近日，中國農業科學院植物保護研究所農藥分子靶標與綠色農藥創制創新團隊結合田間實驗和分子動力學模擬，綜合研究了負載梨小食心蟲昆蟲性信息素靜電紡絲纖維的釋放行為，揭示了多組分昆蟲性信息素在微納纖維載體中的釋放調控機制。該成果以“How to Control the Release Behavior of Insect Sex Pheromones Using Nanomicro Fiber: Insights from Experiment and Molecular Dynamics Simulation”為題作為封面文章發表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

昆蟲性信息素因微量高效、靶標害蟲特異性、環境安全等優點，長期被應用于害蟲監測、誘捕和干擾交配等綠色防控策略中。然而，提高昆蟲性信息素在田間釋放的穩定性與時效性仍是制約制劑技術發展的瓶頸。靜電紡絲微納纖維因具有大比表面積、可調控孔隙和理想的機械性能，被認為是理想的載體材料，但其對昆蟲性信息素的釋放調控機制尚未完全明確。

本研究采用不同聚合物電紡纖維包封多組分的梨小食心蟲昆蟲性信息素，構建控制釋放體系。通過釋放實驗，發現不同聚合物組成纖維的釋放速率和半衰期存在較大差異，釋放數學模型的擬合結果表明信息素分子的釋放主要遵循濃度梯度驅動的擴散。分子動力學模擬揭示了信息素分子在聚合物網絡中是經長時間振動形成空腔，然后發生跳躍擴散。結合纖維載體材料的熱力學性能、孔隙特性和結晶行為研究結果，表明分子間作用力和結晶性為調控昆蟲性信息素靜電紡絲纖維釋放行為的主要因素。最后，在長期的田間誘捕實驗中，負載昆蟲性信息素纖維的持效期結果與釋放研究規律相吻合，證明該釋放理論對實際生產具有現實指導意義。

中國農業科學院植物保護研究所為論文的主要完成單位，在讀博士研究生上官文杰為論文的第一作者，曹立冬研究員為論文的通訊作者，黃啟良研究員對論文做出重要指導。該研究得到國家自然科學基金（2022YFD1700500)、北京市自然科學基金（6232033）和中央級公益性科研院所基本科研業務費（Y2025YC21）的資助。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c02791