华南农业大学植物保护学院/绿色农药全国重点实验室硕士生刘鹏鹏，在国家重点研发计划和广东省重点研发计划等项目的资助下，成功构建一种在红火蚁肠道精准释放农药的载药系统。相关成果近日发表于《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）。

论文第一作者刘鹏鹏表示，该研究合成了一种木质素改性修饰的铜基金属有机框架（L/HKUST-1），改善了传统铜基金属有机框架（HKUST-1）的缺陷，构建了一种pH响应型农药递送系统（TMX@L/HKUST-1），通过响应红火蚁工蚁中肠的酸性微环境，实现了噻虫嗪（TMX）在红火蚁肠道的精准递送，并且显著提高了噻虫嗪对红火蚁的杀虫活性。

该研究通过碱性木质素改性，通过一锅法，绿色快速地合成了具有八面体结构的铜基金属有机框架L/HKUST-1，平均粒径为530nm，相比传统的铜基金属有机框架，该载药材料具有更好的水稳定性和载药率。在红火蚁工蚁酸性肠道中，TMX@L/HKUST-1颗粒崩解，释放出噻虫嗪。

此外TMX@L/HKUST-1提高了红火蚁对含有噻虫嗪的糖水取食量，损伤了工蚁肠道，显著提高了杀虫活性；抑制了红火蚁解毒和氧化应激关键酶，包括羧酸酯酶、乙酰胆碱酯酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶；降低了红火蚁肠道内沙雷氏菌相对丰度，提高了假单胞菌和芽孢杆菌的相对丰度，这些菌群的相对丰度改变降低了红火蚁营养吸收、能量代谢及抗逆性等功能。

该研究构建一种在红火蚁肠道精准释放农药的载药系统，为红火蚁绿色防控提供了农药创制新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158644