Содержание к диссертации
Введение
1. Развитие химических средств и тактика борьбы с синантропными тараканами 11
1.1. Биологическое обоснование и тактика борьбы с тараканами 11
1.2. Эволюция действующих веществ 14
1.3. Эволюция препаративных форм дезинсекционных средств 27
1.4. Механизмы резистентности рыжих тараканов к инсектицидам 37
1.5. Применение в медицине липосомальных препаратов 41
2. Материалы и методы 48
2.1. Материалы 48
2.1. Методы исследований 48
2.1.1. Методы оценки эффективности средств 48
2.3. Способы получения микрокапсулированных инсектицидных средств 52
2.3.1. Способ получения жидких микрокапсулированных средств 52
2.3.2. Способ получения гелеобразных инсектицидных средств 52
2.3.3. Способ получения микрокапсулированного родентицидного препарата 53
2.3.4. Методы анализа содержания действующих веществ в липосомальных микрокапсулированных инсектицидных средствах 53
2.3.4.1. Метод анализа яшдкофазных липосомальных инсектицидных средств 53
2.3.4.2. Метод анализа гелеобразных инсектицидных средств, содержащих микрокапсулированные в липосомы инсектициды 55
3. Результаты исследований и их обсуждение 57
3.1. Получение липосомальных микрокапсулированных инсектицидных средств 57
3.1.1. Получение жидкофазных микрокапсулированных инсектицидных средств 57
3.1.2. Получение гелеобразных микрокапсулированных инсектицидных средств 58
3.2. Эффективность микрокапсулированных в липосомы инсектицидных
средств по отношению к рыжим тараканам Blattella germanica L. 60
3.2.1. Оценка эффективности инсектицидных средств при обработке поверхностей (метод принудительного контакта) 60
3.2.2. Оценка эффективности инсектицидных средств методом свободного выбора с альтернативным питанием 67
3.3. Токсикологические характеристики липосомальных форм инсектицидных средств 76
4. Дополнительные возможности использования фосфолипидных микрокапсул 80
4.1. Получение микрокапсулированных родентицидных препаратов 80
4.2. Эффективность родентицидных препаратов 81
4.2.1 Определение эффективности микрокапсулированного дифенацина 81
4.2.2. Определение минимально эффективных концентраций микрокапсулированного дифенацина для крыс 83
5. Методы химического анализа микрокапсулированных в липосомы инсектицидных препаратов 85
5.1. Анализ жидкофазных липосомальных инсектицидных препаратов 85
5.2. Анализ гелеобразных инсектицидных препаратов 88
6. Заключение 90
7. Выводы 93
8. Литература 95
- Эволюция препаративных форм дезинсекционных средств
- Способы получения микрокапсулированных инсектицидных средств
- Получение жидкофазных микрокапсулированных инсектицидных средств
- Определение эффективности микрокапсулированного дифенацина
Введение к работе
Актуальность темы. Среди разнообразных групп животных членистоногие являются одной из наиболее многочисленных, как по количеству видов, так и по распространенности.
Значительное количество видов членистоногих, обитающих в ближайшем окружении человека, имеют санитарно-гигиеническое и эпидемиологическое значение. В первую очередь это те, кто вызывают болезни людей, являются хранителями и переносчиками возбудителей инфекций. Огромный ущерб наносят вредители сельского хозяйства, лесного хозяйства и других отраслей деятельности человека. Многовековой опыт показал необходимость постоянного совершенствования средств и методов борьбы с этими вредителями.
Важнейшим направлением медицинской энтомологии является разработка средств и методов борьбы с членистоногими, вредящими здоровью людей [73]. В настоящее время имеется набор разнообразных средств, предназначенных для указанной цели. И всё же он не полностью обеспечивает успех в борьбе с вредными членистоногими.
Согласно концепции медицинской энтомологии [74] членистоногие могут вредить здоровью людей не только в качестве переносчиков и возбудителей болезней, но и как факторы дискомфорта. Одной из распространённых групп, вызывающей у людей дискомфорт, являются синантропные тараканы, особенно рыжие - Blattella germanica L. Тараканы являются механическими переносчиками значительного числа патогенов. Известно, что в кишечнике рыжих тараканов обнаружены яйца власоглава, острицы и лентеца широкого, что имеет важное санитарно-эпидемиологическое значение [31]. На поверхности тела тараканов, в их кишечнике и экскрементах длительное время сохраняются такие патогенны, как кишечная палочка, сальмонеллы,
шигеллы, стрептококки и др. [23]. У людей, контактирующих с тараканами, возникают аллергические реакции, вплоть до астмы.
