从医药到化妆品,再到家庭护理产品，跨界制剂开发推动农化制剂革新

David Calvert博士

英国iFormulate 公司总经理、联合创始人

虽然配方科学的定义很多，但最合适的定义是，″一种在正确的时间里，将活性成分安全、有效地传递到正确地点的技术″。细看这项技术，可以看出，它的应用领域非常广泛，如药物、油墨、涂料、家庭护理、食品、饮料、化妆品，当然还有农用化学品；拥有技术能力的制剂企业通常会从行业外寻找解决方案，本文中，我们介绍其他行业的部分案例，农化制剂企业可以学习、借鉴，并发现机会。

市场的驱动因素通常缘于法规，当特定产品或某个成分执行某项法规时，法规可能会对市场产生影响，农用化学品市场也不能幸免。如，针对在欧洲推出的新产品，法规禁止使用壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）和牛脂基伯胺（POEA） 表面活性剂。

如欲使用替代性成分，经常遇到的问题之一是经济性的问题。在许多应用中，农用化学品成分的用量相对较小。当只能使用某个成分时，市场接受度会受到限制，引入会减少。为此，使用其他产品则是有利的，替代性溶剂就是一个很好的例子。

农用化学品市场会在乳油（EC）等制剂产品中使用溶剂，而农产品也可以为涂料等其他行业提供绿色溶剂，这也算是循环经济。如，乳酸乙酯源于玉米加工，它是涂料中早期采用的″绿色″溶剂之一。

Vertec Biosolvents对乳酸乙酯进行了深入开发，将其应用于清洁、油墨、涂料和卫生处理。随着其他应用的推动和增加，许多公司开发了合成化学溶剂的溶剂替代品，如N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）；Solvay (现在的 Syensqo)、 BASF、 Nouryon、Circa Group 及 Corbion等公司均推出类似产品，用于农用化学领域。

除法规外，另一个推动农用化学品及各行业变革的因素是微塑料问题。最初的影响是在化妆品行业，但制剂厂家面临同样挑战，即消除农用化学品中的微塑料。我的同事，Jim Bullock，在2023年AgroPages发表的文章中，对潜在的解决方案进行了评价，如，使用天然衍生聚合物，如海藻酸盐、纤维素和壳聚糖。Jim 还谈到Eden Research 如何在其 Sustaine® 技术中使用现成的天然胶囊（空酵母细胞），该技术已用于 Mevalone 等商业产品；Sporomex也运用类似方法，消除植物花粉或孢子的内部遗传物质，产生外膜，填充活性成分，对化妆品和个人护理行业具有重大意义。

除农用化学品外，生物质（非化学品）制剂正在成为化妆品、药物和家庭护理等领域的关键产品。生物制剂最突出的一个案例是，新冠疫情期间所开发的疫苗。辉瑞-BioNTech 或 莫德纳（Moderna） 疫苗中的信使核糖核酸（mRNA ），通过脂质纳米粒 （LNP），实现至细胞的传递。疫苗中的LNP通常只包含4种成分：

• 可电离脂质，与mRNA结合；

• 聚乙二醇化脂质，可稳定颗粒；

• 磷脂和″辅助脂″，支持储存、循环过程中的稳定；

• 胆固醇分子，有助于构建脂质相，减少脂质纳米粒 （LNP）中信使核糖核酸（mRNA ） 渗漏。

2022 年发表的一篇文章中，可以看到各组件功能的详细评价。鉴于公众对疫苗开发的关心，媒体对这方面的配方开发报道很多，这有助于开发农业用途核糖核酸干扰（RNAi）产品；该领域较为活跃的企业包括 Agrospheres、PlantArcBio、Renaissance Bioscience及TrilliumAg。

生物质在农用化学品中的应用，正处于探索之中，其中不少在其他领域已具备良好基础。

酶是肽的一种形式，通常被称为″生物催化剂″。这些产品最初的主要用途是洗涤剂应用，其配方设计的工作重点放在液体和固体制剂的稳定上。早期方法包括蛋白质使用，如酪蛋白（美国专利4842767）、各种羧酸（美国专利4305837）、硼酸（美国专利4537707）和乙醇酸（美国专利5877141A）的使用；2023 年，Infinita生物技术公司公布了酶在洗涤剂产品中的作用，其作用良好，而 Novozymes 则看重酶对洗涤剂产生的推动作用及存在的挑战。几乎毫无疑问的是，从洗涤剂中获取知识，是 Novozymes 进入农用化学品领域的一个优势，通过配方设计，酶的稳定性得到提高，这项工作至今仍在继续进行，如在欧洲专利3722418A1中AB酶需具有溶液稳定酶组合物，包含稳定剂，该稳定剂为有机多羟基化合物，化合物的各分子须具备3个或更多羟基。

最著名的肽当属胰岛素，很多治疗肽都是通过注射传递的，因为肽很容易被胃肠中的消化酶水解。《自然》杂志最近的一篇评论，着重论述了渗透增强剂是如何实现索马鲁肽等肽的口服。

毫无疑问，当企业评估多肽的农业应用潜力时，传递方式是一个重要考虑。令人鼓舞的是，Elemental Enzymes最近宣布Vismax®获批，这是一个获得专利的专有生物杀菌剂；其他活跃于该领域的公司包括Vestaron 和 Micropep。

另外，一项新的药物治疗方法对农业具有意义，即PROTAC®，双头哑铃形药物。它具有两个结合配体，共同作用，一个用于靶蛋白，另一个附于 E3 连接酶的酶蛋白。反之，它的泛素可以标记出问题蛋白质，从而标出蛋白酶体降解。目前，这些药物的开发主要针对癌症治疗，但由于很多动物、昆虫和植物中存在泛素-蛋白酶体系统，因此行业领袖Oerth Bio正在探索这个方法向农业应用拓展的可能性；他们的Attune™平台在″支柱3″开发中，涉及配方设计，这无疑会借鉴制药方法。

总之，农用化学借鉴其他领域的技术，案例不少，配方设计是个关键，它推动着所有行业的技术进步。农用化学品制剂企业应当寻求、学习其它领域的知识，以便快速、成功推出新产品和新技术。