荧光增白剂在昆虫病毒领域的新用途(三)

2006-06-21

6   化工系统有关单位应承担的研究课题

荧光增白剂既能对多种昆虫病毒提供防紫外线的保护,又能显著增强昆虫病毒的毒力,对昆虫病毒具有保护和增效双重作用,是研究高效昆虫病毒杀虫剂的理想佐剂。这是一项需要多学科共同参与协同攻关的边缘学科,它涉及害虫的生物防治,生态系统中生物多样性及生物互作之间的相互影响,环境影响评价,昆虫病毒用荧光增白剂的遴选,生产和新品种的开发等等。作为研究和生产荧光增白剂的化工系统各单位应承担的研究课题主要有以下几个方面:

6.1   从现在国内已生产的荧光增白剂品种中遴选出理想的品种。

从目前国内报导的有关研究试验所选用的荧光增白剂品种看,按其化学结构类型分属DSD酸――三嗪类型和碳环类的44’――二苯乙烯基联苯类型,都是水溶性的荧光增白剂,荧光增白剂的分子结构中都含有磺酸基,主要品种有:

6.1.1  DSD酸――三嗪类型的品种

品种1,荧光增白剂Tinopal LPW,该品种在《染料索引》上从编号为C.I.28CAS登录号〔4193559〕。由DSD酸和三聚氯氰的反应物为母体结构,三聚氯氰上另二个氯原子分别被苯胺和二乙醇胺所取代,化学名称是44’――双〔(4一二羟乙氨基-6-苯胺基-135-三嗪-2-基)氨基〕二苯乙烯-22’一二磺酸钠。化学结构式为:

该品种国内已生产,商品名称是荧光增白剂BA或荧光增白剂VBL(新)等。

品种2,荧光增白剂VBL,该产品在《染料索引》上的编号为C.I.85CAS登录号为〔12224167〕。由DSD酸和三聚氯氰的反应物为母体结构,三聚氯氰上另二个氯原子分别被苯胺和一乙醇胺所取代,化学名称是44’――双〔(4一羟乙氨基-6-苯胺基-135-三嗪-2-基)氨基〕二苯乙烯-22’一二磺酸钠。化学结构式为:

 该品种和品种1在化学结构上的不同点是三聚氯氰上的一个氯原子的取代基团品种1是二乙醇胺,品种2是一乙醇胺。该品种我国早在1959年就开始工业化生产,是目前国内使用领域最宽广、生产量最大的一个品种。

品种3,荧光增白剂Blankophor RKH,该品种在《染料索引》上的编号为C.I.205,CAS登录号为〔35632996〕,由DSD酸和三聚氯氰的反应物为母体结构,三聚氯氰上另二个氯原子分别被苯胺和甲胺所取代,化学名称是44’――双〔(4-甲胺基-6-苯胺基-135-三嗪-2-基)氨基〕二苯乙烯-22’-二磺酸钠。化学结构式为:

该品种和品种1在化学结构上的不同点是三聚氯氰上的一个氯原子的取代基团品种1是二乙醇胺,而本品种是甲胺。该品种国内生产量不大,商品名称是荧光增白剂RKH

还有其他一些品种,产量不大,不一一列举。

6.1.2  44’一二苯乙烯基联苯类

属碳环类中的44’一二苯乙烯基联苯类的品种只有一个,即荧光增白剂CBS-X,该品种在《染料索引》上的编号为C.I.351CAS登录号为〔27344418〕,化学名称是44’一二(2-磺酸基苯乙烯基)联苯。化学结构式是:

该品种是由44’一二氯甲基联苯与亚磷酸三甲酯反应,生成的酯化物再与苯甲醛邻磺酸钠反应而制得,该品种具有良好的溶解分散性,化学稳定性,是用于轻纺工业产品的超级荧光增白剂。它还容易生物降解是环保型产品。国内目前已能大量生产商品名称为荧光增白剂CF351。并有部分出口,美中不足的是关键中间体44’一二氯甲基联苯合成难度大,成本高,导致该品种荧光增白剂售价高达16万元/吨以上,是前述几个品种价格的78倍,用于昆虫病毒,其成本无法消化,很难大面积推广。