Борьба с этой группой насекомых ведётся уже давно, но успех до сих пор не достигнут. Поэтому разработка эффективных средств борьбы с ними остаётся актуальной.
Сходство в строении, физиологии и биохимии отдельных групп насекомых достаточно велико. Поэтому средства, пригодные для истребления тараканов, могут найти применение в борьбе и с другими группами вредоносных членистоногих. В этом аспекте тараканы могут выступать как модельный объект при разработке средств борьбы с членистоногими, вредящими не только здоровью людей, но и сельскому хозяйству, лесному хозяйству и другим видам хозяйственной деятельности человека.
Поскольку химический метод в настоящее время широко используют для контроля численности членистоногих, важным направлением совершенствования способов борьбы с вредными насекомыми является разработка новых или улучшенных препаративных форм инсектицидных средств.
Химические способы медицинской дезинсекции можно разделить на две основные группы: бесприманочные и приманочные. Среди бесприманочных способов получили широкое распространение методы, основанные на применении препаратов контактного действия: порошковых форм (дустов, смачивающихся порошков, мелков), эмульгирующихся концентратов, концентратов суспензий и микрокапсулированных препаратов, инсектицидных гелей и тд.
Основным недостатком дустов является пыление, загрязнение обрабатываемых пространств, отсутствие фиксации на вертикальных поверхностях.
Эмульгирующиеся концентраты содержат органические растворители (например, о-ксилол, ПДК 50 мг/м3), которые отличаются повышенной токсичностью для людей.
Микрокапсулированные формы применения инсектицидов являются более перспективными, так как не пылят, практически не содержат токсичных органических растворителей и, следовательно, являются более безопасными для человека и теплокровных животных. В настоящее время эти препаративные формы считаются наиболее эффективными и безопасными.
Приманочный способ борьбы с вредными насекомыми основан на применении отравленных приманок, имеющих пищевую привлекательность. Для борьбы с тараканами в настоящее время широко применяют инсектицидные гели и сухие смеси, содержащие пищевые аттрактанты. Этот метод имеет ряд преимуществ перед бесприманочными:
меньший расход препарата на единицу обрабатываемой площади;
как правило отсутствуют органические растворители, ограничивающие применение эмульгирующихся концентратов в ряде объектов (ЛПУ, детские и оздоровительные учреждения и др.).
Цель и задачи исследований. Цель данной работы - создание новой, более эффективной препаративной формы средств, предназначенных для борьбы с вредными насекомыми, на модельном объекте - рыжих тараканах. Такой препаративной формой были выбраны липосомальные микрокапсулы, в которые включены действующие вещества.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Разработать способы получения микрокапсулированных в липосомы инсектицидных препаратов.
2. Провести определение биологической эффективности разработанных микрокапсулированных препаратов.
Разработать способы применения микрокапсулированных в липосомы препаратов.
Разработать простые и надежные методы анализа полученных препаратов.
Научная новизна работы. Впервые разработаны эффективные способы получения микрокапсулированных в липосомы препаратов, содержащих инсектициды различных классов химических соединений: пиретроидные, фосфорорганические и фенилпиразолонового ряда (фипронил), а так же родентицид дифенацин.
Разработаны различные препаративные формы пестицидных средств (жидкие, гелеобразные) и способы их применения. Впервые показана высокая биологическая эффективность разработанных препаратов.
Выявлено явление синергизма липосомальных форм средств, содержащих пиретроидные и фосфорорганические инсектициды.
Показана возможность создания и применения липосомальных микрокапсулированных препаратов в медицинской дезинсекции. Установлено, что липосомальные препараты подавляют репеллентные свойства пиретроидных инсектицидов.
На модельном объекте (овальбумине) показано снижение риска аллергизации людей при контакте с липосомальной формой инсектицидных препаратов.
