專利名稱：穩(wěn)定的生物可利用的可溶的硅酸鹽溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含生物可利用形式的硅的水溶液的領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及滲壓劑穩(wěn)定的堿金屬硅酸鹽的組合物，例如，適用于用于植物肥料項(xiàng)目或藥物、化妝品或營(yíng)養(yǎng)制劑，以及方法，例如，用于制備滲壓劑穩(wěn)定的堿金屬娃酸鹽。
背景技術(shù)：
在自然界中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)元素(金屬)形式的硅(Si)，盡管其是在地殼中僅次于鋁(Al)的含量第二豐富的元素。實(shí)際上，其對(duì)氧具有非常大的吸引力，并且以在水中穩(wěn)定和最主要形式形成連接到四個(gè)氧上的四面體結(jié)構(gòu)為單硅酸Si(0H)4。這種弱酸顯示四個(gè)酸官能團(tuán)，并顯示最低的PKa值9. 8。這表明在pH為9. 8時(shí)，單硅酸的50%是以未離解的酸形式和50%是以單離子鹽的形式(硅酸根離子)存在。其它的pKa值為11. 8至13. 5之間。這 表示只有非常強(qiáng)的堿加入時(shí)才能夠從硅酸開(kāi)始將其所有的四個(gè)酸基團(tuán)解離成四個(gè)硅酸根離子。在pH值大于10. 8時(shí)，主要形成硅酸鹽。在pH為2至8之間時(shí)，單硅酸或原硅酸為中性分子。在pH為2至3之間時(shí)，其大部分沒(méi)有荷電。在濃度大于3mM時(shí)，其開(kāi)始通過(guò)縮合反應(yīng)聚合。因此，難以在不引入特別的穩(wěn)定劑的情況下合成高濃度(MmM)的在室溫下最終穩(wěn)定的單硅酸。在兩分子的單硅酸的第一縮合反應(yīng)的過(guò)程中，釋放水分子，形成二硅酸(即，二聚體(OH)3Si-O-Si (OH)3)。這種二聚體為用于進(jìn)一步聚合反應(yīng)的關(guān)鍵起始分子。根據(jù)Si濃度、溫度和其它分子或離子的存在，繼續(xù)聚合，形成三聚體、四聚體和更大的低聚物(線性或環(huán)形)。在更高的濃度下，形成更大的線性分子娃酸，其進(jìn)一步增長(zhǎng)并開(kāi)始一起縮合形成膠體結(jié)構(gòu)或二氧化娃。在懸浮體系的所有的這些結(jié)構(gòu)中，隨著稀釋水解及時(shí)進(jìn)行，以及隨著消耗水分子，再次形成更小的分子。在形成沉淀或凝膠的情況下，膠體的進(jìn)一步聚合導(dǎo)致形成無(wú)定形二氧化硅。僅有最小形式的硅酸(單硅酸和二硅酸)為生物體(植物、藻類、苔蘚、動(dòng)物、人等)生物可利用的。這些分子可在土壤水、河流、大海、水源、大洋等得到。在水中的這些生物可利用的酸的硅濃度限于低濃度(<3-5mM)。特別地，植物和藻類將這些酸轉(zhuǎn)化為生物源的二氧化硅，其非常慢地溶于水中成為單硅酸。在最近的十年，已經(jīng)能夠存在證據(jù)表明除了硅酸，還有單硅酸和單硅酸復(fù)合物顯示生物利用度特征。然而，難以證明這些化合物的生物利用度。小的硅酸分子能夠通過(guò)所有種類的細(xì)胞膜和特定的水通道蛋白(進(jìn)入通道)或傳遞蛋白擴(kuò)散，因?yàn)樵谥参锖驮孱愔袡z測(cè)到了單硅酸。很顯然硅酸根離子(單-或二硅酸根離子)能夠以類似的方式進(jìn)入膜?；瘜W(xué)上難以顯示小硅酸和它們的衍生的硅酸根離子之間的區(qū)別。以下也是可能的在進(jìn)入膜的過(guò)程中將硅酸根離子轉(zhuǎn)化為硅酸或者它們通過(guò)其它通道作為復(fù)合物進(jìn)入。本發(fā)明是從如下發(fā)現(xiàn)開(kāi)始的相容的溶質(zhì)(它們具有自己的特別的水通道蛋白)能夠?qū)⒐杷猁}傳遞到細(xì)胞膜中。在細(xì)胞中硅酸和硅酸鹽完成不同的活動(dòng)是可能的。在不同的生物體中，對(duì)于離子形式的細(xì)胞特異性可以不同。我們已經(jīng)知道在植物、動(dòng)物和人體中，兩種類型的硅為生物可利用的，并且在施用后可檢測(cè)結(jié)構(gòu)或生理學(xué)效應(yīng)。直至目前為止，在補(bǔ)充硅酸之后，檢測(cè)到大多數(shù)的突出的效應(yīng)。硅酸為水中的天然的生物可利用的硅源。食品中的硅以不同的形式存在，大部分作為生物源的硅酸和與大分子(如蛋白質(zhì)和糖)的復(fù)合物存在。還可以存在硅酸鹽復(fù)合物和不溶的硅酸鹽。食品中的硅含量與人體吸收的硅之間不存在關(guān)聯(lián)。因此，硅化合物的生物利用度是重要的。除了(單)硅酸之外，大多數(shù)的化合物的生物利用度沒(méi)有被研究。根據(jù)本發(fā)明，已經(jīng)證明補(bǔ)充同等量的滲壓劑穩(wěn)定的可溶性硅酸鹽能夠顯示與硅酸補(bǔ)充物相似的效果，然而，未穩(wěn)定的硅酸鹽效果較差。在自然界中，最常見(jiàn)的硅形式為硅酸(從單硅酸至不溶的二氧化硅)和硅酸鹽。大部分的硅酸鹽為存在于土壤礦物和巖石中的鋁硅酸鹽。這些結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，僅通過(guò)物理力(機(jī)械和生物破碎凍融等)，接著通過(guò)酸作用的化學(xué)風(fēng)化粉碎。單硅酸是由與新的硅酸鹽一起的這些化學(xué)或生物反應(yīng)形成的，并增溶于水中。硅酸鹽主要形成非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，且可以包含
在大于硅酸的pH、2至8的pH的水中，大多數(shù)的硅酸鹽更易于溶解。二氧化硅(高度聚合的硅酸)在水中的溶解度通常低于200ppm。在高濃度的二氧化硅工業(yè)用水中，使用反滲透或離子交換技術(shù)除去二氧化硅以抑制膜干擾沉淀或沉積。因此，使用這些技術(shù)純化的飲用水不包含或包含較少的硅。二氧化硅粒子在其表面上顯示不規(guī)則的負(fù)電荷，但是它們不被認(rèn)為是導(dǎo)致鹽沉淀的真正的陰離子。它們確實(shí)沉淀為硅酸，并且僅是緩慢的增溶。二氧化硅粒子中包含的水越多(較少交聯(lián)且存在更多的0H)，它們?cè)饺菀自俅伪辉鋈?。?duì)于聚合的硅酸的溶解和將硅酸鹽轉(zhuǎn)化為單硅酸或單硅酸鹽而言，與0H_和水的接觸是必要的。二氧化硅粒子包含通過(guò)氫(O-H)鍵吸引并結(jié)合大分子(例如，多糖，蛋白質(zhì)、酚等)的高度羥基化的表面，所述表面包含OH基團(tuán)。硅酸鹽為在強(qiáng)堿條件下通過(guò)導(dǎo)致形成Si-OM (M為金屬離子)的Si-O-Si鍵的離解和Si-OH酸基團(tuán)的離子化由二氧化硅工業(yè)制備。所得到的硅酸鹽的溶解度取決于補(bǔ)充的0H—離子的濃度和Si-O-Si鍵的溶出度。二氧化硅的濃度越高，需要越多的堿用于導(dǎo)致更高的單硅酸鹽和二硅酸鹽濃度的完全溶解和增溶，其是生物利用度所需要的。最令人感興趣的可溶的硅酸鹽為堿金屬硅酸鹽，并且優(yōu)選硅酸鈉或硅酸鉀。它們由純化的二氧化硅合成，并且在特別是遞送單硅酸鹽和二硅酸鹽的堿性條件下高度可溶。這種溶液通常包含硅酸根陰離子的混合物。所有這些陰離子的結(jié)構(gòu)單元為四面體陰離子，其中硅原子在四面錐體的中心，以及氧在角落Si044_，類似于單硅酸。其為單硅酸根陰離子(單硅酸根陰離子或原硅酸陰離子)。氫、鉀或鈉離子與各氧相連。在聚合后，四面體通過(guò)Si-O-Si相互連接。未共享的氧原子的負(fù)電荷被堿陽(yáng)離子的存在而平衡，其無(wú)規(guī)地位于所述硅酸鹽結(jié)構(gòu)中的間隙中。由于硅酸鹽是由二氧化硅制備的，根據(jù)二氧化硅聚合的程度、加入的堿氫氧化物的濃度和溶出度而存在不同的結(jié)構(gòu)。在溶解后，增溶的硅酸鹽導(dǎo)致分子種的形成(speciation)。在溶液中的硅酸鹽的混合物顯示由下面的通式表示的單、二、三和更多的線性、環(huán)狀和三維硅酸根陰離子結(jié)構(gòu)的復(fù)合物
