盧金鳳

(梧州職業(yè)學(xué)院，廣西 梧州 543000)

蟑螂學(xué)名蜚蠊，遠(yuǎn)在3.5億年前就已經(jīng)在地球上生活了，是最古老的昆蟲(chóng)種類之一，也是當(dāng)今防治難度最大的衛(wèi)生害蟲(chóng)之一。究其原因主要有以下幾個(gè)方面：第一，蟑螂的適應(yīng)能力很強(qiáng)。蟑螂在地球上已經(jīng)生活了幾億年，在這期間地球上發(fā)生過(guò)無(wú)數(shù)變遷，很多物種因此滅絕了，但蟑螂仍然存在，說(shuō)明其適應(yīng)能力極強(qiáng)。第二，蟑螂的繁殖能力很強(qiáng)。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，1對(duì)蟑螂1年內(nèi)可繁殖幾十萬(wàn)只小蟑螂。此外，最主要的是雌蟲(chóng)能進(jìn)行無(wú)性繁殖，且高溫條件更有利于無(wú)性繁殖[1]。第三，蟑螂可傳播疾病。研究證實(shí)，蟑螂能攜帶很多病原體，人接觸后可能產(chǎn)生腹瀉、痢疾、霍亂、傷寒癥及脊髓灰質(zhì)炎等病毒性疾病[2]。第四，蟑螂破壞性強(qiáng)。據(jù)報(bào)道，因?yàn)轶脒M(jìn)入客機(jī)導(dǎo)致飛機(jī)停飛，進(jìn)入電力設(shè)施導(dǎo)致電力通訊系統(tǒng)癱瘓等[2]；很多圖書(shū)館或檔案室的書(shū)籍檔案被蟑螂損壞污染，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。蟑螂遍布人們工作和生活的各個(gè)角落，嚴(yán)重影響著人們的工作和生活，蟑螂的防治不但是控制疾病傳播的措施，更是保護(hù)環(huán)境、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。

蟑螂的防治必須根據(jù)其繁殖快、繁殖力強(qiáng)、種類多、分布廣泛、危害性大等特點(diǎn)，注重治本，綜合治理。目前主要的防治方法有環(huán)境治理、生物防治、化學(xué)防治等，其中化學(xué)防治仍是目前最主要的防治辦法[2]?；瘜W(xué)防治效果快速明顯，操作方便，成本較低，是使用最多的方法[2]。但化學(xué)防治的普通制劑的毒性大、用量多、污染大、安全性低等，已不能滿足對(duì)環(huán)境、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的要求。

緩釋制劑可以調(diào)節(jié)藥物的釋放速度，從而實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)作用時(shí)間，降低毒性，減少用藥總劑量，降低對(duì)環(huán)境的污染，提高利用率的目的[3]。相比普通制劑，給藥量減少，給藥頻率降低。隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，緩釋制劑在醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品等各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[4]。據(jù)報(bào)道，1974年美國(guó)Pennwalt公司首先將甲基對(duì)硫磷制成微膠囊(Penncap-M)[5]，之后農(nóng)藥新劑型的研究取得很大突破。微膠囊緩釋殺蟑劑主要是利用微膠囊技術(shù)把殺蟑藥物包封在一定的高分子囊壁材料中，可實(shí)現(xiàn)藥效延長(zhǎng)、毒性降低、防止污染環(huán)境，使總藥用量減少，提高了安全性和選擇性[6-7]。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料美洲大蠊(PeriplanetaAmericana)為網(wǎng)購(gòu)。

試劑主要有98%氟蟲(chóng)腈原藥(開(kāi)封天地高科化學(xué)技術(shù)有限公司)；甲醛、尿素、吐溫-80、丙酮、氫氧化鈉、稀鹽酸等均為市售。儀器主要有LC-9000S高效液相色譜儀、電動(dòng)離心機(jī)、KQ3200DB數(shù)控超聲波清洗器、DF-101S恒溫加熱磁力攪拌器等。

1.2 制備方法

1.2.1 微膠囊壁材

微膠囊壁材物質(zhì)主要為天然高分子材料，以及半合成和合成的高分子材料[8]。

1.2.2 微膠囊制備方法

微膠囊壁材的制備方法主要有界面聚合法、復(fù)凝聚法、原位聚合法等。本試驗(yàn)使用的是界面聚合法制備微膠囊[9]。

1.3 制備工藝

1.3.1 脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的合成

脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物水溶液制備。在裝有溫度計(jì)和磁力攪拌轉(zhuǎn)子的三個(gè)燒瓶中加入摩爾比約為7∶4的甲醛和尿素，以及去離子水，去離子水的用量約為甲醛的2倍。用0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶劑調(diào)節(jié)使pH值為8，緩慢升溫至70 ℃，于400 r·min-1下攪拌反應(yīng)1 h即得[10]。

