壳聚糖季铵盐改性膨润土-海藻酸钠-甲草胺复合凝胶缓释颗粒的制备、表征及其释放性能研究

• Published in: 农药学学报 Vol. 26; no. 3; pp. 570 - 582
• Main Authors: 王笑成, 马林, 马云, 余云
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北部湾大学石油与化工学院,广西钦州 535011%广西大学化学化工学院,南宁 530004%广西大学轻工与食品工程学院,南宁 530004%钦州市科学技术局,广西钦州 535000 2024
• Subjects: alginate; 壳聚糖季铵盐; composite gel; 复合凝胶; 膨润土; chitosan quaternary; 海藻酸钠; 缓释颗粒; sustained-release granules; alachlor; bentonite; 甲草胺
• ISSN: 1008-7303
• DOI: 10.16801/j.issn.1008-7303.2024.0031

S481.9%TQ450.6; 黏土-海藻酸钠复合凝胶具有较好的药物缓释性能.为进一步增强膨润土-海藻酸钠复合凝胶的缓释作用,本研究以壳聚糖季铵盐改性膨润土(以下简称改性膨润土)-海藻酸钠复合凝胶为基材制备甲草胺缓释颗粒.利用傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)方法分析改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶结构对甲草胺释放行为的影响和作用机理.结果表明:甲草胺从改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶中的释放主要受Fickian扩散机理控制,与基质的吸附能力和通透性密切相关.甲草胺在膨润土上的吸附由甲草胺分子的非极性基团与膨润土纳米片层上暴露的硅氧烷表面的疏水相互作用主导.壳聚糖季铵盐通过离子交换反应与膨润土片层表面的负电荷位点结合,不仅增强了膨润土表面的疏水性及其与甲草胺的相互作用(甲草胺在膨润土和改性膨润土上的吸附平衡常数(Ka)分别为 0.13 和 0.40),而且改性膨润土通过壳聚糖季铵盐与海藻酸钠分子链的静电作用形成更紧密的结构,有效减少了膨润土纳米片层的堆垛聚集,降低了凝胶网络的吸水膨胀性和通透性,改性膨润土-海藻酸钠复合凝胶的通透性是纯海藻酸钠凝胶的 9.6 倍,从而获得更好的缓释性能.释放动力学试验结果表明,甲草胺从缓释颗粒中的释放速率随着改性膨润土含量的增加呈先减小后增加趋势,当缓释颗粒中海藻酸钠、改性膨润土、甲草胺和去离子水的质量分数分别为 1.6%、0.2%、0.2%和97.8%时对延缓甲草胺释放最有效,在此条件下,甲草胺从未改性和改性膨润土制备的缓释颗粒中的释放时间(t50)分别是纯海藻酸钠凝胶中的t50 的 4.4 倍和 8.3 倍.