（农药学专业论文）化学药剂对德国小蠊Blattela+germanica+L体内章鱼胺含量的影响.pdf

摘要 章鱼胺( o c t o p a m i n e ，o a ) 是无脊椎动物神经系统中普遍存在的多种微量生 物胺之一。o a 的分布及含量变化对于昆虫的生长、取食、代谢等多种生理、生 物效应具有重要的作用。寸本文建立了气相色谱衍生化、毛细管柱g c e c d 辅以 g c m s 法对德国小蠊( b l a t t e l a g e r m a n i c al ) 中央神经系统( c n s ) o a 进行定性 和定量分析的方法，重点研究了杀虫脒等1 0 种杀虫剂、3 种0 a 受体激动剂及 丁香酚等植物精油组分作用于德国小蠊后其c n s 中o a 的含量变化规律，初步探 讨了o a 含量变化与涉及o a 的神经生理、毒理作用机制的关系原理。对丁香酚 等植物精油组分对德国小蠊的杀灭效果进行了研究，考察了这些o a 受体激动剂 的化合物作为高选择性、环境友好类杀虫剂的开发前景。 对o a 经五氟丙酸酐( p f p a ) 试剂衍生后的产物结构进行了g c m s 联机鉴定， 并以此为基础建立了一套提取0 a 、衍生化、液液萃取、g c e c d 分析的定性定量 方法。采用程序升温技术对o a 衍生物在3 0 m 长- k0 2 5 m m 内径h p 一3 5 m s 毛细管 色谱柱中保留时间、线性范围及灵敏度进行了研究。结果显示，基质无明显干 扰，o a 最小检出量达到1 - 7 p g ：1 8 m g 、1 0 1 8 p g 和1 0 1 8 n g o a 添加平均回收 率分别为8 9 o 、1 0 6 8 和1 7 0 1 。采用以上确立的衍生化g c e c d 方法测 定了正常饲养条件下的德国小蠊c n s 中o a 平均含量为0 7 5 + 0 0 8n g 头。 以每个药剂6 0 p g 头的剂量处理和等量正丁酮溶剂对照处理德国小蠊后比 较发现：杀虫脒、灭多威、氯菊酯和丙烯菊酯、定虫隆、马拉硫磷和敌百虫十 种杀虫剂：3 ，4 一d ，c l 、p b 一4 、p c 1 1 8 三种0 a 受体激动剂、丁香酚、肉桂醇、 苯乙醇三种精油化合物能够导致试虫c n s 中0 a 含量显著性升高( t - 测验判断) ， 其中有机磷杀虫剂马拉硫磷和敌百虫、几丁质合成抑制剂定虫隆、精油化合物 肉桂醇处理后试虫o a 含量值增长2 0 倍以上。在同样操作条件下林丹、吡虫啉、 阿维菌素和苯甲醇没有导致试虫c n s 中o a 含量出现显著性变化。上述结果表明， 杀虫脒等化学药剂处理试虫后o a 含量显著升高极有可能是昆虫分泌和释放o a 1 至神经组织中的结果，而这期间o a 含量升高依靠体内生物合成的可能性几乎不 存在。本文对定虫隆、吡虫啉、阿维菌素、o a 受体激动剂( 3 ，4 一d ，c 1 、p b 4 和 p c 一1 1 8 ) 和丁香酚、肉桂醇、苯甲醇和苯乙醇处理对德国小蠊c n s 中0 a 含量的 影响的报道尚属首次。 本文在丁香酚等四种极可能作用于0 a 受体的精油化合物对德国小蠊的杀虫 效果研究中发现：丁香酚、肉桂醇、苯甲醇和苯乙醇均具有一定的杀虫活性， 但它们的混合物的杀虫效果更佳，说明以上四种化合物具有一定的协同杀虫效 果。该研究结果与丁香酚等三种精油组分对0 a 含量影响的研究结果进一步说明 它们很可能是作用于o a 受体的激动剂。 关键词：章鱼胺，德国小蠊；气相色谱；植物精油 2 溪纛峨滋徽。豢_ 、。滤未。 a b s t r a c t c h e m i c a ls t r e s s i n d u c e de f f e c t so no c t o p a m i n e i n c o c k r o a e h ，b l a t t e l ag e r m a n i c a l w b i x i l i ( d i r e c t e db y p r o f s h u r e nj i a n g ，a s s o c i a t ep r o c a n p i n gp a n ) c o l l e g eo f a p p l i e dc h e m ，c h i n aa g r i c u n i v e r s i t y , b e u i n g1 0 0 0 9 4 o c t o p a m i n e 阳a ) c o n s t i t u t e so n eo fb i o g e n i ea m i n e si nt h ei n v e r t e b r a t en e l v o u s s y s t e m i t h a sb e e n s u g g e s t e d t h a td i s t r i b u t i o na n dl e v e l o fo ah a s g r e a t l y s i g n i f i c a n te f f e c t o ni n s e c tp h y s i o l o g i c a lp r o c e s s e si n c l u d i n gg r o w t