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毕业论文开题报告理工学院毕业论文开题报告题 目： 微胶囊悬浮剂的研制及 物化性能测定 学生姓名： 张园园 学 号： 10L0152068 专 业： 药物制剂 指导教师： 郑和堂 2014 年 3 月 27 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2010年2月26日”或“2010-02-26”。一 文献综述1 前言 微囊悬浮剂是一种有效成分存在于微胶囊中并悬浮于水介质中的稳定制剂，适于用水稀释后使用。是农药剂型制备中一项重要的应用技术。它与常规农药剂型相比，具有延长持效期、降低对环境污染、降低毒性、改善抗雨性、有好的防效等优点，近年来受到普遍关注。微胶囊技术从上世纪30年代起发展至今已有近80年历史。微胶囊技术是指将芯料 (固体、液体或者气体) 包裹在囊壁材料中，形成直径几微米至几百微米微小容器 (即微胶囊) 的技术1。目前微胶囊技术在农药中的应用主要是农药微囊悬浮剂（或称为微胶囊悬浮剂）的形式。微囊悬浮剂是一种有效成分存在于微胶囊中并悬浮于水介质中的稳定制剂，适于用水稀释后使用。目前，在我国登记的农药微囊悬浮剂主要以杀虫剂和除草剂为主。1.1 微胶囊悬浮剂的概念微胶囊悬浮剂是指利用合成或者天然的高分子材料形成核壳结构微小容器，将药物包裹其中，并悬浮在农药中的剂型。它包括囊壳和囊芯两部分，囊芯是药物有效成分及溶剂，囊壳是成膜的高分子材料。这个剂型分为连续相和非连续相，连续相为水和助剂，非连续相是被包裹的药物微小胶囊2。微胶囊悬浮剂外观是一个粘稠状流动液体，跟水乳剂及水悬浮剂相似。1.2 微胶囊悬浮剂的特点一般来说，含固体的微胶囊形状与固体是相同的，而含液体或气体的微胶囊形状一般为球形。微胶囊剂在水相或者油相中均可分散，通常农药微胶囊剂大都是以水为介，又称为微胶囊 (水) 悬浮剂，它是农药微胶囊剂的主要应用形式，这样在安全性方面更优于乳油产品。农药微囊悬浮剂的优点主要有以下几方面：它引入了缓释和控制释放技术，延长了农药持效期，减少了施药数量和频率，提高了农药的利用率，节约了农药用量；制备成微胶囊剂后可提高农药的稳定性，避免因环境因素及其他化学物质造成有效成分的分解、氧化、流失等；将油相与水相分离，对某些水不稳定的农药，则可加工成为微胶囊剂，扩大农药的使用范围，提高与其它农药的复配能力；微胶囊剂能够抑制农药的挥发性，掩蔽不愉快的气味，降低农药对人、畜及其它动物的毒性和对作物的药害，减轻对环境的压力3。缺点：在低浓度用药的情况下速效性降低，不适用于要求击倒速度快的防治对象。然而在实际应用中，农民的用药剂量足够大。只要微囊剂型做的合格，释放速度是有保障的，只要达到释放速度，速效性应该影响不大。例如：汽车加油并不是油加的越满，跑的越快，够用就好。2 微胶囊悬浮剂制备方法微胶囊悬浮剂的制备方法有很多种，但到现在为止还没有一套系统的分类方法。制备微胶囊的方法很多, 从原理上大致可分为3类: 物理法物理化学法和化学法等。制备过程大体可以分为4步: 将囊芯材料在介质中分散成细粒; 将成膜材料加入该分散体系中; 通过某种方法将成膜材料聚集沉积或包覆在已分散的囊、芯材料周围; 通过化学或物理的方法将微胶囊壁膜固化4。2.1 物理法物理法主要是借助物理方法和采用一定的机械加工手段使得囊壁材料包裹囊芯形成的一种微胶囊剂, 主要包括喷雾干燥法喷雾凝冻法空气悬浮法孔膜挤压法、静电结合法包结络合法多孔离心法和溶剂蒸发法等。此方法的局限性是难以制得小粒径的颗粒, 且微胶囊的质量较差, 因此, 此方法通常不用在农药微胶囊缓释剂的研究5。2.2 物理化学法物理化学法主要有单凝聚法复凝聚法水相分离法油相分离法复相乳化法和熔化分散法; 是通过改变条件( 温度、P H加人电解质等) 使溶解状态的成膜材料从溶液中聚沉出来并将芯材包覆形成的微胶囊的方法。