[发明专利]作为活性成分的载体的水凝胶及其制备方法

说明书

负载活性成分的水凝胶至少包括水凝胶和活性成分。活性成分以受控方式在农业位点上从水凝胶释放到农业基质中。水凝胶可以包括乳糖，其可以由来自乳业或食品加工业的牛奶渗透液废料流提供。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月9日提交的题为“作为活性成分载体的水凝胶及其制备方法”的美国临时专利申请第62/758,049号的优先权，并且涉及于2018年11月9日提交的题为“乳糖衍生的水凝胶及其制备方法”的美国非临时专利申请第16/185,406号和于2018年11月9日提交的题为“作为流变改性剂的水凝胶及其制备方法”的美国临时专利申请第62/758,031号，在此通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及作为活性成分的载体的水凝胶及其制备方法。

背景

商业农业通常利用除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、杀线虫剂和杀鼠剂等农药来尽量减少或消除害虫。农药的受控释放对于在期望的时间和期望的速率下将药剂递送到期望的位置是有价值的。在释放之前，必须将药剂安全地牢固地保留，以避免在不希望的位置或不希望的时间释放。存在安全、准确且经济地保留和释放农药的需求。

发明简述

一些实施方式提供了将活性成分递送至农业基质的方法。在实施方案中，将活性成分递送至农业基质的方法包括制备载体水凝胶并将载体水凝胶递送至农业基质。

通过将活性成分与水凝胶前体混合以产生载体水凝胶前体混合物，并使载体水凝胶前体混合物交联以产生载体水凝胶，从而制备载体水凝胶。载体水凝胶适于控制活性成分向农业基质的释放，控制农业基质对活性成分的吸收，或同时控制活性成分的释放和吸收。

在实施方式中，所述的农业基质是种子、土壤、树叶和果实中的一种或多种。

在实施方式中，所述的载体水凝胶在释放活性成分之前延长了一段时间。

在实施方式中，交联形成基质，并且活性成分至少部分位于基质内。

在实施方式中，所述的活性成分是水溶性或水不溶性的。

在实施方式中，所述的活性成分为液体或固体形式。

在实施方式中，所述的活性成分是农药。

在实施方式中，所述的活性成分是阿特拉津或草铵膦。

在实施方式中，所述的乳糖为选自以下的一种或多种：纯化的乳糖、牛奶渗透液、乳清、乳清渗透液、脱乳糖渗透液、脱蛋白乳清、乳制品衍生的多糖、酪乳、脱脂乳、哺乳动物乳、全脂奶粉、脱脂干奶和黄油奶粉。

实施方式中，所述的乳糖可以来自乳制品或食品加工操作的废料。所述的废料可以是牛奶渗透液。

在实施方式中，从载体水凝胶释放活性成分的方法包括制备载体水凝胶，将载体水凝胶递送至农业位点，以及在农业位点从载体水凝胶中释放活性成分。制备载体水凝胶的步骤包括将活性成分添加到水凝胶前体中以制备载体水凝胶前体混合物，并将载体水凝胶前体混合物暴露于光下以制备载体水凝胶。

在实施方式中，通过被动扩散、搅拌、机械力、化学降解、生物降解、温度变化、pH变化或溶蚀(digestion)来释放活性成分。

在实施方式中，所述的载体水凝胶是交联的，并且交联延长了活性成分释放之前的时间。

在实施方式中，所述的农业位点是种子、土壤、树叶和果实中的一种或多种。

在实施方式中，所述的乳糖为选自以下的一种或多种：纯化的乳糖、牛奶渗透液、乳清、乳清渗透液、脱乳糖渗透液、脱蛋白乳清、乳制品衍生的多糖、酪乳、脱脂乳、哺乳动物乳、全脂奶粉、脱脂干奶和黄油奶粉。