Приоритетность проведенных исследований подтверждена 4 патентами РФ:
№ 2013955 от 15.06.1994 г. «Способ борьбы с серыми крысами препаратом "Микрорат"»,
№ 2134967 от 27.08.1999 г. «Способ получения микрокапсулированных
препаратов, содержащих пиретроидные инсектициды»,
№ 2165700 от 27.04.2001 г. «Способ получения микрокапсулированных
инсектицидных препаратов»,
№ 2245036 от 27.01.2005 г. «Инсектицидная гелеобразная композиция».
Практическая значимость работы. В рамках работы представлены результаты оценки биологической эффективности, способы применения и получения липосомальных пестицидных препаратов.
Создание липосомальных микрокапсулированных препаратов ввело в практику дезинфекционной службы средства, позволяющие повысить эффективность борьбы с вредными животными. На основе проведенных исследований разработано и внедрено в производство 7 липосомальных инсектицидных средств:
«Микроцин» (ТУ 9392-018-01934182-02),
«Микрофос» (ТУ 9392-008-01934182-97),
«Микрон» (ТУ 9392-009-01934182-98),
«Микрос» (ТУ 9392-010-01934182-98),
«Лигель-Ф» (ТУ 9392-014-01934182-01),
«Лигель-Ф+» (ТУ 9392-020-01934182-03),
«Лигель-П» (ТУ 9392-013-01934182-02).
Эти препараты зарегистрированы в МЗ РФ (№№ госрегистрации
601-59/75-2002, 77.99.18.939.Р.000146.06.03, 0040-98-40, 0040-98-41,
0500-57/85-2002, 77.99.18.939.Р.000200.06.03, 0056-01-31,
соответственно) и широко применяются в практике дезинфектологии.
Положения, выносимые на защиту.
Способы получения липосомальных форм инсектицидных средств.
Показана высокая биологическая эффективность разработанных микрокапсулированных средств.
3. Разработаны способы применения липосомальных форм инсектицидных средств и методы их химического анализа.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей, тезисы доклада на научной конференции, получено 4 патента на изобретения.
Апробация работы. Результаты работы доложены на конференции «Современные направления развития биотехнологии» (Москва, 1991); заседании секции общества дезинфекционистов Московского отделения Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов (Москва, 2002).
Диссертация апробирована на заседании Специализированной комиссии по предварительной экспертизе диссертаций в Институте медицинской паразитологии и тропической медицины им. Е. И. Марциновского ГОУ ММА им. И. М. Сеченова (протокол № 94 от 13 ноября 2007 г.).
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 115 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы, иллюстрирована 5 рисунками и 19 таблицами. Библиографический указатель включает 97 отечественных и 82 зарубежных источника.
Работа выполнена в Испытательном лабораторном центре Московского городского центра дезифекции.
Эволюция препаративных форм дезинсекционных средств
В России в начале XX века (1904-1905 гг.) в качестве инсектицида применяли порошковую форму пиретрума. Затем о пиретруме вспомнили в 20-х годах XX века, вначале в порошковой, а затем и в жидкой форме в виде масляных и спиртовых экстрактов [61]. Появившиеся затем хлорорганические инсектициды ДДТ и ГХЦГ применяли в виде дустов, растворов в органических растворителях и в виде паст, образующих в воде эмульсии и суспензии, но в основном обработки объектов проводили дуетами и эмульсиями [97]. В 60-х годах проводили широкие испытания фосфорорганического инсектицида метафоса в виде дуста в смеси с ДДТ в различных соотношениях, а также в виде суспензии этого дуста в воде [23]. Появившиеся карбаматные инсектициды применяли в виде водных эмульсий [19] или водных суспензий [18]. Фактически, в СССР в 1969 году существовали следующие формы применения инсектицидов: дусты, растворы в различных растворителях, эмульсии инсектицидов в воде, суспензии, пасты и аэрозоли [70].
В свое время вели исследования по улучшению потребительских характеристик препаратов. Например, в работе Никитина П.И. с соавт. [63] отмечено, что широко распространенный инсектицидный препарат «Дезинсекталь», представляющий раствор ДДТ в нефтяном осветительном керосине, обладал стойким неприятным запахом растворителя. В качестве растворителей испытывали газовые и синтетические керосины, не имеющие столь сильного запаха.
За рубежом в тоже время распространение получили также и эмульгирующиеся концентраты. Позднее эмульгирующиеся концентраты вошли в практику отечественной дезинфекционной службы. Например, в работе Богдановой Е.Н., Путинцевой Е.Н. и др. [13] описаны свойства эмульгирующихся концентратов, содержащих пиретроидные инсектициды: перметрин, циперметрин, смесь сумитиона с неопинамином.