h ，f e e d i n ga n d r e p r o d u c t i o n t h u s ，m o r ea n dm o r ei n v e s t i g a t i o n sh a v e b e e n f o c u s e do nt h i sf i e l d i n t h i sp a p e rc a p i l l a r yg a sc h r o m a t o g r a p h yw i t he l e c t r o nc a p t u r ed e t e c t o r ( g c - e c d ) a n d c a p i l l a r yg a sc h r o m a t o g r a p h yc o u p l e d w i t hm a s sd e t e c t o r ( g c - m s ) w e r e d e v e l o p e dt od e t e r m i n et h ec o n t e n to fo a i nc o c k r o a c h ( b l a a e l ag e r m a n i c al ) c e n t r a ln e r v o u ss y s t e m ( c n s ) a n d t h a to fo ai nc o c k r o a c hs t r e s s e d b y r e p r e s e n t a t i v ei n s e c t i c i d e s k n o w no c t o p a m i n e r g i ca g o n i s t so rs o m ee s s e n t i a lo i l s r e l a t i o n s h i pw a s d i s c u s s e db e t w e e nt h el e v e lo fo a a n dm o d eo fa c t i o no ft h ea b o v e c h e m i c a l s c a p i l l a r yg c 。m sw a sp e r f o r m e dt oi d e n t i f yt h es t r u c t u r eo fo a d e d v a t i z e db y p e n t a f t u o r o p r o p i o n i ca n h y d r i d e ( p f p a ) ，a n dam e t h o dw a se s t a b l i s h e dt oq u a n t i f y t h ea m o u n to f0 ai ng e r m a nc o c k r o a c h b yc a p i l l a r y g c e c dt h r o u g ha n e x t r a c t i o n d e r i v a t i o n l i q u i d l i q u i dp a r t i t i o np r o c e d u r e t e m p e r a t u r ep r o g r a m m i n g t e c h n i q u e sw e r e u s e dt oi n v e s t i g a t er e t e n t i o nt i m e ，l i n e a rr a n g ea n ds e n s i t i v i t yo fo a d e r i v a t i v e si n3 0 m l e n g t h 六0 2 5 m m l dh p 3 5 m sc a p i l l a r yg cc o l u m n s t h er e s u l t s s h o w e dt h a td e r i v a t i v e so fo ac o u l dn o tb ed i s t u r b e da p p a r e n t l yb ym e d i aa n dt h a t t h em i n i m u md e t e c t a b l e1 i m i tw a so b t a i n e dt ob e1 7 p f l ；m e a n w h i l er e c o v e r i e so f 1 8 m g ，1 0 1 8 p ga n d1 0 1 8 n gl e v e l sw e r ed e t e r m i n e dt ob e8 9 o ，1 0 6 8 a n d 1 7 0 1 r e s p e c t i v e l y t h r o u g ht h ea b o v ed e r i v a t i o ng c e c d m e t h o d0 ac o n t e n ti n g e r m a nc o c k r o a c hw a sd e t e r m i n e dt ob e0 7 5 0 0 8 n g b r a i n a t i e rg e r m a n c o