杀虫抗生素米尔贝乳油制剂的加工配方探讨

王慧君，滑 雪，赵长山

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

米尔贝（Milbemycins）是从 Streptomyce hygroscopicus subsp.发酵产物中提取的一类十六元大环内酯混合物[1-4]，根据该类化合物结构中是否具有氢化苯并呋喃结构，可将其分为α型和β型。其中α型化合物除了C13位上的糖苷配基外，与阿维菌素的结构没有根本区别[5]。三共（Sankyo）株式会社在1973年用未试验棉红蜘蛛进行新的杀虫抗生素筛选时，发现该发酵产物对多种害虫有独特的效果[6]。研究证明，米尔贝对农业害虫具有广谱防治活性，1976年青木等申请了美国专利，主要是关于米尔贝杀虫杀螨性[7]。该类化合物具有杀虫、杀螨、驱虫等广泛的生物活性，且α型结构的活性远远高于β型，故人们对该类化合物的研究主要集中在α型上[8-9]；在20世纪80年代中期，三共（Sankyo）株式会社发现的Milbemycin A3、Milbemycin A4较具代表性[9-10]，以A3和A4（3：7）的混合物作为商品制剂Milbeknock，于1990年最初在日本登记作为杀螨剂用于茶叶、茄子[11]，该种制剂国外有乳油、悬浮液和可湿性粉剂三种剂型[11-12]。当前，米尔贝作为杀虫抗生素已在日本、欧美等多个国家登记，并且作为安全、对环境友好的杀虫杀螨剂被美国环保局推荐使用。杀虫抗生素米尔贝被认为是目前最有前途的广谱、高效、新型、抗虫、无交叉抗性的生物杀虫剂。鉴于我国尚未有米尔贝类杀虫杀螨剂的登记注册，农业害虫防治又需要像米尔贝这种高效、低毒、安全、环保的药剂，因此本研究对米尔贝乳油制剂的配方进行了筛选，并对实验室小样进行质量检测及药效试验，以期得到合格制剂配方，并为实际生产应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

米尔贝原药（40%），淡黄色晶体，工业品；甲醇，液相色谱级，Span-80，天津永大试剂厂；二甲苯，乙酸乙酯，甲醇，溶剂油200#，Tween-80，哈尔滨新达化工厂；壬基酚聚氧乙烯醚类乳化剂系列 NP（NP4、NP7、NP10、NP15），聚氧乙烯蓖麻油乳化剂系列 EL（EL10、EL20、EL40、EL90），农乳 500#，农乳 600# 系列（600#A，600#B，600#C），工业品，辽阳奥克化学有限公司。光稳定剂UV9、UV531、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、TBHQ、GW944、GW770，南京米兰化工有限公司。

高效液相色谱，Waters公司；DT-102型自动界面张力仪，淄博华坤电子仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 溶剂的筛选

根据米尔贝在各种溶剂中的溶解度，选择溶解度较大，外观均匀透明，理化性质稳定，成本较低的溶剂。溶解度测定方法按照文献[11]中介绍的方法进行。

1.2.2 乳化剂的筛选

乳化剂筛选方法按照张坤玲等方法进行[12]。其中 SPAN（HLB=4.3）与 TWEEN（HLB=15）设置系列比例使其HLB值分别为4.3、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0、13.0、14.0、15.0；用量占原药-溶剂体系质量10%，按《液体制剂》中介绍的方法评价乳化效果[11]。乳化剂组合选择阴离子和非离子、非离子和非离子组合。

1.2.3 乳化剂含量的校正

有效成分含量、溶剂种类不变，将乳化剂含量预设为7%、8%、9%、10%、11%，配制乳油小样。将各乳油小样配制成10、20、50、100、200、400、800、1 500、3 000 mg·L-1的系列浓度，分别测定其表面张力，绘制浓度对数-表面张力图，分析确定临界胶束浓度[13]。

1.2.4 光稳定剂的筛选

按照吴传万等方法进行光稳定剂的筛选[14]。备选的光稳定剂有7种，分别为UV9、UV531、抗氧化剂1010、抗氧化剂1076、TBHQ、GW944和GW770。

1.3 质量检测

有效成分含量检测采用高效液相色谱法，色谱条件为，流动相：甲醇/水（V/V）=90/10；流速：1.0 mL·min-1；柱温：25 ℃；进样量：10 μL；检测波长：238 nm；pH、水分、冷热贮稳定性按照国家标准进行[15-18]。

1.4 5%米尔贝乳油对红蜘蛛室内活性测定

试验设置5个处理，分别为5%米尔贝乳油稀释30 000倍、40 000倍、50 000倍；1.8%阿维菌素稀释10 000倍[19-21]，清水做空白对照，计算校正死亡率。

1.5 数据处理与分析

数据用Excel 2003和DPSv10.05企业版软件进行统计及方差分析、多重比较。

2 结果与分析

2.1 溶剂的选择

由表1可知，备选的四种溶剂中，对原药的溶解度甲醇最大，乙酸乙酯和溶剂油200#居中，二甲苯最小，但均远远超过配方要求的5%的溶解度。原药-溶剂体系外观均能呈单相油状，无沉淀，无分层。考虑到制剂成本及对环境的安全性，不能选择甲醇作为溶剂，而溶解度稍小的乙酸乙酯成本较高、易挥发，二甲苯作为芳香性溶剂对环境影响较大，故选择轻质烷烃混合物溶剂油200#作为最佳溶剂。

