生物农药剂型研制

1、生物农药剂型研制剂型加工技术和方法、助剂研发、工厂化生产工艺、制剂相关毒理学、农药应用工艺第一节 生物农药剂型BIOPESTICIDE FORMULATION一、生物农药剂型研制原理一、生物农药剂型研制原理1.农药剂型加工的原因农药剂型加工的原因 低低毒化：毒化：原原药浓度过高药浓度过高 提高药效或使用范围提高药效或使用范围 缓缓释作用释作用 稳定作用：颗粒剂比水剂更稳定稳定作用：颗粒剂比水剂更稳定 提高生物活性：利于附着铺布提高生物活性：利于附着铺布 降低对环境的污染降低对环境的污染 赋赋形作用形作用2.影响影响农药药效的农药药效的物理性质物理性质粉粒细度：大小跟药粉分散性、飞散性、附着性和

2、稳定性等有联粉粒细度：大小跟药粉分散性、飞散性、附着性和稳定性等有联系；一般过系；一般过325筛目为宜，可湿性粉剂达筛目为宜，可湿性粉剂达400筛目为宜；筛目为宜；分散性：黏着不易从喷粉器喷起来分散性：黏着不易从喷粉器喷起来飞散性：利于借助风力飞散性：利于借助风力附着性：利于附着于病虫草附着性：利于附着于病虫草黏着性：减少流失，时间持久黏着性：减少流失，时间持久润湿性：衡量可湿性粉剂好坏的指标润湿性：衡量可湿性粉剂好坏的指标展开性：物体表面亲水性或疏水性有关展开性：物体表面亲水性或疏水性有关乳化性乳化性悬浮性：可湿性粉剂、悬浮剂、水分散性粉剂等重要指标悬浮性：可湿性粉剂、悬浮剂、水分散性粉剂等

3、重要指标3. 剂型种类剂型种类 粉剂（粉剂（D）：）：57 109个活孢子个活孢子/g 白僵菌粉白僵菌粉 可湿性粉剂（可湿性粉剂（WP）：）：100亿活芽孢亿活芽孢/g苏云金芽孢杆菌可湿性粉苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂剂 油油剂（剂（OS）：）：20% 杀蝗绿僵菌油剂杀蝗绿僵菌油剂 颗粒剂（颗粒剂（GR） 乳油（乳油（EC） 悬浮悬浮剂（剂（SC） 水剂（水剂（AS）二、农药助剂（二、农药助剂（adjuvants）改善药剂理化性质，本身基本无生物活性改善药剂理化性质，本身基本无生物活性1.功能功能 助助于有效成分分散于有效成分分散 助助于处理对象接触和吸收农药于处理对象接触和吸收农药 助助于发挥、

4、延长和增强药效于发挥、延长和增强药效 增进使用的安全性和方便性增进使用的安全性和方便性2. 类型类型 填充剂填充剂fillers：陶土、黏土、硅藻土、高岭土等：陶土、黏土、硅藻土、高岭土等 润湿剂润湿剂wetting agents：皂角、茶枯、木质素磺酸盐等，添加：皂角、茶枯、木质素磺酸盐等，添加量量0.010.03%，有些可渗入靶标内部的叫渗透剂，有些可渗入靶标内部的叫渗透剂 分散剂分散剂dispersing agents：用于高黏度的物质加工，加硅藻：用于高黏度的物质加工，加硅藻土、二氧化硅等土、二氧化硅等 黏着剂黏着剂stickers：矿物油、动植物油、淀粉糊、豆粉、废糖蜜、：矿物油、动

5、植物油、淀粉糊、豆粉、废糖蜜、羧甲基纤维素等羧甲基纤维素等 稳定剂稳定剂stabilizers：储存，抗氧化剂、抗光解剂、抗凝剂（烷：储存，抗氧化剂、抗光解剂、抗凝剂（烷基苯磺酸钠）、抗冻剂（乙二醇）、防霉（苯甲酸钠）基苯磺酸钠）、抗冻剂（乙二醇）、防霉（苯甲酸钠） 其他助剂其他助剂 粉剂：通常由有效成分和填料组成粉剂：通常由有效成分和填料组成 喷粉使用的低浓度粉剂、拌种和配置毒土使用的高浓度粉剂喷粉使用的低浓度粉剂、拌种和配置毒土使用的高浓度粉剂 适当加入分散剂（硅藻土、白炭黑、膨润土、高岭土等）和抗分解剂适当加入分散剂（硅藻土、白炭黑、膨润土、高岭土等）和抗分解剂（多元醇、有机酸等）（多元

