सिंथेटिक कीटनाशकों के व्यापक उपयोग से कई समस्याएँ पैदा हुई हैं, जिनमें प्रतिरोधी जीवों का उदय, पर्यावरण क्षरण और मानव स्वास्थ्य को नुकसान शामिल हैं। इसलिए, नए सूक्ष्मजीवकीटनाशकजो मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए सुरक्षित हैं, की तत्काल आवश्यकता है। इस अध्ययन में, एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे 2 द्वारा उत्पादित रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट का उपयोग मच्छर (क्यूलेक्स क्विंक्यूफैसिआटस) और दीमक (ओडोन्टोटर्मेस ओबेसस) लार्वा के लिए विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। परिणामों से पता चला कि उपचारों के बीच खुराक पर निर्भर मृत्यु दर थी। दीमक और मच्छर के लार्वा बायोसर्फेक्टेंट्स के लिए 48 घंटे में LC50 (50% घातक सांद्रता) मूल्य एक नॉनलाइनियर रिग्रेशन कर्व फिटिंग विधि का उपयोग करके निर्धारित किया गया था। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फेक्टेंट की लार्विसाइडल और एंटीटरमाइट गतिविधि के 48-घंटे LC50 मान (95% विश्वास अंतराल) क्रमशः 26.49 मिलीग्राम / एल (रेंज 25.40 से 27.57) और 33.43 मिलीग्राम / एल (रेंज 31.09 से 35.68) थे। हिस्टोपैथोलॉजिकल परीक्षण के अनुसार, बायोसर्फेक्टेंट्स से उपचार के कारण लार्वा और दीमक के कोशिकांग ऊतकों को गंभीर क्षति हुई। इस अध्ययन के परिणाम बताते हैं कि एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फेक्टेंट, सीएक्स, क्विंक्वेफैसिआटस और ओ. ओबेसस के नियंत्रण के लिए एक उत्कृष्ट और संभावित रूप से प्रभावी उपकरण है।
उष्णकटिबंधीय देशों में मच्छर जनित रोगों की एक बड़ी संख्या होती है1। मच्छर जनित रोगों की प्रासंगिकता व्यापक है। हर साल मलेरिया से 400,000 से अधिक लोग मरते हैं, और कुछ प्रमुख शहर डेंगू, पीत ज्वर, चिकनगुनिया और जीका जैसी गंभीर बीमारियों की महामारी का सामना कर रहे हैं।2 वेक्टर जनित रोग दुनिया भर में छह में से एक संक्रमण से जुड़े हैं, जिनमें मच्छर सबसे महत्वपूर्ण मामलों3,4 का कारण बनते हैं। क्यूलेक्स, एनोफिलीज और एडीज तीन मच्छर प्रजातियां हैं जो आमतौर पर रोग संचरण5 से जुड़ी हैं। एडीज एजिप्टी मच्छर द्वारा संचारित संक्रमण, डेंगू बुखार का प्रचलन पिछले एक दशक में बढ़ा है और यह एक महत्वपूर्ण सार्वजनिक स्वास्थ्य खतरा4,7,8 बन गया है। विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) के अनुसार, दुनिया की 40% से अधिक आबादी डेंगू बुखार के खतरे में डेंगू बुखार एक प्रमुख जन स्वास्थ्य समस्या बन गया है क्योंकि दुनिया भर में इसके मामलों में वृद्धि हुई है12,13,14। एनोफिलीज़ गैम्बिया, जिसे आमतौर पर अफ़्रीकी एनोफिलीज़ मच्छर के रूप में जाना जाता है, उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में मानव मलेरिया का सबसे प्रमुख वाहक है15। वेस्ट नाइल वायरस, सेंट लुइस इंसेफेलाइटिस, जापानी इंसेफेलाइटिस, और घोड़ों व पक्षियों के वायरल संक्रमण क्यूलेक्स मच्छरों द्वारा फैलाए जाते हैं, जिन्हें अक्सर आम घरेलू मच्छर कहा जाता है। इसके अलावा, ये जीवाणु और परजीवी रोगों के वाहक भी हैं16। दुनिया में दीमक की 3,000 से ज़्यादा प्रजातियाँ हैं, और ये 15 करोड़ से भी ज़्यादा वर्षों से मौजूद हैं17। ज़्यादातर कीट मिट्टी में रहते हैं और लकड़ी और सेल्यूलोज़ युक्त लकड़ी के उत्पादों को खाते हैं। भारतीय दीमक ओडोन्टोटर्मेस ओबेसस एक महत्वपूर्ण कीट है जो महत्वपूर्ण फसलों और बागानों के पेड़ों को गंभीर नुकसान पहुँचाता है18। कृषि क्षेत्रों में, विभिन्न चरणों में दीमक का संक्रमण विभिन्न फसलों, वृक्ष प्रजातियों और निर्माण सामग्री को भारी आर्थिक नुकसान पहुँचा सकता है। दीमक मानव स्वास्थ्य समस्याएँ भी पैदा कर सकते हैं19।
