南京林业大学徐鹏团队：突破性纳米农药载药系统，开启绿色农业新篇章！

在农业绿色转型与可持续发展的浪潮中，农药的高效利用和环保性成为关键议题。传统农药存在利用率低、易流失、对非靶标生物和环境危害大等问题，而智能响应型纳米农药载药系统为解决这些难题带来了新希望。近日，南京林业大学化学工程学院徐鹏副教授课题组取得重大突破，研发出一种具有pH和谷胱甘肽双响应释放功能的纳米农药载药系统（Abamectin-HMONs@PAA），为新型绿色农药开发与应用提供了全新策略。

创新设计：双重响应，精准释放

该团队巧妙运用联合Stöber法与蒸馏沉淀聚合法，以中空介孔有机硅纳米球（HMONs）为载体，在其表面包覆聚丙烯酸（PAA）壳层，并负载杀虫剂阿维菌素（Abamectin），成功构建了Abamectin-HMONs@PAA纳米农药载药系统。这一创新设计的核心在于其独特的双重响应机制：

• ‌pH响应‌：在酸性环境下，PAA会发生质子化，这一变化加速了药物的解离，使得农药能够快速释放。实验数据显示，在pH = 5的酸性溶液中，96小时内阿维菌素累积释放率高达88.70%，显著高于中性及碱性条件，实现了在特定环境下的精准释放。
• ‌谷胱甘肽响应‌：谷胱甘肽能够断裂HMONs中的二硫键，这一特性进一步触发了药物的靶向释放。当添加0.2 mmol/L谷胱甘肽后，97小时累积释放量提升至88.79%，较无谷胱甘肽组提高了14.2%。释放动力学分析表明，在谷胱甘肽存在时，释放机制从Fick扩散转变为扩散与骨架溶蚀协同作用，真正实现了按需精准释放，大大提高了农药的利用效率。

多重优势：性能卓越，全面升级

除了出色的双重响应释放特性，Abamectin-HMONs@PAA纳米农药载药系统还在多个方面展现出卓越性能：

• ‌叶面黏附性强‌：通过荧光探针法研究发现，经模拟雨水冲刷10次后，该载药系统在番茄叶片上的荧光覆盖面积保留率高达35.9%，远超未包覆PAA的Abamectin-HMONs（6.5%）。这得益于包覆层PAA中的羧基等极性基团与叶面结构中的羟基、氨基等基团形成强烈的氢键，有效提高了载药系统在叶面的附着强度和稳定性，大幅减少了因雨水冲刷造成的农药流失。
• ‌抗光解性能优异‌：模拟日光照射实验结果显示，紫外光照250小时后，Abamectin-HMONs@PAA中阿维菌素的保留率（42.67%）达到传统悬浮剂的2.7倍，显著提高了阿维菌素的光稳定性，延长了农药的有效作用时间。
• ‌生物防治效果显著‌：生物防治实验表明，在叶面喷洒10天后，尽管经历多次模拟降雨，Abamectin-HMONs@PAA处理组对小菜蛾的致死率仍显著高于传统药剂，叶片受害面积也明显减少，充分证明了其在真实环境下的长效防护能力。

重要意义：推动农业绿色发展

徐鹏副教授课题组的这一研究成果，标志着纳米载药系统在实现农药减量增效、延长持效期方面迈出了关键一步。该纳米农药载药系统不仅能够提高农药的利用率，减少农药的使用量，降低对非靶标生物和环境的危害，还能有效应对雨水冲刷和光照分解等问题，为农作物的生长提供更持久、更可靠的保护。

这一创新成果为新型绿色农药的开发与应用提供了新的思路和方法，有望推动农业向更加高效、环保、可持续的方向发展。相信在不久的将来，Abamectin-HMONs@PAA纳米农药载药系统将在农业生产中得到广泛应用，为保障粮食安全和生态环境做出重要贡献。

让我们共同期待南京林业大学徐鹏团队在农业科技领域带来更多的惊喜和突破！

‌相关论文信息‌：

• ‌论文题目‌：pH/glutathione dual-stimuli-responsive poly(acrylic acid)-coated hollow mesoporous organosilica nanospheres for smart pesticide delivery
• ‌作者‌：Xu, P.; Bao, J. W.; Li, Q.; Shi, W. S.; Xing, G.; Yu, L.
• ‌期刊‌：Chinese J. Polym. Sci. 2025，44，162 - 172
• ‌DOI‌：10.1007/s10118-025-3485-5

图1智能响应型纳米农药载药系统的设计和制备.

图2智能响应型纳米农药载药系统的物理表征. (a) SiO2、(b) HMONs、(c) HMONs@PAA的TEM图像, (d) Abamectin、HMONs、HMONs@PAA和Abamectin-HMONs@PAA的FTIR光谱, (e) HMONs，HMONs@PAA和Abamectin-HMONs@PAA的TG图, (f) HMONs、HMONs@PAA和Abamectin-HMONs@PAA的N2吸附等温线.

图3智能响应型纳米农药载药系统的生物性能测试结果. （a）不同pH条件下，Abamectin-HMONs@PAA中abamectin的释放曲线, (b) 不同浓度谷胱甘肽下，Abamectin-HMONs@PAA中abamectin的释放曲线, 按顺序冲刷后拍摄的 (c) Abamectin-HMONs-FITC和 (d) Abamectin-HMONs@PAA-FITC的荧光显微镜图像(图像中的数字代表冲刷次数), (e) 冲刷后Abamectin-HMONs和Abamectin-HMONs@PAA的保留率, (f) Abamectin与Abamectin-HMONs@PAA的抗光解性能测定结果, (g) 在不同浓度下，Abamectin和Abamectin-HMONs@PAA于喷施第1和10天对小菜蛾的存活率的影响, (h) 在Abamectin和Abamectin-HMONs@PAA喷洒1和10天后叶片的损伤情况。

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