利用蒜香草提取物生物合成的银纳米颗粒对蟑螂的防治研究

为解决合成杀虫剂的问题，研究人员开展蒜香草提取物合成银纳米颗粒（AgNPs）杀蟑螂研究，发现其有效，有环保意义。

　　在我们的日常生活中，蟑螂可谓是让人头疼不已的 “小麻烦”。它们常常穿梭于厨房、卫生间等各个角落，不仅弄脏食物，还可能传播各种疾病，对人们的健康构成了不小的威胁。就拿美洲大蠊（Periplaneta americana）来说，在尼日利亚西南部地区，它可是 “常客” ，频繁出现在居民住宅、餐厅、酒店等场所。为了对付这些蟑螂，人们常用合成杀虫剂，但这也带来了一系列问题。合成杀虫剂在环境中稳定性强，不易分解，会对环境造成污染，还可能危害人体健康。而且，蟑螂们也变得越来越 “聪明”，部分种类已经对合成杀虫剂产生了抗药性。此外，合成杀虫剂的价格不断上涨，这让人们在防治蟑螂时面临着诸多困扰。

为了找到更好的解决办法，来自 Ladoke Akintola University of Technology（尼日利亚）和 University of KwaZulu-Natal（南非）的研究人员展开了一项研究。他们将目光投向了蒜香草（Petiveria alliacea），尝试利用其提取物生物合成银纳米颗粒（Silver nanoparticles，AgNPs），并评估这种纳米颗粒对蟑螂的防治效果。相关研究成果发表在了《Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences》上。

研究人员在此次研究中运用了多种技术方法。首先，通过生物合成法，利用蒜香草的根和叶提取物与硝酸银（AgNO₃）溶液反应，成功制备出了 AgNPs。然后，借助 UV-Vis 分光光度法、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）和能量色散 X 射线光谱（EDX）等技术对合成的 AgNPs 进行表征分析。此外，采用接触毒性生物测定和熏蒸毒性生物测定两种方式，在不同浓度（1%、5%、10% v/v）和不同暴露时间下，测试 AgNPs 对蟑螂的杀虫效果。

下面来看看具体的研究结果：

• AgNPs 的合成与表征：在室温（30 ± 2 °C）下，蒜香草的根和叶提取物能在 10 分钟内合成 AgNPs，PaL-AgNPs 呈深棕色，PaR-AgNPs 呈浅棕色，25 分钟后颜色稳定。PaL-AgNPs 和 PaR-AgNPs 的最大吸收峰分别出现在 426.32nm 和 442.11nm 处。FTIR 分析表明，样品中存在烯烃（= C–H）、酯（=O）、酰胺（=N–H）和脂肪胺（=C–N）等物质，这些物质参与了 AgNPs 的合成、封端和稳定过程。TEM 分析显示，PaL-AgNPs 和 PaR-AgNPs 的颗粒均呈球形，PaL-AgNPs 粒径范围为 5.95 - 28.91nm，PaR-AgNPs 粒径范围为 11.89 - 76.19nm。EDX 光谱证实了样品中银的存在，蒜香草叶合成的 AgNPs 中银含量为 21.3%，根合成的为 16.3%。
• 熏蒸毒性对成年蟑螂的影响：研究发现，不同处理对成年蟑螂的防治效果差异明显。暴露 1 小时后，氯氟氰菊酯（lambdacyhalothrin）能杀死 100% 的蟑螂，10% v/v 的 PaL-AgNPs 和 PaR-AgNPs 分别能杀死 33.3% 和 50% 的蟑螂。暴露 2 小时后，10% 浓度的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 处理组，蟑螂死亡率分别达到 50.7% 和 66.7% 。暴露 3 小时后，10% v/v 的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 能杀死所有测试蟑螂。在相同暴露时间下，5% v/v 的 PaR-AgNPs 比 PaL-AgNPs 杀死的蟑螂更多。
• 接触毒性对成年蟑螂的影响：接触毒性实验结果显示，暴露 1 小时后，10% 的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 对蟑螂有相同显著效果，1% 和 5% v/v 的两种 AgNPs 处理组蟑螂无死亡。暴露 2 小时后，氯氟氰菊酯处理组蟑螂死亡率达 93.3%，10% v/v 的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 处理组死亡率为 50%，5% v/v 的 PaL-AgNPs 处理组有 8.3% 的蟑螂死亡，而 5% v/v 的 PaR-AgNPs 处理组蟑螂无死亡。暴露 3 小时后，氯氟氰菊酯处理组蟑螂全部死亡，10% 的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 处理组蟑螂死亡率为 75% 。暴露 4 小时后，10% 的两种 AgNPs 处理组蟑螂死亡率达到 100%，整个实验过程中，1% v/v 的 PaR-AgNPs 和 PaL-AgNPs 处理组蟑螂均未出现死亡。

综合研究结果与讨论来看，本次研究成功利用蒜香草提取物合成了具有杀虫活性的 AgNPs，为蟑螂防治提供了新的选择。研究表明，蒜香草的叶和根都可用于制备纳米杀虫剂，且这种纳米杀虫剂兼具接触和熏蒸杀虫的作用，不过熏蒸毒性的杀虫速度更快。同时，浓度对 AgNPs 的杀虫效果影响显著，10% 的浓度效果最佳。虽然与合成杀虫剂相比，这种纳米杀虫剂的杀虫速度较慢，但它对人类和环境的毒性较低，更加环保。这一研究成果为开发和商业化利用蒜香草合成的 AgNPs 作为家庭害虫防治的新型产品奠定了基础，有望在未来减少人们对合成杀虫剂的依赖，为保障家庭健康和环境安全做出贡献。