5%氟醚菌酰胺煙劑的開發(fā)與評價

劉振邦，肖 冰，劉 杰，楚 偉 王丹丹，李 穎，牛繼勝，唐劍峰*

(1.山東中農(nóng)聯(lián)合生物科技股份有限公司，山東 濟南 250100；2.濰坊市農(nóng)業(yè)綜合執(zhí)法支隊，山東 濰坊 261061)

煙劑又稱為煙熏劑，主要用于棚室、倉庫病蟲防治。煙劑主劑一般是農(nóng)藥原藥，燃燒體系由供熱劑、燃料組成[1，2]。煙劑的研究自上世紀(jì)50年代開始，涵蓋農(nóng)業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生用藥[3，4，5]，成分相對老舊，外觀以鋸末狀、(中空)圓餅狀居多。

氟醚菌酰胺為山東中農(nóng)聯(lián)合生物科技股份有限公司開發(fā)的細(xì)胞骨架和馬達(dá)類蛋白抑制劑殺菌劑，英文通用名Fluopimomide，具有良好的內(nèi)吸傳導(dǎo)性[6]。

本研究通過對供氧劑、燃料、發(fā)煙劑等的篩選，開發(fā)了圓柱顆粒狀的5%氟醚菌酰胺煙劑。并對制劑的理化、安全性、藥效進行了評價，為氟醚菌酰胺煙劑的研究提供了參考。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料 原藥：97%氟醚菌酰胺。

供氧劑：硝酸銨、硝酸鉀、氯酸鉀；

燃料：炭粉；乳糖。

發(fā)煙劑：氯化銨、萘。

阻燃劑：滑石粉、陶土、硅藻土。

粘結(jié)劑：PVPK30、CMC-Na、PEG400。

1.2 試驗儀器 JP-300A粉碎機，ZLB-80旋轉(zhuǎn)式制粒機，水浴鍋，DGG-9240B電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，6110分析天平，F(xiàn)G-2實驗室沸騰干燥機，Agilent1260高效液相色譜儀，絕熱量熱儀Phi-TECI。

2 方法

2.1 制劑的加工

2.1.1 加工工藝 按比例將原藥、助劑等混合均勻，加入適量的水，攪拌均勻后進行擠壓造粒。制備的顆粒經(jīng)干燥后進行篩分，即得5%氟醚菌酰胺煙劑。

2.1.2 供氧劑的篩選 固定燃料，與不同供氧劑復(fù)配[7]，觀察引燃、發(fā)煙、明火及煙云現(xiàn)象。以此確定供氧劑的種類。

2.1.3 燃料的篩選 固定供氧劑，與不同燃料復(fù)配，觀察引燃、發(fā)煙、明火及煙云現(xiàn)象[8]。確定燃料的種類與配比。

2.1.4 發(fā)煙劑的篩選 固定供氧劑、燃料，與不同發(fā)煙劑復(fù)配，觀察引燃、發(fā)煙、明火及煙云現(xiàn)象。確定發(fā)煙劑的種類及配比。

2.1.5 阻燃劑的篩選 固定供氧劑、燃料、發(fā)煙劑，與不同阻燃劑復(fù)配，觀察引燃、發(fā)煙、明火及煙云現(xiàn)象[9]。確定阻燃劑的種類及配比。

2.1.6 粘結(jié)劑的篩選 固定上述已篩選出的組分，添加原藥，進行擠壓造粒，根據(jù)造粒難易程度添加粘結(jié)劑調(diào)整，并考察制劑引燃、發(fā)煙、明火及煙云現(xiàn)象，確定粘結(jié)劑類別及配比，確定優(yōu)選配方。

2.2 煙劑質(zhì)量檢測

2.2.1 有效成分含量測定 色譜柱：250mm×4.6mm(i.d)不銹鋼柱，內(nèi)裝C18填充物，5μm；流速：1mL/min；流動相：乙腈-水(體積比80∶20)；進樣體積：5.0μL；柱溫：室溫±2℃，檢測波長：230nm。

