程敬麗, 肖豆鑫, 梁文龍, 方 遜, 張家棟, 趙金浩

(浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物病蟲(chóng)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省作物病蟲(chóng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310058)

目前已有多種以環(huán)境響應(yīng)性納米材料為載體遞送農(nóng)藥的報(bào)道[7]。金屬有機(jī)骨架(metal organic frameworks，MOFs)作為一種具有規(guī)則孔隙率和穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的高表面微型結(jié)晶多孔材料，通常由無(wú)機(jī)金屬 (Ag、Zn、Cu、Fe、Cr、Zr、Ti 等) 和有機(jī)配體通過(guò)分子自組裝形成[8]。由于其機(jī)械穩(wěn)定性強(qiáng)，且具有超高的孔隙率和比表面積[8]，已被廣泛探索用于氣體存儲(chǔ)、分離、催化、農(nóng)藥吸附和藥物輸送[9-13]。MOFs 作為基于納米粒子的高效傳遞平臺(tái)，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面表現(xiàn)出巨大的潛力[14]，而其作為載體在農(nóng)藥控緩釋方面的研究卻鮮有報(bào)道。由2-甲基咪唑(2-mim)和鋅離子(Zn2+)組成的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8 是一類(lèi)極具應(yīng)用前景的農(nóng)藥遞送載體材料，具有較高的比表面積和相對(duì)較低的細(xì)胞毒性[15]，是MOFs 的一個(gè)子類(lèi)[16]。與含有重金屬(Cu、Zr 和Cr)的MOFs 相比，Zn2+對(duì)環(huán)境比較安全。據(jù)報(bào)道，ZIF-8 可用作提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)的肥料[17]。此外，由于ZIF-8 具有酸敏感性，在酸性條件下骨架結(jié)構(gòu)容易坍塌[18-21]，因此適用于構(gòu)建pH 響應(yīng)性輸送系統(tǒng)，應(yīng)用于不同病蟲(chóng)害暴發(fā)場(chǎng)景，例如：某些真菌在生長(zhǎng)和侵染作物過(guò)程中會(huì)分泌有機(jī)酸，為其繁殖提供有利條件[22]；某些病害容易在酸性土壤中暴發(fā)[23-24]；或者根據(jù)植物不同部位pH 的不同[25]、昆蟲(chóng)中腸腸液與高等動(dòng)物消化系統(tǒng)pH 的不同，選擇性釋放農(nóng)藥，從而達(dá)到提高農(nóng)藥利用率的目的。

油菜Brassica napusL. 是全球第二重要的油料作物，通常用作食用油、生物柴油和優(yōu)質(zhì)動(dòng)物飼料的基礎(chǔ)原料[26-27]，但其在整個(gè)生長(zhǎng)季均易被油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum侵染，而這種病菌侵染油菜時(shí)會(huì)分泌草酸，導(dǎo)致侵染部位的微環(huán)境呈酸性，從而可增強(qiáng)病菌釋放細(xì)胞壁降解酶的活性[28-29]，提高病菌對(duì)作物的浸染能力，這可能導(dǎo)致10%～20% 的油菜產(chǎn)量損失，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)80%[30-31]，可見(jiàn)酸性微環(huán)境是導(dǎo)致油菜菌核病致病的重要因素之一。吡唑醚菌酯 (pyraclostrobin，以下簡(jiǎn)稱(chēng)Pyr) 對(duì)油菜菌核病菌具有良好的抑制活性，但其對(duì)光不穩(wěn)定，且為非內(nèi)吸性農(nóng)藥，顯著影響了其藥效的發(fā)揮[32]。鑒于此，本文擬以ZIF-8 為載體，使其負(fù)載Pyr，并以油菜菌核病菌侵染油菜時(shí)的產(chǎn)酸微環(huán)境作為載體瓦解釋藥的響應(yīng)開(kāi)關(guān)，制備pH 響應(yīng)性吡唑醚菌酯緩控釋制劑 (簡(jiǎn)稱(chēng)Pyr@ZIF-8) ，并進(jìn)一步評(píng)估其釋放性能、抗光降解性能及抑菌活性。

