近日，四川农业大学理学院农业智能自组装先进材料团队在国际权威期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering（中科院1区Top，IF=7.6）在线发表题为 “Lignin nanoparticle-stabilized Pickering emulsion system with enhanced stability for co-delivery of avermectin and clove oil toward antimicrobial and insecticidal activities”的高水平研究论文（https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c10913）。理学院生物资源化学硕士研究生王维菲和吴汇彬为共同第一作者、王位副教授和吴贺君教授为共同通讯作者。论文研究得到国家自科基金、四川省科技计划、雅安市“揭榜挂帅”项目以及大学生创新创业训练计划等资助。

研究背景

农业害虫与植物病原微生物是影响作物产量、品质和农业生态安全的重要生物胁迫。当前，农药和杀菌剂多通过喷施方式使用，但传统制剂普遍存在疏水活性成分水分散性差、叶面润湿与沉积不足、易受紫外降解和雨水冲刷、持效期短等问题。同时，杀虫剂与杀菌剂分开施用还会增加施药频次、人工成本和环境暴露风险。如何构建一种绿色、高效、持效，且能同时负载杀虫与抗菌活性成分的递送体系，成为农业绿色防控领域的重要课题。阿维菌素（AVM）是一种高效生物源杀虫剂，但水溶性低、紫外稳定性差，施用后易光解；丁香精油（CEO）主要成分丁香酚具有抗菌、抗真菌及一定杀虫驱避活性，但挥发性强，田间条件下活性难以稳定保持。二者均强疏水，简单混合难以实现稳定分散、同步叶面沉积和持续释放。因此，团队以天然木质素纳米颗粒（LNPs）为固体乳化剂，构建Pickering乳液，将AVM溶于CEO作为油相，实现杀虫与抑菌活性成分的协同共递送，并系统研究其界面稳定性、叶面行为、控释与酶响应释放、光稳定性、生物活性及生物安全性。

结论与展望

研究团队以木质素纳米颗粒（LNPs）为天然固体乳化剂，以溶解阿维菌素的丁香精油为油相，构建了AVM-CEO共载Pickering乳液（AVM-CEO-PE），旨在实现杀虫与抗菌功能一体化。以0.5 wt% LNPs稳定的AVM-CEO-PE乳液液滴均匀，AVM载药量达11.78%、包封率达87.72%，在4-40℃及中性pH条件下表现稳定。该乳液显著改善叶面润湿、沉积、持留和耐雨水冲刷性能；LNPs界面层可抑制突释，并可通过漆酶触发界面解组装实现酶响应释放。紫外照射9 h后，AVM-CEO-PE中AVM保留率仍达72.56%，约为游离AVM的13倍。该制剂对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和灰葡萄孢具有明显抑制效果，对斜纹夜蛾幼虫表现出更强的持效杀虫活性，低浓度、30 h暴露下幼虫存活率显著低于游离AVM；同时，对斑马鱼的表观急性毒性较游离AVM降低约60%。该研究将缓释、光保护、叶面持留、抗菌和杀虫功能集成于单一木质素基Pickering乳液体系，展示了木质素界面工程在多功能绿色农药递送中的潜力。未来，团队将进一步推进规模化制备、田间尺度验证及生态安全评估，为农药减施增效、病虫害协同治理和农业绿色可持续发展提供新思路与实验依据。

图1 论文图文摘要

论文链接： https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c10913