c k r o a c h e sw e r et r e a t e db v6 0 p go fe a c hc h e m i c a l sp e ro n ei n s e c ti e v e l so fo a w e r ed e t e r m i n e d i td e m o n s t r a t e dt h a tu s u a li n s e c t i c i d e si n c l u d i n gc h l o r d i m e f o r m m e t h o m y l ，p e r m e t h r i n ，a l l e t h r i n ，c h l o r f l u a z u r o n ，m a l a t h i o n ，t r i c h l o r f o n ： o c t o p a m i n e r g i ca g o n i s t si n c l u d i n g3 , 4 一d c i ，p b 一4 ，p c 一1 18 ：e s s e n t i a lo i l si n v o l v i n g e u g e n o l ，c i n n a m i ca l c o h o l ，p h e n y le t h y la l c o h o lc o u l dl e dt os i g n i f i c a n ti n c r e a s eo f 0 al e v e li nt h ec o c k r o a c hc n sc o m p a r i n gw i t h0 al e v e l i ni n s e c tt r e a t e db y 卜b u t a n o n eb y “s t u d e n t t - t e s t ”。e s p e c i a l l y , m a l a t h i o n t r i c h l o r f o n c h l o r f l u a z u r o na n d c i r m a m i ca l c o h o lh a dl e dt oi n c r e a s eo fo a l e v e ib v2 0f o l d s i ta l s os h o w e dt h a t l i n d a n e ，i m i d a c l o p r i d ，a v e r m e c t i na n dp h e n y lm e t h y la l c o h o ld i dn o tg e tt h es a m e 3 滋蕊矗蕊 r e s u i t s t h r o u g h t h es a m em e t h o d a l lr e s u l t s s h o w e dt h a ts u c hc h e m i c a l sl i k e c h l o r d i m e f o r mh a ds i g n i f i c a n te f f e c to i lo a r e l e a s ef r o mn e r v o u st i s s u e s ，a n dt h a ti t w a si m p o s s i b l ef o ri n s e c t st ob i o s y n t h e s i z eo a a tt h es a l n et i m e i nt h i sp a p e rl tw a s f i r s tt i m et o r e p o r t s u c hc h e m i c a l sa sc h l o r f l u a z u r o n ，i m i d a c l o p r i d ，a v e r m e c f i n ， i n c l u d i n g3 , 4 一d c i ，p b 一4 ，p c 1 1 8 ，e u g e n o l ，c i n n a m i ca l c o h o l ，p h e n y lm e t h y l a l c o h o l a n d p h e n y le t h y la l c o h o lo n i n d u c e d e 腩c t so no al e v e li nb l a t t e ，口g e r m a n i c al a sf o re s s e n t i a lo i l sc h a r a c t e r i s t i co fp o s s i b l e o c t o p a m i n e r g i ca g o n i s t s a n d h a r m o n y t oe n v i r o n m e n t f l l r t h e rs t u d i e sw e r ep r o c e e d e do ni n s e c t i c i d a le f f i c a c yt o c o c k r o a c h 功er e s u i t ss h o w e dt h a tt h