आज के दवा और कृषि क्षेत्रों में सूक्ष्मजीवों और कीटों के प्रति प्रतिरोध का मुद्दा जटिल है20,21। इसलिए, दोनों कंपनियों को नए, किफ़ायती रोगाणुरोधी और सुरक्षित जैव-कीटनाशकों की तलाश करनी चाहिए। सिंथेटिक कीटनाशक अब उपलब्ध हैं और संक्रामक साबित हुए हैं और गैर-लक्षित लाभकारी कीटों को दूर भगाते हैं22। हाल के वर्षों में, विभिन्न उद्योगों में उनके अनुप्रयोग के कारण बायोसर्फेक्टेंट्स पर शोध का विस्तार हुआ है। बायोसर्फेक्टेंट्स कृषि, मृदा उपचार, पेट्रोलियम निष्कर्षण, बैक्टीरिया और कीट निष्कासन, और खाद्य प्रसंस्करण23,24 में बहुत उपयोगी और महत्वपूर्ण हैं। बायोसर्फेक्टेंट्स या माइक्रोबियल सर्फेक्टेंट्स, तटीय आवासों और तेल-दूषित क्षेत्रों25,26 में बैक्टीरिया, यीस्ट और कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट रसायन हैं। रासायनिक रूप से व्युत्पन्न सर्फेक्टेंट और बायोसर्फेक्टेंट दो प्रकार के होते हैं जो सीधे प्राकृतिक वातावरण से प्राप्त होते हैं27। विभिन्न बायोसर्फेक्टेंट्स समुद्री आवासों28,29 से प्राप्त होते हैं। इसलिए, वैज्ञानिक प्राकृतिक बैक्टीरिया30,31 पर आधारित बायोसर्फेक्टेंट्स के उत्पादन के लिए नई तकनीकों की तलाश कर रहे हैं। इस तरह के अनुसंधान में प्रगति पर्यावरण संरक्षण के लिए इन जैविक यौगिकों के महत्व को दर्शाती है32. बैसिलस, स्यूडोमोनास, रोडोकॉकस, अल्कालिजेन्स, कोरिनेबैक्टीरियम और ये जीवाणु वंश अच्छी तरह से अध्ययन किए गए प्रतिनिधि हैं23,33.
कई प्रकार के बायोसर्फेक्टेंट्स हैं जिनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है34। इन यौगिकों का एक महत्वपूर्ण लाभ यह है कि इनमें से कुछ में जीवाणुरोधी, लार्वानाशक और कीटनाशक गुण होते हैं। इसका अर्थ है कि इनका उपयोग कृषि, रसायन, दवा और सौंदर्य प्रसाधन उद्योगों में किया जा सकता है35,36,37,38। चूँकि बायोसर्फेक्टेंट्स सामान्यतः जैवनिम्नीकरणीय और पर्यावरण के लिए लाभदायक होते हैं, इसलिए इनका उपयोग फसलों की सुरक्षा हेतु एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों में किया जाता है39। इस प्रकार, एंटरोबैक्टर क्लोके SJ2 द्वारा उत्पादित सूक्ष्मजीवी बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्वानाशक और दीमकरोधी गतिविधियों के बारे में बुनियादी जानकारी प्राप्त हुई है। हमने रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट्स की विभिन्न सांद्रताओं के संपर्क में आने पर मृत्यु दर और ऊतकीय परिवर्तनों की जाँच की। इसके अतिरिक्त, हमने सूक्ष्म शैवाल, डैफ़निया और मछलियों के लिए तीव्र विषाक्तता का निर्धारण करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले मात्रात्मक संरचना-गतिविधि (QSAR) कंप्यूटर प्रोग्राम पारिस्थितिक संरचना-गतिविधि (ECOSAR) का मूल्यांकन किया।