6、醇、有机酸等） 加工方法：直接粉碎，再混匀；制高浓度母粉，施用时与填料拌匀；加工方法：直接粉碎，再混匀；制高浓度母粉，施用时与填料拌匀；浸渍法，原药溶于易挥发溶剂，通过喷雾与填料混匀，回收溶剂浸渍法，原药溶于易挥发溶剂，通过喷雾与填料混匀，回收溶剂 质量标准：质量标准：95%以上过以上过200目筛，粒径目筛，粒径30um，含水量，含水量1.5%，pH59 影响药效因素：有效成分分布；粉粒细度；填料的理化性质（硬度、影响药效因素：有效成分分布；粉粒细度；填料的理化性质（硬度、比重、吸附性、酸碱度等）比重、吸附性、酸碱度等）三、主要剂型种类 可湿性粉剂可湿性粉剂wettable powders：易

7、被水润湿并能在水中分散、：易被水润湿并能在水中分散、悬浮的粉状剂型。以不溶于水的原药和润湿剂、分散剂、填料悬浮的粉状剂型。以不溶于水的原药和润湿剂、分散剂、填料混合，经粉碎而成混合，经粉碎而成具有粉剂的优点（易包装、运输），有耐存储，对于不溶于水和有具有粉剂的优点（易包装、运输），有耐存储，对于不溶于水和有机溶剂的原药适于加工成可湿性粉剂机溶剂的原药适于加工成可湿性粉剂加工方法：原药液态，与分散剂混合，再加入吸附性强的填料混合，加工方法：原药液态，与分散剂混合，再加入吸附性强的填料混合，经粉碎制成，一般有效成分低于经粉碎制成，一般有效成分低于10%；原药固态，与添加剂和填料；原药固态，与添加剂

8、和填料混合，粉碎后与分散剂和填料混合，制成高含量的混合，粉碎后与分散剂和填料混合，制成高含量的WP质量标准：含水量低于质量标准：含水量低于3%，pH59，悬浮性（，悬浮性（5um粉粒越多越粉粒越多越好），润湿性（好），润湿性（12 min），分散性（跟悬浮性关联），流动性），分散性（跟悬浮性关联），流动性（指数（指数1215），细度（美标），细度（美标35um），起泡性（小于），起泡性（小于25mL），），稳定性（稳定性（54 2 CC存放存放14d14d分解率不超过分解率不超过5%5%） 油剂：原药的油溶液剂型。油剂：原药的油溶液剂型。 优点：附着性好，抗雨水冲刷优点：附着性好，抗雨水冲刷

9、对原药的要求：高效、低毒、低残留、不发生药害；对原药的要求：高效、低毒、低残留、不发生药害； 对溶剂的要求：对原药溶解性好、对人畜和作物安全、流动性对溶剂的要求：对原药溶解性好、对人畜和作物安全、流动性好、可储存好、可储存1年以上等年以上等 对制剂要求：挥发性低、比重大、黏度小对制剂要求：挥发性低、比重大、黏度小 超低容量喷雾剂（有效成分超低容量喷雾剂（有效成分2050%） 颗粒剂颗粒剂granule由有效成分和惰性载体混合而成由有效成分和惰性载体混合而成特点：控制药剂成分释放速度、节约用药、延长持效期，避免伤害特点：控制药剂成分释放速度、节约用药、延长持效期，避免伤害天敌，对环境污染少，天敌

10、，对环境污染少，按粒径分为：大粒剂（按粒径分为：大粒剂（59 mm）、颗粒剂（）、颗粒剂（0.2971.68 mm）、）、微粒剂（微粒剂（0.0740.297 mm）按载体解体性质分：（非）解体性粒剂按载体解体性质分：（非）解体性粒剂加工：挤压、包衣、吸附、流化床、喷雾加工：挤压、包衣、吸附、流化床、喷雾“生物导弹生物导弹”利用寄生蜂等昆虫为媒介传播昆虫病毒，利用寄生蜂等昆虫为媒介传播昆虫病毒，诱发流行病诱发流行病将寄生卵进行病毒处理（浸泡，孵化后沾染病毒），放将寄生卵进行病毒处理（浸泡，孵化后沾染病毒），放至虫害区至虫害区我国微生物农药标准制定现状由于由于微生物微生物农药是农药是活活的生物体

11、，通常采用发酵或培养的生物体，通常采用发酵或培养的技术的技术进行生产进行生产，因此给产品质量控制带来困难，不，因此给产品质量控制带来困难，不同批次的产品同批次的产品质量差异质量差异较大较大，而且微生物农药菌种经，而且微生物农药菌种经过长期培养后还存在过长期培养后还存在退化退化和遗传变异的问题。和遗传变异的问题。 目前目前大部分微生物农药缺乏大部分微生物农药缺乏统一的统一的产品质量标准产品质量标准1213病毒病毒11/53截至截至2013年年6月月微生物农药产品质量控制的关键技术参数菌种鉴别：不能采用菌种鉴别：不能采用质谱、核磁、红外等化学分析仪质谱、核磁、红外等化学分析仪器进行鉴别，而是器进行