em i x t u r e o f e u g e n o l jc i n n a m i ca l c o h o l ，p h e n y l m e t h y la l c o h o la n dp h c l a y le t h y la l c o h o ls e e m e dt ob eb e s te 街c i e n t t h e s er e s u l t s a n dt h ef a c tt h a te s s e n t i a lo i l s i n v o l v i n ge u g e n o ll e d t o s i g n i f i c a n t i n c r e a s eo f o c t o p a m i m el e v e li n i n s e c tc o u l di n d i c a t et h a tt h e s ee s s e n t i a lo i l sm i g h ta c ta s o c t o p a m i n e r g i ca g o n i s t s k e y w o r d s ：o a ，b l a t t e l ag e r m a n i c al ，g c - e c d ，e s s e n t i a lo i l s 4 矗滋魏j 鑫滋i 逡m ，遴i 抟 第一章、文献综述 1 神经递质与章鱼胺 从一些节肢动物和脊椎动物的神经系统中已经发现了许多神经递质 ( n e u r o t r a n s m i t t e r ) 和神经激素( n e u r o h o r m o n e ) 、神经抑扬调节物 ( n e u r o m o d u l a t o r ) 等具有神经传递功能的物质。所谓神经递质是指存在于神经 细胞与神经细胞的接合部、神经细胞与肌肉细胞的接合部等突触部、由突触前 部释放出并作用于突触后部的一类传递神经信号的化学物质。神经递质有许多 不同类型，如乙酰胆碱、y 一氨基丁酸、生物胺( b i o g e n i ca m i n e ) 等( 翟启慧 1 9 9 5 ) ，章鱼胺为生物胺之一。章鱼胺( 0 c t o p a m i n e ，0 a ) ，又名章鱼涎胺或真硝 胺，化学名为：l 一( 4 羟基苯基) 一2 一氨基乙醇。o a 首先被发现存在于软体 动物章鱼的唾液腺中( e r s p a m e re ta 1 1 9 5 1 ) ，不过0 a 生理学意义的研究却首 先开展在脊椎动物和节肢动物体内。在脊椎动物神经系统中，o a 被认为是“痕 量生物胺”或是“虚假的”神经递质( d a v i de ta 1 1 9 8 5 ) 。虽然有迹象表明 o a 是调节去甲肾上腺素突触传导的神经递质，但是至今在哺乳动物的中央神经 系统中没有发现特异性的o a 受体。在无脊椎动物如节肢动物体内广泛、大量地 存在0 a ( e v a n s1 9 8 6 ：w e b be ta 1 1 9 8 0 ：c s o k n g ae ta 1 1 9 9 6 ) ，其主要功 能为：( 1 ) 神经递质，可控制内分泌或光器官：( 2 ) 神经激素，可诱导脂类和碳 水化合物的移动；( 3 ) 神经修饰物质，可影响运动类型、栖息甚至记亿，还可作 用于各种肌肉、脂肪体和感觉器官的末梢( 潘灿平1 9 9 8 ) 。 2 节肢动物体内o a 的分布及其主要功能作用 节肢动物体内的o a 承担的功能类似于脊椎动物体内的去甲肾上腺素( n a ) ( d a v i de ta 1 1 9 8 5 ) 。人们发现昆虫中央神经系统( c n s ) 中的o a 含量大大高 于n a 的含量，从许多昆虫神经或血液中发现o a 的存在，如：美洲大蠊 ( 心，i p l a n e t aa m e r i c a n a ) 的头部和血液( d a v e n p o r t e ta 1 1 9 8 4 ) ；d r o s o p h i l a 头 5 部c n s ( d u d a i1 9 8 2 ) ；蝗虫( & 捃，d c e ，a m e r i c a n a ) j j 卤n lc n s ( h i r i p i1 9 8 5 ；h i r i p i e ta 1 。1 9 9 4 ) 和血液( d a v e n p o r t e ta 1 1 9 8 4 ) 及胸部神经索( r o e d e r e ta 1 1 9 9 0 ) ； 蜜蜂( m a m e s t r ac d 懒胛胁) 头部c n s ( m e r c e r e ta 1 1 9 8 7 ；f u e h s1 9 8 9 ) ：荧火 虫尾部发光器官( h a s e m z a d e h e ta 1 1 9 8 5 ) 等a 其它节肢动物体的c n s 和血液中也广泛发现o a 存在。