XSiO2:M2O其中，M為堿金屬(鋰、鈉或鉀)，X表示二氧化硅與金屬氧化物的摩爾比(MR)，其限定二氧化硅的摩爾數(shù)/摩爾的堿金屬氧化物。摩爾比越高，存在于二氧化硅網(wǎng)絡(luò)中的堿金屬離子就越少，以及硅酸鹽的堿性就越低。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用而言，表示為重量比(WR)，其是由MR衍生的。對(duì)于硅酸鉀而言，MR=L 56WR。硅酸鉀主要以I. 3至2. 5范圍內(nèi)的重量比制備。 在堿性水溶液中，形成單硅根離子、低聚的硅酸根粒子和聚合的硅酸根離子的混合物，其處于動(dòng)態(tài)平衡中。該X比率影響陰離子的分布。較低的(〈2)比率將會(huì)導(dǎo)致較高濃度的單硅酸鹽和二硅酸鹽以及更低濃度的低聚物，而較高的(>2.2)比率將會(huì)導(dǎo)致更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、更大的環(huán)和聚合物。濃縮產(chǎn)物的pH值通常在10和13之間。在pH為11至12以上時(shí)，獲得單硅酸根離子和聚合的硅酸根離子的穩(wěn)定溶液，而沒(méi)有不溶的無(wú)定形的二氧化硅，但是，當(dāng)PH低至9時(shí)，溶解度快速降低。低于該pH，僅有非常低比例存在作為單硅酸根陰離子和不溶的硅酸鹽。形成聚合物和無(wú)定形的二氧化硅凝膠，其特征在于在三位網(wǎng)絡(luò)中的間隙的堿離子減少。在水中濃縮的硅酸鹽溶液的稀釋導(dǎo)致硅酸鹽結(jié)構(gòu)的新分布。稀釋的溶液的pH將會(huì)下降，以及根據(jù)硅的濃度，形成不溶的硅酸鹽。稀釋的硅酸鹽的PH的降低比可以預(yù)期的少，是因?yàn)楣杷猁}的緩沖效果，以及它們的PK值在10至13之間。所述硅酸鹽將緩慢沉淀或聚合。必須在稀釋的樣品中加入酸以由濃縮的硅酸鹽溶液(>0. IM Si)形成硅酸。在pH大于8時(shí)，硅酸根陰離子能夠與包含OH的大分子配合?？扇艿墓杷猁}還可以與多價(jià)的陽(yáng)離子反應(yīng)，其存在于所有種類的水和介質(zhì)中，形成相應(yīng)的不溶的金屬硅酸鹽，由于消耗了這些離子導(dǎo)致生物利用度下降。根據(jù)EU的規(guī)定，注冊(cè)了以下可溶的硅酸鹽硅酸鈉(NaO:X SiO2)，偏硅酸二鈉，無(wú)定形，偏硅酸二鈉，五水合物，偏硅酸二鈉，一水合物，硅酸鉀(K2O:X SiO2)，硅酸鋰(Li2O:X SiO2)。盡管存在充分的證據(jù)表明硅在植物、微生物、動(dòng)物和人體中的有益效果，但是硅還沒(méi)有被接受作為所有活的生物體的必需元素。在暴露于非生物和生物應(yīng)激的植物中，其有益效果顯得更加顯著(EpsteinE. (1999)Si I icon Annual Review of Plant Physiology and Plant MolecularBiology, 50, 641-664)。Epstein和Bloom甚至修改了植物的必需兀素的定義以加入娃(Epstein E.和 Bloom A. J. (2005)Mineral Nutrition of Plants Principles andPerspectives ；2nd Edition Sunderland, M A, USA; Sinauer associates)。在植物的地上部分，硅濃度在干重的0. 1%至10. 0%內(nèi)變化。由于關(guān)于硅吸收的植物的分類不同，硅的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)存在差異。存在顯示主動(dòng)吸收并且硅積聚(一些莎草科和禾本科，例如，水稻、小麥、黑麥草和大麥)的植物，其它組的容忍硅的被動(dòng)擴(kuò)散(一些雙子葉植物，例如，黃瓜、甜瓜、草莓和大豆)，而一些雙子葉植物甚至排斥硅(例如，西紅柿和豆(bean))。在水稻中的硅轉(zhuǎn)運(yùn)被確認(rèn)是擔(dān)負(fù)根和木質(zhì)部載入。在其它單子葉植物和雙子葉植物中，Si的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)幾乎沒(méi)有任何資料。顯示主動(dòng)和被動(dòng)機(jī)制都在Si的元素積聚植物中的Si的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)中運(yùn)轉(zhuǎn)(Epstein E. (2009)Annals of Applied Biology, 155, 155-160;Kvedaras 0. L.等，(2009)Annals of Applied Biology, 155, 177-186;Liang Y. C.等，(2007)EnvironmentalPollution,147, 422-428;Brunings A. M.等，(2009)Annals of Applied Biology,155， 161-170)。本發(fā)明的發(fā)明人使用硅元素積聚植物、硅擴(kuò)散植物和硅排斥植物進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，每周使用葉噴施用使用強(qiáng)酸化的硅酸鹽，導(dǎo)致用品質(zhì)保證的硅酸的葉面施肥(溶液包含 0. 02mg/ml 的 Si)。在所有的這些試驗(yàn)中，存在對(duì)于生長(zhǎng)、生產(chǎn)和抗感染、果實(shí)的顏色、保存期等的顯著效果，顯示使用葉面施肥硅確實(shí)在所有植物中作為硅酸被吸收。一些科學(xué)家不接受葉面施肥技術(shù),并且僅僅相信根改良技術(shù)。