1 材料與方法

1.1 材料與主要儀器

98%吡唑醚菌酯 (pyraclostrobin，Pyr) 原藥(上海阿拉丁試劑有限公司) ；30%吡唑醚菌酯乳油 (東莞市瑞德豐生物科技有限公司，以下簡(jiǎn)稱(chēng)Pyr EC) ；吐溫-80 (分析純，北京索萊寶科技有限公司) ；甲醇 (色譜純，美國(guó)Fisher 公司) ；無(wú)水乙醇 (分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司) ；2-甲基咪唑 (純度98%) 和六水合硝酸鋅 (純度99%)(上海麥克林公司) 。

油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum，由浙江大學(xué)生物技術(shù)所提供。

BS210S 萬(wàn)分之一電子天平 (德國(guó)賽多利斯公司) ；Zetasizer Nano ZS-90 馬爾文激光粒度儀（英國(guó)馬爾文公司）；G300 掃描電子顯微鏡 (德國(guó)卡爾蔡司股份公司) ；D8 Focus X 射線粉末衍射儀(德國(guó)布魯克公司) ；Nicolet Ava-tar370 傅里葉變換紅外光譜儀 (FTIR，美國(guó)賽默飛世爾科技公司) ；LC-20A 高效液相色譜儀 (日本島津株式會(huì)社) ；THZ-103B 恒溫培養(yǎng)搖床 (上海一恒科學(xué)儀器有限公司) ；TG-16 高速離心機(jī) (四川蜀科儀器有限公司) ；LGJ-10 真空冷凍干燥機(jī) (北京松源華興科技有限公司) ；RXZ-310C 恒溫光照培養(yǎng)箱 (寧波江南儀器廠) 。

1.2 ZIF-8 及吡唑醚菌酯載藥顆粒的制備

1.2.1 ZIF-8 的制備 按照文獻(xiàn)報(bào)道方法[33]稍加改進(jìn)：將六水合硝酸鋅0.372 g (1.25 mmol)溶于5 mL去離子水中，配制成質(zhì)量濃度為74.4 mg/mL 的溶液。稱(chēng)取6.15 g (7.5 mmol) 2-甲基咪唑溶于45 mL去離子水中，然后慢慢滴加5 mL 上述配好的六水合硝酸鋅水溶液，室溫下磁力攪拌15 min，攪拌轉(zhuǎn)速為600 r/min。反應(yīng)結(jié)束后在10 000 r/min 下離心15 min，沉淀用無(wú)水乙醇清洗(10 mL × 3 次)，30 ℃真空干燥得到ZIF-8 樣品，用作后續(xù)試驗(yàn)的載體對(duì)照。

1.1 資料來(lái)源 采用多階段PPS抽樣和隨機(jī)等距抽樣相結(jié)合的方法進(jìn)行樣本抽選。如在抽中的樣本縣內(nèi)，對(duì)所有鄉(xiāng)(鎮(zhèn))按照人均純收入排隊(duì)，采用入樣概率與上年該鄉(xiāng)(鎮(zhèn))活產(chǎn)數(shù)成比例的PPS抽樣方法，抽取5個(gè)樣本鄉(xiāng)(鎮(zhèn))。按同樣方法每個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))抽取3～5個(gè)樣本村。在抽中的樣本村內(nèi)，對(duì)該村所有6～24個(gè)月的嬰幼兒按照出生日期進(jìn)行排序(年齡由小到大)，采用隨機(jī)等距抽樣方法抽取12～20個(gè)嬰幼兒樣本。共抽取7個(gè)貧困縣(區(qū))2 100名6～24個(gè)月嬰幼兒。

