《PMS》中国农业科学院--曹立冬/北京市农林科学院韩平老师团队:基于界面聚合的氟吡螨胺微胶囊化:一种防控柑橘全爪螨的可持续控释策略
近日，中国农业科学院曹立冬老师与北京市农林科学院韩平老师团队合作在《Pest Management Science》发表名为"Microencapsulated cyetpyrafen via interfacial polymerization: a sustainable controlledrelease strategy against Panonychus citri " 的期刊论文。该团队用界面聚合法制备氟吡螨胺（CPF）聚氨酯微囊悬浮剂（CCS），打造针对柑橘全爪螨（Panonychus citri）的 pH 响应型控释杀螨剂，实现高效、低风险、可持续防控。
发表日期：2026年02月09日
关键词：氟吡螨胺；控释；聚氨酯微胶囊；柑橘全爪螨
柑橘全爪螨（Panonychus citri，McGregor），属于蜱螨目叶螨科，是全球柑橘产区极具破坏性的害螨。该螨类取食柑橘叶片、嫩枝与果实，形成典型的灰色或银白色病斑；严重发生时可造成大量落叶，果实受损显著。杀螨剂仍是防治植食性螨类的主要手段，但其对柑橘全爪螨的防控效果，因该害虫独特的生活史特征而严重受限，包括产雄孤雌生殖、世代周期短、繁殖力强等。这些特性共同导致种群更替迅速、选择压力剧烈，进而推动了对化学防治的过度依赖。这种高强度干预不仅加速抗药性演化，还带来难以持续的防控成本。此外，研发具有全新作用机理的新型农用化学品需要投入大量时间与资金。氟吡螨胺（cyetpyrafen，CPF）是一种新型吡唑类杀螨剂，对多数螨类具有广谱活性。目前氟吡螨胺在市售产品中仅有悬浮剂（SC）剂型，剂型多元化存在明显的开发空间，这也是现代农药科学与应用中的关键方向。但田间条件下，氟吡螨胺缺乏内吸活性与叶片沉积能力，必须与靶标螨类直接接触才能发挥作用，限制了其防效。这一短板凸显了递送系统对提升其应用性能的重要价值。已有研究表明，氟吡螨胺剂型的生物活性受粒径影响显著，提示剂型优化是提升防效的可行路径。微胶囊技术已被证实可实现有效成分控释、降低药害，是解决上述局限的可行方案。结合刺激响应释放特性，这类系统可在时间维度优化生物活性，同时在空间上约束有效成分，提升环境相容性。界面聚合法因操作简便、可规模化、屏障性能优良，成为微胶囊合成的理想方法。聚氨酯材料因成本低、生物相容性好，被选为载体材料。该研究通过系统优化经典工艺参数（油水体积比、IPDI 与三乙醇胺（TEA）质量分数），制备出高载药量、pH 响应持续释放的氟吡螨胺聚氨酯微囊悬浮剂（CCS）。研究对所得微胶囊的控释行为、对柑橘全爪螨的杀螨活性及对棉花的生物安全性进行了全面表征。本研究为氟吡螨胺递送实现了性能平衡，证实以参数驱动的剂型设计可提升农药防效、降低常规喷雾的环境影响，推动农业可持续发展。图1展示了氟吡螨胺聚氨酯微囊悬浮剂（CCS）的制备流程与微观形貌：A 为三步制备示意图，先将含氟吡螨胺与 IPDI 的油相加入含 PVA 和乳化剂的水相，经高剪切形成稳定水包油乳液，再在 60℃下加入 TEA 完成界面聚合生成聚氨酯囊壁，最后添加黄原胶与乙二醇得到成品微囊悬浮剂；B 是光学显微镜图像，C 为扫描电镜图像，两者共同证实最优条件下制备的微胶囊呈规则球形、形貌规整、分散良好，直观验证了界面聚合法成功制备出目标载药微胶囊。图2为氟吡螨胺（CPF）、空白微胶囊（CS）与载药微囊悬浮剂（CCS）的结构、热稳定性及表面张力表征结果：FTIR 光谱（A）证实聚氨酯囊壁成功生成且 CPF 被有效包载；TGA 与 DTG 曲线（B、C）表明聚氨酯壁材对 CPF 具有一定热保护作用，但未显著提升其整体热稳定性；表面张力测试（D）显示 CCS 稀释液的表面张力显著低于原药（TC）与市售悬浮剂（CSC），说明其叶面润湿性与附着性更优。图3为氟吡螨胺微囊悬浮剂（CCS）的物理稳定性与储存稳定性表征结果：A–D 通过背散射光强度（BS）、ΔBS 及稳定性指数（TSI）证实，CCS 体系在测试期间无明显沉降、分层或絮凝现象，物理稳定性优异；E 显示 CCS 经 0℃低温与 54℃高温加速储存后，中位粒径与初始状态相比无显著变化，表明该制剂具备良好的冷热储存稳定性，可满足实际农药储运要求。图4系统展示了氟吡螨胺微囊悬浮剂（CCS）的pH 响应控释行为、释放机理、动力学模型及释放后形貌：A 显示 CCS 在 144 h 内呈现明显的 pH 依赖缓释特征，酸性条件释放最快、中性次之、碱性最慢，与市售悬浮剂（CSC）的快速释放形成鲜明对比；B 阐明聚氨酯囊壁在酸性下因氨酯键水解加速释药的机制；C–F 通过四种动力学模型拟合，明确 CCS 在不同 pH 下的释放规律；G–I 的电镜图直观显示，酸性条件下微胶囊大量降解破碎，中性条件部分降解，碱性条件仍保持较完整的球形结构。
图5展示了氟吡螨胺微囊悬浮剂（CCS）对柑橘全爪螨的室内杀螨活性测定结果：A 为杀螨活性测试流程示意图；B 和 C 分别为处理后 24 h 与 48 h 的校正死亡率，结果显示 CCS 初期因控释释放较慢，防效低于市售悬浮剂（CSC），但随时间延长药效逐步提升；对应的 LC₅₀数据进一步证实，CCS 在 24 h 时 LC₅₀为 17.84 mg/L，48 h 显著降至 2.07 mg/L，与 CSC 药效趋近，直观验证了微胶囊的缓慢释放、长效持效特性。图6评估了氟吡螨胺微囊悬浮剂（CCS）在 75 mg/L 和 150 mg/L 两个剂量下对棉花幼苗的生物安全性，结果显示：与空白对照相比，CCS 处理组棉花的根长、茎长、鲜重及总叶绿素含量均无显著抑制，部分指标甚至有一定促进作用，表明 CCS 在推荐施用剂量下对棉花安全无药害，生物安全性优于原药（TC）和市售悬浮剂（CSC）。该研究通过界面聚合法成功制备了pH 响应型氟吡螨胺聚氨酯微囊悬浮剂（CCS），经正交试验优化获得最佳制备参数，所得微胶囊载药量高、包封率良好、粒径均一且体系稳定；该制剂呈现显著的酸性响应缓释特性，有效克服了常规制剂释放过快、持效期短的缺陷，对柑橘全爪螨表现出持续稳定的杀螨活性，且在推荐剂量下对棉花无药害、生物安全性优良；整体而言，该微囊化策略在提升氟吡螨胺利用效率、延长持效期的同时降低了环境风险，为柑橘全爪螨的绿色可持续防控提供了新型制剂方案，也为设计多功能环境响应型农药递送系统提供了可行的技术参考。文章题目：Microencapsulated cyetpyrafen via interfacial polymerization: a sustainable controlledrelease strategy against Panonychus citri .
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