一般而言，在文獻(xiàn)中，公開(kāi)的使用硅施肥的實(shí)驗(yàn)通過(guò)如下方式進(jìn)行使用與土壤混合的固體(例如，硅酸鈣和硅酸鈉)，或者使用土壤灌溉或土壤混合技術(shù)且具有在包含多價(jià)礦物質(zhì)和其它雜質(zhì)的工藝用水(pH〈9)的合適稀釋的增溶的硅酸鹽溶液(例如，硅酸鈉或硅酸鉀)。通常使用濃度為I至IOOmM的硅(ImM Si=28微克Si/ml)。葉面施肥并不經(jīng)常使用，但是應(yīng)用類似的濃度，并且據(jù)信這種葉面施肥在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)時(shí)顯示較低的效率。在土壤施肥過(guò)程中，硅酸鹽在根周圍保持較長(zhǎng)時(shí)間并緩慢地溶解，而在葉面施用硅酸鹽的情況下，包含硅的薄水膜迅速干燥。大部分的作者聲稱單硅酸為活性成分，而不是硅酸鹽。稀釋的硅酸鹽濃度難以或不可能顯示完全地轉(zhuǎn)化為硅酸，硅酸為確認(rèn)的且被證明為生物可利用的化合物。首先，在稀釋產(chǎn)生聚合的二氧化硅后，PH急劇下降。全部存在的多價(jià)金屬離子導(dǎo)致形成不溶的硅酸鹽，以及從濃縮的Si溶液(pH>12)開(kāi)始，工藝用水(pH>6)中缺乏足夠的質(zhì)子抑制硅酸的完全形成。還可以發(fā)生與包含-OH的天然化合物的配合作用。使用在高度濃縮的可溶的硅酸鹽溶液中的選擇的滲壓劑的混合物的本發(fā)明導(dǎo)致新的制劑，其可能保護(hù)硅酸根離子在它們的濃縮的形式和在稀釋過(guò)程中不被聚合，與硅酸相比，在稀釋后其顯示高的生物活性。硅賦予植物對(duì)各種非生物和生物應(yīng)激的耐受性。其不僅通過(guò)在細(xì)胞壁內(nèi)聚合作為生物源二氧化硅積聚抑制真菌或細(xì)菌入侵，還保護(hù)木質(zhì)部的流動(dòng)性，中和有毒金屬，起到抵抗鹽分和干燥的作用，影響膜的結(jié)構(gòu)、完整性和功能，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，改善養(yǎng)分平衡，提聞蔬菜和水果的儲(chǔ)減期等。在最近的二十年，出現(xiàn)了數(shù)以百計(jì)的出版物說(shuō)明硅在植物、動(dòng)物和人體中的益處(Robberecht H.等(2009), Science of the Total Environment, 407, 16, 4777-4782 ；Sripanyakorn S.等(2009). British Journal of Nutrition, 102，6，825-834)。然而，還沒(méi)有提出合適的濃度、最好和最便宜的硅化合物的種的形成、在施用時(shí)的最佳的pH、主要活性的測(cè)定和與其它化合物的協(xié)同效應(yīng)。甚至沒(méi)有簡(jiǎn)單的測(cè)試來(lái)證明某種硅組合物在植物中的生物活性?？偠灾琒i目前被認(rèn)為是植物的必需的營(yíng)養(yǎng)元素，并且存在充分的證據(jù)證明在微生物、動(dòng)物和人體中的有益效果。硅特別有益于暴露于非生物和生物應(yīng)激的植物。在最近十年，已經(jīng)存在證據(jù)表明除了單硅酸和雙硅酸之外，硅酸鹽和硅酸鹽復(fù)合物在某種程度上也可以為生物可利用的硅源。使用硅酸或硅酸鹽的困難在于它們迅速沉淀和聚合的趨勢(shì)，因而降低了它們的生物利用度。硅酸鹽僅在強(qiáng)堿性條件下溶解。在pH〈9. 5時(shí)，單硅酸迅速聚合，導(dǎo)致形成三聚物、四聚物和更大的線性或環(huán)狀低聚物。在更高的濃度下，形成了更大的線性分子硅酸，其進(jìn)一步增長(zhǎng)并開(kāi)始縮合形成膠體結(jié)構(gòu)。這些膠體的進(jìn)一步聚合導(dǎo)致形成二氧化硅凝膠或作為沉淀物的無(wú)定形二氧化硅。生物可利用的硅(例如，在水中的硅酸)僅以<3-5mM的濃度存在。可溶的硅酸鹽為堿金屬硅酸鹽，例如硅酸鈉和硅酸鉀。它們由純化的二氧化硅的合成，并且在特別是遞送單硅酸鹽和二硅酸鹽的堿性條件下高度可溶。硅酸鹽的工業(yè)制備方法形成濃縮的硅酸鹽，其需要被適當(dāng)?shù)叵♂?。然而，這些濃縮的硅酸鹽溶液不是非常穩(wěn)定，它們的稀釋物也不穩(wěn)定。在稀釋后，PH將會(huì)下降，以及根據(jù)硅濃度和多價(jià)金屬離子的存在，形成不溶的硅酸鹽。與多價(jià)陽(yáng)離子(例如，來(lái)自水和介質(zhì))的反應(yīng)可以引起相應(yīng)的金屬·硅酸鹽沉淀，因此降低其生物利用度。在國(guó)際專利申請(qǐng)W02003/077657中描述了一種獲得生物可利用的硅的方法。在此，描述了使用在非常低的PH下的且適當(dāng)?shù)赜脽o(wú)游離羥基的堿性化合物堿化的硅酸(例如，原硅酸)導(dǎo)致pH小于2。在所述制劑中不存在硅酸鹽。這是完全的硅酸方法(silicicacid approach)。在國(guó)際專利申請(qǐng)W02001/047807中描述了一種獲得生物可利用的硅的方法。該專利描述了通過(guò)在無(wú)毒溶劑(液體)的存在下使硅酸鹽水解為PH為0-4的溶液的原硅酸的制備方法。其既沒(méi)有提及滲壓劑，也不需要滲壓劑用于制備硅酸溶液。這也是完全的硅酸方法。因此，本領(lǐng)域急切需要由便宜的大量物質(zhì)(例如，硅酸鹽)制備生物可利用的硅溶液，由其可以容易地獲得在濃縮形式和稀釋形式中都具有高度穩(wěn)定性的高度的濃縮物。還需要用任何形式的水稀釋所述濃縮的硅溶液。實(shí)際上，在稀釋后堿增溶的硅酸鹽的穩(wěn)定性取決于介質(zhì)的組成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于向生物體提供生物可利用的硅酸鹽的良好的組合物和用于制備所述生物可利用的硅酸鹽組合物的良好的方法。上述目的是通過(guò)本發(fā)明的組合物、方法和用途實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明涉及一種包含堿金屬硅酸鹽的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物，其特征在于所述組合物包含選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑化合物和選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑化合物。以下是必要的使堿金屬硅酸鹽增溶，從而使其成為生物可利用的硅源。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，所述堿金屬硅酸鹽選自硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鋰及其組合。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于所述溶解的硅酸鹽為堿金屬硅酸鹽，以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物的穩(wěn)定的溶解狀態(tài)。
本發(fā)明的一個(gè)重要特征為使用最少兩種滲壓劑使所述堿金屬硅酸鹽在本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物中穩(wěn)定。因此，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物在室溫下穩(wěn)定至少一年。而且，隨著硅酸鹽被溶解，所述組合物是有益于活的生物體(例如，植物、微生物、動(dòng)物和人)健康的生物可利用的硅源。令人吃驚地，本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物向植物提供生物可利用的硅源，具有以下令人驚奇的效果，當(dāng)施用于作物時(shí)，殺真菌劑的速率下降，而殺真菌劑的殺真菌效率提高，作物產(chǎn)率增加，并且收獲的作物的質(zhì)量參數(shù)提高。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物是非常多用途的。因此，其可以應(yīng)用于，或者，加入至，所有范圍的產(chǎn)品中，例如，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、治療組合物、化妝品組合物、月巴料或植物保護(hù)組合物等。