12、鉴别，而是采用形态学采用形态学、生理生化、血清学、生理生化、血清学、分子生物学等分子生物学等技术进行菌种鉴别。技术进行菌种鉴别。含量测定：评价药效和产品储存稳定性的重要依据；含量测定：评价药效和产品储存稳定性的重要依据；细菌：平板菌落计数、毒蛋白含量真菌：血球计数板计孢子数（萌发率衡量活孢率）病毒：血球计数板计多角体颗粒数杂菌含量：防止人畜病原菌混入；国外要求鉴别杂菌杂菌含量：防止人畜病原菌混入；国外要求鉴别杂菌14微生物农药产品质量控制的关键技术参数剂型参数：微生物农药产品的主要剂型有粉剂、可湿粉剂型参数：微生物农药产品的主要剂型有粉剂、可湿粉剂、悬浮剂、油悬浮剂、挂条、饵剂等。对粉剂产品还

13、剂、悬浮剂、油悬浮剂、挂条、饵剂等。对粉剂产品还需要设定水分、需要设定水分、pH值、细度等项目规定；对可湿性粉值、细度等项目规定；对可湿性粉剂还需增加悬浮率、润湿性等项目规定；对液体制剂产剂还需增加悬浮率、润湿性等项目规定；对液体制剂产品需要规定品需要规定pH值、倾倒性、冻融性等项目。值、倾倒性、冻融性等项目。贮存贮存稳定性：一般微生物农药稳定性：一般微生物农药多在低温下稳定多在低温下稳定，建议，建议对对微生物农药可选择微生物农药可选择在在5 和和/或或25 下下保质期的保质期的规定和规定和测试测试，15国家标准细菌微生物农药苏云金芽孢杆菌母粉苏云金芽孢杆菌母粉(GB/T19567.12004

14、)、苏云苏云金芽孢杆菌悬浮剂金芽孢杆菌悬浮剂(GB/T 19567.22004)、苏云金苏云金芽孢杆菌可湿性粉剂芽孢杆菌可湿性粉剂(GB/T 19567.32004)等等6个个从从格式要求、有效成分格式要求、有效成分描述描述、菌种鉴别、菌种鉴别(形态学方法、生形态学方法、生理生化性状及分子生物学理生化性状及分子生物学方法方法)、控制项目指标和检测方、控制项目指标和检测方法等方面对细菌生物农药法等方面对细菌生物农药的质量控制的质量控制标准进行了规范和标准进行了规范和提提高高16国家标准真菌微生物农药2008年，年，真菌农药母药、可湿性粉剂、油悬浮剂、真菌农药母药、可湿性粉剂、油悬浮剂、饵剂产品标

15、准编写规范饵剂产品标准编写规范(GB/T 21459.1-52008)2011年，林业部制定了年，林业部制定了球孢白僵菌粉剂球孢白僵菌粉剂(GB/T 258642010)。2012年年，出台，出台了了球孢白僵菌母药球孢白僵菌母药(NY/T 2295.12012)和和球孢白僵菌可湿性粉剂球孢白僵菌可湿性粉剂(NY/T 2295.22012)17环境毒理评价2012年还出台了微生物毒理学标准年还出台了微生物毒理学标准微生物农药微生物农药毒理毒理学学试验准则试验准则(NY/T 2186.1-62012)。 该标准对该标准对微生物微生物农药毒理学的急性经口毒性农药毒理学的急性经口毒性/致病性试致病性试

16、验，急性经验，急性经呼吸道呼吸道毒性毒性/致病性试验，急性注射毒性致病性试验，急性注射毒性/致致病性试验，病性试验，细胞培养细胞培养试验，亚慢性毒性试验，亚慢性毒性/致病性试验，致病性试验，繁殖繁殖/生育影响的生育影响的试验做出试验做出统一规定。统一规定。 18存在问题种类不多种类不多通用性待提升通用性待提升标准参照化学农药标准参照化学农药安全管理准则缺乏安全管理准则缺乏19第二节 生物农药创制一、创制思路一、创制思路1.21世纪新农药特点：环境相容性好（对非靶标生物低毒、低残世纪新农药特点：环境相容性好（对非靶标生物低毒、低残留）、活性高、安全性好、市场潜力大留）、活性高、安全性好、市场潜力大2.创制现状：生物资源丰富、成功率创制现状：生物资源丰富、成功率1 / 5000；自主创新的品种；自主创新的品种少，少，1000万产值（井冈霉素、阿维菌素、苏云金芽孢杆菌、棉万产值（井冈霉素、阿维菌素、苏云金芽孢杆菌、棉铃虫核型多角体病毒等）铃虫