一種含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑及其製備方法
2023-05-28 05:19:51 3
專利名稱：一種含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於「綠色農藥」新技術的研究，具體涉及一種含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑及其製備方法。
背景技術：
殺蟲劑是防治病蟲災害、保證農業豐收的重要手段。由於化學殺蟲劑本身所固有的諸多缺點以及人們的不合理使用，易引起人畜中毒，經較長時間使用後害蟲會產生抗藥性，導致害蟲的再猖獗，還造成了嚴重的環境汙染。光活化殺蟲劑是近幾年發展起來的一種新型、高效、低毒農藥，這類農藥的特點是在生物環境中無所不在的自然因子一光和氧的作用下能極大地提高其毒殺害蟲的效果， 在環境中很快降解，不傷害其它非靶標生物。它具有傳統殺蟲劑無法比擬的優點，被人們冠以「綠色農藥」的美稱。目前赤蘚紅B作為殺家蠅幼蟲的光敏劑已在美國環保局獲準登記，實現了商品化。對服食赤蘚紅B (500-2000mg/mL)的實蠅光照6h後，死亡率隨著給藥劑量的增加和光照時間的延長而增加。儘管許多染料有很強的殺蟲活性，但是它們對脊椎動物的毒性卻不盡如人意。一種家蠅田間收集品系在攝食濃度增加、光接觸5小時選擇壓力下，代後抗性呈現48 倍。因此，天然產物來源的光敏劑研製越來越受到人們的關注。近年來，四吡咯化合物的光敏性質逐漸受到人們的關注，這類天然化合物具備光敏劑的優良特性它們在紫外和可見光區的所有波長都有吸收；能夠產生高量子產率的長壽命的三重激發態，因此光敏效率很高；在無光照的條件下沒有光毒性，在光照條件下迅速降解且降解產物對生物體無毒，降低了環境持久汙染的風險。藻膽蛋白是藻類中捕光色素蛋白的總稱，主要包括藻紅蛋白、藻紅藍蛋白、藻藍蛋白、別藻藍蛋白4種，為紅藻和藍藻特有。藻膽蛋白主要依靠四吡咯結構的色基(藻膽素)而發出螢光，是一種螢光發射強烈的高效螢光物質。它還可作為食品或化妝品的色素、示蹤劑、抗氧化劑、光合作用機理和進化研究、免疫增強劑等。尤其值得關注的是，藻膽蛋白還是一種有效的光敏劑，在受光照射後產生活性氧等自由基，每2-3個自由基可殺傷I個細胞。 藻膽蛋白作為光敏殺蟲劑尚未見報導，由於其安全性高，對環境無副作用，其作為「綠色農藥」及研發意義重大。藍藻是引起水華的優勢藻，我國是受這類水華影響最大的國家之一，巢湖、太湖、 滇池等大型湖泊及各種池塘，在夏秋季都會發生嚴重的水華，每年可長達7-8個月。藍藻中藻膽蛋白含量可達細胞乾重的10% 20%，收集藍藻，將提取的藻膽蛋白用作光敏劑殺蟲不僅能減少藍藻生物量、降低內源水體中氮、磷營養水平並能加快水體生態恢復，而且能克服有機殺蟲劑帶來的環境問題和害蟲耐藥性問題，可謂一舉兩得
發明內容
為了緩解現有技術的不足和缺陷，本發明的目的是提供一種低毒、環保、高效的含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑及其製備方法，本發明用量小，使用方便，生產工藝簡單，成本低廉，而且該產品對環境安全，對非靶標生物安全，害蟲不易產生抗性。為了實現上述目的本發明採用如下技術方案
(I)藻膽蛋白的提取
藻膽蛋白生產沿用已經公開的實驗室方法，即收集藍藻晾乾，通過採用PBS抽提、硫酸銨分級沉澱、冷凍乾燥等提取純化方法從藍藻中提取藻膽蛋白，此處所用的藍藻可以是水華藍藻、螺旋藻中的任意一種。(2)光敏殺蟲劑的配製
室溫下,將8-12mL的水加入容器中，加O. 25-lg碳水化合物，混勻後加O. 1-4 mL的乙酸乙酯，密封搖勻，加入O. 025-0. 4g藻膽蛋白，最後加水至IOOmL混勻,避光保存。含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑，其特徵在於所述的碳水化合物可以為蛋白質。光敏殺蟲劑對線蟲的防治效果
實驗分為光照組和避光組，前一日18:00用上述所配的光敏殺蟲劑噴灑被線蟲寄生的植物的根，次日11 :00將光照組置於自然光下照射，照射劑量達44J/cm2，計算光照後及光照後24小時的死亡率，實驗重複兩次；
光敏殺蟲劑對果蠅的防治效果
實驗分光照組與避光組，將上述所配的光敏殺蟲劑，用噴霧法噴到蘋果上，將蘋果放入養有果蠅的籠子裡，黑布遮蓋讓果蠅在室溫下自由取食24h。次日11時，將光照組黑布取下，把籠子放在自然光下照射，照射劑量為58 J/cm2。每隔24h觀察果蠅死亡情況，計算光照後48小時果蠅的死亡率，實驗重複兩次。本發明光敏殺蟲劑可用於溫室大棚作物上害蟲的防治，具體實施方法為將光敏殺蟲劑採用噴霧法在晚間直接施藥到蔬菜或其他植物組織上，次日光接觸的照射劑量不小於40 J/cm2，24h或48h後觀察施藥效果；一般來說，應選擇至少連續3天晴天且陽光充足的天氣條件施藥，每周施藥2-3次，一周後評估光敏殺蟲效果。本發明的有益效果
本發明所用的藻膽蛋白是從藍藻中提取的藻膽蛋白，藻膽蛋白只能在生物體受光照的作用下才對生物體產生破壞作用，因此它的使用不會破壞環境，該光敏殺蟲劑成分都是可溶性的，便於包裝和運輸，使用前溶於水即可形成真溶液，不沉澱；見效快，克服了有些大棚蔬菜因本身生長期很短、未能及時殺滅後期出現的蟲害時就要採割的缺陷；用量小，所用藻膽蛋白濃度為μ g/ml，使用方便，生產工藝簡單，不需要特殊設備，一般農藥企業均可加工， 成本低廉；而且該產品對環境安全，對非靶標生物安全，害蟲不易產生抗性。對於線蟲，在光照劑量為44 J/cm2, 50 μ g/ml-250 μ g/ml濃度範圍的藻膽蛋白表現出顯著的光活化毒性，光照後對線蟲的殺傷率大於80%，24h後線蟲死亡率達100%。對於果蠅，光照劑量為58J/cm2情況下，此劑量對於250 μ g/ml-750 μ g/ml濃度的藻膽蛋白光動力作用均極其顯著。48小時後果蠅致死率達75%以上。最佳施藥濃度為 750 μ g/ml，此濃度下果蠅的存活率僅為13%。藻膽蛋白對果蠅致死劑量為4000 μ g/ml。