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，所述糖醇選自甘油、右旋肌醇甲醚、半乳糖醇、塔羅糖醇、赤藻糖醇、蘇糖醇(threitol)、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨糖醇、衛(wèi)矛醇 、艾杜糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、聚乙二醇及其組合。優(yōu)選地，使用甘油，其為便宜的、廣泛可得的且易于應(yīng)用的產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的實(shí)施方案，所述N-甲基化的化合物選自三甲銨基乙內(nèi)鹽、肉堿、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜堿、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N, N-二甲基甘氨酸、N-甲基天門冬氨酸、丙氨酸-甜菜堿、組氨酸-甜菜堿、N-甲基牛磺酸、膽堿、膽堿衍生物、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其組合和它們的鹽。所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物可以進(jìn)一步任選地包含第三滲壓劑化合物，其選自牛磺酸、肌酸、膽堿硫酸酯(choline-o-sulphate)、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸(ectoine)、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物可以進(jìn)一步任選地包含選自肥料、植物保護(hù)化合物、殺蟲(chóng)劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、輔助劑、礦物、殺生物劑、洗滌劑、乳化劑、飼料或食品添加劑、飼料或食品補(bǔ)充劑及其組合的一種或多種添加劑。因此，有利地，本發(fā)明的組合物是對(duì)植物具有多重健康益處的組合物，因?yàn)槠洳粌H提供生物可利用的硅，還提供其它保護(hù)性的或生長(zhǎng)支持性化合物，例如上面列出的第四種化合物。優(yōu)選地，在所述穩(wěn)定的水性濃縮的硅酸鹽組合物中的多價(jià)金屬離子的濃度低于10mM，和/或所述組合物的pH高于10. 8，從而維持所述溶解的硅酸鹽的延長(zhǎng)的穩(wěn)定性。還優(yōu)選地，所述組合物的硅濃度為O. 02至I. 60M的硅。優(yōu)選地，所述第一滲壓劑化合物以至少1.0%(w/v)的濃度存在。在所述組合物中包含的所有的滲壓劑的總的滲壓劑濃度優(yōu)選低于70. 0%(w/v)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的組合物伴隨有一種或多種載體，例如，吸附在無(wú)毒的載體或樹(shù)膠上，或者吸附在載體(例如增稠劑或珠)上。本發(fā)明還涉及一種通過(guò)將本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物稀釋至少100倍、任選地至少250倍、任選地至少500倍、任選地至少750倍或任選地至少1500倍可獲得的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為通過(guò)使用在高度濃縮的可溶的硅酸鹽溶液中選擇的滲壓劑的混合物(例如本發(fā)明的組合物)，不僅它們的濃縮形式，而且在稀釋后，保護(hù)硅酸根離子沒(méi)有聚合，甚至在稀釋后顯示高的生物活性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為所述穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液適合于為活的生物體(例如植物、微生物、動(dòng)物和人)提供健康益處。有利地，可以使用可得的任何形式的水進(jìn)行稀釋，例如，飲用水，如動(dòng)物的飲用水。所述稀釋液還可以與人或動(dòng)物食用的食品混合。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的pH為5. O至10. O。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液伴隨有一種或多種載體，例如，吸附在無(wú)毒的載體或樹(shù)膠上，或者吸附在載體(例如增稠劑或珠)上。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種通過(guò)以下方法可獲得的粉末，所述方法包括蒸發(fā)本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液直至獲得干燥的粉末 的步驟。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為本發(fā)明的這種粉末容易存儲(chǔ)、運(yùn)輸、出售和處理。粉末也是消費(fèi)者友好的形式，因?yàn)槠渲亓枯p、容易存儲(chǔ)直至需要，并且其提供了在任何所得水中恢復(fù)至所需的濃度的益處。本發(fā)明還涉及本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的用途，其用于保護(hù)作物或制備藥物組合物或化妝品組合物或食品或飼料補(bǔ)充齊U。這樣，本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物可以用于向活的生物體提供生物可利用的硅。本發(fā)明還涉及用于制備穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及通過(guò)將有效量的本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物施用于作物的至少部分的表面上而保護(hù)作物的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及有助于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性娃酸鹽溶液的成套部件(a kit of parts),所述成套部件包含至少一種堿金屬硅酸鹽和選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑。任選地，所述成套部件還可以包含選自N-甲基化的化合物的第二滲壓劑化合物。任選地，所述成套部件還可以包含第三滲壓劑化合物，其選自?；撬?、肌酸、膽堿硫酸酯、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。本發(fā)明還涉及有助于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一種堿金屬硅酸鹽和選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑。任選地，所述成套部件還可以包含選自尿素和糖醇及其組合的第一滲壓劑。任選地，所述成套部件還可以包含第三滲壓劑化合物，其選自牛磺酸、肌酸、膽堿硫酸酯、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。