1.2.2 吡唑醚菌酯載藥顆粒 (簡(jiǎn)稱(chēng)Pyr@ZIF-8) 的制備 將10 mg Pyr 原藥溶于10 mL 無(wú)水乙醇中，配制成 10 000 μg/mL 的Pyr 乙醇溶液；稱(chēng)取6.15 g (7.5 mmol) 2-甲基咪唑，用45 mL 去離子水溶解后，先滴加5 mL 上述Pyr 乙醇溶液，再緩慢滴加5 mL 六水合硝酸鋅水溶液 (7.44 × 104μg/mL) 。反應(yīng)體系在室溫下磁力攪拌 (600 r/min) 15 min后，在10 000 r/min 下離心15 min，沉淀用無(wú)水乙醇清洗(10 mL × 3 次)，30 ℃真空干燥得到Pyr@ZIF-8 樣品。

1.3 Pyr@ZIF-8 的表征

1.3.1 粒徑和Zeta 電位測(cè)定以及外觀形貌表征 通過(guò)馬爾文激光粒度儀測(cè)定樣品粒徑分布和Zeta 電位。分別將上述10 000 μg/mL 的Pyr 乙醇溶液、30%Pyr 乳油、Pyr@ZIF-8 和ZIF-8 分散于水中，使其最終質(zhì)量濃度均為500 μg/mL。轉(zhuǎn)入石英比色皿中，測(cè)試其粒徑分布和Zeta 電位。通過(guò)掃描電鏡觀察樣品的形態(tài)外貌。取適量干燥的Pyr@ZIF-8 樣品粉末固定在導(dǎo)電膠上，設(shè)定加速電壓為3.00 kV，工作距離為5.5 mm，觀察其形態(tài)特征。

1.3.2 紅外光譜分析 通過(guò)FTIR 對(duì)Pyr 原藥、ZIF-8 和Pyr@ZIF-8 等樣品化學(xué)官能團(tuán)的變化進(jìn)行分析。取少許樣品粉末與約300 倍干燥的KBr 粉末混合研磨3～5 min 后壓片，在4000～500 cm?1的波數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行紅外檢測(cè)。

1.3.3 熱重分析 通過(guò)熱重分析(TGA)測(cè)定樣品的熱穩(wěn)定性。分別稱(chēng)取Pyr 原藥、ZIF-8 和Pyr@ZIF-8的干燥粉末置于樣品坩堝中，在0～800 ℃的范圍內(nèi)進(jìn)行熱重分析，以分析不同樣品的熱穩(wěn)定性差異。

1.3.4 X 射線粉末衍射表征 通過(guò)X 射線粉末衍射(XRD)分析樣品晶型的變化。稱(chēng)取適量Pyr 原藥、ZIF-8 和Pyr@ZIF-8 干燥粉末，分別平鋪在樣品臺(tái)上，掃描速率為2°/min，衍射角掃描范圍為3°～80°。

1.4 載藥率與釋放性能測(cè)試

1.4.1 吡唑醚菌酯標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定 先稱(chēng)取5.0 mg Pyr 原藥，用甲醇溶解并定容至5 mL，得到質(zhì)量濃度為1000 μg/mL 的Pyr 甲醇溶液；再依次將其稀釋成500、250、125、62.5 和31.25 μg/mL 的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，用高效液相色譜 (HPLC) 測(cè)試樣品的峰面積。色譜條件：流動(dòng)相為V(甲醇) :V(水) =80 : 20，檢測(cè)波長(zhǎng)為275 nm，進(jìn)樣量20 μL，流速1 mL/min，柱溫30 ℃。

1.4.2 Pyr@ZIF-8 載藥率測(cè)定 稱(chēng)取3.0 mg Pyr@ZIF-8，分散于3 mL 甲醇中，加入3 μL 濃鹽酸，溶解后吸取1 mL 上清液，用HPLC 測(cè)定Pyr 的濃度。按式 (1) 計(jì)算載藥率。

