4杀虫剂讲解.pptx

第三章第三章 杀虫剂杀虫剂 InsecticidesInsecticides第一节 杀虫剂的作用方式作用方式（mode of action of insecticide）指杀虫剂侵入昆虫体内并到达作用部位的途径和方法。主要作用方式:触杀、胃毒、熏蒸三种，另外还有内吸、杀卵、拒食、驱避作用等。一种药剂常同时具有多种作用方式。作用方式主要与杀虫剂的理化性质和昆虫的特性有关（形态、体壁结构、取食方式等）确定杀虫剂的作用方式，一般采用生物测定方法进行。在测定杀虫剂的毒力时，如果没有根据该杀虫剂的作用方式特点来采用适当的生物测定方法，就不能准确地反映出其毒力。第一节 杀虫剂的作用方式n一、胃毒作用（从口腔进入）药剂通过昆虫的取食活动随食物经昆虫口腔进入消化道，被中肠吸收后，通过血淋巴到达作用部位，引起昆虫中毒的作用方式。具有胃毒作用的杀虫剂称为胃毒剂 内吸性杀虫剂是不是胃毒剂？胃毒剂应具备的两个条件：1、昆虫对含有杀虫剂的食物，不产生拒食、驱避和呕吐现象。2、药剂在消化道能否被溶解和吸收。杀虫剂的胃毒作用一般用夹毒叶片法测定第一节 杀虫剂的作用方式n二、触杀作用（从体壁进入）药剂与昆虫体壁接触后，穿透体壁到达作用部位，使昆虫中毒的作用方式。具有触杀作用的杀虫剂称为触杀剂。影响触杀作用的因素主要是昆虫体壁的构造与杀虫剂的理化性质。杀虫剂的触杀毒力一般用点滴法或喷雾法测定 毛细管微量点滴器 Potter喷雾塔 第一节 杀虫剂的作用方式第一节 杀虫剂的作用方式n三、熏蒸作用（从气门进入）药剂以气体状态经昆虫呼吸系统进入虫体，使昆虫中毒的作用方式。具有熏蒸作用的杀虫剂称为熏蒸剂在仓库、大棚、土壤、较密闭的作物、虫道等可利用熏蒸作用防治害虫。敌敌畏褐飞虱 溴甲烷土壤消毒 磷化锌天牛特丁磷甘蔗绵蚜 熏蒸毒力一般用熏蒸瓶法测定第一节 杀虫剂的作用方式n四、杀卵作用 药剂与虫卵接触后使降低卵的孵化率降低，或直接进入卵壳使胚胎中毒死亡的作用方式。具有杀卵作用的杀虫剂称为杀卵剂。杀卵作用的测定一般用浸渍法。评价杀卵作用时，不但要看卵的孵化率，也要看孵出幼虫的死亡率。第一节 杀虫剂的作用方式n五、拒食作用 药剂抑制昆虫的味觉感受器，使其拒绝取食含有药剂的食物而饥饿死亡的作用方式。具有拒食作用的杀虫剂称为拒食剂。思考题n1、研究杀虫剂的作用方式有何意义？n2、杀虫剂主要通过哪几种途径进入虫体内？可采用何种生物测定方法来测定杀虫剂的胃毒作用和触杀作用？第二节 杀虫剂对昆虫的穿透作用n 杀虫剂不管通过何种途径进入昆虫体内，到达作用部位，都会遇到很多屏障。杀虫剂必须顺利穿透这些屏障，并且有足够的量到达作用部位，才能使昆虫中毒死亡。主要的屏障：体壁、消化道和神经血脑屏障。在这一节里，我们主要讲述杀虫剂是怎样穿透这些屏障的，和影响杀虫剂穿透作用的因素。一、杀虫剂对体壁的穿透作用n大多数杀虫剂都是触杀剂。触杀剂要进入昆虫体内，首先面临的问题就是怎样穿透体壁。一、杀虫剂对体壁的穿透作用n体壁：表皮层、皮细胞层和底膜n表皮层：上表皮、原表皮n上表皮（无几丁质）：护蜡层（类脂）、蜡层（蜡质）、角质精层（鞣化蛋白和类脂）n 原表皮（几丁质蛋白质复合物）：外表皮（鞣化蛋白）、内表皮（几丁质和蛋白质）n昆虫的表皮是油/水两相结构。一、杀虫剂对体壁的穿透作用表皮表皮血腔血腔血液循环血液循环神经系统神经系统气管系统气管系统神经系统神经系统微气管微气管表皮蜡层表皮蜡层气管系统气管系统神经系统神经系统微气管微气管影响杀虫剂对体壁穿透的因素1、杀虫剂的理化性质 （1）杀虫剂分配系数（P）P=杀虫剂在油相的量/杀虫剂在水相的量 P值可反映出一个化合物 脂溶性的大小。