К недостаткам эмульгирующихся концентратов, так же как эмульсий и растворов инсектицидов, можно отнести их сравнительно низкую эффективность на впитывающих и пористых поверхностях. Эмульсия карбофоса оказалась в 25 раз менее эффективна по отношению к тараканам на впитывающей поверхности, чем на стекле [66].
В настоящее время ассортимент дезинсекционных средств включает значительное количество препаративных форм. По данным Бакановой Е.И. [7] в течении 11 лет сохраняется устойчивый интерес к эмульсиям и их концентратам, включая микрокапсулированные средства. Их доля составляет 10-20% от общего числа зарегистрированных препаративных форм. При этом наблюдается снижение доли дустов с 14% в 1992 г. до менее 2% в 2002 г. Отмечается рост популярности приманок, особенно в виде паст и гелей. Так, в период с 1995 г. по 1999 г., доля их использования за рубежом (по данным Snell E.J., 1999) возросла с 8,6 до 22,99% [8]. В России доля приманок всех видов также возросла с 2 до 14% за тот же период времени [7].
Микрокапсулированные инсектицидные препараты в практику дезинсекции вошли в конце 70-х годов XX века [76]. Впервые микрокапсулы были разработаны для снижения токсичности и увеличения времени остаточного действия инсектицида метафоса. Позднее в качестве действующих веществ при получении микрокапсулированных препаратов были использованы различные инсектициды - ДДТ, фенитротион, пиретрин, перметрин [76; 144], причем, как правило, микрокапсулированная форма применения имела преимущество по длительности остаточного действия перед эмульсионными формами тех лее инсектицидов.
Для получения микрокапсул, содержащих инсектициды, применяются различные материалы. Это могут быть как природные полимеры, например лигнин, крахмал, желатин, декстрин, так и синтетические - полиакриламид, поливиниловый спирт, поливинилацетат, полиуретан [113; 115]. Известен так же способ микрокапсулирования инсектицидов в полимерные микрокапсулы, заключающийся в том, что инсектицид включали в стенки полиэтиленовых микрокапсул [106]. Но наиболее часто применяемым материалом для получения микрокапсул, содержащих инсектициды, является полиуретан [35; 68; 69; 144]. Общая схема строения микрокапсул приведена на рисунке [86]:
В случае применения в качестве микрокапсул липосом инсектициды (липофильные соединения) распределяются в микрокапсулах внутри стенок. Во внутреннем водном объеме находятся водорастворимые вещества. Схема строения липосомальных микрокапсул показана на следующем рисунке [36]:
Описаны способы микрокапсулирования инсектицидов в липидные микрокапсулы. Так, в заявке на изобретение ФРГ № 3225943 [33] предложена композиция, содержащая пиретроидные инсектициды и фосфолипиды в массовом соотношении 1/20-1/50. В заявке на изобретение ФРГ № 3226147 [34] описан способ получения микрокапсулированного в липосомы инсектицидного препарата, заключающийся в том, что раствор смеси липидов и пиретроидного инсектицида в органическом растворителе, взятых в соотношении 1-5/1, высушивали под вакуумом и затем диспергировали в воде с применением методов экструзии или ультразвуковой обработки. В обеих работах не приведены сведения о биологической эффективности полученных препаратов. В первом случае предложено далеко не оптимальное соотношение активно действующего вещества и материала микрокапсул, во втором - требуется сложное оборудование и значительные энергозатраты.
Также отмечено влияние материала микрокапсул на способ проникновения инсектицида в организм насекомых. Так, преимущественным способом отравления тараканов при применении полиуретановых микрокапсул является контактный, так как поедания микрокапсул не происходило (в кишечнике тараканов содержание инсектицида было обнаружено в незначительном количестве), однако описан случай поедания полиуретановых микрокапсул, содержащих хлорпирифос, когда в кишечнике тараканов обнаруживали съеденные микрокапсулы [30; 79].
