胡芦巴和葡萄籽油纳米乳剂对淡色库蚊(双翅目:库蚊科)的杀幼虫潜力

《Scientific Reports》：Larvicidal potential of Trigonella foenum-graecum and Vitis vinifera seed oil nanoemulsions against Culex pipiens (Diptera: Culicidae)

　　

蚊虫对传统杀虫剂的耐药性不断增加，凸显了寻找替代性和可持续控制策略的迫切需求。尽管植物源油因其富含生物活性化合物（尤其是不饱和脂肪酸和酚类成分）而被选用，且已有报道显示其具有前景的杀幼虫活性和膜破坏特性，但其实际应用常因水分散性差、物理化学稳定性低和生物利用度可变而受限。此外，将化学组成与纳米增强杀幼虫功效（针对淡色库蚊《Culex pipiens》）联系起来的研究仍然有限。因此，本研究旨在开发胡芦巴（《Trigonella foenum-graecum》）籽油和葡萄（《Vitis vinifera》）籽油的纳米乳剂，并评估其物理化学特性和杀幼虫活性。气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析在胡芦巴籽油和葡萄籽油中分别鉴定出14种和34种化合物，其中脂肪酸为主要组分。制备的纳米乳剂表现出纳米级液滴尺寸（胡芦巴籽油纳米乳剂为194.8 nm，葡萄籽油纳米乳剂为55.21 nm）和负的zeta电位值（-33.3 mV和-29.9 mV），表明具有良好的分散性和胶体稳定性。透射电子显微镜（TEM）证实形成了球形且分散良好的液滴。杀幼虫生物测定显示，与粗油相比，纳米乳化制剂的毒性显著增强。胡芦巴籽油纳米乳剂表现出最高活性，在暴露24和48小时后，半数致死浓度（LC₅₀）值分别为27.14 ppm和23.20 ppm。这些发现表明，纳米乳化改善了植物源油的分散性并增强了其生物性能。总体而言，结果表明基于纳米乳剂的制剂是提高植物源杀幼虫剂功效的一种有前景的方法。然而，需要进一步研究来评估其在田间条件下的性能及其环境安全性。

**论文解读：胡芦巴和葡萄籽油纳米乳剂对淡色库蚊的杀幼虫活性研究**

**研究背景与问题**

蚊媒疾病（如西尼罗病毒）持续构成全球公共卫生威胁，而化学杀虫剂的长期使用导致淡色库蚊（*Culex pipiens*）等媒介蚊虫产生耐药性，机制包括靶标位点突变、代谢解毒增强和表皮穿透降低。此外，传统杀虫剂的环境持久性和对非靶标生物的不良影响也引发担忧。植物源油虽富含生物活性化合物（如不饱和脂肪酸和多酚），具有膜破坏和氧化应激诱导等多靶点作用，但因其水分散性差、物理化学稳定性低和生物利用度不足，实际应用受限。纳米乳剂（Nanoemulsions, NEs）通过提高疏水化合物的分散性和界面面积，有望克服这些限制，但此前研究多集中于富含挥发性萜类化合物的精油，而富含脂肪酸的种子油（如胡芦巴籽油和葡萄籽油）在纳米制剂中的杀幼虫活性研究尚不充分，且缺乏将化学组成、物理化学表征与杀幼虫功效系统关联的研究。因此，该研究在《Scientific Reports》上发表的论文旨在开发胡芦巴（*Trigonella foenum-graecum*）和葡萄（*Vitis vinifera*）籽油的纳米乳剂，评估其物理化学性质，并测试其对淡色库蚊幼虫的杀灭效果，同时假设纳米乳化能提高分散性、物理化学稳定性及杀幼虫效力。