P值越大，脂溶性越强影响杀虫剂对体壁穿透的因素n 根据化学的相似相溶原理，杀虫剂的脂溶性大，穿透上表皮的能力就强，但在穿透上表皮后，则需要有一定的水溶性才能穿透原表皮。因此，一个良好的触杀剂要具有一个适中的分配系数。亲水性太强，不能溶于表皮蜡层，不能穿透表皮，触杀作用小，如杀虫双。脂溶性太强，药剂就会全部被保留在上表皮中，不能穿透原表皮。n 影响杀虫剂对体壁穿透的因素n（2）杀虫剂的剂型与助剂 湿润和粘着性能好的剂型，穿透作用较强，如乳油、悬浮剂等。水剂的湿润性能较差，触杀作用也弱(多为胃毒剂）。在药液中加入少量表面活性剂（如洗洁精），可提高湿润性和粘着性，从而提高药效。制剂中的有机溶剂，可提高药剂对表皮的穿透作用 在防治螨类、小菜蛾等时，在药液中加入煤油 对于杀虫剂来说，乳油是防效最好的剂型。影响杀虫剂对体壁穿透的因素n2、昆虫体壁的结构 昆虫的种类、虫态、龄期、部位等的不同，体壁的结构特点就不同，对杀虫剂的穿透作用的影响就不一样。主要表现在：（1）表皮的毛鬃减少药剂与表皮的接触（2）表皮的蜡层药液在体壁的湿润展布。介壳虫、蚜虫（3）外表皮的骨化程度（蛋白质的鞣化）幼虫耐药性随龄期而提高；节间膜、触角、跗节、足基部等没有骨化的膜状组织，药剂易穿透二、杀虫剂对消化道的穿透作用n胃毒剂被昆虫吞食进入体内后，能否穿透消化道是胃毒剂是否有效的决定因素。在昆虫的消化道中，只有中肠具有吸收功能。前肠和后畅与表皮一样，是由外胚层发育而来的，具有与表皮相似的成分和结构，一般胃毒剂难以穿透。中肠是昆虫进行消化和吸收 的主要部位，也是药剂较容易穿透的部位。杀虫剂穿透消化道实际上是杀虫剂对中肠肠壁细胞质膜的穿透。n n 生物膜的结构n 化合物对质膜的穿透具有以下特点：n（1）水溶性的小分子化合物（100200）可以通过膜上小孔穿透质膜；n（2）水溶性强的大分子化合物不能穿透质膜；离子型化合物不能穿透。n（3）脂溶性的化合物可以穿透质膜影响杀虫剂穿透消化道的因素n（1）杀虫剂在消化道的溶解度n（2）杀虫剂的电离常数（Ka）n（3）消化道的pH值n 影响到杀虫剂的电离程度三、杀虫剂对血脑屏障的穿透作用 杀虫剂穿透体壁或消化道进入血淋吧后，还必须穿透另一个屏障，才能到达作用部位中枢神经系统。这个屏障叫血脑屏障，存在于血淋巴和中枢神经系统之间，对中枢神经系统起着保护作用。血脑屏障在昆虫和高等动物都有存在。血脑屏障也是类似生物膜的结构。因此，杀虫剂对血脑屏障的穿透与对消化道中肠肠壁细胞质膜的穿透一样，受到杀虫剂的Ka和血液的pH值等因素的影响。n n 血脑屏障模式图a.血-脑屏障；b.血-脑脊液屏障；c.脑脊液-脑屏障 AS.星状胶质细胞；N.神经元；CSF.脑脊液n 我们举一个例子来说明血脑屏障对杀虫剂的阻挡作用：毒扁豆碱氨基甲酸酯类杀虫剂 离子型化合物非离子型化合物第二节 杀虫剂对昆虫的穿透作用 思考题n1、杀虫剂进入昆虫体内有哪些途径？影响杀虫剂到达作用部位的主要屏障有哪些？n2、在农药剂型加工和使用过程中，如何提高农药对靶标生物的穿透作用？n（1）提高农药对靶标的湿展和粘着能力：在乳油中加入高效的湿展剂（乳油中的乳化剂湿展作用差）；在稀释液中加入湿展剂（农药伴侣-穿透王）；芝麻油n（2）提高农药对靶标的渗透力：加入渗透剂第三节 杀虫剂的代谢作用 自然界的各种生物在进化过程中，逐步形成了一个抵抗外来化合物的代谢体系，而对自身起到保护作用。