其中复凝聚法是主要的应用方法复凝聚法是指以两种带相反电荷的壁材物质做包埋物, 芯材分散其中后, 通过改变体系的P H 值、温度或水溶液浓度, 使两壁材相互作用形成一种复合物, 导致溶解度下降而凝聚析出形成微胶囊缓释剂实现复凝聚法的必要条件是两种带相反电荷的聚合物离子,且离子所带电荷必须相等。此方法适用于对非水溶性的固体粉末或者液体进行包裹, 效率和产率高。目前, 应用此方法使用最多的壁材为无毒、生物可降解的明胶阿拉伯胶。冯薇等( 2009) 6以稀禾定为芯材, 实现了产品高度稳定化, 具有防漂移超高效低毒经济安全、绿色环保的微胶囊缓释剂, 通过有效成分长效缓释, 广泛防治双子叶作物田中的单子叶杂草。邓新平等( 2011) 7也制备了一种新型有机磷酸醋类杀虫剂丙线磷, 得到了以水代替了大量有机溶剂的微胶囊, 不仅减少了对环境的污染, 对操作人员的安全, 同时还延长了原药的持效期, 减少了用药次数和用药量, 提高了丙线磷的使用效率。不仅如此, 很多学者还运用其他壁材做包埋物, 得到了性能较好的农药微胶囊缓释剂。赵桦萍等( 2010) 8采用壳聚糖和木质素磺酸钠为囊材, 以三氟氯氰菊醋为囊芯制备微胶囊, 不仅充分利用工业副产品减少了环境污染, 且与乳油相比, 有效地将液体原药转变为固体, 使其性能更加稳定、运输及施用更为方便, 具有良好的缓释性能Dai等( 2010) 9以明胶、竣甲基纤维素钠、二辛基磺基琉泊酸钠作为混合壁材, 具有电泳性质的液体作为芯材, 葛艳蕊等(2009) 以浚甲基纤维素钠阿拉伯胶及明胶为壁材, 以异恶草酮为芯材等获得的产品, 皆得到了良好缓释效果的微胶囊缓释剂。2.3 化学法化学法是目前应用较多的方法, 它是建立在化学反应基础上, 利用单体小分子发生聚合反应生成高分子或膜材料并将芯材包覆而形成的微胶囊缓释剂, 其中主要以界面聚合法和原位聚合法被广泛使用。3 微胶囊主要性能测定方法微胶囊产品的性能有主要包括粒径大小与分布、表面形貌、机械性能及微胶囊产品特有的性能，如包封率、载药量、囊壁厚度、释放速率、微胶囊产品的物理稳定性及生物相容性等。各种性质常会相互影响，要综合考虑多方面的因素才能全面评价微胶囊产品的质量。3.1 微胶囊的粒径与分布将微胶囊悬浮液过滤，滤饼晾干，取少量滤饼与1%的PVA水溶液混合均匀，然后涂抹在载玻片上晾干，显微镜放大500倍观察，并用数字图像分析系统拍照，准确测量300个胶囊的粒径（等积圆直径）大小，做粒径分析图，计算各试样的平均粒径，及其粒径分布情况10。也可以取微胶囊悬浮液涂抹于载玻片上，显微镜观察微胶囊的状态并拍照，用测微尺准确测量每个胶囊的大小，随机统计500个微胶囊粒径数据，计算微胶囊的平均粒径，并用标准偏差来描述其粒径，较为客观的得到微胶囊的粒径大小及分布情况11。粒径分布影响药物的释放统一性，如果可以获得粒径分布均匀的微胶囊，药物的释放动力学就可以得到控制，形成精确地释放体系12。3.2 微胶囊的表面形貌微胶囊的形貌可以部分反应其包覆效果，包覆效果直接影响包封率。包封率的大小直接影响农药微胶囊的物理化学性能，若包封率过低，则失去农药微胶囊化的意义13。表面比较光滑、囊壁相对完整的微胶囊粒子对芯材的保护效果往往优于有凹陷及不规则胶囊。表面形态一般用光学显微镜与扫描电子显微镜(SEM)相配合观察，随着近几年新技术的发展，一些新的手段和方法如扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）15等已被应用到微胶囊产品表面形态的观察上。3.3 微胶囊机械强度微胶囊的机械强度决定其在应用环境下能否保持应有的活性、性能，在不同的应用领域对微胶囊的强度要求也不同。早期Jay等人用囊壁表面张力表征囊壁强度，采用泡形弹性设计对含有血红蛋白的聚己撑癸二酰胺微胶囊的囊壁强度进行了定量研究。刘群等人研究了微胶囊强度与膨胀度的反比关系，用膨胀度表征微胶囊的强度，定义微胶囊的膨胀度Sw为液化后微胶囊平均粒径与液化前微胶囊平均粒径比值，膨胀度越低表明微胶囊囊壁强度越高。