Микрокапсулированные препараты, так же как и порошки, остаются длительное время на впитывающих влагу поверхностях, так как не происходит интенсивной адсорбции преперата, как это имеет место при использовании водных эмульсий инсектицидов [26]. Отмечено, что микрокапсулированная форма перметрина обладает в несколько раз более высокой эффективностью, чем в случае применения смачивающегося порошка или эмульгирующегося концентрата [84]. Повышение эффективности происходит, по-видимому, вследствии того, что, как отмечено в работе Ереминой О.Ю., Серегина В.В., Усанкиной И.А. [30], тараканы за 1 минуту экспозиции на обработанной поверхности собирали около 700 микрокапсул, что во много раз превышало, при применении микрокапсулированной формы препарата на основе пиретроидного инсектицида лямбдацигалотрина, летальную дозу, равную 5 капсулам, размером 10 мкм, на насекомое. В ассортименте препаративных форм для уничтожения тараканов в настоящее время значительный удельный вес занимают отравленные приманки. В цитируемой выше статье Рославцевой С.А. [76] говорится, что микрокапсулированные средства являются одной из наиболее перспективных форм инсектицидов для борьбы с тараканами, в частности из-за снижения репеллентнои активности инсектицидных препаратов, в то время как при использовании пиретроидных инсектицидов в форме концентратов эмульсий и в других жидких формах часто наблюдается репеллентный эффект. При этом указано, что в настоящее время разрабатываются приманочные формы инсектицидных препаратов, в том числе гели, содержащие инсектициды в микрокапсулированной форме.
Способы получения микрокапсулированных инсектицидных средств
К смеси 50 г воды и 65 г глицерина прибавляли при перемешивании 2,0 г агара и 0,5 г желатина. Смесь нагревали, кипятили 1-2 мин до расплавления агара и охлаждали до 40 С. К полученному раствору прибавляли аттрактанты (0,6 г подсолнечного масла и 0,6 г корицы) и 5,0 г микрокапсулированного в липосомы инсектицида, содержащего 10% действующего вещества. Смесь охлаждали при легком перемешивании до застывания с получением целевого продукта. Содержание циперметрина - 0,4%.
Возможна модификация методики, заключающаяся в том, что инсектицид вносят в виде 2,45 г спиртового раствора смеси липидов и инсектицида, содержащего 60 % липидов, 20 % инсектицида и 20% этанола. В случае применения в качестве действующего вещества инсектицида фипронила, в 99,8 г застывающей гелеобразной композиции вносят 0,2 г раствора смеси 2,5 г фипронила, 30 г липидов яичных и 10 г этилового спирта.
Навеску дифенацина массой 3,0 г, в пересчете на 100%, помещали в круглодонную колбу на 250 см , прибавляли 70 см 10%-го спиртового раствора яичного лецитина или 7,0 г суммарных липидов яичного желтка, добавляли 30 см3 хлороформа и перемешивали до полного растворения. Растворители удаляли под вакуумом на ротационном испарителе ИР-1М при 40 С. К сухому остатку прибавляли 89,5 см дистиллированной воды и перемешивали с помощью мешалки в течении 1 часа. Получали 100 г препарата в виде гомогенной непрозрачной эмульсии желтого цвета с содержанием дифенацина 3,5%.
Навеску средства массой 0,2 г взвешивали на аналитических весах с точностью 0,0002 г, растворяли в мерной колбе вместимостью 25 см3 в этиловом спирте и перемешивали до полного растворения. Отбирали 2,0 з см полученного раствора, помещали аликвоту в мерную колбу на 25 см , доводили объем до метки и тщательно перемешивали. Полученный раствор фотометрировали в кювете с толщиной поглощающего слоя 1 см на приборе СФ-46 при длине волны для определения хлорпирифоса - 290 нм, а для определения циперметрина -277, 310 и 320 нм. Раствор сравнения - этанол.
Метод анализа гелеобразных инсектицидных средств, содержащих микрокапсулированные в липосомы инсектициды. К навеске анализируемого инсектицидного геля массой 1,0 г, взвешенной с точность 0,002 г, приливали 5 см дистиллированной воды и встряхивали до образования равномерной суспензии. Затем прибавляли 10 см хлороформа и экстрагировали действующие вещества при мягком перемешивании в течении 30 мин. Отбирали аликвоту хлороформенного экстракта (5 см3) и упаривали на роторном испарителе ИР-1М в круглодонной колбе при 40-50С. К сухому остатку прибавляли 0,5 см хлороформа и растворяли путем встряхивания колбы.