昆虫也一样具有一个完整的代谢体系。杀虫剂一旦进入昆虫体内就会被各种各样的酶所代谢。杀虫剂在昆虫体内主要代谢方式是氧化代谢和水解代谢。杀虫剂在昆虫体内的代谢主要是微粒体多功能氧化酶参与的氧化反应的结果。这种氧化作用与杀虫剂的降解代谢、增毒代谢，杀虫剂的增效作用，以及昆虫对杀虫剂的抗药性都有密切关系。因此，在这一节里，我们主要介绍以多功能氧化酶为中心的氧化代谢。一、氧化代谢n 微粒体多功能氧化酶（MFO）MFO是位于细胞中微粒体部分可催化多种类型氧化作用的酶。（一）MFO的生物学 1、底物谱 MFO的底物谱是十分广泛的，几乎所有的亲脂性化合物都是它的底物，它是一个对有毒或不需要的外源物和内源物的解毒酶，在昆虫毒理学中，具有极其重要的意义。n2、MFO是昆虫的一种保护机制 这表现在以下几方面：1）分布：主要在中肠，其次在脂肪体和马氏管。MFO 分布在这些地方，是为了MFO更容易接触到外源物，有利于对外源物的代谢作用。2）MFO的活性与发育阶段有关 在昆虫的卵期和蛹期，几乎测不出MFO。所有的昆虫都是在取食阶段，MFO才有活性，并且，取食量最大的龄期，MFO的活性也最高。取食期的昆虫，MFO活性高，有利于对外源物的代谢，这也是一种保护机制。3）昆虫的食性与MFO的水平有关 多食性寡食性单食性 多食性昆虫接触的外源物多，其中包括许多有毒物质，因而需要更多的MFO来降解这些外源物，昆虫才能生存。4）害虫抗药性与MFO密切相关 综上所述：MFO是昆虫在进化过程中形成的一种自我保护机制。n3、MFO的组成 MFO不是一个单一的酶，而是一个酶的复合体，包括细胞色素P-450、黄素蛋白还原酶和细胞色素b5还原酶。MFO与底物反应的简化式：RH+O2+NADPH+H+ROH+H2O+NADP+RH为底物，NADPH 是还原型辅酶，NADP+为氧化型辅酶。在这个反应里，起催化作用的是细胞色素P-450，它将氧分子一分为二，一个氧原子和底物结合，一个氧和H+结合生成水。NADPH是电子提供者，黄素蛋白还原酶和细胞色素b5还原酶则是在NADPH 和细胞色素P-450之间起着传递电子的作用。n细胞色素P-450 细胞色素P-450是MFO中最重要的酶系，是一种具有特殊光谱性质的色素蛋白，还原后可与CO结合，而且生成的化合物在450nm波长下有一特征吸收峰，由此命名为P-450。细胞色素P-450不是一个单一的酶蛋白，而是由一族不同的蛋白酶组成的，不同的P-450可以参与不同类型的代谢反应，因此，可以作用各种各样的底物n（二）MFO催化的反应类型 MFO的特点之一是底物的多样性。涉及农药代谢的主要反应类型有：1）羟基化反应 烷基的羟基化：R-CH3RCH2OH 芳基的羟基化：R-C6H5 R-C6H4OH 杂环的羟基化 2）脱烷基反应 O-R、S-R、NH-R n3）硫代磷酸酯氧化为磷酸酯 P=SP=O 这是一个增毒代谢反应。二、水解代谢n在农药的代谢中，以微粒体多功能氧化酶最为重要，但也有一部分农药的代谢为水解代谢，特别是有机磷农药中有许多品种是以水解为主的，其他如氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢也涉及水解。促使农药发生水解反应的酶主要是酯酶，包括磷酸三酯水解酶，羧酸酯水解酶，羧酸酰胺水解酶等。水解代谢通常为解毒代谢。第三节 杀虫剂的代谢作用n 思考题 研究杀虫剂的代谢作用有何意义？