本發(fā)明還涉及用作用于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分的滲壓劑化合物溶液，其特征在于所述滲壓劑化合物溶液包含選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑化合物。任選地，所述滲壓劑化合物溶液還可以包含選自N-甲基化的化合物的第二滲壓劑化合物。任選地，所述滲壓劑化合物溶液還可以包含第三滲壓劑化合物，其選自?；撬帷⒓∷?、膽堿硫酸酯、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。本發(fā)明還涉及用作用于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定 的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分的滲壓劑化合物溶液，其特征在于所述滲壓劑化合物溶液包含選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑化合物。任選地，所述滲壓劑化合物溶液還可以包含選自尿素和糖醇及其組合的第一滲壓劑。任選地，所述滲壓劑化合物溶液還可以包含第三滲壓劑化合物，其選自?；撬帷⒓∷?、膽堿硫酸酯、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。本發(fā)明的特別的和優(yōu)選的方面在所附的獨(dú)立權(quán)利要求和從屬權(quán)利要求中列出。盡管在本領(lǐng)域已經(jīng)對(duì)硅酸鹽組合物作出了持續(xù)的改進(jìn)、變化和發(fā)展，但是相信本發(fā)明的理念代表實(shí)質(zhì)上的新的和新穎的改進(jìn)，其包括背離現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)踐導(dǎo)致提供這種性質(zhì)的更有效、穩(wěn)定和可靠的組合物。本發(fā)明的教導(dǎo)允許設(shè)計(jì)用于提供溶解的硅酸鹽的改進(jìn)的方法和產(chǎn)品。結(jié)合附圖，從下面的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述的和其它特性、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)，在附圖中，其通過(guò)示例的方式顯示本發(fā)明的原理。這種描述僅用于示例的目的，而不是限制本發(fā)明的范圍。下面引用的參考附圖請(qǐng)參照附圖。


圖I為顯示在使用不同濃度的抗真菌劑I和/或本發(fā)明的組合物的三種不同的田間測(cè)試中早疫病鏈格孢(Alternaria solani)感染的馬鈴薯的馬鈴薯產(chǎn)量增加的圖。圖2為顯示葡萄的白粉病(powdery mildew)感染的嚴(yán)重性的圖(A):未處理的葡萄；(B):用lL/ha的本發(fā)明的組合物處理的葡萄。圖3為顯示在沒(méi)有使用(空白柱)和使用(斜線柱)含有不同濃度的抗真菌劑的
O.65L/ha的本發(fā)明的組合物的三種不同的田間測(cè)試中的馬鈴薯葉的晚疫病感染的減少的圖。圖4為顯示在含有O. 65L/ha的本發(fā)明的組合物的抗真菌劑的三個(gè)不同的噴霧項(xiàng)目中的晚疫病感染的馬鈴薯的馬鈴薯產(chǎn)量增加的圖。圖5為顯示對(duì)于從果園中沒(méi)有使用(空白柱)和使用(斜線柱)2L/ha的本發(fā)明的組合物進(jìn)行的田間測(cè)試所收獲的水果的質(zhì)量的效應(yīng)的圖。圖6為顯示對(duì)于從果園中沒(méi)有使用(空白柱)和使用(斜線柱)2L/ha的本發(fā)明的組合物進(jìn)行的田間測(cè)試所收獲的水果的存儲(chǔ)病污染的延遲的圖。在不同的圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同或類似的要素。
具體實(shí)施例方式將關(guān)于具體的實(shí)施方案和參照某些附圖描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于此，而是僅受權(quán)利要求限制。描述的附圖僅為示意性的，而非限制性的。應(yīng)該注意到在權(quán)利要求中使用術(shù)語(yǔ)“包含”或“包括”不能解釋為限制為其后所列舉項(xiàng)目的含義，其并不排除其它的要素或步驟。因此，應(yīng)該解釋為詳細(xì)說(shuō)明如所提及的所列出的特征、步驟或組分的存在，而不能排除一種或多種其它特征、步驟或組分或其組合的存 在或加入。提供的下面的術(shù)語(yǔ)僅用于幫助理解本發(fā)明。這些定義不應(yīng)解釋成具有小于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的范圍?！肮杷猁}”指硅酸鹽類或硅酸鹽粉末?！翱倽B壓劑濃度”指第一、第二和第三滲壓劑化合物的濃度之和。“作物”可以指任何類型的植物或植物產(chǎn)品，例如水果類、蔬菜類、谷物類、豆科植物類、樹(shù)、灌木、花、草、根、園林植物、觀賞植物和作物植物?！氨Ｗo(hù)作物”指本發(fā)明的產(chǎn)品預(yù)防和/或降低和/或最小化太陽(yáng)和/或熱的不希望的作用的能力。太陽(yáng)和/或熱對(duì)作物的不希望的作用包括曬傷和熱應(yīng)激，所有的這些可以提高光合作用過(guò)程中的蒸騰作用或引起植物產(chǎn)品(例如水果、蔬菜和纖維)的外觀損傷。保護(hù)作物還指本發(fā)明的化合物預(yù)防和/或降低和/或最小化遭受蟲(chóng)害和/或?qū)χ参锂a(chǎn)品的損害的能力。如在本公開(kāi)中所使用，術(shù)語(yǔ)“穩(wěn)定性”特別指本發(fā)明的組合物中的單獨(dú)的硅酸鹽抑制在懸浮液中不聚合(溶膠或凝膠形成)、沉淀、聚集或絮凝或在容器的底部聚結(jié)?；诒竟_(kāi)的實(shí)際的應(yīng)用的目的，如果所述聚合或聚結(jié)過(guò)程如此慢以至于需要花至少5天在無(wú)干擾的運(yùn)輸容器中形成可覺(jué)察的沉淀，則該懸浮液被認(rèn)為是穩(wěn)定的。在第一方面，本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物。在具體的實(shí)施方案中，這種組合物的硅濃度>0. 02M且pH>10. 8，以及第一滲壓劑化合物的摩爾濃度大于硅摩爾濃度的1/4 [第一滲壓劑化合物]>0. 25 [Si]。在第二方面，本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液。在具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物被稀釋，從而獲得穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液。稀釋可以在所有種類的水中或溶液、乳液、懸浮液或飲料(例如，軟飲料、湯、咖啡、茶、果汁或牛奶或其組合)中進(jìn)行。這樣，所述穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞、植物、動(dòng)物和人的生物可利用的硅源。所述穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的pH優(yōu)選為5. O至10. O。例如，包含O. 55M的Si的本發(fā)明穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物的500倍稀釋液，例如，當(dāng)在自來(lái)水中稀釋時(shí)，pH為