1.3.2 氟蟲(chóng)腈微膠囊懸浮劑的制備

首先，取0.05 g標(biāo)準(zhǔn)氟蟲(chóng)腈原藥溶解在適量丙酮溶劑中，加入適量O/W型乳化劑吐溫-80，高速攪拌形成穩(wěn)定乳液，攪拌均勻后加入適量預(yù)先制備好的脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物水溶液，高速攪拌混合一定的時(shí)間，然后逐步降低攪拌速度，分批次加入1 mol·L-1稀鹽酸液，調(diào)節(jié)pH約為2，使之發(fā)生縮聚反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后緩慢升溫至一定的溫度范圍固化囊壁，然后用一定濃度的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為7即得[10]。向制備得到的氟蟲(chóng)腈微囊緩釋?xiě)腋┲屑尤脒m量填充劑、保濕劑和增稠劑等輔料，至總量為100 g，攪拌均勻，即為0.05%氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑。

1.3.3 正交試驗(yàn)法選擇最優(yōu)工藝條件

經(jīng)查閱文獻(xiàn)和預(yù)先試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，影響微膠囊成囊的因素主要有脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的用量(A)、調(diào)酸時(shí)間(B)、固化溫度(C)和固化時(shí)間(D)。采用L9(34)正交試驗(yàn)[3]。因素1～3水平，A分別為10、12和14 mL，B分別為60、90和120 min，C分別為50、60和70 ℃，D分別為75、90和105 min。以氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋劑中的氟蟲(chóng)腈的包合率為指標(biāo)，結(jié)果進(jìn)行方差分析，獲得最佳工藝條件。

1.3.4 微膠囊包合率測(cè)定

稱取樣品10 g(精確至0.0 001 g)，置50 mL燒杯中，用40 mL無(wú)水乙醇與樣品混合均勻，進(jìn)行離心、冷卻、過(guò)濾，然后向?yàn)V液中加入0.015 g(精確至0.000 1 g)標(biāo)準(zhǔn)氟蟲(chóng)腈原藥，將混合液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用無(wú)水乙醇稀釋至刻度，得到樣品游離氟蟲(chóng)腈待測(cè)液，用高效液相色譜法檢測(cè)待測(cè)液中游離氟蟲(chóng)腈的含量。

稱取樣品10 g(精確至0.000 1 g)，置50 mL燒杯中，用40 mL無(wú)水乙醇與樣品混合均勻，用超聲波粉碎機(jī)破囊40 min，經(jīng)離心、冷卻、過(guò)濾后，向?yàn)V液中加入0.015 g(精確至0.0 001 g)標(biāo)準(zhǔn)氟蟲(chóng)腈原藥，再將混合液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，用無(wú)水乙醇稀釋至刻度，得到樣品氟蟲(chóng)腈總含量待測(cè)液，用高效液相色譜法檢測(cè)待測(cè)液中氟蟲(chóng)腈總的含量。

包合率=100%(試樣中氟蟲(chóng)腈總含量-游離氟蟲(chóng)腈含量)/試樣中氟蟲(chóng)腈總含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

高效液相色譜法測(cè)定氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑中氟蟲(chóng)腈含量的色譜條件為：液相色譜柱為Supelcosil TMLC-18 (250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動(dòng)相為乙腈∶甲醇∶水(30∶40∶30，V/V)，流速為1.5 mL·min-1；檢測(cè)波長(zhǎng)為220 nm，進(jìn)樣體積為25 μL，柱溫為常溫，柱壓為19.24 Mpa。準(zhǔn)確稱取0.0 570 g標(biāo)準(zhǔn)氟蟲(chóng)腈于100 mL容量瓶中，用乙醇定量至刻度，超聲、冷卻，所得溶液濃度為0.570 mg·mL-1，以此溶液為母液，分別稀釋成濃度為0.456、0.342、0.228、0.114 mg·mL-1的溶液。以橫坐標(biāo)為氟蟲(chóng)腈濃度(mg·mL-1)、縱坐標(biāo)為峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸方程曲線。圖1顯示，所選濃度與峰面積具有良好的線性關(guān)系。

圖1 氟蟲(chóng)腈高效液相色譜標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 精密度

精確吸取一定量0.114 0 mg·mL-1氟蟲(chóng)腈標(biāo)準(zhǔn)樣品，在上述色譜條件下測(cè)定，重復(fù)5次。在該色譜檢測(cè)條件下，該樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值為0.16%(<2%)，說(shuō)明在該色譜條件下測(cè)定的精密度較好。

