近日，北京农学院生物与资源环境学院农药创制与应用团队在CHINESE CHEMICAL LETTERS（中科院1区，顶刊，IF = 8.9）上发表了题为Sustainable Fungicide Delivery via Imazalil-Functionalized Nano-Coordination Polymer Carriers: Enhanced Stability, Environmental Safety, and pH-Responsive Properties的研究论文。论文以北京农学院为第一完成单位，生物与资源环境学院硕士研究生朱高生为第一作者，应用化学系于宝义副教授和王崇臣教授为通讯作者，尚巧霞教授给予了具体指导。本研究得到了北京市设施蔬菜创新团队项目(BAIC01)和都市农林学新兴交叉学科平台建设项目资助。

题目：基于咪唑功能化纳米配位聚合物的pH响应型杀菌剂递送系统：增强稳定性与环境安全性的可持续策略

英文题目：Sustainable Fungicide Delivery via Imazalil-Functionalized Nano-Coordination Polymer Carriers: Enhanced Stability, Environmental Safety, and pH-Responsive Properties

DOI：10.1016/j.cclet.2025.111428

摘要：本研究成功构筑了咪唑功能化纳米配位聚合物载体PDCP1，实现了杀菌剂的高效负载69%与pH响应性缓释。该材料显著提升了咪唑的紫外稳定性、存储稳定性和叶面附着性，对多种病原真菌展现出超高效抑制活性，同时降低了对非靶标生物的毒性，为农业化学可持续发展提供了新策略。项目组成功建立了一个创新型药物构筑材料体系。

前言

咪唑类杀菌剂在农业中应用广泛，但传统施用方法存在环境分散快、稳定性差等问题。近年来，纳米配位聚合物载体成为研究热点。Hou等通过溶胶-凝胶法将氯叶绿素负载于UiO-66中，制备出pH响应控制释放的纳米粒子，提高了农药效率并降低环境影响。Yang等则通过修饰ZIF-90并负载农药，制备出具有α-淀粉酶和pH响应性的纳米复合材料，展现出广谱的农药缓释性能。然而，现有研究在成本、合成复杂性、稳定性等方面仍存在不足。为此，有研究通过构筑咪唑功能化纳米配位聚合物载体PDCP1，实现了咪唑类杀菌剂的高效负载与pH响应性缓释，为农业化学可持续发展提供了新策略。

本文主要内容概括：本研究致力于开发可持续的杀菌剂递送系统。近期，通过将咪唑类杀菌剂抑霉唑（IMZ）与Zn(II)和1,3,5-苯三甲酸（H₃BTC）在混合溶剂中反应，成功合成了新型纳米尺度配位聚合物PDCP1（图1）。结构分析显示PDCP1具有高载药量（68.5%）以及pH响应性释放特性：在酸性环境（pH 5）中，药物释放迅速；而在碱性环境（pH 9）中释放更完全（120小时达94.3%）（图2）。实验表明，PDCP1对多种植物病原真菌（如胶孢炭疽菌、稻瘟病菌和黑斑病菌）展现出优异的抗菌活性，其EC₅₀值分别为0.72、0.92和0.56 μg/mL，显著优于传统IMZ溶液。此外，PDCP1还表现出良好的环境稳定性（图3），如UV稳定性提升（6小时UV照射仅降解50.34%）、热稳定性增强（54℃下7天仅分解6.24%），以及优异的水稳定性（7天无相变）。生物安全性评估显示，与IMZ溶液相比，PDCP1对大豆种子萌发、斑马鱼和RAW264.7细胞的毒性显著降低，具有更好的生物安全性。综上，PDCP1作为一种新型纳米杀菌剂载体，不仅提高了农药的利用效率，还为农业化学品的可持续发展提供了新策略。

图1. (a) PDCP1 合成; (b) DLS分析; (c) PDCP1 的配位环境及链结构; (d) 模拟和实验PXRD谱; (e) zeta电位; (f) TGA)和 IMZ DTG谱; (g) FT-IR; (h,i) SEM; (j) TEM图, 碳、氮、锌、氯和氧EDS mapping。

图2. (a) 不同 pH 值(5、7 和 9) 下 PDCP1 和 (b) 基于 Korsmeyer-Peppas 动力学释放模型的累积释放率。

图3. (a) 抑霉唑乳剂、抑霉唑溶液和 PDCP1 悬浮液的紫外线稳定性; (b) 固体抑霉唑和 PDCP1 在不同温度(5、27 和 54℃)下的热储存稳定性; (c) PDCP1 悬浮液的水稳定性测试; (d)大豆种子萌发实验和(e)幼苗高度实验; (f)以斑马鱼毒性测试。

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原文链接：https://www-sciencedirect-com-s.webvpn.bua.edu.cn/science/article/abs/pii/S1001841725006126