前言:
水產病害防治領域,始終隨著水產養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展而變化。尋找疾病預防和治療的新材料來替代抗生素是當今的迫切需要,這也是4.0工業(yè)養(yǎng)蝦革命的趨勢。
一、什么是小檗堿?
小檗堿是當今相對較新的物質,已知具有抗菌、抗病毒和抗炎等多種功效。但小檗堿水溶性差、吸收少、生物利用度低等限制了其應用。為了克服這些限制,納米技術被認為是一種有效的解決方案。
小檗堿是從小檗屬植物中提取的
納米材料以其吸收率高、抗菌能力強、不影響人類和動物健康、環(huán)境友好等諸多優(yōu)越性能而聞名。因此,納米小檗堿旨在成為一種安全、有效、環(huán)保的產品,服務于水產養(yǎng)殖,特別是對蝦養(yǎng)殖。
小檗堿是一種異喹啉生物堿,是一組主要含有氮原子的植物有機化合物。小檗堿的結構為2,3-亞甲二氧基-9,10-二甲氧基-原小檗堿。分子量為336.36122g/mol,分離后呈亮黃色。
在自然界中,小檗堿是從小檗屬植物、Hydrastis canadensis(白毛茛)中提取的,含量為0.5%至6%,或從FibraureatinctoriaLour(藤黃連)中提取,其中含有多種源自異喹啉的生物堿,主要以小檗堿為主,含量為1.5%至 2-3%。
二、如何制造納米小檗堿
在制藥領域,制造藥物納米顆粒的方法主要有兩種:自下而上的方法(bottom-up)和自上而下的方法(top-down)。自下而上的方法很少使用,因為它需要將藥材溶解在有機溶劑中,并且難以以狹窄的尺寸分布。自上而下的方法更常與球磨、均質化和高壓均質化等技術一起使用。
尤其是球磨技術具有研磨小顆粒、保持原料無菌狀態(tài)等諸多優(yōu)點。已經有許多關于用多種不同方法制造納米小檗堿的研究,例如:將小檗堿附著在納米聚合物、磁性二氧化硅、脂質、樹枝狀聚合物、石墨烯或金納米粒子、銀納米粒子上......,以幫助提高其分散能力,并能夠很好地吸收活性成分小檗堿創(chuàng)造條件,發(fā)揮其藥理作用。
還原法制備納米小檗堿
納米小檗堿采用化學還原法制備,平均粒徑為10-15nm。納米小檗堿是通過鋯球旋轉研磨產生的,產生平均尺寸約為60nm的納米顆粒。
三、在水生病害防治中應用的可能性
在控制細菌和真菌疾病方面已經進行了許多試驗。具體來說,納米小檗堿對引起蝦急性肝胰腺壞死病的細菌有很強的作用。所有納米濃度的小檗堿都能夠抑制這種細菌。
以下是納米小檗堿殺滅水生動物病原菌,特別是蝦急性肝胰腺壞死病能力的初步測試結果:
納米小檗堿制劑2.0 ppm,接觸時間45分鐘,細菌抑制效果達到69.58%,接觸時間60分鐘,抑制效果增加到79.94%,隨著時間的推移,接觸75分鐘,抑制效果達到88.34%。
納米小檗堿制劑4.0 ppm,接觸時間45分鐘,細菌抑制效果達到83.92%,接觸時間60分鐘,抑制效果增加到93.73%,接觸時間75分鐘,細菌抑制效果增加達到95.10%。
納米小檗堿制劑6.0 ppm,接觸時間45分鐘,細菌抑制效果達到90.91%,接觸時間60分鐘,抑制效果增加到96.87%,接觸時間75分鐘,細菌抑制效果增加達到99.08%。
納米小檗堿制劑8.0 ppm,接觸時間45分鐘,抑菌效果達到97.90%,接觸時間60分鐘和75分鐘,抑菌效果100%。
因此,納米小檗堿的抑制能力不僅取決于濃度,還取決于處理時間。處理時間60分鐘,納米小檗堿濃度8.0 ppm對細菌具有完全抑制作用,相當于抗生素鏈霉素10 ppm的抑制效果;納米小檗堿濃度6 0 ppm(接觸時間75分鐘)即可對細菌產生完全抑制作用。抑制效果接近100%。納米小檗堿有望成為替代抗生素的新材料,用于對蝦養(yǎng)殖業(yè)、特別是水生動物的預防和治療,為可持續(xù)水產養(yǎng)殖的發(fā)展做出貢獻。
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