7.O至8. O,當(dāng)在純化水中稀釋時(shí)，pH為8. O至9. O。在具體的實(shí)施方案中，所述組合物或其穩(wěn)定的稀釋液伴隨有一種或多種載體，例如，吸附在選自導(dǎo)致形成溶液、乳液、凝膠或懸浮液的纖維素、纖維素衍生物、蛋白質(zhì)、鹽、糖、淀粉、改性淀粉、處理過(guò)的淀粉、磷酸淀粉及其酯、羥丙基淀粉和水解淀粉和它們的混合物的無(wú)毒的載體上。所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液還特別適合于吸附在一種或多種載體上，例如，增稠劑，其選自白明膠、膠原、面粉、脂肪、谷粒、糖、乳糖、甘露醇、多糖、氨基糖、糖聚合物和凝膠及其混合物。所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液還特別適合于吸附在一種或多種載體上，例如，珠，其選自藻酸鹽、藻酸鹽、纖維素和果膠，和其改性物和聚合物，及其混合物。在具體的實(shí)施方式中，所述組合物或其穩(wěn)定的稀釋液吸附在一種或多種載體上，例如，樹(shù)膠，其選自瓊脂、海藻酸、β -葡聚糖、角叉菜膠、達(dá)瑪樹(shù)脂(dammar gum)、葡甘露聚糖、瓜爾膠、海藻酸鈉和黃原膠，及其混合物。
在第三方面，本發(fā)明涉及一種粉末。在具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其稀釋液被蒸發(fā)從而獲得粉末。在具體的實(shí)施方案中，本發(fā)明的粉末伴隨有一種或多種載體，例如，如，吸附在無(wú)毒的載體或樹(shù)膠上，或者吸附在載體(例如增稠劑或珠)上。在第四方面，本發(fā)明涉及所述用途。正如從上面的描述中可以理解，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液可以作為生物可利用的硅源用于微生物、植物、動(dòng)物和人體用途的廣泛的應(yīng)用。在具體的實(shí)施方案中，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液用于生產(chǎn)作物。除了溶解的硅酸鹽之外，所述組合物或其穩(wěn)定的稀釋液可以進(jìn)一步包含植物保護(hù)化合物、殺蟲(chóng)劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或用于作物生產(chǎn)中的其它化合物。更具體而言，所述組合物可以用作肥料，例如，液體肥料或葉面施肥或滴灌中的植物保護(hù)化合物。另外，例如，其在灌溉流中混合(“滴灌施肥”)、在土壤滴灌施肥中混合或通過(guò)液體注入而混合。例如，其可以使用噴液機(jī)、旋轉(zhuǎn)圓盤施肥機(jī)(spinning disc spreader)、撒播機(jī)(drop spreader)、溝灌和漫灌、表面涂布和水流涂布(water run application)。在另一具體的實(shí)施方案中，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液用于藥物組合物或治療制劑中，或用于制備藥物組合物或治療制劑，例如在軟膏、乳膏、乳狀液、凝膠、水基液體、乳液、溶液、洗液、面膜、貼劑、噴霧劑、飲料(drink)、飲料(beverage)、糖漿、膠囊、藥丸、藥片、軟凝膠等。在另一具體的實(shí)施方案中，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液用于化妝品組合物中或用于制備化妝品組合物。在另一具體的實(shí)施方案中，所述穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或其穩(wěn)定的稀釋液用于食品或飼料補(bǔ)充劑中或用于制備食品或飼料補(bǔ)充劑。在第五方面，本發(fā)明涉及用作用于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分的滲壓劑化合物溶液，其特征在于所述滲壓劑化合物溶液包含選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑化合物。在具體的實(shí)施方案中，所述滲壓劑化合物溶液可以為，例如，包含尿素或糖醇或者這二者的水溶液，以及選自N-甲基化的化合物的第二滲壓劑化合物任選地存在于上述后面的滲壓劑化合物溶液中或加入到上述后面的滲壓劑化合物溶液中。 在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明的滲壓劑化合物溶液用作用于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分，其特征在于所述滲壓劑化合物溶液包含選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑化合物。在具體的實(shí)施方案中，所述滲壓劑化合物溶液可以為，例如，包含N-甲基化的化合物的水溶液，以及選自尿素和糖醇及其組合的第一滲壓劑化合物任選地存在于上述后面的滲壓劑化合物溶液中或加入到上述后面的滲壓劑化合物溶液中。所述N-甲基化的化合物為，例如，選自三甲銨基乙內(nèi)鹽、肉堿、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜堿、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N, N- 二甲基甘氨酸、N-甲基天門冬氨酸、丙氨酸-甜菜堿、組氨酸-甜菜堿、N-甲基?；撬帷⒛憠A、膽堿衍生物及其鹽、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其組合和它們的鹽的N-甲基化的化合物。 在第六方面，本發(fā)明涉及有助于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一種堿金屬硅酸鹽和選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑。任選地，所述成套部件還可以包含選自N-甲基化的化合物的第二滲壓劑化合物。本發(fā)明還涉及有助于制備本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或本發(fā)明的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成套部件，所述成套部件包含至少一種堿金屬硅酸鹽和選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑。任選地，所述成套部件還可以包含選自尿素和糖醇及其組合的第一滲壓劑。