Kemikere opdager hurtigere virkende former for insekticid imidacloprid

Forskere har udviklet syv krystalformer af imidacloprid - et af verdens mest udbredte insekticider - i et forsøg på at reducere dets miljøpåvirkning kraftigt, ifølge en undersøgelse offentliggjort i Journal of the American Chemical Society . De nye formularer virker op til ni gange hurtigere end den originale version, hvilket betyder, at en mindre mængde kan bruges til at bekæmpe insekter som smitsomme sygdomsoverførende myg, samtidig med at risikoen for skade på andre organismer reduceres, såsom bier.

"Ved at bruge modificerede former for imidacloprid, vi kan have en bæredygtig strategi til at forbedre insekticidets evne til at kontrollere myggesygdomsvektorer og samtidig mindske den nødvendige mængde, sagde Bart Kahr, en professor i kemi ved NYU, der studerer krystalvækst, og hvem ledede denne forskning. "Dette giver en vej til at minimere eksponering og skade på andre organismer, samt forsinke begyndelsen af ​​udviklingen af ​​resistens hos myg, en hastende situation, hvor malaria er endemisk."

Imidacloprid er en del af familien af ​​neonicotinoide insekticider, som virker på insekters centralnervesystem ved at binde sig til den samme receptor som nikotin. Når insekter lander på overflader sprøjtet med imidacloprid, insekticidmolekylerne absorberes fra krystaller gennem deres fødder, forstyrrer deres nervesystem.

Imidacloprid bruges i en række forskellige miljøer, fra at beskytte afgrøder til at behandle kæledyr for lopper; det sprøjtes også indendørs og udendørs i offentlige sundhedsapplikationer. Desværre, den omfattende brug af imidacloprid i landbrugsmiljøer har været stærkt impliceret i tilbagegangen af ​​bikolonier, hvilket er bekymrende i betragtning af betydningen af ​​bestøvere for afgrøder og blomster. Mens Den Europæiske Union har forbudt brugen af ​​imidacloprid på grund af dets akutte toksicitet for bier, det sælges stadig i USA og er meget udbredt i mere end 100 andre lande rundt om i verden.

"I betragtning af den udbredte brug af imidacloprid, vi anerkendte værdien i at udvikle mere aktive former, som kunne bruges i mindre mængder og forhåbentlig skåne bestøvere, " sagde Michael Ward, professor i kemi ved NYU og en studieforfatter. "Vi har haft lignende succes med at manipulere et andet insekticid, deltamethrin, for at give en hurtigere krystalversion."

I den Journal of the American Chemical Society undersøgelse, forskerne opdagede syv nye krystalformer af imidacloprid, tilføjelse til de to eksisterende versioner, hvoraf den ene bruges kommercielt. Forsker og studieforfatter Xiaolong Zhu skabte de fleste af de nye krystalformer ved at smelte og afkøle de kommercielle former.

Forskerne testede derefter tre stabile, nye former for imidacloprid på tre typer sygdomsbærende myg ( Aedes , som spreder dengue, chikungunya, gul feber, og Zika; Anopheles, som bærer malaria; og Culex , som bærer lymfatisk filariasis) og frugtfluer. Alle tre former for imidacloprid virkede meget hurtigere end den kommercielle form, med én, der dræber myg ni gange hurtigere. Insekticider, der virker hurtigt, er vigtige for hurtigt at bekæmpe myg, før de formerer sig eller fortsætter med at sprede sygdomme og kan reducere sandsynligheden for udvikling af insekticidresistens.

Især den mest aktive form for imidacloprid viser lovende brug uden for laboratoriet og i marken:dens krystaller var nemme at forberede gennem opvarmning og afkøling og forblev stabile ved stuetemperatur. Mere aktive krystalformer har en tendens til at være mindre stabile - ofte omdannes til deres mere stabile modstykker, som er mindre aktive som insekticider - men den hurtigst virkende version af imidacloprid varede i mindst seks måneder.

"Imidacloprid er en meget bekymrende sammensætning af stof, men samtidig er den ekstremt populær. Hvis regulatorer i Nordamerika ikke vil forbyde det, simple indgreb for at minimere miljøeksponering kan have værdi, " sagde Kahr. "En tæt undersøgelse af krystalvækst kan give en strategi for at nå målene om at forebygge infektionssygdomme med imidacloprid og samtidig mindske muligheden for udvikling af resistens."