2.3 影響因素

2.3.1 因素顯著性

運(yùn)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析。本次試驗(yàn)為L(zhǎng)9(34)正交試驗(yàn)，無(wú)重復(fù)試驗(yàn)，也沒(méi)有空白項(xiàng)，所以選取其中一個(gè)因素離均差平方和最小項(xiàng)作為誤差估計(jì)，用來(lái)檢驗(yàn)其他因素作用的顯著性，再進(jìn)行兩兩比較方差分析得到結(jié)果。A(0.032*)、B(0.020*)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果均具有顯著性差異，C(0.006**)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響極顯著，而D對(duì)試驗(yàn)結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。

2.3.2 最優(yōu)工藝

由圖2正交試驗(yàn)直觀分析趨勢(shì)圖可以得出，脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的用量(A)為14 mL，調(diào)酸時(shí)間(B)為90 min，固化溫度(C)為60 ℃，固化時(shí)間為(D)75 min時(shí)得到的包合率最高。用上述得出的最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果包合率平均達(dá)95%以上。由此確證該工藝為最佳包合條件。

圖2 正交試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析趨勢(shì)

2.4 化學(xué)方法測(cè)定

精密稱定氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑樣品10 g(精確至0.000 1 g)，加入40 mL無(wú)水乙醇混勻，在層析柱中自下而上依次加入少量脫脂棉、15 g無(wú)水硫酸鈉，然后將混勻的樣品濕法裝柱，常溫下隔日用25 mL無(wú)水乙醇淋洗，收集洗出液，精密量取20 mL置于50 ml量瓶中，精密加入0.02 g(精確至0.000 1 g)標(biāo)準(zhǔn)氟蟲(chóng)腈原藥，定容至刻度，搖勻后進(jìn)行高效液相色譜分析。計(jì)算累計(jì)釋藥百分率，得到氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑樣品釋放曲線[3]。精密稱取氟蟲(chóng)腈未經(jīng)包合直接與輔料混合制得的普通殺蟑劑10 g(精確至0.000 1 g)，同法處理，測(cè)定釋放曲線作為對(duì)照。在相同的時(shí)間內(nèi)樣品與對(duì)照品的釋放曲線進(jìn)行比較，用累計(jì)釋放量來(lái)判別其緩釋效果。

由圖3可以看出，對(duì)照品在第二天出現(xiàn)突然釋放的現(xiàn)象，而樣品則緩慢釋放。說(shuō)明氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑具有一定的緩釋效果，可起到食入后比普通的氟蟲(chóng)腈殺蟑劑死亡時(shí)間延后的作用。

圖3 樣品和對(duì)照品洗脫曲線

3 小結(jié)

本試驗(yàn)制備的氟蟲(chóng)腈微膠囊緩釋殺蟑劑，是采用合成高分子材料脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物通過(guò)界面聚合法制得。對(duì)影響微膠囊成囊的主要4個(gè)因素脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的用量、調(diào)酸時(shí)間、固化溫度、固化時(shí)間進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)。以氟蟲(chóng)腈微囊緩釋殺蟑劑中的氟蟲(chóng)腈的包合率為指標(biāo)，經(jīng)方差分析和Excel分析得出，脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的用量、調(diào)酸時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果均有顯著性差異，固化溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響極顯著，固化時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果幾乎沒(méi)有影響。選出最佳工藝條件為脲醛樹(shù)脂預(yù)聚物的用量為14 mL，調(diào)酸時(shí)間為90 min，固化溫度為60 ℃，固化時(shí)間為75 min。用上述選出的最佳工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果包合率平均達(dá)95%以上。

運(yùn)用化學(xué)方法檢驗(yàn)本試驗(yàn)的產(chǎn)品緩釋藥效，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)照品在第二天即出現(xiàn)突然釋放，而樣品則緩慢釋放，說(shuō)明樣品具有緩釋效果，可使食入后比普通氟蟲(chóng)腈殺蟑劑死亡的時(shí)間延后，達(dá)到在食用微膠囊緩釋殺蟑劑的蟑螂在返回巢穴后才引發(fā)死亡，達(dá)到連鎖殺蟑、根治蟑群的目的。

研究結(jié)果表明，本研究得出的產(chǎn)品基本達(dá)到預(yù)期的效果，在普通的殺蟑餌劑的基礎(chǔ)上，稍作加工改進(jìn)，得到一種高效、低毒且具有緩釋效果的新型殺蟑劑。