所述N-甲基化的化合物為，例如，選自三甲銨基乙內(nèi)鹽、肉堿、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜堿、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N, N- 二甲基甘氨酸、N-甲基天門冬氨酸、丙氨酸-甜菜堿、組氨酸-甜菜堿、N-甲基牛磺酸、膽堿、膽堿衍生物及其鹽、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其組合和它們的鹽的N-甲基化的化合物。在第七方面，本發(fā)明涉及一種用于制備穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物的方法。在具體實(shí)施方案中，本發(fā)明的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物的制備方法涉及用最少兩種選擇的滲壓劑使其穩(wěn)定。這種制備方法包括，例如，如下步驟。首先，使堿性硅酸鹽或二氧化硅粉末完全增溶在強(qiáng)堿性氫氧化物中?；蛘?，還可以使用增溶的堿性硅酸鹽。因此獲得濃縮的硅溶液，其中硅濃度大于，例如，3M Si。優(yōu)選地，pH隨著堿性氫氧化物的加入而升高，直至pH大于12. 5。接著，在包含糖醇(例如，甘油)、尿素或這二者的混合物的溶液中稀釋這種強(qiáng)堿性硅酸鹽。獲得澄清的溶液。然后，加入第二 N-甲基化的滲壓劑。此時(shí)，可以加入其它任選的滲壓劑。優(yōu)選地，獲得的硅濃度為O. 02M至I. 6M。使溶液在室溫下保持。這種最終的制劑在礦泉水、純化水或自來(lái)水中的_■十倍或更高倍數(shù)的稀釋物產(chǎn)生澄清的溶液，在室溫下穩(wěn)定至少2周。在具體的實(shí)施方案中，所述方法進(jìn)一步包括如下步驟以高于1%且優(yōu)選在5%至20%之間的濃度加入來(lái)自植物或動(dòng)物源的omit (堿性)可溶性蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解物。在純化水中稀釋后，加入所述蛋白質(zhì)。溶液的蒸發(fā)產(chǎn)生包含生物可利用的硅酸鹽的粉末。在第八方面，本發(fā)明涉及一種保護(hù)作物的方法。在具體的實(shí)施方案中，用本發(fā)明的組合物處理作物，例如，包含溶解的硅酸鹽作為如上所述的生物可利用的硅酸鹽的源的組合物。更具體而言，還可以用本發(fā)明的組合物處理作物,所述組合物包含溶解的硅酸鹽作為生物可利用的硅酸鹽的源以及一種或多種植物保護(hù)化合物、殺蟲(chóng)劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑或其它用于作物生產(chǎn)的化合物。通過(guò)向生長(zhǎng)作物的田地以所需的劑量提供本發(fā)明的組合物而保護(hù)作物。實(shí)施例實(shí)施例I硅酸鉀0.9M Si甘油10%(v/v)尿素20%(w/v)三甲銨基乙內(nèi)鹽5% (w/V) 在水中形成100體積％(ρΗ13· O)實(shí)施例2硅酸鉀0.25MSi甘油25%(v/v)尿素5%三甲銨基乙內(nèi)鹽3%在水中形成100體積％(pH12. 3)實(shí)施例3硅酸鉀0.5M Si甘油25%尿素20%硝酸鉀6%三甲銨基乙內(nèi)鹽3%在水中形成100體積％(pH12. 9)實(shí)施例4硅酸鉀0.5MSi甘油20%N-甲基-甘氨酸6%尿素20%在水中形成100體積％(pH12. 8)實(shí)施例5硅酸鉀0.3M Si甘油20%尿素20%山梨糖醇5%二甲基甘氨酸5%硝酸鉀5%在水中形成100體積％(ρΗ12· 5)實(shí)施例6
硅酸鈉0.3M Si甘油10%二甲按基乙內(nèi)鹽3%甘露醇10%在水中形成100體積％(ρΗ12· 4)實(shí)施例7硅酸鈉0.55MSi
甘油15%三甲銨基乙內(nèi)鹽12%蔗糖10%在水中形成100體積％(pH13. O)實(shí)施例8硅酸鉀0.55MSi甘油20%TMAO (三甲胺-N-氧化物):6%三甲銨基乙內(nèi)鹽6%在水中形成100體積％(pH12. 8)實(shí)施例9硅酸鉀0.25MSi三甲銨基乙內(nèi)鹽6%L-脯氨酸10%甘油10%在水中形成100體積％(ρΗ12· 5)實(shí)施例10硅酸鉀0.5Μ Si三甲銨基乙內(nèi)鹽6%甘油20%氯化膽堿20%在水中形成100體積％(pH12. 9)實(shí)施例11硅酸鈉0.3M甘油25%三甲銨基乙內(nèi)鹽6%山梨糖醇8%在水中形成100體積％(ρΗ12· 3)實(shí)施例12硅酸鉀0.3Μ Si甘油10%尿素10%
三甲銨基乙內(nèi)鹽1%在水中形成100體積％(ρΗ12· 9)實(shí)施例13硅酸鉀0.3Μ Si甘油15%尿素10%TMAO (三甲胺-N-氧化物):1%硅酸鋰0.02%Si 在水中形成100體積％(pH12. 9)實(shí)施例14硅酸鉀0.535MSi甘油20%(v/v)三甲銨基乙內(nèi)鹽5% (w/V)尿素10%(w/v)在水中形成100體積％(pH12. 9)實(shí)施例15 :包含硅酸鹽而不包含相容的溶質(zhì)的組合物的制備將硅酸鉀(2.15M Si, pH13)在純化水(ρΗ6· 4)、自來(lái)水(ρΗ6· 6)、礦泉水(ρΗ7· O)、用于溫室中的工藝用水(ΡΗ6. 5)、液體植物養(yǎng)分混合物中稀釋1000倍，并在2天內(nèi)在室溫下穩(wěn)定之后，使用鑰藍(lán)法測(cè)量最終的硅酸(單硅酸或硅酸鹽)濃度。SiF6被用作Si的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。僅僅在純化的水中的稀釋液產(chǎn)生可接受的值(超過(guò)60%的單硅酸或單硅酸鹽檢測(cè))。其它的檢測(cè)值大于50%或以下。因此，顯而易見(jiàn)的是用于植物營(yíng)養(yǎng)的稀釋的硅酸鹽實(shí)際上為懸浮液中增溶的單硅酸鹽、聚合的硅酸鹽和沉淀的硅酸鹽的混合物。實(shí)施例16 :用沒(méi)有滲壓劑的對(duì)照的硅酸溶液處理的作物的持水容量在仔細(xì)觀察用包含硅酸且不包含滲壓劑的對(duì)照溶液處理的尿素之后，開(kāi)發(fā)了一種測(cè)試。令人驚奇地，檢測(cè)到用小劑量(小于ImM)的單硅酸(溶液I)處理(一周兩次)的植物生長(zhǎng)的葉保持水分的時(shí)間比對(duì)照植物的更長(zhǎng)。收獲(采摘)葉并在室溫或在40°C下干燥。結(jié)果的解釋直接且快速。收集(摘取)在硅施用期間新形成的三至六周齡的葉，并仔細(xì)散開(kāi)在塑料片上在戶外干燥。對(duì)照(未用硅酸處理)的葉比用硅處理的葉收縮并干燥得快得多。為了制備(對(duì)照)硅酸溶液，在pH小于2. O的強(qiáng)酸中首先快速水解濃縮的硅酸鉀溶液(pH13. O)，以獲得硅酸(O. 535M Si)。將這種濃縮的溶液直接在純化水中稀釋，產(chǎn)生包含低得多的濃度的低聚物和單硅酸的溶液，以在穩(wěn)定性的滲壓劑不存在的情況下抑制聚合(溶液I)。將同樣濃縮的硅酸鉀溶液在PH為6. 5的工藝用水中稀釋至O. 7mM Si濃度，作為在沒(méi)有滲壓劑的工藝用水中稀釋的硅酸鹽。(溶液2)在5周內(nèi)每周一次用工藝用水稀釋液(溶液2)處理(葉噴)五周齡的芹菜植物。使用剪刀從3棵植物采集葉，并在室溫下在塑料片上干燥。在I小時(shí)后，葉開(kāi)始卷曲，而處理過(guò)的葉保持它們?cè)瓉?lái)的形狀。在I天后，差異更加明顯。對(duì)照(未處理)和溶液2處理的植物收縮，它們的顏色開(kāi)始變蒼白并可見(jiàn)干枯的邊緣，而溶液I (硅酸)處理的植物仍然保持它們?cè)瓉?lái)的形狀和顏色。實(shí)施例17 :用實(shí)施例14的組合物處理的作物的持水容量將實(shí)施例14的組合物在自來(lái)水中稀釋直至硅濃度達(dá)到O. 7mM,意味著750倍稀釋。制備了 4個(gè)對(duì)照制劑
