提高生物制剂的标准：Syensqo固体和液体制剂的框架解决方案

▌配方大不同

近年来，环境和人类健康问题引起了人们对推广合成农药替代品来控制病虫害的兴趣。使用环境中存在的天然活性物质，如微生物、其代谢物、植物提取物或化学信息素等制成的生物制剂提供了新的控制作用模式，与传统农药相互补。虽然生物制剂被认为是可持续农业最有前途的工具之一，但仍存在诸多挑战，例如保质期有限或田间生物功效不一致，减缓了其全球范围内的普及度。

有几种现象可以解释生物活性的损失：微生物对各种外部因素的敏感性可能会在从储存到应用的不同阶段产生影响。在这种情况下，需要优化配方设计来增强此类生物农药的整体生物功效。

在当今市场上，生物制剂普遍以固体和液体剂型存在。在这两种情况下，主要的挑战是确定不会对靶标有效的微生物的活力产生负面影响、设计出合适的配方。对于大多数微生物类别，在制剂介质中避免水也很重要，以便使微生物在休眠阶段保持活力，防止在施用前过早生长和/或萌发，从而在较长时间的贮存过程中保持足够的孢子活力。配方设计过程面临的另一个众所周知的挑战是，在母液中或在水中稀释时，许多微生物孢子具有强烈的聚集倾向。这可能会给最终用户带来严重的应用问题，例如罐中粘性沉积物产生沉淀的风险以及输送设备喷嘴堵塞的问题。这些问题反过来又导致微生物活性物质及其代谢物在靶标表面的生物利用度不足，最终导致潜在的生物功效问题。

鉴于这些挑战，Syensqo 开发了多种生物制剂的基础配方：利用可湿性粉剂和结构化液体载体来实现更好的生物性能和延长保质期。

▌可湿性粉剂：通过配方克服润湿性和分散性挑战

市场上大部分基于微生物的活性成分被配制成可湿性粉剂（WP）。它是一种实用的制剂类型，特别是对于具有低水分活度的真菌。然而，固体制剂在稀释时通常会带来一些挑战，这与许多真菌孢子的疏水性及其较宽的粒径分布有关。这通常导致微生物颗粒的润湿性差以及与孢子的聚结、絮凝和/或沉降相关的低悬浮率。

因此，在制备可湿性粉剂时，必须选择高性能、兼容性良好的表面活性剂和与润湿剂、分散剂和粘合剂，以及对靶标活性物质具有良好吸附亲和力的聚合物。制剂工艺，尤其是物料添加顺序和混合时长，也至关重要。

DV AgRHEA™ SA305 是一种用于真菌可湿性粉制剂的固体混合物方案，，里面包含了润湿剂、助分散剂和粘合剂。表 1 显示了该混合物的典型配方比例。

表1：针对真菌的可湿性粉剂配方示例

加入DV AgRHEA™ SA305 的配方制备过程非常简单，但需要遵守特定的顺序：首先，混合微生物、填料和 DV AgRHEA™ SA305，然后添加 Geropon^® TA 72。此顺序保证了表面活性剂在活性物质表面充分的动态吸附。

按照表1配方制备了三种微生物制剂：金龟子绿僵菌 (IBCB 425)、白僵菌 (IBCB 66)。和哈茨木霉 (CCT 4790)。经测定，其理化参数，润湿性（< 2 分钟）、低硬水和标准硬水中的悬浮率（高于 85%）和湿筛测试（保留率小于 2%）均显示出良好的结果，如表 2 所示。

表2：从绿僵菌属、白僵菌属和木霉属的制剂获得的结果测试，应用表 1 的配方

截至今日，含有 DV AgRHEA™ SA305 的配方保持了良好的活力（正在进行中，已有 4 个月）。

这个案例说明通过正确选择适合三种不同类型分生孢子的表面活性剂和聚合物，配方可以实现期待的效果。

▌结构化液体载体，一体化解决方案，可延长真菌生物农药的保质期

就液体制剂而言，分生孢子真菌通常考虑油悬配方（OD），因为它们提供无水（或低水分活度）的介质，有利于储存稳定性。除了植物油、即用型 OD 基质（例如 AgRHEA^TM OD-EASY）之外，Syensqo 还开发了基于与水混溶的极性液体载体的结构化液体载体，以适应最敏感的真菌生物农药。使用与水混溶的极性介质代替非极性介质的另一个好处是稀释效果得到改善且更容易，因此不需要乳化系统。

Syensqo 开发的结构化液体载体 DV AgRHEA^TM 100 和 DV AgRHEA^TM 101 是即用型解决方案，包含低水分活度（25°C 时 水分活度 < 0.05）的极性液体载体以及适配的流变改性剂和分散剂。

图1：显示了通过将 5% 哈茨木霉与 95% 结构化液体载体 DV AgRHEA™ 101 混合而制备的真菌制剂。室温下以及 35°C 12 周后的稳定性测试和在 CIPAC D 水中进行分散测试（根据 CIPAC 标准 MT 41.1 的方法）

为了评估含有真菌的结构化液体载体的保质期，对白僵菌和淡紫拟青霉进行了微生物活力研究。 95%的结构化液体载体中添加了5%的生物活性物。从每种制剂中取出 0.1 mL 样品，加入到 0.9 mL 含有 0.1% Tween 80 的水溶液中，得到 10-1  稀释液。然后，依次将0.1mL该稀释液添加到0.9mL相同的水溶液中，直至获得最合适的稀释度。将 0.2 mL 最合适的稀释液铺入含有合适培养基的培养皿中，直至菌落生长。每个试验一式两份进行，并在第 0 天、第 7 天、第 15 天和每月进行活力评估。为了进行比较，准备了仅使用微生物的对照实验。最终结果通过每种微生物计数的平均值（CFU/mL）确定。

图2：白僵菌和淡紫拟青霉在 25°C 不同结构液体载体中 10 个月内的活力演变 (CFU/mL)

如图 2 所示，与对照（单独的微生物）相比， DV AgRHEA^TM 100和  DV AgRHEA^TM 101增强了白僵菌和淡紫拟青霉的活力。结构化液体载体是专为真菌设计的新配方基础，具有延长的保质期、良好的储存稳定性和稀释稳定性。此外，DV AgRHEA^TM 101 结构化液体载体可用于在播种前以推荐剂量将微生物施用到种子上，而不会对种子（例如大豆、玉米）发芽产生负面影响。

Syensqo 对支持农业可持续转型的承诺是我们开发先进生物制剂解决方案的核心。通过我们的创新努力，我们开发了固体或液体剂型的配方框架，可提高生物产品的稳定性、功效和用户友好性，确保它们符合最高的性能标准。Syensqo 产品组合中的其他技术，例如 AgRHEA™ SticGuard（100% 生物基且可生物降解），可提高生物农药的持留性、耐雨性和生物功效。通过应对生物配方设计师面临的主要挑战，我们努力加速生物解决方案的采用，为农业创造更可持续的未来，造福环境和社会。

^※请随时通过 celine.orizet@syensqo.com 联系我们。

^※在此感谢 Anaïs Marquilly 和 Elisa Coelho 对本文的贡献。