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一种被“二次发现”的物质揭开了一段尘封的历史

时间: 2019年10月18日 | 作者: Admin | 来源: 原理
在一项新的研究中,纽约大学的化学家基于对DDT的晶体生长研究,创造出了一种“新”的速效杀虫剂——DFDT。


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一种与DDT类似的单氟化合物在光学显微镜下的样子。固态的氟化DDT的杀虫速度快于DDT。| 图片来源:Xiaolong Zhu & Jingxiang Yang / 纽约大学化学系


20世纪,DDT(双对氯苯基三氯乙烷,又称滴滴涕)曾被全世界用作为一种主要的杀虫剂。在一项新的研究中,纽约大学的化学家基于对DDT的晶体生长研究,创造出了一种“新”的速效杀虫剂——DFDT。除了研究DFDT的化学原理之外,他们还发现了一段二战时期与杀虫剂有关的复杂而又令人不安的历史。


纽约大学的化学教授Bart Kahr和Michael Ward研究的是晶体的生长。在两年前,他们在研究臭名昭著的DDT时,发现了它的一种新的晶体形式。DDT对环境和野生动物的危害众所周知,而Kahr和Ward所发现的新形式不仅表现出对昆虫具有更加速效的杀虫效应,还有潜力将对环境的影响降到最小。

在对杀虫剂的晶体结构的后续探索中,研究小组开始研究DDT的氟化形式,他们用氟取代了其中的氯原子,将DDT制备成了两种固态化合物,一种是单氟化合物,另一种是双氟化合物,然后将这两种化合物在果蝇和携带了疟疾、黄热病、登革热和寨卡病毒的蚊子身上进行了测试。他们发现,氟化过的DDT的杀虫速度远快于DDT。其中,DFDT指的是含有两个氟的DDT类似物,它杀死蚊子的速度是DDT的两到四倍。


这种高速可以有效地抑制虫害发展出抗药性。当蚊子通过脚接触到这种晶体杀虫剂时,被吸收的化合物就能迅速杀死它们,可能使它们在能够繁殖之前就已经死亡。

除此之外,研究人员还进一步地详细分析了固态含氟DDT的相对活性,发现那些热稳定性较差,或者说更容易释放出分子的形式在快速杀死昆虫方面能表现出更高的有效性。


在为了这一发现欢欣鼓舞之余,研究人员不禁想知道:这是一次史无前例的新创造吗?还是说之前就已经有过先例?在探寻的过程中,他们发现了一段与DFDT有关的惊人故事。

通过查阅历史文献,他们得知在二战期间,德国科学家就曾制造出过DFDT,并且被德军在苏联和北非用作控制昆虫的杀虫剂,而当时的美国军队在欧洲和南太平洋使用的是DDT。

不过在战后的混乱与萧条中,DFDT制造戛然而止。一些调查过纳粹德国科学家的军官对于德国科学家所谓的“DFDT具有比DDT更快杀死昆虫,并对哺乳动物的毒性更小”进行了驳斥,他们在军事报告中称这些科学家所作的研究是“贫乏”且“不充分的”。


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二战后采访了德国科学家的军官驳斥了他们关于DFDT(也被称为“Gix”或“Fluorgesarol”)能比DDT更快地杀死虫害,并且对哺乳动物具有更小毒性的说法,称他们的研究是“贫乏”和“不充分的”。| 图片来源:《联合情报目标小组委员会关于杀虫剂、驱虫剂、灭鼠剂和杀菌剂的报告》,1945(已解密)


1948年,诺贝尔生理学或医学奖授予了保罗·穆勒(Paul Muller),以表彰他发现了DDT是一种能高效地杀死多类节肢动物的接触性毒药。但就在那时,穆勒就已经指出:DFDT才应该成为杀虫剂的未来,因为它的功效比DDT更快。然而即便如此,DFDT在很长一段时间内基本都被世人遗忘了。研究人员甚至咨询了当代的一些昆虫学家,发现他们也不知道DFDT的存在。


可以说,DDT在一开始就因为地缘政治、经济环境以及它与纳粹德国军方的联系而输掉了它本该可以参与的科学竞赛。Kahr说:“一种像DFDT这样的更快、更少残留的杀虫剂,是可以改变20世纪的进程的;这个故事使得我们不禁去想象那些反事实的科学历史。”


通过蚊子传播的疾病有很多,比如每两分钟就有一名儿童因其而死的疟疾就是其中之一。这些疾病都是公共卫生课题里的主要问题,它们每年能导致约2亿人罹患疾病。眼下,我们面临着不断变化的气候,使得像寨卡这样的新型疾病对人类健康造成越来越大的威胁。

蚊子的抗药性越来越强,它们对用于蚊帐里的拟除虫菊酯杀虫剂可以毫无反应。这种情况引起了从事公共卫生的工作人员的密切关注,越来越多的人呼吁要重新考量DDT的使用。现在,世界上许多地方已经禁用了DDT,只会有选择地用DDT来控制疟疾。但DDT那富有争议的历史和它对环境的影响无法避免地促使人们产生对新的杀虫剂的渴求。


Ward介绍说,虽然他们还需要进行更多的研究才能更好地了解DFDT的安全性和它可能造成的环境影响,但科学界和世界卫生组织都已经深刻地认识到了对更新、更快速的杀虫剂的迫切需求。因为能快速作用的杀虫剂可以有效应对虫害的抗药性问题,并且能通过使用更少的剂量,来减少杀虫剂对环境的影响。


参考链接:

https://phys.org/news/2019-10-rediscover-fast-acting-german-insecticide-lost.html