近日，中國農業科學院植物保護研究所農藥分子靶標與綠色農藥創制創新團隊成功研發出一種基于光響應超分子水凝膠的新型農藥遞送系統，通過多重結構轉換提高農藥利用率，同時降低對非靶標水生生物的毒性。相關研究結果發表在《Chemical Engineering Journal》（IF 13.4）上，為農藥高效利用和生態安全提供了新的思路。

    得益于獨特的三維網狀結構和流變性能，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藥利用率。然而，當載藥水凝膠沉積在靶標葉面上或轉移到非靶標環境中時，如何使水凝膠具有調控開關以實現農藥的智能響應釋放仍存在挑戰。該研究利用分子自組裝技術，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。這一系統在紫外光和可見光交替照射下，可逆地實現凝膠與溶膠狀態轉換，進而調控吡唑醚菌酯的包裹與釋放。通過這一轉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。在模擬稻田水環境中，載藥凝膠在水溶液中發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。

     本研究將環境響應型超分子材料與農藥遞送系統相結合，通過不同環境條件下的多級結構轉換實現了“按需釋藥”與“原位降毒”雙重功能。該策略為農藥精準遞送、減施增效及生態安全提供了新的技術范式。

     中國農業科學院植物保護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。該研究得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金和中國農業科學院科技創新工程的支持。

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

信息來源：中國農業科學院植物保護研究所