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缓释杀蟑剂研究概述

2020-05-06卢金凤

现代农业科技 2020年8期
关键词:蟑螂

卢金凤

摘要    蟑螂是世界性重要卫生害虫之一,对人们的生产生活产生严重影响。本文介绍了缓释杀蟑剂研究背景,并对缓释制剂在杀蟑剂领域的研究进行综述,以期为蟑螂的科学防治提供参考。

关键词    蟑螂;缓释制剂;杀蟑剂

中图分类号    R184.39        文献标识码    A

文章编号   1007-5739(2020)08-0125-02                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)

蟑螂是世界性重要卫生害虫之一,能携带许多病原体,人接触后可能引起病毒性疾病,严重影响人类的正常生产和生活。蟑螂防治是卫生害虫防治的重点工作之一,目前其防治还是以化学防治为主,科研人员也正在不断开发新剂型以达到更好的防治效果。缓释制剂是一种新型药物制剂,可以控制药物在体内的释放速度,能较长时间维持体内药物有效浓度,可减少用药总剂量,有效改善一般剂型有效成分释放速度快、药效持续时间短、效果差等缺点。随着社会经济的发展以及科学的进步,缓释制剂在医药、农药、食品等行业被广泛应用[1]。

1    研究背景

1.1    蟑螂防治存在的问题

1.1.1    蟑螂适应能力和繁殖能力强。蟑螂(cockroaches)学名蜚蠊,属于昆虫纲(Insecta)蜚蠊目(Blattaria)。在全国各地蟑螂有各种别名,如小强、茶婆虫、大蠊等[2]。蟑螂的起源历史悠久,在3.5亿年前就已在地球上生活,是最古老的昆虫之一。3.5亿年前至今,地球上发生过无数变迁,很多物种因此灭绝,如恐龙等,但蟑螂仍然存在,遍布全球各地。据报道,全世界被记录的蟑螂估计有数千种,我国目前记录的有250多种,说明蟑螂的适应能力强。

蟑螂繁殖能力很强,全生育期可以产五六十个卵鞘,每个卵鞘含卵十几粒,孵化期45~90 d,在热天只需20~30 d,1对蟑螂1年内可繁殖几十万只小蟑螂。此外,最主要的是雌虫能进行无性繁殖,且高温条件更有利于无性繁殖[3]。蟑螂超强的适应能力和繁殖能力,导致目前还没有很好的办法将其完全杀除,因而也被称作“打不死的小强”。

1.1.2    蟑螂危害性大。蟑螂喜欢温暖、阴暗潮湿的环境。在我国南方,一年四季环境温暖、潮湿,是蟑螂生长繁殖的好地方。蟑螂高发地点常见于餐饮店、居民厨房、农贸市场和工厂厂房等场所,各种阴暗潮湿的电器管道、墙角缝隙等,是蟑螂隐匿藏身和繁殖后代的理想区域。

蟑螂可以傳播疾病,能携带很多病原体,例如,蟑螂体内外可以携带痢疾杆菌、黄曲霉菌等多种病原体和寄生虫卵,大多是肠道病菌和病毒,寄生虫中以蛔虫卵为主,会给人类传播各种各样的疾病[3]。据相关报道,1980年从蟑螂标本中分离出脊髓灰质炎病毒,人接触后可能产生腹泻、痢疾、霍乱、伤寒症以及脊髓灰质炎等病毒性疾病。另据国外报道,蟑螂的分泌物及粪便带有过敏原及致癌物质,过敏原会引发皮疹、哮喘等疾病;黄曲霉菌毒性极强,小剂量可引起食物中毒,长期小量摄入或大量摄入会诱发肝癌[3]。为了进一步了解蟑螂的传病机制,全国有关单位成员做了大量的试验研究,最后证实,蟑螂的传病机制是机械性和生物学性双重传播。

蟑螂破坏性强。蟑螂遍布在住宅区、超市、厂房,仓库、酒店、图书馆、医院、办公楼等人们工作和生活的各个角落,严重影响着人们的工作和生活,且造成了一定的经济损失。蟑螂对各种食品、衣物、书籍有极强的破坏力,蟑螂的大量繁殖使工厂的工业原料、半成品及成品遭受严重损坏。例如,服装厂布料和衣服被蟑螂咬破或者被其粪便污染,食品厂和饲料厂的糖、淀粉等原料被大量窃食、污染和咬坏;图书馆或者档案室的书籍档案被咬坏污染,造成不可估量的经济损失和文化流失。另外,多年来,因蟑螂造成的事故常有发生。如国外曾有报道,因为蟑螂进入客机导致飞机停飞,进入电力设施导致电力系统和通讯系统瘫痪等[4],蟑螂的普遍存在严重影响人类的生产和生活。因此,蟑螂的防治不仅是人类疾病防控的重要措施,同时更是保护环境、促进经济发展、保障人民生命财产安全的重要组成部分。

