专利视角下的膨大剂应用与安全分析
2011年5月16日，中央电视台报道：江苏省丹阳市延陵镇大吕村瓜农刘某种植的西瓜天天爆炸，投资的26万元人民币化为乌有。刘某称，他种的是日本“全能西瓜”苗，2011年5月6日下午4点半钟喷过西红甜瓜膨大剂。上海市农业科学院园艺研究所研究员顾卫红称，如果是大批量地而且是成片地炸，那么肯定说明膨大剂用得不对。
中国农业大学食品科学与营养工程学院冯双庆教授指出，膨大剂是一种人工合成的植物生长调节剂，是细胞分裂素，可使果实迅速膨大。膨大剂最早是美国研发的，日本在1985年开始生产，后因出现问题导致日本停产停用。20世纪80年代末，我国从日本引进膨大剂，1992年，农业部予以登记注册。目前并没有研究表明膨大剂会给人体带来副作用。这种添加剂也被广泛使用在葡萄、圣女果等水果上。
膨大剂及其在欧盟、美国的应用状态
膨大剂是一种细胞分裂素类植物生长调节剂，其中文名称是氯吡脲，其中文同义词是施特优、吡效隆、调吡脲、吡效隆醇、氯吡苯脲、1-(2-氯-4-吡啶)-3-苯基脲，其英文名称是Forchlorfenuron，其英文同义词是CPPU、4PU30、KT-30、v3183、4-CPPU、fulmet、SITOFEX：N-(2-chloro-4-pyridinyl)-N"-phenylurea，其CAS号是6815％60-8，其化学结构是：
1978年，日本东京大学药学院药物化学实验室的Soshiro Takahashia等以烟草愈伤组织为材料对4-吡啶脲(4PU)衍生物的活性与结构的关系进行了研究，结果发现CPPU的一种衍生物的活性比供试的任何一种嘌呤型细胞分裂素活性更高。在此基础上，SoshiroTakahashia等人在多个国家和地区提交了专利申请，包括JPl9770121285、US4193788A、ES474029A1、BR7806659A、KR830000128A、DE2843722C2、EP000197981、ITl099798B等。其中US4193788A在说明书实施例7中公开了在西瓜上使用膨大剂的效果。
《现代农药》杂志2006年4月《氯吡脲和茚虫威列入欧盟农药登记指南附件1》一文报道：欧洲委员会已经批准Degussa公司的新植物生长调节剂氯吡脲和杜邦的新杀虫剂茚虫威在全欧盟登记。这两个有效成分于2006年4月1日列入欧盟农药登记指南(91／414)附件1。1998年，SKW乔斯特堡公司(现属于Degussa公司)和日本协和发酵工业公司向指定成员国西班牙提交了氯吡脲在欧盟登记的申请。该有效成分2005年在西班牙获得欧盟首家临时登记，商品名为Sitofex，用于鲜食葡萄和猕猴桃以增大果实。氯吡脲列入附件1的附加条件规定，各成员国应特别关注易污染地区对地下水的污染，并在必要时采取减风险措施。
《中国标准化》杂志2005年第1期《美国拟修改部分农药的最大残留限量》一文报道：美国修改氰霜唑和氯吡脲的最大残留限量，已于2004年9月30日生效。氯吡脲最大残留限量为：葡萄，0.03ppm；葡萄干，0.06ppm；猕猴桃，0.04ppm。
从专利申请看膨大剂在我国的应用
笔者在国家知识产权局网站()中，以关键词={氯吡脲or氯吡苯脲or调吡脲or吡效隆or吡效隆醇or施特优or[(2 and氯and4 and吡啶基)and 3 and苯基脲]}进行检索，结果如下。