**主要技术方法**

研究人员采用自发乳化法制备纳米乳剂，以Tween 80（亲水亲油平衡值HLB=15）和Span 60（HLB=4.7）作为表面活性剂混合物（*S*_mix），优化比例为5:1（Tween 80:Span 60）。油相（5% w/w）为胡芦巴或葡萄籽油，表面活性剂混合物占20% w/w，水相占75% w/w。通过磁力搅拌和探头超声（20 kHz，500 W，脉冲模式15分钟）形成纳米乳剂。使用气相色谱-质谱联用（GC-MS）分析油类化学成分，采用动态光散射（DLS）和zeta电位测量表征粒径和表面电荷，透射电子显微镜（TEM）观察形态。杀幼虫生物测定参照世界卫生组织（WHO）标准浸渍法，针对淡色库蚊三龄幼虫，测试5个浓度，重复3次，记录24和48小时死亡率。幼虫来源：埃及艾因夏姆斯大学科研与培训中心（RTC）。

**研究结果**

**1. 植物化学化合物鉴定**
GC-MS分析显示，胡芦巴籽油和葡萄籽油分别鉴定出14种和34种化合物，脂肪酸为主要组分（分别占94.05%和79.17%）。胡芦巴油中主要成分为亚油酸甲酯（46.1%）、11-十八碳烯酸甲酯（26.7%）和棕榈酸甲酯（10.57%）；葡萄籽油中主要成分为亚油酸甲酯（58.65%）、油酸甲酯（19.33%）和棕榈酸甲酯（9.41%），同时检测到微量生育酚和植物甾醇（如β-谷甾醇）。

**2. 纳米乳剂表征**
热力学稳定性测试（离心、冻融、加热-冷却循环）显示，两种纳米乳剂均未出现相分离、浑浊或凝聚，保持物理完整性。动态光散射（DLS）测量表明，胡芦巴籽油纳米乳剂（FsO-NE）平均粒径为194.8 nm，多分散性指数（PDI）为0.624；葡萄籽油纳米乳剂（GsO-NE）平均粒径为55.21 nm，PDI为0.578。zeta电位分别为-33.3 mV和-29.9 mV，表明中等静电排斥稳定性。透射电子显微镜（TEM）显示两种纳米乳剂液滴呈球形、分散良好，FsO-NE粒径范围为17.13–45.39 nm，GsO-NE为25.54–37.32 nm。

**3. 杀虫活性**
**胡芦巴籽油及其纳米乳剂**：粗油在250 ppm下24和48小时死亡率分别为90%和94%；纳米乳剂在35、40和45 ppm时48小时死亡率分别达88%、96%和100%，显示出浓度和时间依赖性。**葡萄籽油及其纳米乳剂**：粗油在250 ppm下48小时死亡率为92%；纳米乳剂在40和45 ppm时48小时死亡率分别为80%和92%。**相对效率**：胡芦巴粗油24和48小时LC₅₀值为77.31和47.66 ppm，而纳米乳剂降至27.14和23.20 ppm，相对效率提高2.84和2.05倍。葡萄籽油粗油LC₅₀值为95.62和82.97 ppm，纳米乳剂降至30.64和29.15 ppm，相对效率提高3.12和3.84倍。结果表明，纳米乳剂显著增强杀幼虫活性，且胡芦巴油活性高于葡萄籽油。

**讨论与结论总结**
讨论部分指出，两种油中脂肪酸（尤其亚油酸和油酸衍生物）占主导地位，与膜破坏和氧化应激诱导的杀虫活性相关；生育酚和植物甾醇可能起协同作用。纳米乳剂的稳定性源于表面活性剂系统的选择，粒径差异（TEM与DLS）归因于干燥态与流体动力学直径的测量差异。杀幼虫活性增强可归因于纳米乳剂减小液滴尺寸、增大界面面积，促进与幼虫体壁的接触和活性成分穿透。结论部分翻译如下：本研究证明，与相应粗油相比，由胡芦巴和葡萄籽油配制的纳米乳剂对淡色库蚊表现出增强的杀幼虫活性，表现为更低的LC₅₀值和更高的死亡率响应。这些发现凸显了基于纳米乳剂系统提高植物源杀幼虫剂功效的潜力。然而，当前结果仅限于受控实验室条件。需要进一步研究评估田间表现、环境稳定性及对非靶标水生生物的影响。此外，研究幼虫死亡的潜在机制和优化制剂参数对于支持蚊虫控制项目中的实际应用至关重要。