蟑螂繁殖快且强,种类多,分布广泛,危害性大,必须根据这些特点开展大面积、全方位、高效率的防治。

1.2    防治现状

1.2.1    防治方法。蟑螂的防治经历了多个阶段,主要有环境治理、物理防治、化学防治和综合防治等[2]。随着化学农药的发明和使用,20世纪60—70年代,外国多方报道蟑螂对大多数有机氯类杀蟑剂产生抗性,如拟除虫菊酯和残杀威等。20世纪80年代,我国全面开展蟑螂防治工作,逐步也有了关于蟑螂对各类杀虫剂产生抗性的报道。因此,杀虫剂的合理使用,开发新剂型以达到低浓度、高效果的新型杀蟑剂和多种治理方法并用的综合防治措施势在必行。

蟑螂防治方法主要有法规防治、环境防治、物理防治、化学防治、生物防治、遗传防治以及综合防治等[2]。其中,化学防治是当前最重要且颇有成效的防治方法。20世纪50年代以前,蟑螂化学防治的药物主要是天然除虫菊、硼酸等无机化合物。随着DDT的问世,有机合成农药50年代后大量出现,主要有氨基甲酸酯类、有机磷类等。70年代初出现了拟除虫菊酯类杀虫剂,使杀虫剂进入了超高效有机药剂的发展阶段。拟除虫菊酯类杀虫剂与有机磷、氨基甲酸酯类药物比较,对蟑螂活性抑制效果高出数十倍。近20年来,我国卫生杀虫剂发展迅速,蟑螂的化学防治效果迅速、操作简单、费用低,适用于较大范围的应用,但是从环境、生态和可持续发展等方面进行考虑,化学防治的普通制剂药物毒性大、用量多、污染大、安全性低,已经不能满足人类的需求。因此,蟑螂化学防治研究人员也正在不断开发新剂型,以达到更好的防治效果。

1.2.2    防治剂型。近年来,化学防治仍是蟑螂防治最主要及有效的方法,但由于蟑螂对化学杀虫剂原料药产生耐药性,因而杀蟑剂的使用更要讲究安全性和规范性。研究开发安全、低毒、高效、优良的杀蟑剂是未来的发展方向,其中研究开发新剂型的杀蟑剂是值得重点考虑的方向。通过剂型的研究改造可以提高药效和安全性,延长药剂使用寿命,增强市场竞争力等。

目前,市场上销售的杀蟑剂针对不同防治对象、不同的使用环境条件和不同使用方法,需要将原料经过一定的加工过程,使其具备特定的使用形态,即剂型。按照物态分,常见剂型有毒饵及胶饵、药笔、烟剂、膏剂、涂料剂、水乳剂、气雾剂、喷雾剂等。

缓释杀蟑剂是利用物理或化学手段使杀蟑原料药贮存于加工品中,根据蟑螂的发生规律、特点及环境条件,使杀蟑剂按量、按需在特定时间持续稳定地释放,蟑螂食用后没有马上死亡,在返回巢穴后才引发死亡,达到连锁杀蟑、根治蟑群的目的。同时,还可以有效提高利用率和使用安全性,以达到安全、经济、高效、低污染控制蟑螂危害的目的。通过缓释技术处理还可以改善药剂的物理性能,方便包装、运输和贮存等[5]。与普通制剂相比,缓释剂型可以延长药效,减少用药量,降低毒性,防止有效成分分解和挥发,减少环境污染等[5]。

当今社会,人们对环境、生态和可持续发展等问题的关注意识日益增强,缓释杀蟑剂必将成为蟑螂化学防治的重要发展方向。因此,大力开发缓释型杀蟑剂来取代传统杀蟑剂势在必行。

2    缓释杀蟑饵剂

2.1    缓释剂简述

缓释制剂指在规定释放介质中,按要求缓慢地非恒速释放药物[6],其与相应的普通制剂相比,给药量及给药频率有所减少,是新型药物制剂。当今社会经济飞速发展,科学技术发展非常快,缓释制剂在医药、农药、食品等多个领域被广泛应用[1,8]。1974年,美国Pennwalt公司首先将甲基对硫磷制成微胶囊(Penncap-M),之后农药微胶囊成为了当前农药新剂型中技术含量最高的一种[9]。缓释剂种类繁多,如微胶囊剂、包结化合物、多层制品、空心纤维、均一体、化学型缓释剂等都可以达到缓释的效果。

2.2    缓释杀蟑剂类型

2.2.1    微胶囊剂。微胶囊剂是目前较新型的一种缓释剂。微胶囊剂(microcapsules,MC)分为微胶囊悬浮剂(CS)与微胶囊粒剂(CG)和微胶囊干悬浮剂(CDF)[10]。

