近日，華南農業(yè)大學植物保護學院/綠色農藥全國重點實驗室碩士生劉鵬鵬，在國際知名刊物《Chemical Engineering Journal》(1區(qū)，IF=13.3)上，發(fā)表了題為“pH-Responsive Lignin-Modified Copper-Based Metal-Organic Frameworks for Precision Thiamethoxam Delivery in the Targeted Control of Red Imported Fire Ants (Solenopsis invicta)”的研究論文。

　　該研究合成了一種木質素改性修飾的銅基金屬有機框架(L/HKUST-1)，改善了銅基金屬有機框架缺陷，構建了一種pH響應型給藥系統(tǒng)(TMX@L/HKUST-1)，實現(xiàn)了噻蟲嗪(TMX)在紅火蟻腸道選擇性釋放，顯著提高了TMX對紅火蟻的殺蟲活性。

　　研究通過改性木質素，得到了八面體結構的銅基金屬有機框架L/HKUST-1，平均粒徑為530nm，相比傳統(tǒng)的銅基金屬有機框架，該載藥材料具有更好的穩(wěn)定性和載藥率。在紅火蟻工蟻酸性腸道中，TMX@L/HKUST-1顆粒崩解，釋放出殺蟲成分。TMX@L/HKUST-1提高了紅火蟻對藥物的取食量，損傷了工蟻腸道，顯著提了殺蟲活性；抑制了紅火蟻解毒和氧化應激關鍵酶，包括羧酸酯酶（CarE）、乙酰膽堿酯酶（AChE）、多酚氧化酶（PPO）、超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）；降低了紅火蟻腸道內沙雷氏菌相對豐度，提高了假單胞菌和芽孢桿菌的相對豐度，菌群改變降低了紅火蟻營養(yǎng)吸收、能量代謝及抗逆性。該研究構建一種在紅火蟻腸道精準釋放農藥的載藥系統(tǒng)，為紅火蟻綠色防控提供了農藥創(chuàng)制新思路。

TMX@L/HKUST-1在不同pH條件下崩解

　　華南農業(yè)大學植物保護學院碩士生劉鵬鵬為論文第一作者，張志祥教授和博士生楊留鵬為論文的通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃(2023YFD1701103))和廣東省重點研發(fā)計劃(2023B0202080001)的項目資助。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158644

文圖/植物保護學院