其中：LC為載藥量，%；mPyr為Pyr@ZIF-8中Pyr 的質(zhì)量，mg；mPyr@ZIF-8為Pyr@ZIF-8 的總質(zhì)量，mg。

1.4.3 Pyr@ZIF-8 釋放性能測(cè)定 稱(chēng)取2.8 mg Pyr@ZIF-8，分別分散于3 mL 0.01 mol/L 的PBS(pH = 4.0、6.0、8.0)緩沖液中，配制成Pyr 質(zhì)量濃度為100 μg/mL 的Pyr@ZIF-8 懸浮液。靜置24 h 后離心取上清液，用HPLC 測(cè)試釋放出來(lái)的Pyr 的質(zhì)量。通過(guò)式 (2) 計(jì)算累計(jì)釋放率。

其中：Rc為累計(jì)釋放率；m24為Pyr@ZIF-8 24 h 的Pyr 釋放量，mg；m0為Pyr@ZIF-8 中Pyr 的總質(zhì)量，mg。

1.5 Pyr@ZIF-8 光穩(wěn)定性測(cè)試

稱(chēng)取0.3 mgPyr 原藥溶解于30 mL 乙醇中，稱(chēng)取2.8 mg Pyr@ZIF-8 分散于30 mL 乙醇中。將Pyr 乙醇溶液分裝到19 個(gè)離心管中，每個(gè)離心管內(nèi)1 mL。Pyr@ZIF-8 操作同Pyr 原藥。將離心管放入245 nm 紫外光下照射，樣品距離光源15 cm。每隔10 min 取樣，加入3 μL 濃鹽酸，溶解后吸取1 mL，用HPLC 測(cè)定溶液中的Pyr 濃度。通過(guò)式 (3) 計(jì)算降解率(RD)。

其中：mt為Pyr@ZIF-8 中Pyr 在th 時(shí)的剩余質(zhì)量，mg；m0為Pyr@ZIF-8 中Pyr 的總質(zhì)量，mg。

1.6 體外生物活性測(cè)定

1.6.1 離體抑菌活性測(cè)定 采用菌絲生長(zhǎng)速率法[34]：稱(chēng)取0.025 g (精確到0.0001 g)待測(cè)化合物，用2.50 mL 含1%吐溫-20 的丙酮溶液溶解，配制成質(zhì)量濃度為10 000 μg/mL 的母液。各取母液適量加入PDA 培養(yǎng)基中，制作為含藥培養(yǎng)基，Pyr 的質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL。取直徑為6.00 mm的油菜菌核病菌菌餅，接種至含藥培養(yǎng)基中。每處理3 次重復(fù)。以僅用丙酮溶液處理過(guò)的菌餅為空白對(duì)照，于(25 ± 2) ℃下培養(yǎng)2 d 后用十字交叉法測(cè)量菌落直徑。通過(guò)式 (4) 計(jì)算抑菌率。

其中：I為菌絲生長(zhǎng)抑制率，%；dt為處理組菌絲生長(zhǎng)直徑，cm；dc為對(duì)照組菌絲生長(zhǎng)直徑，cm。

1.6.2 盆栽試驗(yàn) 使用敏感型油菜測(cè)試Pyr@ZIF-8 對(duì)油菜菌核病的防治效果[35]。在兩周大的健康油菜葉上均勻噴灑Pyr@ZIF-8 (5 mL 水溶液，Pyr 的質(zhì)量濃度為100 μg/mL) ，室溫下自然晾干后，立即接種油菜菌核病菌作為0 d 處理，7 d 后接種該病菌作為7 d 處理。以噴施清水的油菜作為空白對(duì)照，噴施同等藥物濃度的Pyr 乳油水溶液作為陽(yáng)性對(duì)照，噴施量以葉片全部潤(rùn)濕為止，也為5 mL。接種油菜菌核病菌后培養(yǎng)36 h 觀察并測(cè)量病斑直徑，每個(gè)處理3 次重復(fù)。通過(guò)式 (5) 計(jì)算防治效果。