微胶囊技术的研究始于20世纪30年代;40年代末,美国人 D.E.Wnrster首先成功制备微胶囊,并成功运用到药物包衣领域[11];50年代初,美国NCR公司的B.K Green成功制备了明胶微胶囊,并获得了专利[11];90年代以来,随着学科的交叉和微胶囊技术的发展,随着化工、材料、生物、食品和医学等学科的不断发展以及相互融合,微胶囊研发与应用取得了很大的发展。

微胶囊的囊材主要是天然、半合成和合成类的高分子材料。另外,还有一些无机材料也可以作为微胶囊壁的材料[12]。微胶囊的制备方法多种多样,主要有物理法、化学法和物理化学法等。微胶囊的制备是使用适宜的囊材,采用适宜的制备方法将药物原料的有效成分包封起来,形成微小的药物微囊。由于药物被包封起来,一方面可以避免外界因素如水、光、微生物等对药物产生的干扰,另一方面可以调节药物的释放速度,从而实现延长作用时间、降低毒性、减少用药总剂量、降低对环境的污染、提高有效利用率的目的[8]。

2.2.2    包结化合物。包结化合物的材料主要是β-环糊精。制作工艺是将β-环糊精用水溶解后,加入藥物搅拌均匀,再加水使沉淀从溶液中析出,过滤干燥即得β-环糊精包结化合物[7]。其原理主要是利用β-环糊精的疏水性内腔与疏水性原料药分子通过氢键、范德华力、自由电子等作用形成稳定的包合物。药物被包封起来后,一方面原料药被很好地保护起来,另一方面可以改变药物理化性质,如改善药物的颜色和稳定性,增加溶解性或者降低气味性等,起到了保护、控制释放,延长疗效和降低毒性等作用[5]。

2.2.3    均一体。匀一体是指将原药均匀搅拌溶解于适宜的基质中,混合均匀形成均一的分散体混合物[5]。此类缓释剂型制作工艺简单、药效持久、用途广泛,但是也存在着一些缺点,主要有活性成分含量不高、成型过程温度高、产品体积大等。

3    结语

综上所述,近几十年来,蟑螂防治工作仍然是卫生害虫防治的一大难题,但是杀蟑剂的研究也取得了很大进步,其中缓释杀蟑剂是目前比较安全有效的新型杀蟑剂,与传统杀蟑剂相比,主要是剂型结构发生变化。缓释杀蟑剂是利用物理、化学或者物理化学方法使杀蟑原料药贮存于一定的材料中,使其形成微囊、包合物、匀一体等形式,然后再与适宜的辅料制成缓释杀蟑剂。新型缓释杀蟑剂能延长药物有效浓度持续的时间,减少用药量、降低毒性,实现以尽可能小的剂量达到尽可能大的药效的目的,有效解决了一般剂型有效成分释放速度快、药效持续时间短、毒性大、用量大、效果差的特点。但是,目前杀蟑缓释剂研究力度还远远不够,需要综合利用各领域的各种技术知识,促进缓释杀蟑饵剂的研发与应用,使蟑螂防治不再是卫生防治的难题。

4    参考文献

[1] 朱斌,陈晓光.缓释制剂的研究进展[J].四川职业技术学院学报,2001,17(4):120-123.

[2] 孙俊,杨维芳,徐燕.我国蜚蠊及其防治研究概述[J].中国媒介生物学及控制杂志,2009,10(4):275-280.

[3] 冯琳琳,张钟宪.美洲大蠊生物学特性及综合防治[J].首都师范大学学报(自然科学版),2007,28(5):37-51.

[4] 陈海婴,柳小青,马红梅,等.蟑螂化学防治的发展概况[J].中华卫生杀虫药械,2010,16(3):167-171.

[5] 赵兴红,张俊华,奚启新,等.农药缓释剂研究进展概述[J].中国瓜菜,2011,24(6):45-47.

[6] 高德霖.微胶囊技术在农药剂型中的应用[J].现代化工,2000,21(2):10-14.

[7] 张琦岩.药剂学[M].2版.北京:人民卫生出版社,2013.

[8] 杨炳火.正交试验法优选姜黄挥发油β-环糊精包合物的制备工艺[J].中国医院药学杂志,2006,26(8):1041-1042.

[9] 陈金红,李学峰,詹福康.氟虫腈微囊粒剂农药的制备[J].农药学学报,2005,7(2):189-192.

[10] 董岸杰,邓联东.可生物降解聚合物纳米胶囊型药物载体及组合胶囊的药物控制释放[J].中国医学工程,2005,13(2):128-131.

[11] 郭雯婷.乙草胺微胶囊悬浮剂的制备及其性能表征[D].泰安:山东农业大学,2011.

[12] 徐蕾.聚物微胶囊缓释剂的制备及性能研究[D].哈尔滨:东北农业大学,2013.

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