2.2.2 有效成分成煙率測定 參考HG/T2467.18-2003 中方法4.10，煙霧收集裝置采用5 級吸收管，內(nèi)置丙酮溶液。吸收煙霧后，清洗裝置內(nèi)路、定容后檢測有效成分總量。

2.2.3 pH值的測定 按GB/T 1601進行。

2.2.4 水分的測定 按GB/T 1600進行。

2.2.5 燃燒發(fā)煙時間的測定 稱取試樣，用鏡頭紙袋包好點燃，用秒表測出試樣發(fā)煙起止的時間為燃燒發(fā)煙時間。

2.2.6 點燃實驗 稱取試樣，用鏡頭紙袋包好點燃，過程中無明火、不熄滅，燃燒徹底為合格。

2.2.7 熱貯穩(wěn)定性的測定 按GB/T 19136-2003中2.1進行。

2.2.8 制劑包材評價 煙劑包裝后進行80℃4d及54℃14d貯存評價，3組重復(fù)，觀察包裝外觀變化，并對樣品進行點燃復(fù)測，確定合適包材。

2.3 安全性評價 使用絕熱量熱儀Phi-TECI對配方組分進行測試，實驗以壓升突變起始溫度表示樣品在該溫度開始出現(xiàn)自放熱現(xiàn)象。

2.4 藥效實驗 參照GB13917.3/10-2009方法進行。以大棚黃瓜為供試作物，日落前施藥，閉棚，次日清晨通風(fēng)。施藥后7d調(diào)查病情指數(shù)[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 煙劑加工

3.1.1 供氧劑的篩選 通過調(diào)研[11，12]，本研究選擇的供氧劑硝酸銨、硝酸鉀、氯酸鉀均較易釋放氧氣，氯酸鉀對撞擊、摩擦較為敏感，易發(fā)生失火和爆炸隱患?；诖耍x擇硝酸銨、硝酸鉀為實驗對象，以炭粉為燃料，進行評價(表1)。

表1 供氧劑的篩選實驗

由(表1)可得，未加入成煙劑，煙云現(xiàn)象較弱，從引燃現(xiàn)象來看，使用硝酸銨的引燃現(xiàn)象較劇烈，主因是其在270℃時即可釋放氧氣[12]。使用硝酸鉀相對合理，明火較輕，發(fā)煙時間較長，且硝酸鉀與燃料的質(zhì)量比在1∶1～1∶3較優(yōu)，確定硝酸鉀為供氧劑。

3.1.2 燃料的篩選 固定硝酸鉀及其與燃料的質(zhì)量比為1∶1～1∶3，篩選炭粉和乳糖，確定合適燃料組分(表2)。

表2 燃料的篩選實驗

續(xù)表

由(表2)可知，各組分物料易引燃、明火較少。而將燃料復(fù)配后與硝酸鉀搭配，發(fā)煙時間進一步延長，有助于擴大煙云的分散面積與覆蓋面積。當(dāng)硝酸鉀與炭粉及乳糖的質(zhì)量比為1∶1.5∶1時，整體發(fā)煙情況較優(yōu)。確定以此繼續(xù)實驗。

3.1.3 發(fā)煙劑的篩選 通過實驗可得，未添加發(fā)煙劑的物料的煙云量較少，而煙云量會影響煙劑防效的發(fā)揮，因此固定供氧劑與燃料作為供熱劑(硝酸鉀：炭粉：乳糖的質(zhì)量比為1∶1.5∶1)，篩選發(fā)煙劑(表3)。

表3 發(fā)煙劑的篩選實驗

由(表3)可知，當(dāng)供熱劑與發(fā)煙劑質(zhì)量比為7：1時，發(fā)煙效果較優(yōu)，將發(fā)煙劑復(fù)配沒有進一步提升發(fā)煙效果。添加氯化銨煙云量更濃烈，且氯化銨較萘環(huán)保，因此選擇氯化銨為發(fā)煙劑，與供熱劑質(zhì)量比為1∶7。

