近日，植物病虫害综合治理全国重点实验室农药分子靶标与绿色农药创制创新团队结合田间实验和分子动力学模拟，综合研究了负载梨小食心虫昆虫性信息素静电纺丝纤维的释放行为，揭示了多组分昆虫性信息素在微纳纤维载体中的释放调控机制。该成果以“How to Control the Release Behavior of Insect Sex Pheromones Using Nanomicro Fiber: Insights from Experiment and Molecular Dynamics Simulation”为题作为封面文章发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

昆虫性信息素因微量高效、靶标害虫特异性、环境安全等优点，长期被应用于害虫监测、诱捕和干扰交配等绿色防控策略中。然而，提高昆虫性信息素在田间释放的稳定性与时效性仍是制约制剂技术发展的瓶颈。静电纺丝微纳纤维因具有大比表面积、可调控孔隙和理想的机械性能，被认为是理想的载体材料，但其对昆虫性信息素的释放调控机制尚未完全明确。

本研究采用不同聚合物电纺纤维包封多组分的梨小食心虫昆虫性信息素，构建控制释放体系。通过释放实验，发现不同聚合物组成纤维的释放速率和半衰期存在较大差异，释放数学模型的拟合结果表明信息素分子的释放主要遵循浓度梯度驱动的扩散。

分子动力学模拟揭示了信息素分子在聚合物网络中是经长时间振动形成空腔，然后发生跳跃扩散。结合纤维载体材料的热力学性能、孔隙特性和结晶行为研究结果，表明分子间作用力和结晶性为调控昆虫性信息素静电纺丝纤维释放行为的主要因素。最后，在长期的田间诱捕实验中，负载昆虫性信息素纤维的持效期结果与释放研究规律相吻合，证明该释放理论对实际生产具有现实指导意义。

植物病虫害综合治理全国重点实验室为论文的主要完成单位，在读博士研究生上官文杰为论文的第一作者，曹立冬研究员为论文的通讯作者，黄啟良研究员对论文做出重要指导。该研究得到国家自然科学基金（2022YFD1700500)、北京市自然科学基金（6232033）和中央级公益性科研院所基本科研业务费（Y2025YC21）的资助。

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