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定的包含堿金屬硅酸鹽的水性硅酸鹽組合物，其特征在于，所述組合物包含: 選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑化合物， 選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑化合物， 和另外的第三滲壓劑化合物，其選自?；撬?、肌酸、膽堿硫酸酯、甘油磷酰膽堿、磷酸二甘油酯、三甲銨基乙內(nèi)鹽的锍基類似物、二甲基巰基丙酸、四氫甲基嘧啶羧酸、羥基-四氫甲基嘧啶羧酸、脯氨酸、纈氨酸、天門冬氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、蔗糖、肌醇、果糖、麥芽糖、海藻糖、腐胺、亞精胺、精胺、尸胺及其組合和它們的鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中，所述第一滲壓劑化合物選自甘油、右旋肌醇甲醚、半乳糖醇、塔羅糖醇、赤藻糖醇、蘇糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨糖醇、衛(wèi)矛醇、艾杜糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇、聚乙二醇及其組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的組合物，其中，所述N-甲基化的化合物選自三甲銨基乙內(nèi)鹽、肉堿、N-甲基丙氨酸、三甲基氨基丁酸、脯氨酸-甜菜堿、肌氨酸、N-甲基-甘氨酸、N, N-二甲基甘氨酸、N-甲基天門冬氨酸、丙氨酸-甜菜堿、組氨酸-甜菜堿、N-甲基?；撬?、膽堿、膽堿衍生物、三甲胺-N-氧化物(TMAO)及其組合和它們的鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的組合物，進(jìn)一步包含選自肥料、植物保護(hù)化合物、殺蟲(chóng)劑、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、輔助劑、礦物、殺生物劑、洗滌劑、乳化劑、飼料或食品添加劑、飼料或食品補(bǔ)充劑及其組合的一種或多種添加劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的組合物，包含小于IOmM的多價(jià)金屬離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的組合物，其中，所述組合物的pH為大于10.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的組合物，其中，所述硅的濃度為O.02M至I. 6M硅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的組合物，其中，所述第一滲壓劑化合物以至少l%(w/v)的濃度存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的組合物，其中，所述總的滲壓劑濃度為小于70%(w/v)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的組合物，伴隨有至少一種載體。
11.通過(guò)稀釋權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物至少100倍可獲得的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液，其pH為5.O至10. O。
13.根據(jù)權(quán)利要求11-12所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液，伴隨有至少一種載體。
14.通過(guò)以下方法可獲得的粉末，所述方法包括蒸發(fā)權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求11-12所述穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液直至獲得干燥的粉末的步驟。
15.權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求11-13所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的用途，用于保護(hù)作物或制備藥物組合物或化妝品組合物或食品或飼料補(bǔ)充劑。
16.有助于制備權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求11-13所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成套部件，所述成套部件包含 -至少一種堿金屬娃酸鹽；和 -選自尿素和糖醇及其組合的至少一種第一滲壓劑。
17.有助于制備權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求11-13所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成套部件，所述成套部件包含 -至少一種堿金屬娃酸鹽；和 -選自N-甲基化的化合物的至少一種第二滲壓劑。
18.一種用作用于制備權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求11-13所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分的滲壓劑化合物溶液，其特征在于，所述滲壓劑化合物溶液包含選自尿素和糖醇及其組合的至少一種所述第一滲壓劑化合物。
19.一種用作用于制備權(quán)利要求1-10所述的穩(wěn)定的水性硅酸鹽組合物或權(quán)利要求12-13所述的穩(wěn)定的稀釋的水性硅酸鹽溶液的成分的滲壓劑化合物溶液，其特征在于，所述滲壓劑化合物溶液包含選自N-甲基化的化合物的至少一種所述第二滲壓劑化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及溶解的硅酸鹽組合物，其中，所述溶解的硅酸鹽被至少兩種選擇的滲壓劑穩(wěn)定，并且因此為生物可利用的。所述組合物及其稀釋物在長(zhǎng)周期的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定，并可用于廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域而有益于活的生物體，例如植物、動(dòng)物和人。
文檔編號(hào)A01N25/12GK102892292SQ201180017176
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者P·盧斯, M·德姆恩克, J·德塞戈赫, J-M·拉巴瑟 申請(qǐng)人:塔明克公司