近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所農(nóng)藥分子靶標(biāo)與綠色農(nóng)藥創(chuàng)制創(chuàng)新團(tuán)隊成功研發(fā)出一種基于光響應(yīng)超分子水凝膠的新型農(nóng)藥遞送系統(tǒng)，通過多重結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換提高農(nóng)藥利用率，同時降低對非靶標(biāo)水生生物的毒性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Chemical Engineering Journal》（IF 13.4）上，為農(nóng)藥高效利用和生態(tài)安全提供了新的思路。

    得益于獨特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和流變性能，水凝膠可以抑制在疏水水稻葉面上的彈跳從而顯著提高農(nóng)藥利用率。然而，當(dāng)載藥水凝膠沉積在靶標(biāo)葉面上或轉(zhuǎn)移到非靶標(biāo)環(huán)境中時，如何使水凝膠具有調(diào)控開關(guān)以實現(xiàn)農(nóng)藥的智能響應(yīng)釋放仍存在挑戰(zhàn)。該研究利用分子自組裝技術(shù)，將疏水性殺菌劑吡唑醚菌酯封裝于由C18改性聚丙烯酸、α-環(huán)糊精和偶氮苯衍生物組成的三元超分子水凝膠中。這一系統(tǒng)在紫外光和可見光交替照射下，可逆地實現(xiàn)凝膠與溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而調(diào)控吡唑醚菌酯的包裹與釋放。通過這一轉(zhuǎn)變過程提高了吡唑醚菌酯在疏水水稻葉片上的沉積量以及對水稻紋枯病菌的殺菌活性。在模擬稻田水環(huán)境中，載藥凝膠在水溶液中發(fā)生原位微囊化形成吡唑醚菌酯微囊，從而顯著降低對水生生物斑馬魚的急性毒性。

     本研究將環(huán)境響應(yīng)型超分子材料與農(nóng)藥遞送系統(tǒng)相結(jié)合，通過不同環(huán)境條件下的多級結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了“按需釋藥”與“原位降毒”雙重功能。該策略為農(nóng)藥精準(zhǔn)遞送、減施增效及生態(tài)安全提供了新的技術(shù)范式。

     中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所博士研究生張航航為本文第一作者，曹立冬研究員為通訊作者，黃啟良研究員參與了工作的指導(dǎo)。該研究得到國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的支持。

     原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725002724。

信息來源：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所