Отбирали 0,20 см полученного концентрата и наносили на пластину «Силуфол» размером 20x10 см в виде полосы длиной 5-6 см, подсушивая растворитель после нанесения каждой порции раствора таким образом, чтобы ширина нанесенной полосы не превышала 0,5 см. Пластину с нанесенным концентратом помещали в хроматографическую камеру, содержащую в качестве подвижного растворителя смесь хлороформ: четыреххлористый углерод 1:1 по объему.
После прохождения хроматограммы пластину сушили при 60С и проявляли в ультрафиолете. Полосы, содержащие инсектицид, вырезали, помещали в пробирку с 5,0 см3 этанола и экстрагировали анализируемые инсектициды в течении 15 мин при легком перемешивании.
За результат анализа принимали среднее арифметическое двух параллельных измерений, расхождение между которыми не превышает допустимого расхождения, равного 2%. Разработанный нами способ получения микрокапсулированных в липидные микрокапсулы инсектицидных препаратов основан на диспергировании в водной фазе раствора смеси природных липидов и фосфорорганического или пиретроидного инсектицида в органическом растворителе (например, этаноле). Диспергирование осуществляли путем инжекции раствора смеси липидов и инсектицида в органическом растворителе в водную фазу при интенсивном перемешивании. Полученные при этом микрокапсулы имели следующие размеры: диаметр - 5-Ю мкм, толщину стенки - 4 5 нм [95]. Препарат не образовывал осадка как в концентрированном (9,7 % инсектицида), так и в разбавленном (0,1 % инсектицида) виде. Известные методы получения микрокапсулированных в липосомы инсектицидов [33, 34] требуют энергоемкого и дорогостоящего оборудования, что обусловлено выбранными авторами способами получения липосом: экструзия и ультразвуковая обработка. Вследствии выбора в качестве растворителя для получения смеси липидов и инсектицида токсичного хлороформа, эти методы содержат лишнюю производственную стадию: удаление растворителя (упаривание под вакуумом).
Получение жидкофазных микрокапсулированных инсектицидных средств
К началу данной работы в литературе не было описано гелеобразных инсектицидных композиций, содержащих микрокапсулированные инсектициды. Для получения гелеобразных микрокапсулированных инсектицидных препаратов использовали методологический подход, аналогичный описанному для получения жидкофазных, микрокапсулированных в липосомы инсектицидных препаратов, включающий диспергирование исходных компонентов или готового микрокапсулированного препарата в жидкой фазе. При этом в композиции присутствует гелеобразующие компоненты. Основным требованием к консистенции геля является его стабильность как при хранении, так и при практическом применении. Первоначально в качестве гелеобразующего компонента был выбран агар. Однако оказалось, что вследствии синерезиса гель на основе агара при хранении расслаивается, а при практическом применении образует потеки, портящие поверхности, производящие негативное впечатление на потребителя и препятствующие подходу насекомых к гелеобразной массе, содержащей инсектицид. С целью устранения указанного недостатка в рецептуру был введен желатин. При выборе оптимального содержания желатина в рецептуре тестировали не только физическую стабильность геля, но и эффективность его против инсектарных тараканов.
Инсектицидные гели являются, как правило, приманочной композицией, сам материал микрокапсул - яичные липиды - является пищевым аттрактантом и, таким образом, повышает эффективность препарата. Высокоэффективным оказалось введение в состав геля инсектицида фипронила, обладающего, как известно [45], аттрактантными свойствами.
Первую серию экспериментов проводили на микрокапсулированном в липосомы пиретроидном инсектициде перметрине. Микрокапсулы состояли из яичного лецитина (16,6 %) и перметрина в концентрации 7,5 %. Эффективность указанного препарата была изучена в лабораторных условиях. В опытах использовали рыжих тараканов В. germanica L. как инсектарной (чувствительной к инсектицидам) культуры, так и популяции рыжих тараканов, собранные на объектах г. Москвы, обладающих резистентностью к перметрину среднего уровня - 2-Н)-кратный коэффициент устойчивости [51]. Эксперименты проводили методом принудительного контакта насекомых с обработанными препаратами поверхностями - стеклом и неокрашеной фанерой [50].