3.1.4 阻燃劑的篩選 阻燃劑的作用是阻止煙劑燃燒后殘渣復(fù)燃，確保煙劑使用安全。實驗中固定供熱劑與發(fā)煙劑組合(硝酸鉀：炭粉：乳糖：氯化銨的質(zhì)量比為1∶1.5∶1∶0.5)，篩選阻燃劑。因滑石粉、陶土、硅藻土為惰性物料，隨著用量的增加，其抑燃程度越發(fā)明顯，直至不能引燃。通過實驗確定陶土作為阻燃劑，與供熱劑和發(fā)煙劑組合的質(zhì)量比為1∶10，即當(dāng)硝酸鉀：炭粉：乳糖：氯化銨：陶土(質(zhì)量比)=1∶1.5∶1∶0.5∶0.4時，煙劑可正常發(fā)煙、燃燒安全、徹底。

3.1.5 粘結(jié)劑的篩選 將原藥與上述物料混合通過擠壓造粒制備顆粒。由于配方中炭疏松性較大，需添加粘結(jié)劑提升物料的塑性便于造粒。實驗中選擇PVPK30、CMC-Na、PEG400等三種常用粘結(jié)劑進行評價，通過篩選，確定添加1.5% PVPK30(表4)。

表4 粘結(jié)劑對制劑造粒及發(fā)煙的影響

3.1.6 5%氟醚菌酰胺煙劑的較優(yōu)方案 通過試驗，得到5%氟醚菌酰胺煙劑的較優(yōu)方案為(折算后取整數(shù))：氟醚菌酰胺：5.2%，硝酸鉀21%，炭粉32%，乳糖21%，氯化銨10.5%，PVPK301.5%，陶土補足至100%。

3.2 質(zhì)量檢測

3.2.1 煙劑指標(biāo)評價 對5%氟醚菌酰胺煙劑樣品的控制項目指標(biāo)進行實測評價如下(表5)。

表5 5%氟醚菌酰胺煙劑控制項目指標(biāo)及樣品實測指標(biāo)

3.2.2 包材評價 使用牛皮紙袋、聚乙烯薄膜、鋁箔袋包裝煙劑，進行評價(表6)。

表6 包材貯后外觀情況

由(表6)可知，選用牛皮紙袋和鋁箔袋包裝相對較優(yōu)。

3.2.3 5%氟醚菌酰胺煙劑的技術(shù)指標(biāo)

表7 5%氟醚菌酰胺煙劑控制項目技術(shù)指標(biāo)

3.3 安全性評價 使用絕熱量熱儀Phi-TECI對各物料進行測試(表8)。

表8 絕熱檢測TD8和壓升突變溫度結(jié)果

由(表8)可知，5%氟醚菌酰胺煙劑各物料在120℃以下貯存不易出現(xiàn)安全問題。

3.4 藥效實驗 田間安全性調(diào)查顯示，供試黃瓜植株經(jīng)上述藥劑處理后，無藥害癥狀，藥后7d，5%氟醚氟醚菌酰胺煙劑在登記用量下的防效高于對照藥劑40%百菌清煙劑(自制)[13]。

表9 5%氟醚氟醚菌酰胺煙劑對黃瓜靶斑藥效結(jié)果

4 討論

本研究以擠壓造粒工藝開發(fā)了圓柱顆粒狀的5%氟醚菌酰胺煙劑，并對煙劑的理化、安全性、防效等進行了評價，制劑安全性高，防效優(yōu)良。相關(guān)研究對氟醚菌酰胺的應(yīng)用拓展及煙劑的創(chuàng)新開發(fā)和生產(chǎn)提供了參考和借鑒。