禾大: 生物制剂研发的机遇与挑战

日期:06-04-2020

 

生物防治使人们更加关注配方上的创新。因为随着科学技术的发展，人类更关注环境安全和食品安全，对具有重要商业价值的作物进行病虫害时防治时希望采取更安全的防治方式-生物防治。这给整个病虫害防治带来新的挑战，这些都将激发企业不断寻求新型的、更适宜生态环境和可持续发展的防治技术。生物农药就是该技术的一个例子。生物农药通常分为三大类：

1. 生化农药
- 通过无毒机制防治病虫害的天然物质
- 生化农药包括干扰交配的物质，如昆虫性信息素，以及诱捕害虫的各种芳香植物提取物  

2. 微生物农药
- 由具有活性成分的微生物（如细菌、真菌、病毒或单细胞生物）组成
- 微生物农药可以防治不同种类的害虫，且每种独立的活性成分对其靶标害虫都具有相对特定的作用

 3. 转基因植物农药 (PIPs)
- 通过向植物中添加遗传物质而使植物产生的杀虫成分

目前生物农药的应用依然相当有限，仅占所有农药市场份额的百分之几。然而，生物控制在综合防治解决方案中依然占有重要地位，与传统的化学防治合理搭配使用，可使其发挥性能优势。影响生物防治应用的因素有很多，比如高昂的生产方式、产品储存稳定性差、对环境的敏感性和药效低等问题。其中一些问题可以通过改进配方来解决。随着人们对产品性能要求的提高，制剂研发被公认为是一个可以提高和增强生物农药活性的领域。

微生物农药

特别是微生物农药方面，在配方的制备中都面临着从终端产品的稳定性到保持微生物的活力等一系列的挑战。这就需要专业的配方知识及技能来应对这样的挑战，才能最终获得成功配方。这就是为什么禾大更专注于特殊需求的微生物农药的配方开发。开发微生物农药始终需要考虑微生物产品适合的制剂类型和流通领域中的微生物活力的保持。

开发任何配方首先要考虑就是了解其有效成分。微生物较为复杂，经常表现出变异性；在同一物种中，不同的菌株可以表现出不同的性能，同一菌株在外部压力下可以表现出不同的性能，靶标害虫的种类不同，某种菌株可能比另一种菌株更有效。同时，微生物的形态结构极其重要 ── 每个菌株都有其自身特点，必须根据不同的微生物选择合适的剂型类型。选择最佳的组分对配制稳定的配方尤为重要，可以根据基础化学为指导选择最优组分。热力学、相平衡、溶液行为、表面和胶体科学都可以帮助我们有理有据地正确选择表面活性剂。了解表面活性剂与微生物的相互作用是保证相容性的关键。开发微生物农药最常用的剂型有油悬浮剂(OD)、乳油 (EC))、可湿性粉剂(WP)和水分散粒剂(WDG))，这些剂型能最大程度减少微生物与水的接触，从而保持孢子的活性。但剂型类型选择并非仅限于此。

在配方开发的同时，产品的施用方法也是必要考虑的因素：叶面喷施、底肥或种子处理等。相应的施用方法将引导配方开发人员去选择更合适的剂型类型和相应的组分。最后，认清靶标病虫害、了解微生物的作用机理有助于对配方工艺和组分的选择。合适的剂型除了可使产品更稳定外，还可以逐步提高其田间药效。

了解配方中可能会影响保质期的因素可以避免配方缺陷，使其设计更为合理。配方的稳定性和微生物活性的丧失是两个主要因素。大多数配方通过选用与之相适应的表面活性剂来保证产品的货架期稳定性和药效。为了达到最佳性能，表面活性剂体系通常是由几个组分复配而成。表面活性剂的总浓度通常是固定的，需要精准平衡各成分间的比例来获得最佳性能。为了更好地确定合适的比例，禾大开发了实验设计工具，借助于这些工具，您就可以有条不紊地斟酌表面活性剂的比例，从而确定最佳的组成配比。您可在禾大的作物保护网站上获取更多详细的讲解。OD配方可以避免配方中存在游离水，是可较长时间保持活性的最佳选择之一。禾大在OD配方方面拥有丰富的专业知识，我们将为您新产品的开发助一臂之力。

为达到最佳药效，除了考虑货架期内的稳定性外，开发微生物配方时还需要考虑配方的稀释稳定性。了解配方的稀释条件、在水或油中的行为以及桶混时与其他材料的兼容性也是选择配方组分的关键。

为了成功地开发出不会丧失活性的微生物配方，优良的配方助剂是必不可少的。禾大的创新产品具有卓越可靠的性能，简化了配方开发过程。图1中证实了(图中显示对木霉菌的研究结果)改性苯乙烯-丙烯酸聚合物(Atlox Metasperse™ 550S)和聚氧乙烯山梨醇六油酸酯(Atlas™ G-1086)对微生物活性不会造成有害影响，可以成功地用于配方开发。

禾大还可以生产各种级别的产品。产品的纯度更高，杂质更少，可降低对微生物活性的影响。禾大的各生产基地也鼓励研发创新，不断改进工艺，生产比标准材料纯度高的产品，减少杂质或残余水的含量，从而降低对微生物活性的影响。

影响微生物的活性的因素有很多，如干燥方法、对配方助剂和添加剂的敏感性、长期储存以及环境因素。所有这些最终都将限制实际应用效果。评价活性的方法（如菌落计数）是确保配方开发成功的重要部分。采用适当的技术来保持和评价微生物活性，可以使配方开发过程更加有效。
   
在自主开发微生物配方时，选择可连续测试的设施和设备对成功至关重要。开发工作中的某些环节通常需要外包。然而，禾大拥有所有试验必需的设备和专业知识，将竭诚为我们的客户提供技术支持。其中包括高清晰度显微镜图像、活体微生物测试、生物活性测试、回收筛选和种子处理应用可行性等，都是取得研发成功所必需的关键测试参数。另外还拥有必要的配方稳定性测试方法，测试方法包括粒度分布分析、乳液性能和流变测定法等最常用的方法。

正如本文所详述的，微生物农药在提供性能优势方面具有巨大潜力，但从终端产品的稳定性到保持微生物的活性，这种配方的制备都可能面临一系列挑战。因此，配方设计对产品取得成功和获得认可至关重要。一般而言，配方应该能够：延长保质期，便于处理和应用，增强生物活性，抵御外界因素，保持微生物的良好分布。禾大清晰地认识到，生物产品在可持续提高农业产量和促进全球粮食安全方面发挥着重要作用。这就是禾大积极鼓励协作，共同促进这一领域发展的原因所在。想了解更多禾大在配制微生物农药的研发能力，请访问我们的官方网站。


本文章的英文版刊发于《2020 制剂 & 助剂技术 》杂志，欢迎点击下载了解详情！如需纸质版杂志，请联系袁娜！ 邮箱：grace@agropages.com; 微信：nanagrace2014

 

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