Опыты с микрокапсулированным перметрином проводили параллельно с испытаниями препарата «Кьюдоз» (микрокапсулированный в полиуретановые микрокапсулы перметрин, произведенный фирмой «ICI», Англия) в тех же концентрациях перметрина, что и исследуемый препарат. Контролем служили насекомые, контактировавшие с необработанными поверхностями. Кроме того, в ряде опытов для сравнения использовали спиртовые растворы перметрина.
Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что микрокапсулированный перметрин гораздо более эффективен по сравнению с некапсулированным. Но резистентность проявлялась и при воздействии капсулированного в липосомы препарата, но она в меньшей степени выражена, чем при использовании некапсулированного инсектицида. Показатели СК50 и СК99 микрокапсулированных препаратов отличались для тараканов, собранных на разных объектах. Так, для тараканов, собранных на объекте А показатель СК50 составил 0,02%, СК99 - 0,16%; на объекте Б 0,16 и 0,64%, соответственно; у тараканов, собранных на объекте В 0,32 и 0,64%, соответственно. По-видимому, сказалась предварительная обработка перметрином этих объектов. Установить длительность и кратность применения инсектицида не представлялось возможным, т.к. обработки объектов проводили несистематично. Однако несомненно, что уровень резистентности сказывался на эффективности препаратов.
Результаты последующих исследований эффективности препаратов, содержащих микрокапсулированные в липосомы циперметрин или хлорпирифос, приведены в таблицах 3, 4 [94, 95]. Эффективность микрокапсулированных в липосомы хлорпирифоса и циперметрина по отношению к рыжим тараканам при проведении исследований методом принудительного контакта.
Гибель насекомых, % 100 100 Норма расхода препарата составляла во всех опытах 50 мл/м . Опыты проводили на инсектарных культурах Blattella germanica методом принудительного контакта. Препараты наносили на некрашеную фанеру. Плотность распределения липосом по обработанной поверхности при 0,1% содержании циперметрина составила (65-70) 103 шт./см2.
Из приведенных в таблицах 3 и 4 данных следует, что препарат, полученный по разработанному способу, обеспечивает высокую биологическую эффективность. Достигается 100 % гибель насекомых в условиях опыта, в сочетании со значительным сроком остаточного действия, особенно в случае применения пиретроидного инсектицида.
В связи с возможным наличием резистентности у целевых насекомых, было проведено дополнительное исследование эффективности смесей микрокапсулированных в фосфолипидные микрокапсулы (липосомы) циперметрина и хлорпирифоса в различных соотношениях. Результаты исследований приведены в таблице 5 [96].
Полученные данные показывают, что по уровню чувствительности к фосфорорганическому инсектициду хлорпирифосу обе линии практически не отличались, а по чувствительности к пиретроиду (циперметрину) разница между ними составляла 11 раз. Действие смеси (1:1) обоих веществ для чувствительной линии тараканов превышала действие одного хлорпирифоса, но несколько уступала действию одного циперметрина. В отношении резистентной линии картина иная. Смесь инсектицидов (1:1) действует так же, как один хлорпирифос и вдвое эффективнее одного циперметрина. А смесь 1:9 уступает и тому и другому инсектициду по отдельности.
В приведенной ниже таблице приведены расчетные коцентрации смесей микрокапсулированных инсектицидов, обеспечивающие 50% гибель особей. Таблица 6. Расчетные концентрации смесей липосомальных форм инсектицидов. LC5o - суммарная концентрация (%) действующих веществ, обеспечивающая гибель 50 % особей при топикальном нанесении 10 мкл спиртового раствора на особь.
Поскольку смесь хлорпирифос + циперметрин 1:1 высоко эффективна по отношению к культурам рыжих тараканов как чувствительным, так и резистентным к пиретроидам, на практике её можно использовать в более широких масштабах, чем препараты, содержащие только одно действующее вещество [159].
Таким образом, на основании полученных результатов исследования микрокапсулированных в липосомы инсектицидных препаратов методом принудительного контакта, можно сделать вывод, что предлагаемые препараты обладают высокой эффективностью и длительным остаточным действием.
Определение эффективности микрокапсулированного дифенацина
Исследования были посвящены определению эффективности препарата при различных способах применения. Параллельно велись поиски минимально эффективных в отношении крыс концентраций действующего вещества [52]. Для оценки эффективности использован метод контакта грызунов с обработанной препаратом поверхностью. Такой поверхностью служило дно стеклянной банки, в которую помещали грызунов (по 1 зверьку в каждую). Проведено 6 опытов, в которых использовали 3 белых крысы и 3 белых мыши. Гибель мышей отмечена на 1-9 сутки, крысы погибли на 5-6 сутки.
