Исследователи из Австралии обнаружили, что мезопористые наночастицы оксида кремния [mesoporous silica nanoparticles (MSN)] могут служить хранилищем и способом контролируемой доставки биоцидов. Такой способ доставки биологически активных соединений может оказаться полезным, например, для борьбы с термитами, приносящими значительный ущерб деревообрабатывающей промышленности.

Термиты представляют собой существенную опасность для предприятий деревообрабатывающей промышленности, расположенных в тропиках и субтропиках. Обычным способом решения проблемы с термитами является применение сельскохозяйственных инсектицидов, таких как дихлордифенилтрихлорэтан (ДДТ), альдрин, дильдрин, хлордан и гептахлор.

Однако эти соединения создают проблемы для окружающей среды, накапливаясь в ней и угрожая существования ряда биологических видов, в особенности – крупных хищников, находящихся на вершине пищевой пирамиды. Боле того, попытки полного уничтожения больших колоний термитов с помощью инсектицидов никогда не были успешными.

Чжан Цяо (Zhang Qiao) с коллегами из Университета Квинсленда решил приспособить пористую структуру мезопористых наночастиц оксида кремния для адсорбции биоцидов. Было обнаружено, что

такие наночастицы могут контролируемо высвобождать биоциды. Такое медленное высвобождение важно для борьбы с насекомыми, поскольку термиты будут питаться и переносить ядовитые частицы другим термитам, что может привести к полному уничтожению колонии.

Рис. 1. Рисунок из Nanoscale, 2012,
DOI: 10.1039/c2nr11691j.

Для испытаний в качестве модели исследователи выбрали пять различных типов MSN и сельскохозяйственный инсектицид имидаклоприд (imidacloprid). Было обнаружено, что наиболее высокой адсорбционной емкостью характеризуются частицы MCM-48. Цяо отмечает, что появляется возможность эффективно «загрузить» мезопористые наночастицы оксида кремния инсектицидом и обеспечить медленное высвобождение биологически активного вещества в течение 48 часов, хотя добиться полностью контролируемого высвобождения инсектицида сложно из-за его растворимости в воде.

Андреа О’Коннор (Andrea O'Connor), эксперт по нано- и биомолекулярной инженерии из Университета Мельбурна соглашается с Цяо в том, что для более практичного применения новой системы необходима разработка более контролируемого высвобождения содержимого наночастиц – такой подход бы позволил добиться высвобождения нужных количеств биологически активных веществ в подходящее для этого время.

Однако, она подчеркивает, что даже несмотря на имеющиеся недостатки, предложенный исследователями из Квинсленда метод все равно является более эффективным способом доставки биоцида к месту скопления насекомых-вредителей, чем использующиеся в настоящее время подходы.

Цяо добавляет, что можно настроить новую систему таким образом, чтобы высвобождение инсектицида протекало в течение недели – для этого необходимо создать для мезопористых наночастиц оксида кремния подходящее покрытие из других химических соединений. В настоящее время в группе Цяо ведутся работы по разработке биоразлагаемых полимерных покрытий, способных пролонгировать высвобождение инсектицида.