其中：E為防治效果，%；Dt為處理組病斑直徑，cm；Dc為對(duì)照組病斑直徑，cm。

2 結(jié)果與討論

2.1 納米顆粒的形貌表征

圖1 (a) 為Pyr@ZIF-8 納米顆粒的掃描電子顯微鏡照片，可見(jiàn)Pyr@ZIF-8 晶體形狀規(guī)則，晶粒大小分布較均勻，粒徑在100 nm 左右，表面光滑且顆粒之間略有團(tuán)聚現(xiàn)象。圖1 (b) 為使用馬爾文激光粒度儀測(cè)定的不同樣品的動(dòng)態(tài)光散射粒徑分布圖，Pyr@ZIF-8 的平均粒徑約為143.1 nm，高于掃描電子顯微鏡所統(tǒng)計(jì)粒徑大小，這與馬爾文激光粒度儀測(cè)得的顆粒粒徑為納米顆粒的水合粒徑 (流體動(dòng)力學(xué)粒徑) 有關(guān)[36]。此外，還可觀察到Pyr@ZIF-8 與納米載體ZIF-8 的粒徑無(wú)明顯差異，表明Pyr 的負(fù)載對(duì)納米載體的粒徑無(wú)影響。而相比于商品化乳油制劑，Pyr@ZIF-8 的粒徑有所降低，證明在不借助于其他有機(jī)溶劑與表面活性劑情況下，通過(guò)此方法可有效降低原藥的粒徑。

圖1 Pyr@ZIF-8 的掃描電鏡圖(a) 以及Pyr 乳油、Pyr@ZIF-8 和ZIF-8 的粒徑分布圖(b)Fig. 1 SEM of Pyr@ZIF-8 (a) and particle size distribution of Pyr EC, Pyr@ZIF-8 and ZIF-8 (b)

2.2 納米顆粒的紅外光譜

測(cè)試結(jié)果如圖2 所示。在ZIF-8的紅外譜圖中，在3177 cm?1和2927 cm?1處的吸收峰分別為咪唑環(huán)和甲基中的C－H 伸縮振動(dòng)吸收峰，1566 cm?1處的特征峰歸屬于C=N 伸縮振動(dòng)峰，1146和995 cm?1為C－N 的伸縮振動(dòng)特征峰，這均與文獻(xiàn)報(bào)道一致[37]，證明本研究成功合成了ZIF-8 納米顆粒；在Pyr 原藥的紅外譜圖中，與苯環(huán)締合的C=O 伸縮振動(dòng)峰為1716 cm?1，苯環(huán)骨架的伸縮振動(dòng)峰分別為1599、1549、1506 和1481 cm?1等[38]；而在Pyr@ZIF-8 的紅外譜圖中，可以同時(shí)觀察到ZIF-8 納米載體3177 和2927 cm?1處與Pyr 的1716、1599、1549、1506 cm?1等特征吸收峰，且未出現(xiàn)新的特征峰，證明Pyr 主要以物理作用被ZIF-8 負(fù)載。

圖2 Pyr、ZIF-8 及Pyr@ZIF-8 的FTIR 譜圖Fig. 2 FTIR spectra of Pyr, ZIF-8 and Pyr@ZIF-8

2.3 納米顆粒的X 射線粉末衍射分析

圖3 為Pyr@ZIF-8、ZIF-8 和Pyr 原藥的XRD 譜圖。從ZIF-8 的XRD 譜圖可以看出，合成樣品的XRD 圖譜與文獻(xiàn)報(bào)道的ZIF-8 標(biāo)準(zhǔn)譜圖的衍射峰一致[39]，即 (011) 、 (002) 、 (112) 、 (022) 、(013) 和 (222) ，表明通過(guò)本研究方法可以得到高結(jié)晶度的ZIF-8 材料。通過(guò)對(duì)比ZIF-8 與Pyr@ZIF-8的譜圖，可以看出兩者的特征衍射峰位置基本一致。結(jié)合紅外測(cè)試的結(jié)果，說(shuō)明吡唑醚菌酯主要通過(guò)物理作用負(fù)載到了ZIF-8 內(nèi)部。