如软体动物蜗牛 s e p i ao f f j _ c i n a l i s 和l o l i g ov a l g a v i s ( j o u r i o e t a 1 1 9 7 4 ) ，a p l y s i ac a l i f o r n i c a ( m c c a m a n1 9 8 0 ) ，h e l i xa s p e r s a ( w a l k e r e ta 1 ，1 9 7 2 ) ，m 溉p o m 口f 妇( g u t h r i ee ta 1 1 9 7 5 ；h i r i p ie ta 1 1 9 9 8 ) 和o l i g o c h a e t a ( c s o k n g a e ta 1 ，1 9 9 6 ) 脑部c n s 中发现 o a 大量存在；甲壳类动物螃蟹( c a r c i n u sm a e n a s ) l 血液( s n e d d e ne ta 1 1 9 9 7 ) 和龙虾血液( h o m e r e ta 1 1 9 9 7 ；h u b e re ta 1 1 9 9 8 ) 也发现含有大量o a 。 从前因为发现o a 与昆虫的搏斗或飞行的行为活动有关，人们开始广泛研 究昆虫体内o a 的生理学意义( 钦俊德1 9 9 9 ) 。人们相继发现昆虫体内o a 具 有重要的调节生理活动及物质、能量代谢的功能和作用：如调节脂类及碳水化 合物的代谢( o r c h a r de t a l 1 9 8 1 ，1 9 8 2 ) ；调节神经肌肉的传导，骨骼肌的收缩 ( e v a n se ta 1 1 9 7 8 ，e v a n s1 9 8 1 ) ：控制肠道和卵巢中肌肉收缩( o r c h a r de ta 1 1 9 8 7 ) ：o a 调节飞行肌肉的代谢( o r c h a r d e ta 1 1 9 9 3 ) ；控制萤火虫尾部发光器 官放光( n a t h a n s o n1 9 7 9 ) ；影响蜜蜂的排泄行为( m e r c e re ta 1 1 9 8 2 ) ；调节昆 虫取食( v e h o v s z k y e ta 1 1 9 9 8 ) 等其它行为。 w o o d r i n g e ta 1 ( 1 9 8 8 ) 发现蟋蟀( a c h e t a d o m e s t i c u s ) 在不同发育时期其脑 部c n s 中的o a 含量是不同的：p e r r i e r ee ta 1 ( 1 9 9 1 ) 研究蜚蠊( b l a b e r u s c r a n i i f e r ) 中央神经系统( c n s ) 中o a 、吲哚胺和儿茶酚胺等生物胺含量时， 发现性别、龄期因素对o a 分布及含量有一定影响：h a r r i se ta 1 ( 1 9 9 2 ) 研究蜜 蜂( a v i sm e l l i f e r al ) 不同发育阶段o a 等生物胺含量的变化规律，结果表明 新羽化的蜜蜂c n s 中o a 含量显著低于普通成虫。这说明o a 具有调节昆虫生 殖及发育功能的作用。 d a v i de ta 1 ( 1 9 8 2 ) 研究发现，处于超兴奋状态的蚂蚁脑部c n s 中o a 含 6 。激氯。麟1 黼 量高于极度抑郁的蚂蚁脑部o a 含量，这说明昆虫体内的o a 具有定的调节 _ 心情，状态的作用。另外，o a 极有可能在同种昆虫间的信息传递过程中起 着不可替代的作用。新羽化m a n d u c a s e x l a 和m a m e s t r ac o n f i g u r e t a 的工蜂眼睛 中o a 含量的升高意味着同种工蜂成虫之间正在发布信息指令( k l a s s e ne t a l 1 9 8 5 d a v e n p o r t e ta 1 1 9 8 6 ) 。k l a s s e ne ta 1 ( 1 9 8 5 ) 还发现生活在商种群密度中的 工蜂脑部o a 含量较普通蜜蜂高与工蜂觅食行为有关。 3 生存环境的改变及化学药剂的作用对o a 含量的影响 3 1 生存环境的改变对o a 含量的影响 o a 的存在及含量的变化对各种节肢动物的生长和行为具有显著的生物效 应，而不良的生存环境对节肢动物体内的章鱼胺的分布及含量变化将会产生不 同程度的影响。一些研究学者曾经对此问题进行了研究。d a v e n p o r t e ta 1 ( 1 9 8 4 a ) 研究发现，经过机械振荡及体温升高后美洲大蠊( p e r i p l a n e t a a m e r i c a n a ) 及蝗 虫( s c h i s t o c e r c aa m e r i c a n a ) 血液中o a 含量显著升高。w o o d r i n g e ta 1 ( 1 9 8 9 ) 研究发现改变光照时间及机械振摇后蟋蟀( a c h e t ad o m e s t i c u s ) 的脑部c n s 中 o a 含量增加。d a v e n p o r te ta 1 ( 1 9 8 4 b ) 发现，饥饿导致蝗虫( s c h i s t o c e r c a a m e r i c a n a ) 血液中o a 含量发生了变化。