蔬菜花卉研究所质量与安全课题组设计制备金属卟啉型MOFs多孔纳米载体增强烯唑醇杀菌效果和农药生物利用度

       近日，中国农业科学院蔬菜花卉研究所质量与安全课题组在金属卟啉型MOFs多孔纳米载体制备应用方面取得重要进展，相关成果以“Fabrication of novel porous nano-pesticides by modifying MPN onto Cu-TCPP MOFs to enhance bactericidal efficacy and modulate its bioavailability”为题发表于《Nano Letters》上（JCR1区，IF=9.6）。

       三唑类杀菌剂被广泛应用于农业生产中病原真菌的防治，对提高农作物产量、确保食用农产品有效供给具有重要意义。然而，在实际生产过程中，由于光降解、雨水冲刷等因素，大量农药流失到环境中，大大降低了农药的利用率。纳米载体在三唑类农药高效负载、控制释放和提高生物利用度领域备受关注，但也存在杀菌效果下降、附着力差等问题。本研究设计了一种基于金属卟啉（Cu-TCPP）的环境友好型MOFs纳米载体，通过构建金属酚醛网络（MPN）封装烯唑醇（DIN），提高杀菌效果并调节其生物利用度。MPN 的引入可防止 DIN 过早从 Cu-TCPP@DIN@MPN 中逸散到环境中，并使其具有很强的界面粘附性，以抵御雨水的冲刷。所制备的纳米材料呈现片状叠层嵌入结构，在48h内缓慢释放DIN，提高了DIN对枯萎病菌的抑制率（63.6%→90.9%）和光稳定性（39.18%→67.2%），同时不影响十字花科蔬菜种子和幼苗的正常生长发育。在小白菜和小油菜上施用14 天后，烯唑醇农药残留分别为0.09和0.08 mg/kg。这项工作为开发具有优异光稳定性、附着性、抗雨水侵蚀性和可持续发展性的MOFs多孔纳米载体提供了新思路，在减轻蔬菜疫病、保障农产品质量安全等方面应用前景广阔。

图1 MOFs多孔载体及其纳米农药制备和应用示意图

图2 MOFs多孔载体及其纳米农药的微观结构参数

图3 MOFs多孔载体及其纳米农药的稳定性、附着性、抗雨水侵蚀性

       中国农业科学院蔬菜花卉研究所为论文第一完成单位，蔬菜花卉所硕士研究生韩佳彤、刘广洋研究员和东北农业大学联培硕士侯雨杉为共同第一作者，徐东辉研究员、吕红豪研究员和刘广洋研究员为共同通讯作者。该研究依托于蔬菜生物育种全国重点实验室、农业农村部蔬菜质量安全控制重点实验室开展，获得了国家重点研发计划、国家大宗蔬菜产业技术体系、北京市面上基金和中国农业科学院农业科技创新工程等项目的资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.4c04277