圖I為線蟲的防治效果統計圖。
圖2為果蠅的防治效果統計圖。
具體實施例方式實施例I :含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑，其組成原料的含量為碳水化合物
O.25-lg,乙酸乙酯 O. 1-4 mL，藻膽蛋白 O. 025-0. 4g 和水 95-99 mL。含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑的製備方法，室溫下，將8_12mL的水加入容器中，加
O.25-lg碳水化合物,混勻後加O. 1-4 mL的乙酸乙酯,密封搖勻，加入O. 025-0. 4g藻膽蛋白，最後加水至IOOmL混勻,避光保存。實施例2 1克蛋白腖,O. Iml乙酸乙酯，25mg藻膽蛋白，餘量為水,配成IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例3 :0. 5克蛋白腖,O. Iml乙酸乙酯，50mg藻膽蛋白，餘量為水，配成 IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例4 :0. 25克蛋白腖,O. Iml乙酸乙酯,75mg藻膽蛋白，餘量為水,配成 IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例5 1克葡萄糖，4ml乙酸乙酯，25mg藻膽蛋白，餘量為水，配成IOOml溶液， 攪拌均勻，避光保存。實施例6 :0.9克葡萄糖，4ml乙酸乙酯，50mg藻膽蛋白，餘量為水，配成IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例7 :0.6克葡萄糖，4ml乙酸乙酯，75mg藻膽蛋白，餘量為水，配成IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例8 :0.3克葡萄糖，4ml乙酸乙酯，400mg藻膽蛋白，餘量為水，配成IOOml溶液，攪拌均勻，避光保存。實施例9 :線蟲防治效果實驗
實驗分光照組與避光組，以實施例2、實施例3、實施例4所製得的光敏殺蟲劑為樣品， 前一日18:00用上述所配的光敏殺蟲劑噴灑被線蟲寄生的植物的根，次日11 :00將光照組置於自然光下照射，照射劑量達44J/cm2，計數，計算光照後及光照後24小時的死亡率，對照組中不加藻膽蛋白，其餘成分和實驗組完全一致。實驗重複兩次，圖I線蟲的防治效果統計圖。實施例9 :果蠅防治效果實驗
實驗分光照組與避光組，以實施例5、實施例6、實施例7、實施例8所製得的光敏殺蟲劑為樣品，將上述所配的光敏殺蟲劑，用噴霧法噴到蘋果片上，將蘋果片放入養有果蠅的籠子裡，每個籠子裡30隻果蠅，黑布遮蓋讓果蠅在室溫下自由取食24h，次日11時，將光照組黑布取下，把籠子放在自然光下照射，照射劑量為58 J/cm2。每隔24h觀察果蠅死亡情況，計算光照後48小時果蠅的死亡率，對照組中不加藻膽蛋白，其餘成分和實驗組完全一致，實驗重複兩次，圖2為果蠅的防治效果統計圖。
權利要求
1.一種含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑，其特徵在於其組成原料的含量為碳水化合物O.25-lg,乙酸乙酯 O. l_4mL，藻膽蛋白 O. 025-0. 4g 和水 95_99mL。
2.一種如權利要求I所述的含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑的製備方法，其特徵在於室溫下,將8-12mL的水加入容器中，加O. 25-lg碳水化合物，混勻後加O. l_4mL的乙酸乙酯， 密封搖勻，加入O. 025-0. 4g藻膽蛋白，最後加水至IOOmL混勻,避光保存。
3.根據權利要求I所述的含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑，其特徵在於所述的碳水化合物可以為蛋白質。
全文摘要
本發明公開了一種含有藻膽蛋白的光敏殺蟲劑及其製備方法，本發明用藍藻中提取的藻膽蛋白，利用其良好的光敏特性開發光敏殺蟲劑,由0.25-1克碳水化合物，0.1-4mL乙酸乙酯，0.025-0.4克藻膽蛋白和95-99mL的水組成。該光敏殺蟲劑用量小，使用方便，生產工藝簡單，不需要特殊設備，成本低廉，對環境安全，對非靶標生物安全，害蟲不易產生抗性；而且本發明光敏殺蟲劑見效快，克服了有些大棚蔬菜因本身生長期很短、未能及時殺滅後期出現的蟲害時就要採割的缺陷，為水華藍藻的綜合治理及資源利用開闢了新途徑。
文檔編號A01N65/03GK102578158SQ20121002445
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月3日 優先權日2012年2月3日
發明者劉亞華, 劉述, 李玉成, 武子涵, 陸合文, 黃蓓 申請人:安徽大學