h i r a s h i m a e ta 1 ( 1 9 9 3 ) 通过用升高环 境温度及闪光灯照射的方法考察美洲大蠊( p e r i p l a n e t aa m e r i c a n a ) 胸部神经索 中o a 等生物胺水平变化，结果为o a 在两种环境刺激下都显著升高。 近年来，人们渐渐对o a 等生物胺含量变化与甲壳类动物的某些行为活动 特别是搏斗行为的关系研究愈发关注f r e i de ta 1 1 9 9 4 ；s n e d d e ne ta 1 1 9 9 8 ) 。 o a 、d a 、去甲肾上腺素、5 羟基色胺( 5 - h t ) 和酪胺等生物胺被认为是多 细胞动物取食、搏斗等一系列行为活动的神经控制剂( b i c k e r e ta 1 1 9 8 9 ；w e i g e r 1 9 9 7 ) 。h o m e r e ta 1 ( 1 9 9 7 ) 研究工作得到一个有意思的结果：把o a 和5 - h t 注射到龙虾( - a m e r i c a n u s ) 的血液中，导致显著行为异常结果，而且5 一h t 的 注入导致龙虾更具侵略性而在搏斗过程中不愿“认输投降”。 ；襄敞 7 s n e d d o ne ta 1 ( 2 0 0 0 ) 研究了雄性海岸螃蟹( c a r c i n u s m a e n a s ) 的搏斗行为 与血液中o a 等生物胺含量变化的关系。该试验设计为供试动物( c a r c i n u s m 口p ”a s ) 搏斗前后及长时间爬行( t r e a d m i l l ) 后o a 、d a 、酪胺、5 - h t 及去甲 肾上腺素的含量测定。通过计算比较可以发现，搏斗可以影响o a 、d a 、5 - h t 的含量。运动( e x e r c i s e ) 仅仅影响o a 水平变化。搏斗后的获胜方体内o a 、 d a 、5 - h t 水平高于失败方，失败方体内o a 的含量随着搏斗程度的加剧而下 降。同时发现：搏斗过程中如果失败一方体内o a 含量高，那么它就会表现出 驯服的姿态：若o a 含量低，这一方便搏斗更加激烈。获胜一方体内o a 含量 变化没有导致上述情况现象发生。对于上述研究结果有不同的解释。较为公认 的观点认为o a 等生物胺的作用表现为行为功能的短期抑扬调节物( u p - r e g u l a t o r a n dd o w n - r e g u l a t o r ) ，这种功能影响行为( 如搏斗) 变化，从而使神经系统有机 会通过受体基因表达或者第二信使传递来调整。 n a d e re ta 1 ( 1 9 9 7 ) 认为，作为神经抑扬调节剂的o a 很可能通过影响节肢 动物神经决策中心传递指令来影响它们的行为活动。o a 等生物胺含量变化与 甲壳类动物的搏斗行为的关系研究可能为神经抑扬调节剂功能和动物进攻性行 为活动的关系研究之间建立起联系的纽带。 3 2 化学药剂的施用对昆虫体内o a 等生物胺含量的影响 化学药剂进入昆虫体后在神经细胞之间的传递过程包括：刺激神经递质的 合成和释放，神经递质与蛋白质受体的结合以及随之产生的离子渗透性激活变 化从而对神经冲动的传递发生影响，并对神经传递介质的降解、再摄取过程密 切相关。 d a v e n p o r t e ta 1 ( 1 9 8 4 ) 运用同位素酶法测得蝗虫( s c h i s t o c e r c a a m e r i c a n a ) ， 血液中o a 含量为5 6 p g l p l 血液，并且发现经过杀虫脒、自克威，氯菊酯、滴 滴涕和林丹等杀虫剂处理后试虫血液中o a 含量不同程度地升高，其中只有杀 虫脒、自克威和氯菊酯能够导致血液中o a 含量显著性增加。该研究结果表明， 化学药剂虽然能够导致昆虫血液中o a 含量的升高，但是不能解释o a 在循环 r 渣盏。 系统中的作用。 h i r a s h i m ae ta 1 ( 1 9 9 3 ) 采用h p l c 连接电化学检测器( h p l c - e c d ) 的方 法测得美洲大蠊( p e r i p l a n e t aa m e r i c a n a ) 每只试虫c n s 中含有4 8 8 n g g 组织 的o a ，并得到4 0 p g ，g 组织的最小检出量，该学者还研究了杀螟松、杀虫脒、 仲丁威、丙烯菊酯和林丹五种杀虫剂作用于美洲大蠊后其头部o a 等生物胺含 量变化，研究发现，以上五种药剂都能够引起c n s 中o a 含量显著性升高，而 d a v e n p o r t e t a 1 ( 1 9 8 4 ) 发现有机氯杀虫剂滴滴涕和林丹并不引起蝗虫 ( s c h i s t o c e r c aa m e r i c a n a ) 血液中o a 含量显著性增加。 以上研究结果说明不同作用机制的化学药剂对o a 含量影响结果不同；而 相同机制药剂对不同昆虫o a 含量影响也有差异。这些差异是由于药剂本身具 有不同机制造成的还是因为采用不同研究手段而带来的尚未得知。但是可以发 现化学药剂对昆虫体内o a 含量影响规律是非常复杂的。至今，不同作用机制 的化学药剂对昆虫等节肢动物体内o a 等生物胺的含量变化影响规律还不十分 清楚。 4 o a 等微量生物胺含量研究方法概述 不同的学者曾经采用了不同的方法来研究节肢动物体内o a 等生物胺的含 量。 