इस अध्ययन में, 30 से 50 मिलीग्राम/मिलीलीटर (5 मिलीग्राम/मिलीलीटर के अंतराल पर) की विभिन्न सांद्रताओं पर शुद्ध बायोसर्फेक्टेंट्स की दीमकरोधी गतिविधि (विषाक्तता) का परीक्षण भारतीय दीमक, ओ. ओबेसस और चौथी प्रजाति के विरुद्ध किया गया। मूल्यांकन करें। इनस्टार Cx के लार्वा। मच्छरों के लार्वा, क्विंक्वेफैसिआटस। O. ओबेसस और Cx. C. सोलानेसीरम के विरुद्ध 48 घंटों में बायोसर्फेक्टेंट LC50 सांद्रता। मच्छरों के लार्वा की पहचान एक अरैखिक समाश्रयण वक्र फिटिंग विधि का उपयोग करके की गई। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फेक्टेंट सांद्रता बढ़ने के साथ दीमक मृत्यु दर में वृद्धि हुई। परिणामों से पता चला कि बायोसर्फेक्टेंट में लार्विसाइडल गतिविधि (चित्र 1) और दीमक-रोधी गतिविधि (चित्र 2) थी, 48 घंटे के LC50 मान (95% CI) क्रमशः 26.49 mg/L (25.40 से 27.57) और 33.43 mg/L (चित्र 31.09 से 35.68) थे (सारणी 1)। तीव्र विषाक्तता (48 घंटे) के संदर्भ में, बायोसर्फेक्टेंट को परीक्षण किए गए जीवों के लिए "हानिकारक" के रूप में वर्गीकृत किया गया है। इस अध्ययन में उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट ने 24-48 घंटों के भीतर 100% मृत्यु दर के साथ उत्कृष्ट लार्विसाइडल गतिविधि दिखाई।
लार्विसाइडल गतिविधि के लिए LC50 मान की गणना करें। सापेक्ष मृत्यु दर (%) के लिए अरैखिक समाश्रयण वक्र फिटिंग (ठोस रेखा) और 95% विश्वास अंतराल (छायांकित क्षेत्र)।
दीमक-रोधी गतिविधि के लिए LC50 मान की गणना करें। सापेक्ष मृत्यु दर (%) के लिए अरैखिक समाश्रयण वक्र फिटिंग (ठोस रेखा) और 95% विश्वास अंतराल (छायांकित क्षेत्र)।
प्रयोग के अंत में, सूक्ष्मदर्शी से देखने पर रूपात्मक परिवर्तन और विसंगतियाँ देखी गईं। 40x आवर्धन पर नियंत्रित और उपचारित समूहों में रूपात्मक परिवर्तन देखे गए। जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, बायोसर्फेक्टेंट्स से उपचारित अधिकांश लार्वा में वृद्धि क्षीणता देखी गई। चित्र 3a एक सामान्य Cx. quinquefasciatus दिखाता है, चित्र 3b एक असामान्य Cx. दिखाता है। यह पाँच सूत्रकृमि लार्वा उत्पन्न करता है।
क्यूलेक्स क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा के विकास पर बायोसर्फेक्टेंट्स की उप-घातक (LC50) खुराक का प्रभाव। 40× आवर्धन पर एक सामान्य Cx का प्रकाश सूक्ष्मदर्शी चित्र (a)। क्विंक्वेफैसिआटस (b) असामान्य Cx। पाँच सूत्रकृमि लार्वा का कारण बनता है।
वर्तमान अध्ययन में, उपचारित लार्वा (चित्र 4) और दीमकों (चित्र 5) के ऊतकवैज्ञानिक परीक्षण से कई असामान्यताएँ सामने आईं, जिनमें उदर क्षेत्र में कमी और मांसपेशियों, उपकला परतों और त्वचा को नुकसान शामिल है। ऊतकविज्ञान से इस अध्ययन में प्रयुक्त बायोसर्फैक्टेंट की निरोधात्मक गतिविधि की क्रियाविधि का पता चला।
सामान्य अनुपचारित चौथे इंस्टार Cx लार्वा की ऊतकविकृति विज्ञान। क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा (नियंत्रण: (a,b)) और बायोसर्फेक्टेंट से उपचारित (उपचार: (c,d))। तीर उपचारित आंत्र उपकला (epi), केंद्रक (n), और मांसपेशी (mu) को दर्शाते हैं। बार = 50 µm।
सामान्य अनुपचारित ओ. ओबेसस (नियंत्रण: (a,b)) और बायोसर्फेक्टेंट उपचारित (उपचार: (c,d)) की ऊतकविकृतिविज्ञान। तीर क्रमशः आंत्र उपकला (epi) और मांसपेशी (mu) को दर्शाते हैं। बार = 50 µm।