涉及膨大剂的中国专利申请可以分为5类：第1类，膨大剂的合成技术专利申请；第2类，膨大剂在增大植物果实上的应用的专利申请；第3类，含有膨大剂的除草剂草甘膦的专利申请；第4类，用于棉花抗草甘膦药害的含有膨大剂的解毒安全剂的专利申请；第5类，膨大剂及毒西瓜的检测方法专利申请。
1、膨大剂的合成技术专利申请
申请号为96100306.5的发明专利申请“高效植物生长调节剂的全合成”(申请日：1996年1月15日；申请人：丁鉴、魏志洪、魏华锋)，其说明书中公开了如下内容：本发明涉及农药工业上的高效植物生长调节剂2-氢-4吡啶基苯脲(简称KT30s或缩写成4-PU或CPPU)的全合成的方法的重要革新。
2、膨大剂在增大植物果实上的应用的专利申请
申请号为200310121614.7的发明专利申请“藤稔葡萄果粒膨大处理方法”(申请人：上海交通大学)，其说明书中公开了如下内容：1989年，我国留日学者饶景萍最早参与了CPPU(吡效隆)的应用研究，表明CPPU是一种良好的果粒膨大剂。目前在生产上应用效果较好的药剂是四川省农科院生产的狮子牌葡萄膨大剂，其有效成分为CPPU，对葡萄果实的增大有明显作用，能够较大幅度地提高粒重及产量。上海市农科院曾用GA3、CPPU等植物生长调节剂对藤稔葡萄花后10日进行增大处理，以CPPU的效果为好。
3、含有膨大剂的除草剂草甘膦的专利申请
为了提高转基因植物的产量，美国孟山都公司等跨国公司在中国申请了涉及含有膨大剂的除草剂的专利。
2000年9月27日，美国孟山都技术有限责任公司提交了申请号为00812900.2的专利申请，发明名称是“改善稳定性的混剂农药组合物”，权利要求涉及如下技术内容：一种高浓度组合物，其中的农药或植物生长调节剂包含草甘膦、氯吡脲等化合物。
2007年12月20日，日本组合化学工业株式会社提交了申请号为200780046590.X的专利申请，发明名称是“除草剂组合物”，权利要求涉及如下技术内容：除草剂组合物，其特征在于，包含成分A和成分B作为有效成分；……成分B为选自以下所记载的各类化合物的1种或2种以上的化合物：……氯吡脲(forchlorfenuron)……。
2008年3月10日，日本组合化学工业株式会社提交了申请号为200880008598.1的专利申请，发明名称是“除草剂组合物”，权利要求涉及如下技术内容：除草剂组合物，其特征在于，包含成分A和成分B作为有效成分；……成分B选自以下的1种或2种以上的化合物：……调呲脲……。
4、用于棉花抗草甘膦药害的含有膨大剂的解毒安全剂的专利申请
除草剂安全剂也称解毒剂或保护剂，可用来保护作物免受除草剂的药害，增加作物安全性和改进杂草防除效果。自霍夫曼(Hoffman)于1962年首次提出安全剂概念以来，国际上已商业化的安全剂品种有近20种。但总的来讲，至今可用作除草剂安全剂的品种太少，几乎没有可供选择使用的，如在棉花上使用的草甘膦除草剂，至今无有效的安全剂来解除药害。
江西省棉花研究所发明了以氯吡脲为成分的对棉花上使用的草甘膦除草剂有解毒功效的安全剂，申请了专利，并被列入江西省地方技术标准。
2009年9月8日，江西省棉花研究所提交了申请号为200910115893.3的专利申请，发明名称是“一种用于棉花抗草甘膦药害的解毒安全剂”，其说明书中公开了含有氯吡脲的组合物对棉花田草甘膦药害的解毒效果。
5、膨大剂及毒西瓜的检测方法专利申请
膨大剂及毒西瓜的检测方法专利申请并不多见。随着社会对膨大剂的关注和人们对绿色食品的追求，这类检测方法的研究将不断深入，相关专利申请将不断增加。