d a v e n p o a e ta 1 ( 1 9 8 4 ) 运用同位素酶法分别研究了机械振荡及体温升高前 后美洲大蠊( p e r i p l a n e t aa m e r i c a n a ) 及蝗虫( s c h i s t o c e r c aa m e r i c a n a ) 血液中 o a 含量变化规律。p e r r i e r ee t a 1 ( 1 9 9 1 ) 在利用h p l c - - e c d 测定了蜚蠊 ( b l a b e r u s c r a n i i f e r ) 神经系统( c n s ) 中o a 、d a 和5 h t 等生物胺含量变化 规律；g r o s c l a u d ee t a 1 ( 1 9 9 4 ) 采用h p l c e c d 法研究线虫( m 印伽f r 。，楚，淞 b r a s i l i e n s i s ) 体内o a 等生物胺的含量，检测到了1 0 6 2 n g g 组织的o a ：h i r i p i e ta 1 ( 1 9 9 8 ) 用上述方法研究了蜗牛l y m n a e a s t a g n a l i s 和h e l i x p o m a r i a 体内 o a 分布及含量，从口神经节检分别测到了1 2 6 p m o l 每毫克组织和1 8 8 p m o l 每 毫克组织的o a 。m a c f a r l a n ee ta 1 ( 1 9 9 0 ) 报导了运用g c 接负离子化学电离质 。滋匙j 、。蕊黛：遴囊 谱( n i c i m s ) 测定蝗虫( s c h i s t o t e r c ag r e g a r i a ) 胸部o a 等生物胺的含量，该 方法缺乏特异性；n u s r a t ( 1 9 9 5 ) 运用上述方法研究了美洲大蠊( p e r i p l a n e t a 口脚e ，i c a n 口) c n s 中o a 及其酸代谢物的含量，o a 能达到1 0 0 p g 的最低检出限。 s m a r td f 1 9 8 8 ) 曾试图利用h p l c u v 法研究线虫( a s c a r i d i ag a l l i ) 体内5 - - h t 及其代谢规律，其灵敏度不高，只能达到微克每克组织水平。 可见，同位素酶法、h p l c e c d ( 电化学检测器) 、和g c m s 法为当前研 究o a 分布及含量变化的常用方法，而h p l c u v 法因灵敏度低而基本上不再 被采纳。 5 外界刺激对o a 含量影响的生理及生物化学机理研究进展 人们已熟知不良生活环境可以导致不同昆虫体内的生物胺一一章鱼胺 ( 0 a ) 含量增加。昆虫对外界刺激( 不良环境) 的反应表现为非特异性， 即温度高低变化、机械或化学的处理和群居密度过高等不同的外界条件都可引 起o a 含量变化。昆虫遇到环境变化刺激表现出的生理反应的生理学和生物化 学的作用原理得到广泛关注( e v a n s1 9 8 5 ；e v a n se ta 1 1 9 8 6 ；c y m b o r o w s k i ，1 9 8 8 ； j a n k o v i c h l a d u i ，1 9 9 1 ；r a u s c h e n b a c h ，1 9 9 7 ) 。俄罗斯科学院西伯利亚分院为了研 究昆虫应击每一种刺激的作用机制而专门建立了“昆虫应击刺激的遗传学研究” 实验室，并且开发了一种研究模型( r a u s c h e n b a c h e ta 1 ，19 8 4 ；19 8 7 ) 。 h i r a s h i m ae ta 1 ( 2 0 0 0 a ，2 0 0 0 b ) 研究发现，正常条件( 野生或正常饲养条件) 下昆虫体内o a 等生物胺含量皆与胺的合成与分解的动态过程相关联。酪氨酸 脱羧酶( t o c ) ，酪氨酸水解酶( t h ) 控制o a 和d a 合成速度；碱性磷酸酯 酶( a p h ) 控制t y r o a 和d a 的前体聚集( p 0 0 1 ) ，上述三种酶活力 值在正常的条件下处于较低水平，而o a 和d a 含量保持一定的浓度。但是， 当试虫受到热刺激3 0 m i n 后，野生d r o s o p h i l am e l a n o g a s t e r 体内t o c 、t h 和 a p h 酶的活性降到比正常条件下更低的水平，而同时o a 和d a 含量在虫体受 到环境刺激时会立刻显著性的升高。这充分说明，在短时间的刺激过后昆虫体 内生物胺含量的增加值不可能靠体内的生物合成来完成，因此o a 等生物胺含 1 0 量的变化必然与某些分泌组织或器官的分泌行为有关联。o a 和d a 含量的显著 升高促使合成酶t o c 和t h 的活性继续降低，这是一个反馈的过程 ( r a u s c h e n b a c h e ta 1 19 9 5 b ；s u k h a n o v ae ta 1 ，19 9 7 a ) 。 由此可见，昆虫遇到环境变化刺激时o a 含量的升高归因于分泌组织或器 官的分泌或释放的结果。