时雨荃等人建立模拟应用环境，通过测定在模拟循环时的破损率，利用相对密度差将为破损的微胶囊分离，从而对相变材料中的微胶囊力学强度进行了研究。对于粒径较大的液芯微胶囊，张志辰等采用正面按压法，将微胶囊放在电子天平上，用适当大小的砝码对其正面逐渐加压直至破裂，天平显示的压力发生由小变大，再突然变小的突变，记录此时承受的最大正面压力即为该微胶囊的机械强度，并测得性能较优微胶囊的机械强度为3.316N（张志辰等，2010）14。3.4 微胶囊的成囊率成囊率指微胶囊产品中芯材的含量与制备微胶囊时初始加入的芯材含量之比，又称微胶囊化产率，是评价为胶囊质量的一个最为常见又非常重要的指标。测定微胶囊化产率首先要根据芯材的性质确定合适的方法，对微胶囊进行“破壁”处理，既要考虑微胶囊芯材的稳定性，又要考虑壁材的特性15。吴建兰等以30%辛硫磷微胶囊为例，系统研究了成囊率的测定方法，选用不同浓度的乙二醇水溶液为溶剂，筛选出了既不破坏囊皮，又不影响囊内有效成分，且能溶解游离有效成分的浓度。经玻璃纤维过滤，将微胶囊完全分离出来，可测出囊内有效成分含量。另外，选用甲醇做溶剂，经强超声破囊后，可测出有效成分总含量，结果证明该方法科学、快捷（吴建兰等，2006）16。还可以制备复合凝聚微胶囊，在复合凝聚微胶囊的制备过程中冷却是一个很必要的过程，目的是使囊壁间发生分子水平的交联，从而能对抗高温机械力等外界因素17-18。3.5 微胶囊的载药量微胶囊的有效载量，又称载药量指被包埋在微胶囊中的芯材含量和微胶囊产品的比例。它是反映微胶囊应用价值的一个直观指标。高分子膜材相对分子质量越低，形成的微胶囊膜越厚，膨胀率也越大。这样就扩大了微胶囊的内部空间，且载入的药物也不易漏出，从而增大了药物的载入量19。从应用角度来讲，载药量越高越好，但实际上会受到很多因素的限制。4 结语自21世纪以来, 我国在农药微胶囊缓释剂的研制上有了一定的进展, 不仅在制备方法以及选取壁材上, 且在农、林、木业等多方面也展开了探讨农药微胶囊缓释剂不仅可使农药的释放在数量时间和空间上加以控制, 还可有效提高利用率, 达到理想的效果,也为在化学农药领域应用开辟了广阔前景20。微胶囊悬浮剂在当今社会得到了很好的发展，在将来也将会继续发展，微胶囊技术也会更加完善。参 考 文 献1 华乃震. 农药微胶囊剂的加工和进展 () J. 现代农药, 2010, 9 (3): 1014.2 刘树彬. 微胶囊剂农药悬浮剂 J. 山东省鲁化生产力促进中心, 2010, 9 (4): 610.3 丑靖宇, 孙俊, 遇璐, 常秀辉, 鞠光秀, 单静宇, 谭利, 宋玉泉. 微胶囊悬浮剂的开发研究 J. 中国农药, 2013, 13 (5): 2226.4 郭艳珍, 杨倩, 彭邀, 王祥尊, 钱坤, 何林. 农药新剂型 J. 研究论文, 2013, 13 (5): 229238.5 褚茂泉, 刘国杰. 喷雾干燥法制备载药微球时的形貌与粒度控制 J. 化工学报, 2004, 55 (11): 19031907.6 葛艳蕊, 冯薇, 张林雅, 等除草剂异恶草铜的微胶囊水悬浮剂及其制备方法:CN 101427675 AP200905137 邓新平, 涂茂丙线磷微胶囊水悬浮剂及其制备方法:CN 102210322 AP20111012.8 赵桦萍, 晋凤丹, 白丽明, 等复凝聚法制备农药微胶囊剂的研究J. 齐齐哈尔大学学报,2010 , 26(6): 5254.9 Dai RY ,Wu G, Li W G, et al Gelatin / carboxymethylcellulose / dioeytl sulofsuccinate so- diu microeapsule by complex coacervation and its applieation for electrophoretic display J . 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