इस अध्ययन में, प्राथमिक उत्पादकों (हरे शैवाल), प्राथमिक उपभोक्ताओं (जल पिस्सू) और द्वितीयक उपभोक्ताओं (मछलियों) के लिए रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट उत्पादों की तीव्र विषाक्तता का अनुमान लगाने के लिए ECOSAR का उपयोग किया गया था। यह कार्यक्रम आणविक संरचना के आधार पर विषाक्तता का मूल्यांकन करने के लिए परिष्कृत मात्रात्मक संरचना-सक्रियता यौगिक मॉडल का उपयोग करता है। यह मॉडल जलीय प्रजातियों के लिए पदार्थों की तीव्र और दीर्घकालिक विषाक्तता की गणना करने के लिए संरचना-सक्रियता (SAR) सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है। विशेष रूप से, तालिका 2 कई प्रजातियों के लिए अनुमानित औसत घातक सांद्रता (LC50) और औसत प्रभावी सांद्रता (EC50) का सारांश प्रस्तुत करती है। रसायनों के वर्गीकरण और लेबलिंग की वैश्विक रूप से सामंजस्यपूर्ण प्रणाली (तालिका 3) का उपयोग करके संदिग्ध विषाक्तता को चार स्तरों में वर्गीकृत किया गया था।
वेक्टर जनित रोगों, विशेष रूप से मच्छरों और एडीज़ मच्छरों के प्रकारों पर नियंत्रण। मिस्रवासियों के लिए, अब यह काम मुश्किल है 40,41,42,43,44,45,46। हालाँकि कुछ रासायनिक रूप से उपलब्ध कीटनाशक, जैसे पाइरेथ्रोइड्स और ऑर्गनोफॉस्फेट, कुछ हद तक फायदेमंद होते हैं, लेकिन ये मानव स्वास्थ्य के लिए गंभीर जोखिम पैदा करते हैं, जिनमें मधुमेह, प्रजनन संबंधी विकार, तंत्रिका संबंधी विकार, कैंसर और श्वसन संबंधी रोग शामिल हैं। इसके अलावा, समय के साथ, ये कीट इनके प्रति प्रतिरोधी हो सकते हैं13,43,48। इस प्रकार, प्रभावी और पर्यावरण के अनुकूल जैविक नियंत्रण उपाय मच्छर नियंत्रण का एक अधिक लोकप्रिय तरीका बन जाएँगे49,50। बेनेली51 ने सुझाव दिया कि शहरी क्षेत्रों में मच्छर वाहकों पर प्रारंभिक नियंत्रण अधिक प्रभावी होगा, लेकिन उन्होंने ग्रामीण क्षेत्रों में लार्वानाशकों के उपयोग की अनुशंसा नहीं की52। टॉम एट अल53 ने यह भी सुझाव दिया कि मच्छरों को उनकी अपरिपक्व अवस्था में नियंत्रित करना एक सुरक्षित और सरल रणनीति होगी क्योंकि वे नियंत्रण कारकों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं54।
एक शक्तिशाली स्ट्रेन (एंटरोबैक्टर क्लोके SJ2) द्वारा बायोसर्फेक्टेंट उत्पादन ने लगातार और आशाजनक प्रभावकारिता दिखाई। हमारे पिछले अध्ययन में बताया गया है कि एंटरोबैक्टर क्लोके SJ2 भौतिक-रासायनिक मापदंडों का उपयोग करके बायोसर्फेक्टेंट उत्पादन को अनुकूलित करता है26। उनके अध्ययन के अनुसार, एक संभावित ई. क्लोके अलगाव द्वारा बायोसर्फेक्टेंट उत्पादन के लिए इष्टतम स्थितियां 36 घंटे के लिए ऊष्मायन, 150 आरपीएम पर आंदोलन, पीएच 7.5, 37 डिग्री सेल्सियस, लवणता 1 पीपीटी, कार्बन स्रोत के रूप में 2% ग्लूकोज, 1% खमीर थीं। 2.61 ग्राम/एल बायोसर्फेक्टेंट प्राप्त करने के लिए अर्क का उपयोग नाइट्रोजन स्रोत के रूप में किया गया था। इसके अलावा, बायोसर्फेक्टेंट्स को टीएलसी, एफटीआईआर और एमएएलडीआई-टीओएफ-एमएस का उपयोग करके विशेषता दी गई थी इनमें कार्बोहाइड्रेट और लिपिड भाग होते हैं, मुख्यतः फैटी एसिड श्रृंखलाएँ। ग्लाइकोलिपिड्स में, मुख्य प्रतिनिधि रैम्नोलिपिड और सोफोरोलिपिड हैं56। रैम्नोलिपिड्स में दो रैम्नोज़ भाग होते हैं जो मोनो- या डाइ-β-हाइड्रॉक्सीडेकेनोइक अम्ल से जुड़े होते हैं57। चिकित्सा और दवा उद्योगों में रैम्नोलिपिड्स का उपयोग सुस्थापित है58, इसके अलावा हाल ही में कीटनाशकों के रूप में भी इनका उपयोग हुआ है59।
