世界环境日 | 手性农药：农业可持续性的未来解决方案？

天空本该碧蓝澄澈，而非黄沙漫天；

原野本该绿草如茵，而非飞沙走石；

大海本该生机勃勃，而非填满垃圾……

今天是世界环境日，

守护一个怎样的地球家园，

选择权就在人类自己手中！

6月5日是环境日，生态环境部确定2024年六五环境日，以“全面推进美丽中国建设”主题，引导全社会牢固树立 和践行绿水青山就是金山银山的理念，动员社会各界积极投身建设美丽中国、实现人与自然和谐共生的现代化的伟大实践。 

在当今全球粮食安全与生态环境保护的双重挑战下，农业生产的可持续性成为了亟待解决的关键问题。农药作为保障作物产量、防治病虫害的重要手段，其广泛应用虽显著提高了农业生产效率，但同时也带来了环境污染、生物多样性下降及农产品残留等严峻问题，对生态系统的健康与人类健康构成了潜在威胁。因此，探索科学合理的农药使用策略，减少其负面影响，是实现绿色农业转型的迫切需求。

工业革命是人类历史上的一次伟大变革，它不仅带来了巨大的经济和社会发展，也对农业生产方式产生了深刻的影响。农业生产方式逐渐从传统的多样化、自给自足向单一化、专业化方向转变，这种转变往往导致了作物品种单一、生态环境破坏等问题，在大规模种植单一作物品种的情况下，如果出现病虫害等问题，将会对农民和社会带来巨大的经济损失。

近年来，化学投入品越来越多。一是化肥的投人量逐年增加；二是农药的投入每年均有上升趋势；三是地膜残留造成一定污染。过量的农药流失到环境中，污染大气及水环境造成土壤板结，增强了病菌和害虫对农药的抗药性，还会杀伤有益生物等。大量使用或不合理使用化肥特别是氮肥，可使部分化肥随地表径流、灌溉、雨水流入江、河、湖等水体造成水体富营养化，污染了水体；同时造成土壤板结、地力下降，导致作物产量下降；还可造成大气污染，使农产品的酸盐及重金属含量超标。

农村生活垃圾和生活污水的无序排放造成环境污染部分农村或将垃圾倾倒在路边和荒地上，或将垃圾倾倒在河坡上，甚至有人直接将垃圾焚烧再加上生活污水的随意排放，对乡村土地、河流和空气造成了一定程度的污染。

规模化养殖的快速发展造成畜禽养殖废弃物产生量突增。废弃物处理技术落后，使养殖场粪尿污水等污染物即使经过处理也达不到排放标准。畜离粪便被过度还田后，会使有害物质渗人地下水，严重威胁人类健康。

手性农药，是指药物分子结构中引入手性中心后，得到的一对互为实物与镜像的对映异构体。这些对映异构体的理化性质基本相似，仅是旋光性有所差别，分别被命名为R型(右旋)或S型(左旋)、外消旋，但可能具有截然不同的生物活性。

目前我国商品化农药产品中，手性农药占比接近40%，如：高效氯氰菊酯、甲霜灵、丙溴磷等。绝大多数农药仍以对映体混合物或外消旋体形式使用，如用于散播在农田，将影响环境的保护。因此，手性农药受到了人们广泛的关注，西欧一些国家已经立法，对具有手性的农药一定要使用其具有生物活性的单一异构体以保护环境。

在非手性环境中，手性农药对映体有相同的理化特性，但在生物体内对映体之间的比例、代谢和排泄、毒性却是不同的，有时甚至会表现出完全相反的活性。如高效氯氰菊酯为两对外消旋体混合物，为非内吸性但具备触杀和胃毒作用的杀虫剂，主要通过与害虫的钠通道相互作用而破坏其神经系统的功能。目前用于公共卫生和畜牧业中防治多种害虫如蝇、蟑螂、蚊、蚤和虱等。

有研究结果表明，高效氯氰菊酯有四个手性异构体，其对斑马鱼胚胎的水生环境安全性有不同的影响，将高效氯氰菊酯在高效液相色谱(HPLC)上拆分成四个手性异构体：1Rcis-aS异构体、1R-teans-aR异构体、1S-cis-aR异构体以及1S-tran-aR异构体，通过实验发现1R-cis-aS异构体毒性最大,1R-traps-aS异构体次之，1S-cis-aR异构体和1R-teans-aR异构体则对斑马鱼胚胎无致畸效应。（图1图2）

由此可见，通过手性拆分，将不同异构体分离纯化后再投入使用，对减少农药对环境的污染及危害有着长远的意义和价值。

广州研创一直致力于手性色谱柱的研发及分离纯化技术的研究，在农药手性研究方面，早在2015年就承担了省市科技项目，主要为研究菊酯类农药的手性色谱分析、分离及有毒手性成分环境检测技术开发，得到主管部门的一致好评。

色谱条件：

谱图：

广州研创Y系列手性色谱柱，有分析柱、半制备柱、制备柱及保护柱等，为全多孔球形表面涂敷了直链淀粉或纤维素衍生物的手性色谱柱，因其拥有极高的手性拆分能力而广泛应用。

广州研创使用研创EnantioPak®Y1手性色谱柱可成功拆分高效氯氰菊酯，且Y1目前可进行公斤级生产，性能优异、稳定。

EnantioPak®Y1为多糖衍生物正相涂覆型手性色谱柱，固定相为纤维素-三（3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯），为目前应用最为广泛的手性柱之一，在各类文献中都报道了其优秀的分离能力和耐受性。

Y1是研创最先推向市场的手性色谱柱，经过多年的技术积累，使得Y1产能大，可进行百公斤级生产，性能优异且稳定。特别适用于烃、卤化合物、氰化合物、胺、羧酸、醇类、醚类及其衍生物手性拆分。

为防止手性柱损坏，使用Y1手性柱时，禁止使用THF、EA、DCM、DMSO、丙酮等强溶解性溶剂作为流动相或溶剂溶解样品。

广州研创Y系列手性色谱柱，有分析柱、半制备柱、制备柱及保护柱等，为全多孔球形表面涂敷了直链淀粉或纤维素衍生物的手性色谱柱，因其拥有极高的手性拆分能力而广泛应用。

详情请电话咨询：18922204815 / 020-32051815

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