2004年2月23日，南京大学提交了申请号为200410014128.X的专利申请，发明名称是“调吡脲及其杂质的高效液相色谱分析法”。
2005年12月4日，山东省泰安市岱岳区房村镇周全村的李希录提交了一项专利申请，申请号为200510045509.9，发明名称为“一种鉴别毒西瓜的方法”，公开日为2007年6月13日。其说明书公开了一种鉴别毒西瓜的方法，该毒西瓜的毒性来源于瓜农过量使用的激素(催熟剂、膨大剂)和农药。
膨大剂对食品安全的影响
膨大剂的滥用，与消费者和生产者都有关系。消费者“以貌取果”，喜欢买个大、色鲜的水果，生产者就应用膨大剂和其他化学物质来迎合消费需要。
从理论上讲，长期服用残留膨大剂的食品，人体健康会受到不利影响，造成过敏反应、腹泻、儿童性早熟、肿瘤等。但是，目前没有系统的医学研究报告。
关于氯吡脲的毒性，澳大利亚化学安全局的长期饮食(NEDI)安全性评价研究显示：NOEL(产生觉察不到影响的质量浓度水平)定为7mg／kg／每人／每天ADI(人每天允许摄入量)定为0.077mg／kg／每人／每天(《氯吡脲的环境行为及其安全性的研究进展》，《农药》杂志，2008年4月)。
中国农业大学冯双庆教授称，尽管使用膨大剂后植物会迅速膨大，但人体不会产生这样的反应，能促进植物生长发育成熟衰老的那些激素，对于人是没有作用的。植物可以进行光合作用，把光能变成化学能，可以储存，变成糖，变成淀粉，可是我们人没有这个作用，人必须吃东西进去以后，经过代谢，才能产生能量，所以，它完全是两个系统。
北京大学医学部免疫学系副教授王月丹指出，虽然世界上很多国家没有明确禁止调节剂的使用，但是这并不足以论证植物生长调节剂的安全性，很多化学物质是在使用了十几年甚至几十年后才发现对人体有害的，比如敌敌畏(《央视：膨大剂引发专业界争论农学医学针锋相对》，央视网，2011年5月31日)。
由此看来，膨大剂对食品安全的影响还有待深入研究。
应当全面考察膨大剂对农民的影响
美国专利申请US5656264A“一种刺激头发生长的方法”(申请人：SANSYO SEIYAKU CO LTD[日本]；申请日：1995年2月24日)公开了一种刺激头发生长的方法，其洗发香波中含有氯吡脲。其说明书第27～32页记载：临床试验结果显示与空白对照组相比较，含有氯吡脲的洗发香波能刺激人毛发生长，治疗脱发、秃斑。由此，笔者认为，氯吡脲可能会被人表皮吸收，从而对人体产生影响。
美国斯坦福大学的一份报告指出，在活的哺乳动物细胞当中，氯吡脲会影响GTP酶的组装。
美国环保署在《农药毒性确认和管理》第5版13章指出，长期接触氯吡脲会引起体内蛋白质代谢的紊乱、轻度的肺气肿和体形消瘦(《氯吡脲的环境行为及其安全性的研究进展》，《农药》杂志，2008年4月)。
PAN农药数据库(PAN Pesticide Database)公开了接触氯吡脲的其他毒性：
——全身毒性的可能性不大，除非有大量摄入。
——许多取代脲会刺激眼睛、皮肤和粘膜。
——咳嗽和呼吸急促。
——恶心，呕吐，腹泻，头痛，混乱和电解质消耗。
目前，我国农民在种植猕猴桃、葡萄、西瓜、梨、苹果、圣女果、棉花等植物时，要使用膨大剂，或者含有膨大剂的农药，其使用方式是涂、抹、刷、喷雾等人工操作方式，欠缺自我保护意识，在大棚环境中，体表更容易接触到高浓度的农药，这些农药直接通过皮肤、眼睛粘膜、呼吸道、口腔粘膜被吸收，农民容易出现中毒现象，严重危害到他们的身体健康。鉴于此，笔者认为，膨大剂的毒性研究也应当针对常年接触草甘膦、膨大剂等各种农药的农民进行，而不应局限于食品消费者身上。