01?文章摘要
采用一鍋法（one-pot synthesis）以二價(jià)鋅離子為金屬節(jié)點(diǎn)，2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體通過自組裝形成一種十二面體多孔晶體結(jié)構(gòu)的鋅基金屬-有機(jī)骨架材料，并通過物理吸附法負(fù)載棉隆。該納米載藥體系表現(xiàn)出良好的 pH 敏感性以及可持續(xù)釋放性能，通過借助灰霉病菌產(chǎn)生的酸性物質(zhì)促使ZIF-8晶體結(jié)構(gòu)的坍塌，實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)釋放。棉隆ZIF-8納米顆粒（DZ@ZIF-8）對(duì)灰霉病的防效較棉隆微粒劑高出42.7%。此外，通過ZIF-8結(jié)構(gòu)的包覆，棉隆對(duì)非靶標(biāo)生物斑馬魚的毒性由高毒降到中等毒性。該研究為熏蒸劑安全、高效、綠色使用及作物生長期使用提供了理論基礎(chǔ)。
02?文章引言
棉隆是一種土壤熏蒸劑，廣泛用于高附加值作物土傳病害的防控，通常在作物種植前使用。棉隆對(duì)黃瓜灰霉病菌（?Botrytis cinerea?）具有很強(qiáng)的殺滅活性。灰霉病菌可以寄生200多種作物，包括溫帶和亞熱帶地區(qū)的大田作物、蔬菜和經(jīng)濟(jì)作物，是最具經(jīng)濟(jì)破壞性的病原體之一。它可以通過分泌草酸來浸漬和殺死宿主，草酸會(huì)立即降低感染區(qū)域的pH值。然而，棉隆遇水產(chǎn)生異硫氰酸甲酯，對(duì)所有生物具有很高的殺滅效果，并不推薦在作物生長期使用。因此，開發(fā)一種精準(zhǔn)緩控體系實(shí)現(xiàn)棉隆對(duì)靶防控，降低其對(duì)植物和非靶標(biāo)生物的毒性，擴(kuò)大土壤熏蒸劑的應(yīng)用范圍具有重要的意義。
03?主要結(jié)論
棉隆ZIF-8納米顆粒制備及特征：
? ? ?采用一鍋法以二價(jià)鋅離子為金屬節(jié)點(diǎn)，2-甲基咪唑?yàn)橛袡C(jī)配體通過自組裝形成一種十二面體多孔晶體結(jié)構(gòu)的鋅基金屬-有機(jī)骨架材料，并通過物理吸附法負(fù)載棉隆。所制備的棉隆ZIF-8納米顆粒成規(guī)則的十二面體，大小均一，平均粒徑為71.5 nm, 具有較高的比表面積（1229 g/m2），良好的分散性和高熱穩(wěn)定性（圖1）。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖1?棉隆納米緩釋體系制備及表征
棉隆ZIF-8納米顆粒緩釋機(jī)理：
DZ@ZIF-8納米晶體具有良好的pH響應(yīng)功能，當(dāng)處于酸性環(huán)境中時(shí)，大量質(zhì)子酸攻擊ZIF-8金屬有機(jī)骨架上的N原子，N-Zn鍵遭到破壞，導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)坍塌，從而促使有效成分的釋放。水中緩釋結(jié)果表明，在緩釋60 h后累計(jì)釋放量pH = 4.8,7.2和8.5條件下分別為60.01%, 54.33%和37.30%，而棉隆微粒劑在試驗(yàn)5h內(nèi)便達(dá)到80%以上。因此當(dāng)DZ@ZIF-8遇到黃瓜灰霉病菌侵染植株釋放酸性物質(zhì)時(shí)，ZIF-8結(jié)構(gòu)被破壞，DZ被釋放，起到精準(zhǔn)防控的效果（圖2）。
圖 2?納米顆粒制緩釋機(jī)理（借助灰霉病菌產(chǎn)生的酸性物質(zhì)促使ZIF-8晶體結(jié)構(gòu)坍塌，實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)釋放）。
抑菌效果及對(duì)非靶標(biāo)生物毒性：
? ? ?菌絲生長抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DZ@ZIF-8和DZ微粒劑對(duì)灰霉病菌的EC50分別為7.9和12.4mg/L。通過納米載藥體系及精準(zhǔn)對(duì)靶施藥，DZ@ZIF-8對(duì)黃瓜灰霉病的防治效果，處理10天后的防效為74.8%，比DZ微粒劑高42.7%（圖3），此外通過葉片噴霧并不會(huì)造成黃瓜藥害。由于納米載體的包封，DZ@ZIF-8對(duì)斑馬魚的的急性毒性由原藥的高毒（LC50=0.354mg/L, 96 h）降為中等毒性（LC50=4.453mg/L, 96 h），表現(xiàn)出良好的生物相容性。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖?3?抑菌試驗(yàn)
論文提出了一種沸石咪唑酯骨架ZIF-8 負(fù)載土壤熏蒸劑棉隆的納米緩釋體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)黃瓜灰霉病菌的精準(zhǔn)防控。
04?原文信息
原文題目：
Site-Specific Controlled-Release Imidazolate Framework?8 for Dazomet Smart Delivery to Improve the Effective Utilization Rate and Reduce Biotoxicity
原文作者：
任立瑞，曹坳程等
作者單位：
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所
期刊名：
Journal of Agricultural and?Food?Chemistry
發(fā)表時(shí)間：
2022/05
原文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.2c00353