बायोसर्फेक्टेंट की श्वसन साइफन के जलभीत क्षेत्र के साथ अंतःक्रिया जल को उसकी रंध्र गुहा से होकर गुजरने देती है, जिससे लार्वा का जलीय वातावरण के साथ संपर्क बढ़ जाता है। बायोसर्फेक्टेंट की उपस्थिति श्वासनली को भी प्रभावित करती है, जिसकी लंबाई सतह के करीब होती है, जिससे लार्वा के लिए सतह पर रेंगकर सांस लेना आसान हो जाता है। परिणामस्वरूप, पानी का पृष्ठ तनाव कम हो जाता है। चूँकि लार्वा पानी की सतह से चिपक नहीं पाते, वे टैंक की तलहटी में गिर जाते हैं, जिससे द्रवस्थैतिक दाब बिगड़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक ऊर्जा व्यय होती है और डूबने से मृत्यु हो जाती है38,60। इसी तरह के परिणाम घ्रिबी61 द्वारा प्राप्त किए गए, जहाँ बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित एक बायोसर्फेक्टेंट ने एफेस्टिया कुएनिएला के विरुद्ध लार्वीसाइडल गतिविधि प्रदर्शित की। इसी प्रकार, सीएक्स. दास और मुखर्जी23 की लार्वीसाइडल गतिविधि ने भी क्विंक्वेफैसिआटस लार्वा पर चक्रीय लिपोपेप्टाइड्स के प्रभाव का आकलन किया।
इस अध्ययन के परिणाम Cx के विरुद्ध रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्वीसाइडल गतिविधि से संबंधित हैं। क्विंक्वेफैसिआटस मच्छरों को मारना पहले प्रकाशित परिणामों के अनुरूप है। उदाहरण के लिए, बैसिलस और स्यूडोमोनास प्रजाति के विभिन्न जीवाणुओं द्वारा उत्पादित सर्फैक्टिन-आधारित बायोसर्फेक्टेंट्स का उपयोग किया जाता है। कुछ प्रारंभिक रिपोर्टों64,65,66 में बैसिलस सबटिलिस23 से लिपोपेप्टाइड बायोसर्फेक्टेंट्स की लार्वा-नाशक गतिविधि की सूचना दी गई थी। दीपाली एट अल. 63 ने पाया कि स्टेनोट्रोपोमोनस माल्टोफिलिया से पृथक रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट में 10 मिलीग्राम/लीटर की सांद्रता पर शक्तिशाली लार्वीसाइडल गतिविधि थी। सिल्वा एट अल. 67 ने 1 ग्राम/लीटर की सांद्रता पर एई के विरुद्ध रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट की लार्वीसाइडल गतिविधि की सूचना दी थी। 68 ने बताया कि बैसिलस सबटिलिस द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसर्फेक्टेंट्स ने यूकेलिप्टस के लिपोफिलिक अंश वाले क्यूलेक्स लार्वा और दीमकों में समग्र मृत्यु दर का कारण बना। इसी प्रकार, मासेंद्र एट अल. 69 ने ई. क्रूड एक्सट्रेक्ट के लिपोफिलिक एन-हेक्सेन और EtOAc अंशों में श्रमिक चींटियों (क्रिप्टोटर्मेस साइनोसेफालस लाइट) की मृत्यु दर 61.7% बताई।
पार्थिपन एट अल. 70 ने मलेरिया परजीवी प्लास्मोडियम के एक वाहक, एनोफिलीज़ स्टीफेंस के विरुद्ध बैसिलस सबटिलिस A1 और स्यूडोमोनास स्टुटज़ेरी NA3 द्वारा उत्पादित लिपोपेप्टाइड बायोसर्फेक्टेंट्स के कीटनाशक उपयोग की रिपोर्ट दी। उन्होंने देखा कि बायोसर्फेक्टेंट्स की विभिन्न सांद्रताओं से उपचारित करने पर लार्वा और प्यूपा लंबे समय तक जीवित रहे, उनके अंडे देने की अवधि कम रही, वे बंध्य रहे, और उनका जीवनकाल भी कम रहा। विभिन्न लार्वा अवस्थाओं (अर्थात लार्वा I, II, III, IV और चरण प्यूपा) के लिए B. सबटिलिस बायोसर्फेक्टेंट A1 के देखे गए LC50 मान क्रमशः 3.58, 4.92, 5.37, 7.10 और 7.99 mg/L थे। इसकी तुलना में, स्यूडोमोनास स्टुटज़ेरी NA3 के लार्वा चरण I-IV और प्यूपा चरण के लिए बायोसर्फेक्टेंट क्रमशः 2.61, 3.68, 4.48, 5.55 और 6.99 मिलीग्राम/लीटर थे। जीवित लार्वा और प्यूपा की विलंबित फेनोलॉजी को कीटनाशक उपचारों के कारण होने वाली महत्वपूर्ण शारीरिक और चयापचय संबंधी गड़बड़ियों का परिणाम माना जाता है71।
