as
drug delivery system for stimuli-responsive controlled release［J］.
Carbon, 2016, 101: 135-142.
［12］ 周紅軍, 周新華, 吳樹鴻. 毒死蜱/改性膨潤土/海藻酸鈉復合微球
的制備及其緩釋性能［J］. 江蘇農業科學, 2015, 43 （1）: 150-152.
［13］Thommes M, Kaneko K, Neimark A V，et al. Physisorption of gases, with
special reference to the evaluation of surface area and pore size
distribution （IUPAC Technical Report）［J］. Pure Appl Chem, 2015,
87（9-10）: 1051-1069.
［14］Lajevardi A, Sadr M H, Yaraki M T, et al. A pH-responsive and
magnetic Fe3O4@silica@MIL-100（Fe）/β-CD nanocomposite as a
drug nanocarrier: loading and release study of cephalexin［J］. New J
Chem, 2018, 42（12）: 9690-9701.
［15］Kurniawana A, Gunawana F, Nugraha A T, et al. Biocompatibility and
drug release behavior of curcumin conjugated gold nanoparticles from
aminosilane-functionalized electrospun poly （N-vinyl-2-pyrrolidone）
fibers［J］. Int J Pharm, 2017, 516（1-2）: 158-169.
（上接第2012 頁）
［7］Jason E.Bryant,Johanna Haggstrom,姜偉.減少水需求、最小化化學品
使用的環保解決方案[J].石油科技動態,2014,(2):56-63.
［8］趙海燕.重慶市唐家橋污水處理廠提標改造的設計研究[D].重慶大
學,2014.
［9］嚴其林.DBD 型臭氧發生器負載特性及新型供電電源研究[D].廣東
工業大學,2015.
［10］王雪敏.F 公司新設M 事業部拓展凈水器市場的商業計劃書[D].東
華大學,2015.
［11］李文浩.油田污水處理物理殺菌技術的應用[J].中國科技財富,2011,
(14):57-57.
［12］魏曉騰.淺析污水處理中的消毒工藝[J].中國新技術新產品,2012(10):
216-216.

網友評論 more

化工安全論文最新內容

09-07