Wetenschappers hebben zeven kristalvormen van imidacloprid ontwikkeld - een van 's werelds meest gebruikte insecticiden - in een poging om de impact op het milieu sterk te verminderen, volgens een studie gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society . De nieuwe formulieren werken tot negen keer sneller dan de originele versie, wat betekent dat een kleinere hoeveelheid kan worden gebruikt om insecten te bestrijden, zoals muggen die besmettelijke ziekten overbrengen, terwijl de kans op schade aan andere organismen wordt verminderd, zoals bijen.

"Door gemodificeerde vormen van imidacloprid te gebruiken, we hebben misschien een duurzame strategie om het vermogen van het insecticide te verbeteren om vectoren van muggenziektes te bestrijden, terwijl we de benodigde hoeveelheid verminderen, " zei Bart Kahr, een professor scheikunde aan de NYU die kristalgroei bestudeert, en wie dit onderzoek leidde. "Dit biedt een manier om blootstelling aan en schade aan andere organismen te minimaliseren, evenals het begin van de ontwikkeling van resistentie door muggen vertragen, een urgentie waar malaria endemisch is."

Imidacloprid maakt deel uit van de familie van neonicotinoïde insecticiden, die inwerken op het centrale zenuwstelsel van insecten door te binden aan dezelfde receptor als nicotine. Wanneer insecten landen op met imidacloprid besproeide oppervlakken, de insecticidemoleculen worden via hun voeten uit kristallen geabsorbeerd, hun zenuwstelsel verstoren.

Imidacloprid wordt in verschillende omgevingen gebruikt, van het beschermen van gewassen tot het behandelen van huisdieren tegen vlooien; het wordt ook binnen en buiten gespoten in toepassingen voor de volksgezondheid. Helaas, het uitgebreide gebruik van imidacloprid in agrarische omgevingen is sterk betrokken bij de achteruitgang van bijenkolonies, wat verontrustend is gezien het belang van bestuivers voor gewassen en bloemen. Hoewel de Europese Unie het gebruik van imidacloprid heeft verboden vanwege de acute toxiciteit voor bijen, het wordt nog steeds verkocht in de Verenigde Staten en wordt veel gebruikt in meer dan 100 andere landen over de hele wereld.

"Gezien het wijdverbreide gebruik van imidacloprid, we erkenden de waarde in het ontwikkelen van actievere vormen, die in kleinere hoeveelheden kunnen worden gebruikt en hopelijk bestuivers kunnen sparen, " zei Michael Ward, hoogleraar scheikunde aan de NYU en een studieauteur. "We hebben hetzelfde succes gehad met het manipuleren van een ander insecticide, deltamethrine, om een ​​snellere kristalversie op te leveren."

In de Tijdschrift van de American Chemical Society studie, ontdekten de onderzoekers zeven nieuwe kristalvormen van imidacloprid, toevoeging aan de twee bestaande versies, waarvan er één commercieel wordt gebruikt. Onderzoeker en studieauteur Xiaolong Zhu creëerde de meeste nieuwe kristalvormen door de commerciële vormen te smelten en af ​​te koelen.

De onderzoekers testten vervolgens drie stabiele, nieuwe vormen van imidacloprid op drie soorten ziektedragende muggen ( Aedes , die dengue verspreiden, chikungunya, gele koorts, en Zika; Anopheles, die malaria dragen; en Culex , die lymfatische filariasis dragen) en fruitvliegjes. Alle drie de vormen van imidacloprid werkten veel sneller dan de commerciële vorm, met één die muggen negen keer sneller doodt. Snel handelende insecticiden zijn belangrijk voor het snel bestrijden van muggen voordat ze zich voortplanten of ziekten blijven verspreiden en kunnen de kans op het ontstaan ​​van resistentie tegen insecticiden verkleinen.

Opmerkelijk, de meest actieve vorm van imidacloprid is veelbelovend voor gebruik buiten het laboratorium en in het veld:de kristallen waren gemakkelijk te bereiden door middel van verwarming en koeling en bleven stabiel bij kamertemperatuur. Actievere kristalvormen zijn meestal minder stabiel en transformeren vaak in hun stabielere tegenhangers, die minder actief zijn als insecticiden, maar de snelst werkende versie van imidacloprid hield minstens zes maanden aan.

"Imidacloprid is een zeer zorgwekkende samenstelling van materie, maar tegelijkertijd is het enorm populair. Als regelgevers in Noord-Amerika het niet verbieden, eenvoudige ingrepen om de blootstelling aan het milieu te minimaliseren, kunnen waardevol zijn, " zei Kahr. "Een nauwkeurige studie van kristalgroei kan een strategie bieden om de doelstellingen van het voorkomen van infectieziekten met imidacloprid te bereiken en tegelijkertijd de mogelijkheid van de ontwikkeling van resistentie te verminderen."