圖3 Pyr、ZIF-8 及Pyr@ZIF-8 的XRD 譜圖Fig. 3 XRD spectra of Pyr, ZIF-8 and Pyr@ZIF-8

2.4 納米顆粒的熱重分析

熱重分析主要用于分析材料的熱穩(wěn)定性和分解行為。圖4 是Pyr、ZIF-8 和Pyr@ZIF-8 在室溫升溫到800 ℃時(shí)的失重曲線。在200 ℃之前所有樣品都發(fā)生了不同程度的失重，可能是由于樣品中水分蒸發(fā)而引起的損失，其中ZIF-8 在200 ℃時(shí)有一個(gè)較為明顯的失重趨勢(shì)，這是由于ZIF-8材料空腔或表面溶劑分子揮發(fā)所致[39]。升溫到200～600 ℃時(shí)，ZIF-8 質(zhì)量下降，這主要是由于表面的有機(jī)配體碳化導(dǎo)致；Pyr 在250～300 ℃幾乎完全分解；Pyr@ZIF-8 在相同溫度范圍內(nèi)，則下降趨勢(shì)較緩，說(shuō)明ZIF-8 對(duì)Pyr 具有一定的保護(hù)作用，增強(qiáng)了農(nóng)藥的熱穩(wěn)定性。當(dāng)升溫至600 ℃時(shí)，Pyr@ZIF-8 失重，推測(cè)是由材料骨架的坍塌分解導(dǎo)致的。

圖4 Pyr、ZIF-8 和Pyr@ZIF-8 的TGA 圖Fig. 4 Thermogravimetric analysis (TGA) curves of Pyr,ZIF-8 and Pyr@ZIF-8

2.5 納米顆粒的Zeta 電位分析

圖5 是不同樣品的Zeta 電位譜圖。ZIF-8 的Zeta 電位為28.1 mV，Pyr 原藥的Zeta 電位為?34.9 mV，說(shuō)明Pyr 可以通過(guò)靜電作用負(fù)載到載體ZIF-8 中。葉片表面一般由帶負(fù)電荷的高級(jí)脂肪酸、脂肪醛與脂肪醇構(gòu)成[40]，Pyr@ZIF-8 經(jīng)電荷轉(zhuǎn)化呈正電性，更有利于在葉片上黏附。Pyr@ZIF-8 的Zeta 電位相比于ZIF-8，只有小幅度下降，這可能與Pyr 的負(fù)載量較小有關(guān)；而Pyr 乳油的Zeta 電位為 ?36.2 mV，與Pyr 原藥接近，說(shuō)明此乳油制劑沒(méi)有改變Pyr 原藥的電負(fù)性。

圖5 Pyr、Pyr 乳油、ZIF-8 及Pyr@ZIF-8 的Zeta 電位變化Fig. 5 Zeta potential curves of Pyr, Pyr 300EC,ZIF-8 and Pyr@ZIF-8

2.6 納米顆粒的釋放性能分析

根據(jù)HPLC 測(cè)試得到Pyr 的標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=75186x+ 221361 (R2= 0.999) ，Pyr@ZIF-8 的載藥率為10.8%。通過(guò)考察Pyr@ZIF-8 在pH 值為4.0、6.0、8.0 時(shí)Pyr 的釋放率，探究了載體的酸敏感性。從圖6 中可以看出：在不同pH 條件下，Pyr 均可以釋放，但在酸性條件下釋放率更高。在pH 值為4.0、6.0、8.0 時(shí)，24 h 時(shí)Pyr@ZIF-8 中Pyr 的釋放率分別為88.1% ± 2.5%、67.3% ±3.1%和25.6% ± 2.9%，表明Pyr@ZIF-8 具有pH響應(yīng)釋放特性。

圖6 Pyr@ZIF-8 在不同pH 下24 h 后的釋放率Fig. 6 Pyr@ZIF-8 release rates after 24 hours at different pH values

2.7 納米顆粒的光穩(wěn)定性

從圖7 中可以看出：Pyr 原藥在紫外光照射10、20 和30 min 時(shí)降解率分別達(dá)71.4%、96.6%和99.6%；而同樣條件下Pyr@ZIF-8 的降解率分別為67.4%、82.8%和93.7%。將Pyr 負(fù)載到ZIF-8 后，在30 min 的紫外光照下，降解率降低了6.2%。這可能是由于載體ZIF-8 具有紫外光吸收能力[15]，因此ZIF-8 對(duì)于Pyr 具有一定的保護(hù)能力，可以提高其光穩(wěn)定性。