विकरहामोमाइसिस एनोमलस स्ट्रेन CCMA 0358, एडीज़ मच्छरों के विरुद्ध 100% लार्वा-नाशक गतिविधि वाला एक बायोसर्फेक्टेंट उत्पन्न करता है। 24-घंटे के अंतराल पर 38, सिल्वा एट अल द्वारा बताए गए आंकड़ों से अधिक था। कार्बन स्रोत के रूप में सूरजमुखी के तेल का उपयोग करके स्यूडोमोनास एरुगिनोसा से उत्पादित एक बायोसर्फेक्टेंट 48 घंटों के भीतर 100% लार्वा को मारने में सक्षम पाया गया है। 67। अबिनया एट अल.72 और प्रधान एट अल.73 ने बैसिलस वंश के कई पृथक जीवों द्वारा उत्पादित सर्फेक्टेंट के लार्वा-नाशक या कीटनाशक प्रभावों को भी प्रदर्शित किया है। सेंथिल-नाथन एट अल. द्वारा पूर्व में प्रकाशित एक अध्ययन में पाया गया कि पौधों के लैगून के संपर्क में आने वाले मच्छरों के 100% लार्वा के मरने की संभावना थी। 74।
कीट जीव विज्ञान पर कीटनाशकों के उप-घातक प्रभावों का आकलन करना एकीकृत कीट प्रबंधन कार्यक्रमों के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि उप-घातक खुराक/सांद्रता कीटों को नहीं मारती लेकिन जैविक विशेषताओं को बाधित करके भविष्य की पीढ़ियों में कीट आबादी को कम कर सकती है10। सिक्वेरा एट अल 75 ने 50 से 300 मिलीग्राम/एमएल तक के विभिन्न सांद्रता पर परीक्षण करने पर रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट (300 मिलीग्राम/एमएल) की पूर्ण लार्विसाइडल गतिविधि (100% मृत्यु दर) देखी। एडीज एजिप्टी उपभेदों का लार्वा चरण। उन्होंने लार्वा के अस्तित्व और तैराकी गतिविधि पर मृत्यु के समय और उप-घातक सांद्रता के प्रभावों का विश्लेषण किया। इसके अलावा, उन्होंने बायोसर्फेक्टेंट की उप-घातक सांद्रता (जैसे, 50 मिलीग्राम/एमएल और 100 मिलीग्राम/एमएल) के संपर्क में आने के 24-48 घंटे बाद तैराकी की गति में कमी देखी
हमारे परिणामों के ऊतकवैज्ञानिक अवलोकन दर्शाते हैं कि एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित बायोसर्फेक्टेंट्स मच्छर (सीएक्स. क्विंक्यूफैसिआटस) और दीमक (ओ. ओबेसस) के लार्वा के ऊतकों को महत्वपूर्ण रूप से बदल देते हैं। एन. गैम्बिएस और एन. अरेबिका में तुलसी के तेल की तैयारी से इसी तरह की विसंगतियां हुईं, जिनका वर्णन ओचोला77 द्वारा किया गया था। कामराज एट अल.78 ने भी एन. गैम्बिएस में समान रूपात्मक असामान्यताओं का वर्णन किया है। स्टेफ़नी के लार्वा को सोने के नैनोकणों के संपर्क में लाया गया था। वसंता-श्रीनिवासन एट अल.79 ने यह भी बताया कि शेफर्ड्स पर्स एसेंशियल ऑयल ने एडीज एल्बोपिक्टस के कक्ष और उपकला परतों को गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त कर दिया। एडीज एजिप्टी। राघवेंद्रन एट अल मृत्यु दर 80. इससे पहले, अबिनया एट अल. द्वारा An के चौथे चरण के लार्वा का अध्ययन किया गया था। स्टीफेंसी और ए. एजिप्ती ने बी. लाइकेनिफॉर्मिस एक्सोपॉलीसेकेराइड्स से उपचारित एडीज़ एजिप्ती में कई ऊतकीय परिवर्तन पाए, जिनमें गैस्ट्रिक सीकम, मांसपेशी शोष, तंत्रिका रज्जु नाड़ीग्रन्थि की क्षति और अव्यवस्था72 शामिल हैं। राघवेंद्रन एट अल. के अनुसार, पी. डेलिया माइसेलियल अर्क से उपचार के बाद, परीक्षण किए गए मच्छरों (चौथे चरण के लार्वा) की मध्य-आंत कोशिकाओं में आँतों के लुमेन में सूजन, अंतरकोशिकीय सामग्री में कमी और केंद्रकीय अध:पतन81 देखा गया। इचिनासिया पत्ती के अर्क से उपचारित मच्छरों के लार्वा में भी यही ऊतकीय परिवर्तन देखे गए, जो उपचारित यौगिकों की कीटनाशक क्षमता50 को दर्शाता है।
