近日，中國科學院合肥物質(zhì)院智能所吳正巖與張嘉團隊研制出基于普魯士藍的三重響應(yīng)農(nóng)藥智能輸送系統(tǒng)。該研究工作構(gòu)建了一種具有堿性觸發(fā)快速釋放以及熱效應(yīng)和近紅外控緩釋功能的納米農(nóng)藥平臺，為農(nóng)藥控釋材料的設(shè)計與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新思路。相關(guān)成果已發(fā)表于藥物遞送領(lǐng)域top期刊 Journal of Controlled Release上。

為保障全球糧食安全，農(nóng)業(yè)中每年施用大量的農(nóng)藥以防治雜草、病蟲害。然而，傳統(tǒng)噴施方式存在利用率低、易光降解和淋溶流失等問題，導致農(nóng)藥過量使用并引發(fā)生態(tài)風險。近年來，納米控釋農(nóng)藥因其刺激響應(yīng)特性和精準釋放潛力，逐漸成為提升農(nóng)藥利用效率、減少環(huán)境污染的重要途徑。然而，大多數(shù)納米農(nóng)藥仍停留在單一釋放模式，難以應(yīng)對氣候變化下日益復雜的蟲害生態(tài)。

為此，研究團隊提出了基于普魯士藍（PB）納米粒子與聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAM）納米水凝膠“門控”結(jié)合的設(shè)計，開發(fā)出三重響應(yīng)納米農(nóng)藥（PAPP）體系。該體系利用堿性條件實現(xiàn)阿維菌素（AVM）的速釋（24小時釋放率91.1%），應(yīng)對突發(fā)蟲害；同時借助熱響應(yīng)和近紅外光觸發(fā)實現(xiàn)緩釋，滿足季節(jié)性防控需求。實驗結(jié)果顯示，PAPP具有高藥物負載量和優(yōu)異的抗紫外線性能以及顯著增強的葉面附著力，在小菜蛾防治中表現(xiàn)出高效殺蟲率（81.7%），體現(xiàn)了生態(tài)適應(yīng)性與精準農(nóng)業(yè)理念。該研究為農(nóng)藥的智能輸送系統(tǒng)的構(gòu)建提供了新方法，對推動農(nóng)藥行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型與可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

該研究得到國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學基金的資助。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2025.114162

智能輸送系統(tǒng)的合成過程和技術(shù)原理