圖7 Pyr@ZIF-8 和Pyr 在245 nm 紫外光照射下的降解率Fig. 7 Degradation rates of Pyr@ZIF-8 and Pyr under 245 nm UV irradiation

2.8 生物活性

采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定了Pyr 和Pyr@ZIF-8 對(duì)油菜菌核病菌的抑制效果。從表1 中可以看出，在有效成分質(zhì)量濃度為0.1 μg/mL 的條件下，Pyr@ZIF-8 對(duì)油菜菌核病菌的抑制率為59.3% ±8.6%，比Pyr 原藥提高了16.4%。盆栽試驗(yàn)結(jié)果(圖8a、8b) 表明：與空白對(duì)照相比，在噴施藥劑(有效成分質(zhì)量濃度均為100 μg/mL)后1 h 接種油菜菌核病菌的情況下，分別用Pyr 乳油和Pyr@ZIF-8 處理的油菜葉片病斑面積均很?。惶幚? d 后接菌的情況下，Pyr@ZIF-8 對(duì)油菜菌核病的防治效果為80.2% ± 8.6%，比Pyr 乳油對(duì)照處理 (抑制率為70.8% ± 5.9%) 提高了9.4%，說(shuō)明Pyr@ZIF-8 防治油菜菌核病具有更好的持效性。

表1 吡唑醚菌酯載藥納米顆粒對(duì)油菜菌核病菌的抑菌活性Table 1 Fungicidal activity of Pyr and Pyr@ZIF-8 against Sclerotinia sclerotiorum

圖8 Pyr@ZIF-8 和Pyr 乳油在100 μg/mL 下對(duì)油菜菌核病的盆栽試驗(yàn)防治效果( 0 d 和7 d)(b 圖中不同字母表示經(jīng)Duncan 氏新復(fù)極差法檢驗(yàn)在0.05 水平差異顯著)Fig. 8 Control efficacy of Pyr@ZIF-8 and Pyr EC against Sclerotinia disease on pot experiments at 100 μg/mL (0 d and 7 d)(Different letters in the Fig. 8b indicate that the difference is significant at the level of 0.05 by Duncan's new complex difference method)

3 結(jié)論

本研究通過(guò) “一鍋法” 將吡唑醚菌酯封裝在沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8 納米顆粒中，制備得到了pH 響應(yīng)性吡唑醚菌酯控釋劑Pyr@ZIF-8，其表面呈光滑的晶體形狀，平均粒徑為143.1 nm，呈正電性。吡唑醚菌酯主要通過(guò)靜電作用負(fù)載到ZIF-8 載體內(nèi)部，并受到載體的保護(hù)，其熱穩(wěn)定性和抗紫外光解性能均有所改善?？蒯屧囼?yàn)表明，Pyr@ZIF-8 具有明顯的pH 響應(yīng)釋放性能，可在酸性環(huán)境下使ZIF-8 納米顆粒塌陷，釋放出吡唑醚菌酯。與吡唑醚菌酯原藥和商品化乳油制劑相比，Pyr@ZIF-8 具有良好的熱穩(wěn)定性、抗光解性和更優(yōu)異的生物活性和緩釋性能。目前本研究?jī)H處于探索發(fā)展階段，后續(xù)可通過(guò)控制粒徑、提高農(nóng)藥負(fù)載率和葉面黏附性等方面進(jìn)一步提高ZIF-8 的性能，使此類(lèi)金屬有機(jī)骨架(MOFs)多孔材料作為有效的環(huán)境響應(yīng)性納米載體更好地應(yīng)用于作物病害控緩釋?zhuān)@些研究結(jié)果對(duì)于后續(xù)開(kāi)發(fā)構(gòu)建智能緩控釋農(nóng)藥新制劑具有重要參考價(jià)值。