ECOSAR सॉफ़्टवेयर के उपयोग को अंतर्राष्ट्रीय मान्यता प्राप्त है82। वर्तमान शोध से पता चलता है कि सूक्ष्म शैवाल (सी. वल्गेरिस), मछलियों और जलीय पिस्सू (डी. मैग्ना) के लिए ECOSAR बायोसर्फेक्टेंट्स की तीव्र विषाक्तता संयुक्त राष्ट्र द्वारा परिभाषित "विषाक्तता" श्रेणी में आती है83। ECOSAR पारिस्थितिक विषाक्तता मॉडल पदार्थों की तीव्र और दीर्घकालिक विषाक्तता का पूर्वानुमान लगाने के लिए SAR और QSAR का उपयोग करता है और इसका उपयोग अक्सर कार्बनिक प्रदूषकों की विषाक्तता का पूर्वानुमान लगाने के लिए किया जाता है82,84।
इस अध्ययन में प्रयुक्त पैराफॉर्मलडिहाइड, सोडियम फॉस्फेट बफर (पीएच 7.4) और अन्य सभी रसायन हाईमीडिया लैबोरेटरीज, भारत से खरीदे गए थे।
बायोसर्फेक्टेंट का उत्पादन 500 मिलीलीटर एर्लेनमेयर फ्लास्क में किया गया, जिसमें 200 मिलीलीटर स्टेराइल बुशनेल हास माध्यम और 1% कच्चा तेल एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में शामिल था। एंटरोबैक्टर क्लोएकी एसजे2 (1.4 × 104 सीएफयू/एमएल) का एक प्रीकल्चर 37°C, 200 आरपीएम पर 7 दिनों के लिए एक ऑर्बिटल शेकर पर टीका लगाकर संवर्धित किया गया। ऊष्मायन अवधि के बाद, 4°C पर 20 मिनट के लिए 3400×g पर कल्चर माध्यम को सेंट्रीफ्यूज करके बायोसर्फेक्टेंट निकाला गया और परिणामी सुपरनैटेंट का उपयोग स्क्रीनिंग उद्देश्यों के लिए किया गया। बायोसर्फेक्टेंट्स की अनुकूलन प्रक्रियाएँ और लक्षण वर्णन हमारे पिछले अध्ययन26 से लिए गए थे।
क्यूलेक्स क्विंक्वेफैसिआटस के लार्वा समुद्री जीव विज्ञान उन्नत अध्ययन केंद्र (सीएएस), पलंचिपेटाई, तमिलनाडु (भारत) से प्राप्त किए गए थे। लार्वा को 27 ± 2°C तापमान पर विआयनीकृत जल से भरे प्लास्टिक के कंटेनरों में 12:12 (प्रकाश:अंधेरा) के प्रकाश काल में पाला गया। मच्छर के लार्वा को 10% ग्लूकोज घोल पिलाया गया।
क्यूलेक्स क्विंक्यूफैसिआटस के लार्वा खुले और असुरक्षित सेप्टिक टैंकों में पाए गए हैं। प्रयोगशाला में लार्वा की पहचान और संवर्धन के लिए मानक वर्गीकरण दिशानिर्देशों का उपयोग करें85। विश्व स्वास्थ्य संगठन की सिफारिशों के अनुसार लार्विसाइडल परीक्षण किए गए थे 86 । एसएच। क्विंक्यूफैसिआटस के चौथे इंस्टार लार्वा को 25 मिली और 50 मिली के समूहों में बंद ट्यूबों में उनकी क्षमता के दो-तिहाई हवा के अंतराल के साथ एकत्र किया गया था। बायोसर्फेक्टेंट (0-50 मिलीग्राम / एमएल) को व्यक्तिगत रूप से प्रत्येक ट्यूब में जोड़ा गया और 25 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत किया गया। नियंत्रण ट्यूब में केवल आसुत जल (50 मिली) का उपयोग किया गया। मृत लार्वा उन्हें माना जाता था जो ऊष्मायन अवधि (12-48 घंटे) के दौरान तैरने के कोई संकेत नहीं दिखाते थे
ओडोन्टोटर्मिटिडे परिवार में भारतीय दीमक ओडोन्टोटर्मिस ओबेसस शामिल है, जो कृषि परिसर (अन्नामलाई विश्वविद्यालय, भारत) में सड़ते हुए लकड़ियों में पाया जाता है। यह निर्धारित करने के लिए कि क्या यह हानिकारक है, सामान्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके इस बायोसर्फेक्टेंट (0-50 मिलीग्राम/एमएल) का परीक्षण करें। 30 मिनट के लिए लेमिनार वायु प्रवाह में सुखाने के बाद, व्हाटमैन पेपर की प्रत्येक पट्टी को 30, 40, या 50 मिलीग्राम/एमएल की सांद्रता पर बायोसर्फेक्टेंट के साथ लेपित किया गया था। पेट्री डिश के केंद्र में पूर्व-लेपित और बिना लेपित पेपर स्ट्रिप्स का परीक्षण और तुलना की गई। प्रत्येक पेट्री डिश में लगभग तीस सक्रिय दीमक ओ. ओबेसस होते हैं। नियंत्रण और परीक्षण दीमक को भोजन के स्रोत के रूप में गीला कागज दिया गया था। सभी प्लेटों को पूरे ऊष्मायन अवधि के दौरान कमरे के तापमान पर रखा गया था।
