摘要
目前，纳米技术被广泛应用于农业生产中。与传统制剂相比，纳米农药制剂因 其独特的理化特性，如体积小且易被植物吸收、可改善农药理化性质等优势，在解 决实际生产中农药利用率低下的难题方面极具发展潜力。但同样地，由于纳米农药 制剂粒径更小，也更容易进入非靶标生物体内，对非靶标生物具有潜在的生态毒性 风险。 在医学领域，为减少药物对非靶标器官的影响，研究者通常会在载药载体表面 接枝特定的配体，通过特定配体与靶细胞或组织上过度表达的受体特异性结合，将 药物输送至目标部位，提高药物在靶向部位的富集，从而提升药物利用率，降低对 非靶器官的影响。这种具有主动靶向性的纳米药物设计，使靶标细胞对药物产生主 动摄取，提高药物在靶标部位的富集，从而提升药物利用率，降低药物毒副作用。 然而，在农药领域，有关主动靶向给药策略的相关研究还相对较少。 因此，本研究选择了能特异性识别并结合真菌细胞壁的麦胚凝集素（WGA）作为 靶向配体，将其接枝到介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）表面，并探究了合成所得 MSNs-WGA在局部定点感染的水稻植株中主动靶向真菌细胞壁的能力，使纳米颗粒 在病灶处实现富集。本研究旨在探索将WGA应用于农药领域进行主动靶向抗真菌 给药的可行性，为进一步提高农药利用率，减少药物对非靶标生物的潜在毒副作用 提供新的思路。主要研究内容如下: 考虑到纳米农药的尺寸大小会直接影响其被植物吸收和转运的行为，本研究采 用模板法合成了MSNs,随后对MSNs表面进行羧基化修饰，再利用碳化二亚胺偶 联法将WGA分子与MSNs共价连接，最终制备得到平均粒径为41.96 nm的MSNs- WGA,WGA 接枝效率达 73.27％。利用 HRTEM、SEM、TGA、FT-IR、N2物理吸 附等表征手段对材料进行了系统表征。同时，通过红细胞凝集实验进一步验证了 MSNs-WGA表面WGA的生物活性，证实了MSNs-WGA的成功合成。 为探究WGA对真菌菌丝细胞壁的主动靶向作用，本研究选择了菌丝侵染性真 菌立枯丝核菌作为病原菌，对水稻植株进行局部定点接种，并独创性地搭建了一种 便于局部染菌的水稻培养装置。在MSNs-WGA表面标记荧光素FITC后，分别对茎 部、叶片定点接种立枯丝核菌的水稻植株进行了叶片和根部施药处理，并利用共聚 焦激光扫描显微镜（CLSM）观察纳米颗粒在水稻体内的分布情况。结果发现，MSNs- WGA能够被水稻根部和叶片吸收并转运至植株各个部位;且相比MSNs对照组， FITC-MSNs-WGA在病菌侵染部位的组织中表现出更加明显的荧光富集。该结果证 明了MSNs-WGA可以主动靶向病菌侵染的病灶部位，验证了将WGA应用于农药领 域实现主动靶向给药的可行性。 为进一步探究MSNs-WGA作为药物载体的应用潜力，本研究采用振荡法尝试 将非系统性杀菌剂氟啶胺（Fludioxonil）负载到MSNs-WGA中，并优化了药物负载的 溶剂条件。利用常规表征手段对载药纳米颗粒Flu@MSNs-WGA进行了系统表征， 证实了其成功制备。抑菌活性测试结果表明，Flu@MSNs-WGA对立枯丝核菌的抑 制效果（EC50=0.054 mg/L）优于市售氟啶胺（Fludioxonil）制剂（EC50=0.146 mg/L），提示 WGA分子的接枝有助于提高载药MSNs的抑菌活性。
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