Таким образом, было показано, что при нанесении препарата на стеклянную поверхность, с которой осуществляется контакт грызунов, происходит их отравление, приводящее к 100 % гибели подопытных животных. Следовательно, препаратом можно обрабатывать поверхности, по которым перемещаются зверьки.
Однако необходимо предохранить обработанные поверхности от загрязнения, способного снизить эффективность средства, исключить вероятность отравления человека и домашних животных, а также снизить до минимума риск загрязнения окружающей среды. С этой точки зрения наиболее удобной формой применения микрокапсулированного родентицидного препарата является нанесение его на внутреннюю поверхность стенки жестяных или полимерных трубок, в которые закладывается привлекательный для грызунов корм. Грызун, залезая в трубку за кормом, контактирует с обработанной препаратом поверхностью трубки. Шкурка и лапки его загрязняются ядом, который при слизывании во время чистки попадает в организм животного, вызывая его гибель. Преимуществом такого способа применения препарата является: 1. безопасность для нецелевых организмов; 2. возможность использования на объектах, где запрещено или не рекомендовано применение сильнодействующих ядов в виде отравленных приманок, дустов, паст и тд., например в пищевых, лечебных, детских учреждениях; 3. при применении таким образом микрокапсулированного родентицидного препарата загрязнение окружающей среды минимально; 4. расход препарата на единицу обрабатываемой площади минимален. микрокапсулированного дифенацина для крыс.
Для достижения вышеуказанных целей препарат наносили на внутреннюю поверхность жестяных трубок в количестве 2 мл с различными концентрациями - от 0,2 до 2,0 % дифенацина (табл. 18). В опытах использованы беспородные белые и дикие серые крысы, отловленные на объектах города и прошедшие двухнедельный карантин в виварии. Опыты с белыми крысами проводили в контейнерах площадью 0,7 м2, в каждый из которых помещали по одному зверьку. Воду в течении всего опыта давали в избытке. Тот же корм, который закладывали в трубки, размещали рядом с трубкой. Было проведено 4 опыта на 42 белых крысах.
Из данных, приведенных в таблице 18, следует, что при концентрации дифенацина 0,2 % погибло 50 % белых крыс, при концентрации дифенацина 0,5 % погибло 78 % животных, а при концентрации дифенацина 1 % и 2 % пали все крысы.
При концентрации дифенацина в препарате 2 % погибло 60 % подопытных животных, а при концентрации дифенацина 3,5 % гибель составила 100 %. Удельное содержание дифенацина составило 0,0092 г/м. Надо отметить, что рекомендуемое удельное содержание дифенацина на 1 м обрабатываемой площади помещений составляет для отравленных приманок до 0,015 г/м [82]. Трубки, обработанные препаратом, содержащим 3,5 % дифенацина, и использованные в опытах сохраняли свою ратицидную активность на протяжении 8 месяцев (срок наблюдения) без повторного нанесения препарата.
Таким образом, микрокапсулированный родентицидный препарат в предложенной форме применения обладает высокой эффективностью, обеспечивая 100% гибель крыс при содержании дифенацина в препарате 3,5%, и безопасностью применения, которая обеспечивается как низким удельным содержанием действующего вещества на единицу обрабатываемой площади, так и изоляцией действующего вещества от окружающего пространства стенкой трубки.
В настоящее время для анализа инсектицидных препаратов широко применяют методы газовой хроматографии. Однако данные методы требуют достаточно сложного и дорогостоящего оборудования, а для достижения надежных результатов необходим достаточный навык в работе. Погрешность методов определения основного вещества на уровне 1-3%. Спектрофотометрические методы анализа действующих веществ в инсектицидных средствах просты в исполнении и характеризуются относительной погрешностью 1-2% [46]. В ряде случаев для получения достоверных результатов требуется сочетание спектрофотометрического метода с тонкослойной хроматографией. В этом случае основные трудности возникают на стадии подбора состава подвижной фазы - элюента.
Похожие диссертации на Биологическое обоснование разработки и применения липосомальных форм инсектицидных средств для подавления численности насекомых, имеющих медико-санитарное значение