2.2 乳化剂的选择

由表2可知，HLB值在13～14范围内，油体系的乳化效果最好。经细化SPAN-TWEEN的比例，得到13.2、13.4、13.6、13.8四个值，考察乳化效果最终确定最佳HLB值为13.8，此值即可看做是油体系的HLB值。

配方筛选中供试乳化剂共15种，HLB值等于13.8的乳化剂组合共41个组合（农乳500#与600#B、600#C、NP15、EL90、TWEEN20、 TWEEN80分别组合，EL40与600#A、600#B、600#C、NP15、TWEEN20、TWEEN80分别组合，EL90与 NP4、NP7、NP10、SPAN80分别组合，NP15与 EL10、EL20、SPAN80分别组合，TWEEN20与 NP4、NP7、SPAN80、EL10、EL20分别组合，TWEEN80与NP4、NP7、EL10、EL20分别组合，600#A与NP10 组合，600#B 与 NP4、NP7、NP10、SPAN80、EL10、EL20分别组合，600#C分别与NP4、NP7、NP10、SPAN80、EL10、EL20分别组合）。按上述方法评价乳化效果，结果表明，41个乳化剂组合中EL10、EL20、EL90、NP7、NP10、600A 在组合中都表现出较好的乳化效果，其中NP10与EL90（HLB=13.8时质量比为86：14）组合最好，确定该组合为5%米尔贝乳油的最佳乳化剂。

表1 米尔贝原药在各供试溶剂中的溶解度Table 1 Solubility of Milbemycin in solvent

表2 SPAN-TWEEN按照不同比例配比作为乳化剂时的乳化效果Table 2 Emulsify effectiveness of active compound in different ratio of SPAN-TWEEN

2.3 乳化剂含量的确定

5%米尔贝乳油小样中乳化剂在7%～11%时均能达到乳化效果合格，含7%的乳化剂时达到临界胶束浓度时药液浓度为50 mg·L-1，含量在8%～11%时临界胶束浓度为100 mg·L-1，结果见表3，由此说明乳化剂含量调整至8%仍可达到预设的10%乳化剂的乳化效果，且体系稳定。

2.4 光稳定剂筛选结果

按照1.3中有效成分含量测定方法，分别测定各种光稳定剂对米尔贝光分解的抑制作用，由表4可知，备选的7种光稳定剂提高24 h的残留率均在40%以上，通过方差分析，新复极差法多重比较，添加抗氧化剂1010与UV9、UV531在紫外灯光照处理8 h后的差异不显著，处理12～24 h时抗氧化剂1010对米尔贝分解的抑制作用明显优于其他稳定剂，添加后比不添加的残留率高出60%，故确定抗氧化剂1010为最佳稳定剂，含量占乳油质量的1%。

2.5 5%米尔贝乳油最终配方

有效成分含量占制剂总量5%（质量分数，下同），选择乳化剂NP10与乳化剂EL90的组合，含量分别为6.8%和1.2%，抗氧化剂1010含量1%，乙酸乙酯2%，余量溶剂油200#补足。

2.6 质量检测结果

5%米尔贝乳油的质量检测结果如下：外观均一，单相油状，有效成分≥5%，水分含量≤0.5%，pH值为4.19，冷热贮稳定性合格。

2.7 5%米尔贝乳油对红蜘蛛室内药效测定

由表5可知，用5%米尔贝乳油的50 000倍液防治红蜘蛛，与1.8%阿维菌素乳油10 000倍液的防效相当，且用药量明显少于1.8%阿维菌素。因此，5%米尔贝乳油适合防治红蜘蛛。

表3 各乳化剂含量的临界胶束浓度Table 3 Critical micelle concentration（CMC）of various emulsifiers content

表4 紫外灯光照下不同光稳定剂对米尔贝分解的抑制作用Table 4 According to different light stabilizer inhibit to Milbemycin under the UV light

表5 5%米尔贝乳油及其对照药剂对红蜘蛛室内生物测定结果Table 5 Results from laboratory bioassay of 5%Milbemycin and contrast acaricide

3 讨论与结论

米尔贝原药是一种淡黄色固体，能溶于多种有机溶剂，溶解度较大，适合加工成乳油制剂。通过对溶剂、乳化剂、光稳定剂的筛选，确定最终配方：有效成分含量占5%，选择乳化剂NP10与乳化剂EL90的组合，含量分别为6.8%和1.2%，抗氧化剂1010含量1%，助溶剂乙酸乙酯2%，余量溶剂油200#补足。质量检测结果表明，该配方各项质量控制项目均能达到合格标准，制剂外观清亮无沉淀或悬浮物，均相油体；冷热贮分解率符合国家乳油标准；含水量小于0.5%；挥发率小于30%。

对红蜘蛛的药效试验结果表明，5%米尔贝乳油对红蜘蛛具有较好的防效，与1.8%阿维菌素乳油相比杀螨效果相当，用药量更少，适合农业生产防治红蜘蛛。因此，本研究将杀虫抗生素米尔贝加工为乳油制剂，仍具有一定的开发和生产意义。同时，随着人们环境意识的加强，替代乳油的环保剂型将逐步发展起来，并将成为今后化学防治的主要趋势，乳油配方的研究将成为微乳剂、水乳剂、微胶囊悬浮剂等剂型的研究基础。

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