Концентрат микроэмульсии под электронным микроскопом

Сотрудники НИОКР «Августа» в 2008 - 2009 годах впервые разработали рецептуру фунгицида в виде новой препаративной формы – концентрата микроэмульсии (КМЭ). На нее был получен Европейский патент RU 2413413C1, приоритет от 16.09.2009 г., а препарат Колосаль Про в форме КМЭ уже около 15 лет применяется в России и за рубежом.

В 2024 году мы изучили нашу рецептуру на просвечивающем электронном микроскопе JEOL JEM – 1400 с разрешением 0,1 нм

К сожалению, в то время единственной возможностью определить размер частиц в рецептуре был микроскоп с разрешающей способностью 100 мкм (μm). На фотоснимках, полученных с его использованием, полностью отсутствовали какие-либо частицы, поэтому мы предположили, что наш препарат в водной среде образует более мелкие частицы и определили его рецептуру как концентрат микроэмульсии. Это означает, что при добавлении в воду фунгицид образует микроэмульсию – прозрачную, термодинамически устойчивую и самопроизвольно образующуюся систему.

По существу, КМЭ – это раствор действующих веществ (д. в.) в смеси органического растворителя с комбинацией поверхностно-активных веществ (ПАВ) анионного и неионогенного типов. В результате в системе ПАВ-растворитель возникают мицеллы – ассоциаты характерного строения из десятков дифильных молекул, имеющих длинноцепочечные гидрофобные радикалы и полярные гидрофильные группы. Для предотвращения агрегирования мицелл нам представлялось целесообразным ввести в рецептуру высокополярный растворитель с высокой растворяющей способностью и низкими вязкостью и летучестью, обладающий высокой химической и термической стабильностью.

Фото 1 - 3 иллюстрируют микро - скопию Колосаля Про: на фото 1 мы видим четкие мицеллы сферической формы, заполненные смесью д. в. (для получения контрастного черного цвета в образец добавлен раствор соли уранила). На фото 2 видна структура мицеллы: 1 – внешний слой – это слой молекул ПАВ (серый цвет), 2 – внутренняя полость мицеллы, заполненная смесью д. в.

Фото 1


Фото 2


Фото 3

На фото 3 отчетливо видно равномерное наполнение внутреннего пространства мицеллы смесью д. в. (контраст обеспечило добавление в образец раствора соли уранила). На фото, полученных с использованием данного микроскопа, видно, что препарат при добавлении его в воду в концентрациях 0,01 - 5 % об - разует наноэмульсию, состоящую из отдельных сферических наномицелл размером от 80 до 500 нм. Внутри каждая мицелла имеет полость (внутреннее пространство) размером 20 - 30 нм, которая предположительно заполнена смесью действующих веществ в растворителе.

В этой связи можно предположить эффективное проникновение наномицелл с действующими веществами в растения, а также возможность пролонгированного биологического действия препарата за счет постепенного высвобождения д. в. из мицеллы.

Практически в одно время с разработкой фунгицида Колосаль Про, КМЭ появился препарат с теми же д. в. (пропиконазол и тебуконазол) примерно в том же количестве в виде новой препаративной фор - мы – ККР (концентрат коллоидного раствора).

С помощью микроскопа JEOL JEM-1400 наконец удалось сравнить две препаративные формы – КМЭ и ККР. В качестве иллюстрации приведем фото 4 - 6 микроскопии препарата в форме ККР. На фото 4 видно наличие мицеллярных «хвостов» (1), их размер в не - сколько раз превышает размер самой мицеллы (2).


Фото 4

На фото 5 - 6 мы видим строение мицеллы: 1 – внешний слой молекул ПАВ (серый цвет) с «хвостами»; 2 – внутренний слой молекул ПАВ, более плотный, чем внешний слой ПАВ; 3 – полость мицеллы, заполненная смесью д. в.

Фото 5

Образец ККР представлен структурами типа ядро - оболочка, где ядро – мицеллоподобная структура, оболочка – аморфная фаза (раз - ведение образца препарата при микроскопировании – 10 л на 200 л воды, средняя концентрация рабочего раствора при применении – 0,3 л на 200 л воды). Образец ККР отличается от образца КМЭ тем, что оболочки его частиц не просто сферические, а с удлиненными волокнистыми структурами – «полимерными хвостами».

Кроме того, на фото 5 - 6 видно, что для данного образца характерно наличие двойной оболочки мицеллы (внешней, образованной, вероятно, слоем полимерных ПАВ, и внутренней, образованной более плотным, чем внешняя оболочка, слоем ПАВ). Внешний размер мицеллы порядка 400 - 500 нм, размер внутреннего пространства – 150 - 200 нм. Длину хвостов мицеллы трудно оценить из-за того, что они связаны друг с другом, в целом – это порядок 500 - 5000 нм (5 мкм (μm).

Фото 6

Можно отметить полиморфизм мицелл ККР – их существование с одинаковым составом, но разной структурой и внешней формой.

Лилия НЕСТЕРОВА, Ирина КОЧАНОВА, Алексей НИКИТИН, Максим АБАКУМОВ

Фото из архива Л. Нестеровой

Опубликовано в номере 1 за 2026 год

Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.