o r c h a r de ta 1 ( 1 9 8 1 ) 也曾指出，当昆虫受到物理环境 改变刺激时o a 释放并促使昆虫起飞后的最初几分钟内加速碳水化合物和脂肪 酸的代谢及能量转化。上述结论或许对于昆虫等节肢动物遇到化学药剂刺激时 引起的o a 等生物胺水平变化机理的研究提供一种思路。 矗舔盔漾溢；纛魏。；邃懿i 第二章、论文设计思想与实验设计 1 衍生化毛细管柱g c e c d 研究方法的选择 从以上文献综述可以看出，前人在研究o a 等微量生物胺的分布、含量及 其变化时运用方法为：同位素酶法、h p l c e c d ( 电化学检测器) 、h p l c - u v 和g c m s 。同位素酶法操作复杂，且常常因为操作不当使酶失活；h p l c e c d 和h p l c u v 虽操作步骤简化，但因仪器自身灵敏度低所限不能很好地满足生 物体内微量生物胺分析；g c m s 虽然能够同时定性定量分析，亦因仪器灵敏度 不高而难以获得准确的定量分析结果。 曾有学者研究过生物胺衍生物的填充柱g c - - e c d 分析方法，可是并没有 将该分析方法应用到动物体内的o a 等微量生物胺含量研究中。现代的g c 采 用毛细管色谱柱而获得填充柱无法比拟的分离度，并且通过改变e c d 池体体积 和增加阳极吹扫等措施大大提高检测灵敏度。毛细管柱g c - - e c d 优异的灵敏 度及良好的选择性正好能够满足动物体内o a 等微量生物胺的定性定量分析苛 刻要求。o a 分子原本难以气化且在e c d 检测器上并没有较高的响应值，不过 将o a 分子中的氨基、醇基基团用含卤素原子的衍生化试剂( 如三氟乙酸酐、 五氟丙酸酐、七氟丁酸酐等) 衍生后，问题即可解决。本文运用毛细管柱 g c - - e c d 方法考察昆虫体内o a 分布并研究化学药剂对昆虫体内o a 含量影响 规律。未见国内外文献报道运用毛细管柱g c - - e c d 研究此类课题。本项研究 将对其它微量生物胺( 如多巴胺) 的分布及含量研究提供参考。 2 化学药剂对昆虫体内章鱼胺含量影响研究方法 从文献综述中可以发现，o a 等神经递质的含量及其变化与化学药剂作用 机制关系密切且十分复杂，先前的研究并没有把化学药剂对o a 含量影响规律 阐释清楚。 本文选取了有机磷、有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、甲脒类、苯甲酰 1 2 ；滏撼h ；：，鎏：菇j 糠疆， 基脲类、烟碱类、阿维菌素类等各自具有代表性杀虫剂：已知的o a 受体激动 剂( 潘灿平1 9 9 8 ) ：丁香酚、肉桂醇、苯乙醇和苯甲醇四种植物精油类化合物。 把这些化合物处理试虫后，将试虫头部取下经过o a 提取、分离、衍生化等操 作采用g c - - e c d 定量分析，通过与空白处理对比考察昆虫c n s 中o a 含量变 化特点和规律。d a v e n p o r t e ta 1 ( 1 9 8 4 ) 和h i r a s h i m ae ta 1 ( 1 9 9 3 ) 曾经对有机磷、 有机氯、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、甲脒类杀虫剂对昆虫体内o a 含量影响进 行了探讨，而新型的苯甲酰基脲类、烟碱类、阿维菌素类杀虫剂、丁香酚等植 物精油类化合物和已知的p b 4 等o a 受体激动剂对昆虫体内o a 含量影响规律 研究，未见有文献报道。 研究这二者之间的关系不仅为现代新型高效、低毒、高选择杀虫或抑虫剂 的研究和开发提供重要理论基础，而且对昆虫体内o a 等生物胺的生理及毒理 学研究具有重要意义。 3 植物精油杀虫效果研究 近年来，植物精油中一些化合物在杀虫、驱虫、抗菌和影响植物生长等方 面的研究愈发受到重视，这些化合物不仅具有杀虫、抑虫活性又因其对环境友 好的特点使之成为天然植物源农药研究中一个新兴领域( 汪秋安1 9 9 8 ；孙凌峰 2 0 0 0 ) ，其中具有丁香酚类似结构的植物精油组分被认为是作用于o a 受体的激 动剂( 吴佩文1 9 9 9 ) 。本文将对丁香酚、肉桂醇、苯甲醇和苯乙醇四种植物精 油对蜚蠊的杀虫效果进行研究。我国植物资源十分丰富，开展植物精油类杀虫 剂的研究前景广阔，具有巨大的社会和经济利益。 3 游i = | | | | 溆驻蠹溘麓鑫。i 邀赫。 第三章、实验、结果与讨论 第一节：o a 标准品的衍生化反应及样本添加回收研究方案一 o a 分子中含有氨基、醇基极性基团，沸点高。用五氟丙酸酐( p f p a ) 将 极性基团衍生化不仅使带有o a 片断的衍生物能够在气相色谱( g c ) 中气化而 且在电子捕获检测器( e c d ) 上具有良好的响应值，从而使利用g c e c d 定量 分析o a 变为可能。研究o a 标准品的衍生化反应目的是：研究o a 与p f p a 反应的最佳条件；反应的产物的结构及性质；反应产物在g c 毛细管柱 上的柱效果。 本节在研究乙酸乙酯介质中o a 标准品的衍生化反应的同时，考察在确立 的最佳衍生反应条件下样本中o a 添加衍生回收效果，以此判断该实验方案是 否适用于昆虫样本中o a