नमूनों को बर्फ पर रखा गया और 100 मिली 0.1 M सोडियम फॉस्फेट बफर (pH 7.4) युक्त माइक्रोट्यूब में पैक करके आगे के विश्लेषण के लिए राजीव गांधी जलकृषि केंद्र (RGCA) की केंद्रीय जलकृषि विकृति विज्ञान प्रयोगशाला (CAPL) में भेजा गया। ऊतक विज्ञान प्रयोगशाला, सिरकाली, मयिलादुथुराई, जिला, तमिलनाडु, भारत। नमूनों को तुरंत 4% पैराफॉर्मलडिहाइड में 37°C पर 48 घंटे के लिए स्थिर रखा गया।
स्थिरीकरण चरण के बाद, पदार्थ को 0.1 M सोडियम फॉस्फेट बफर (pH 7.4) से तीन बार धोया गया, इथेनॉल में चरणबद्ध तरीके से निर्जलित किया गया और LEICA रेज़िन में 7 दिनों के लिए भिगोया गया। फिर पदार्थ को रेज़िन और पॉलीमराइज़र से भरे एक प्लास्टिक के साँचे में रखा गया, और फिर 37°C तक गर्म किए गए ओवन में तब तक रखा गया जब तक कि पदार्थ युक्त ब्लॉक पूरी तरह से पॉलीमराइज़ न हो जाए।
बहुलकीकरण के बाद, ब्लॉकों को LEICA RM2235 माइक्रोटोम (रैंकिन बायोमेडिकल कॉर्पोरेशन 10,399 एंटरप्राइज डॉ. डेविसबर्ग, मिशिगन 48,350, यूएसए) का उपयोग करके 3 मिमी मोटाई में काटा गया। खंडों को स्लाइडों पर समूहीकृत किया गया है, प्रत्येक स्लाइड में छह खंड हैं। स्लाइडों को कमरे के तापमान पर सुखाया गया, फिर 7 मिनट के लिए हेमाटोक्सिलिन से रंगा गया और 4 मिनट के लिए बहते पानी से धोया गया। इसके अलावा, त्वचा पर 5 मिनट के लिए ईओसिन घोल लगाएँ और 5 मिनट के लिए बहते पानी से धोएँ।
विभिन्न उष्णकटिबंधीय स्तरों के जलीय जीवों का उपयोग करके तीव्र विषाक्तता का अनुमान लगाया गया: 96-घंटे मछली LC50, 48-घंटे डी. मैग्ना LC50, और 96-घंटे हरी शैवाल EC50। मछलियों और हरी शैवाल के लिए रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट्स की विषाक्तता का आकलन अमेरिकी पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा विकसित विंडोज़ के लिए ECOSAR सॉफ़्टवेयर संस्करण 2.2 का उपयोग करके किया गया था। (ऑनलाइन उपलब्ध: https://www.epa.gov/tsca-screening-tools/ecological-struct-activity-relationships-ecosar-predictive-model)।
लार्वीसाइडल और एंटीटर्माइट गतिविधि के सभी परीक्षण तीन प्रतियों में किए गए। लार्वा और दीमक मृत्यु दर के आंकड़ों का अरैखिक प्रतिगमन (खुराक प्रतिक्रिया चरों का लॉग) 95% विश्वास अंतराल के साथ माध्य घातक सांद्रता (LC50) की गणना करने के लिए किया गया था, और प्रिज्म® (संस्करण 8.0, ग्राफपैड सॉफ्टवेयर) इंक., यूएसए) 84, 91 का उपयोग करके सांद्रता प्रतिक्रिया वक्र तैयार किए गए थे।
वर्तमान अध्ययन एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित माइक्रोबियल बायोसर्फेक्टेंट्स की मच्छर लार्विसाइडल और एंटीटर्माइट एजेंट के रूप में क्षमता को प्रकट करता है, और यह कार्य लार्विसाइडल और एंटीटर्माइट क्रिया के तंत्र की बेहतर समझ में योगदान देगा। बायोसर्फेक्टेंट्स के साथ इलाज किए गए लार्वा के हिस्टोलॉजिकल अध्ययनों ने पाचन तंत्र, मिडगट, सेरेब्रल कॉर्टेक्स और आंतों के उपकला कोशिकाओं के हाइपरप्लेसिया को नुकसान पहुंचाया। परिणाम: एंटरोबैक्टर क्लोके एसजे2 द्वारा उत्पादित रैम्नोलिपिड बायोसर्फेक्टेंट की एंटीटर्माइट और लार्विसाइडल गतिविधि के विषाक्तता संबंधी मूल्यांकन से पता चला कि यह अलगाव मच्छरों (सीएक्स क्विंक्यूफैसिआटस) और दीमक (ओबेसस) के वेक्टर-जनित रोगों के नियंत्रण के लिए एक संभावित जैव कीटनाशक है।
पोस्ट करने का समय: अप्रैल-09-2024