通过上述分析,从目前国内生产的荧光增白剂品种中遴选出理想品种的切入点是化学机构类型属DSD酸――三嗪类型的荧光增白剂,其中重点品种应是品种1――荧光增白剂BA和品种2――荧光增白剂VBL,从国内已公开报导的研究试验看,品种2对昆虫病毒既能提供防紫外线保护又能增强昆虫病毒的毒力⑸⑹,具有双重功效,也是一个理想的品种。国产荧光增白剂BA,即品种1,其化学结构式和Tinopal LPW相同,尚未见国内的研究部门用其进行试验的报导。作为研究和生产荧光增白剂的化工系统有关单位应将荧光增白剂BA和VBL同国外研究荧光增白剂对昆虫病毒增强作用的标准样本――Tinopal LPW从紫外线吸收性能,荧光发射光谱、光物理化学性能,荧光量子产率等要素进行对比分析,并将此项研究结果和农、林、生物系统研究该课题的单位协作,从荧光增白剂本身所具有的理化性能出发,逐步建立起中国自己的研究荧光增白剂对昆虫病毒增效作用的标准样本。逐步遴选出更适合某个宿主――病毒系统的荧光增白剂品种。

6.2    将几种不同品种的荧光增白剂按最佳组分复配,试验其防紫外线和增效作用有无变化。

1997ArgauerShapiro通过试验认为荧光增白剂对病毒的增效作用与其自身的荧光度有一定的联系,显著的增强作用常与高荧光度的荧光增白剂相关,无增强作用的荧光增白剂一般只具有较低的荧光度。由此可以设想,用多组分复配型荧光增白剂代替单组分荧光增白剂是否也能像在工业上实用的情况一样,起到事半功倍的效果。对DSD酸――三嗪类型荧光增白剂而言,三嗪环上的取代基不同,荧光增白剂的最大吸收光的波长就不同,把最大吸收波长不同的产物复配,增大最大吸收波长范围,使得复配后的荧光增白剂发射的荧光强度增加。通过试验优选出最佳组分的复配型荧光增白剂,并测定其荧光度的提高情况,再试用于昆虫病毒的防紫外线及增强毒力的研究。

6.3         研究开发出更适用于昆虫病毒防紫外线保护及增强毒力的新品种荧光增白剂。

从减少化学农药使用量减轻其对环境的污染保护生态的战略考虑,大力发展生物防治害虫具有重要意义。作为化学工作者,特别是从事研究和生产荧光增白剂的人员和单位更要把开发研究出专门适用于昆虫病毒的荧光增白剂作为义不容辞的责任。另外农、林业也是一个巨大的潜在市场空间。这里要特别指出的是从目前国外在林间、田间试用的情况看,必须要考虑荧光增白剂的生产成本,使荧光增白剂用于昆虫病毒对害虫进行生物防治过程中,用得好,也用得起。

6.4   关注荧光增白剂在昆虫病毒使用过程中有无副作用的研究。

目前用于昆虫病毒的几个品种的荧光增白剂,在纺织印染工业、洗涤剂工业、造纸工业等领域中已使用了半个世纪以上,早已大量进入大自然中,特别是洗涤剂及衣服上所含的荧光增白剂随洗涤废水的排放已大量汇集到江河、湖泊、土壤中,并且排放面积非常宽,只要有人类居住的地方就会排放这些含有荧光增白剂的洗涤废水。欧美等发达国家对洗涤剂用荧光增白剂对人类和环境方面影响的研究工作可作为借鉴。他们通过对生物降解性的研究、下水道污水中荧光增白剂的含量、污水流入河水中荧光增白剂的含量、对鱼的毒性,荧光增白剂在生物中的富集情况、荧光增白剂在水生物中的含量、转移和迁移性研究、家庭给水管网中荧光增白剂的含量、人类安全方面等,进行过长期的研究分析,结论是对人类安全不足为忧,对环境方面的影响也不严重。因此时至今日,这些品种的荧光增白剂在许多领域中仍大量使用。昆虫病毒中所添加的荧光增白剂的量与当今工业上、生活中使用的荧光增白剂量相比仍是微不足道的。而且与毒性很大的化学农药相比,其副作用更是微乎其微。当然我们仍要继续关注这个方面的研究动态,并结合其他科学领域的研究予以足够的重视。在实际使用时要考虑使用对象,提倡先在防治森林害虫的范围内,在棉花等非食用性植物范围内首先推广使用,在瓜果、蔬菜、粮食等食用性植物范围内使用要慎之又慎。

 

参考文献

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