Apabila manusia mengalami tekanan tanpa henti dari nyamuk yang dibawa di pelbagai tempat di dunia, ada keperluan mendesak untuk alat-alat baru untuk digunakan terhadap binatang-binatang itu - kerana mereka terus menjadi menakutkan.
Walaupun DEET kekal sebagai penghilang nyamuk yang paling biasa digunakan dan paling kuat, para saintis sedang giat mengejar produk yang berkesan sepenuhnya berasaskan minyak tumbuhan, beberapa mengesan akarnya kepada ubat-ubatan tradisional. Kelebihan pengawetan tumbuhan yang berasal dari tumbuhan ini adalah aroma mereka yang menyenangkan, dan perasaan yang baik pada kulit dan tindakan wap, tetapi hanya jika kita boleh memujuk sebatian semulajadi untuk bertahan selagi produk komersial hari ini. Walaupun DEET adalah penghindaran hubungan yang berkesan, ramai orang tidak suka rasa berminyak dan bau pada kulit mereka, dan kadang-kadang kerengsaan kulit berlaku. Salah satu akibatnya adalah bahawa anggota tentera kurang cenderung untuk mematuhi penggunaan DEET pada kulit kerana ia tidak menyenangkan untuk digunakan. Ini menimbulkan risiko mereka mengidap penyakit bawaan nyamuk. Pengguna sentiasa berminat dengan alternatif untuk DEET dan pengangkut sintetik lain, jadi terdapat banyak pengawetan semula jadi di pasaran.
Di makmal saya di Iowa State University, saya dan pasukan saya telah menjalankan penyelidikan mengenai produk semulajadi sebagai penghalang serangga yang mungkin berlaku selama 20 tahun yang lalu. Kami bermula dengan mengikuti cerita rakyat tentang minyak catnip, dari tumbuhan catmint, dan Osage orange (lindung nilai epal) sebagai penghalau untuk serangga dan labah-labah. Mula-mula kita membuktikan bahawa mereka dapat menangkis serangga ini, dan kemudian kita mengenal pasti bahan kimia individu, yang dipanggil terpenes, dalam minyak mereka yang bertanggungjawab untuk tindakan penolak mereka. Penemuan ini memperoleh kita tiga paten pada terpen semulajadi sebagai penghalau, dan hak-hak tersebut dilesenkan kepada syarikat California.
Para ilmuwan di makmal Joel Coats mengenal pasti nyamuk yang menyerang bahan kimia dari oren Osage, Maclura pomifera, yang juga dikenali sebagai epal pelindung, bois d'arc, atau bodoh. (Lyudvig Aristarhovich / shutterstock.com) Penghalau semula jadi yang paling kuat bertindak pantas tetapi tidak bertahan lama. Beberapa dari oren Osage mempunyai aktiviti yang lebih tahan lama, tetapi mereka mahal untuk mengasingkan daripada buah atau mensintesis di makmal. Banyak minyak pati tumbuhan yang lain, iaitu "intipati" tumbuhan, telah diterokai sebagai penghalau serangga oleh makmal dan banyak makmal lain, tetapi hampir semua pengawet semulajadi itu terlalu pendek, memberikan perlindungan daripada serangga untuk sedikit lebih daripada satu atau dua jam. Beberapa minyak terbaik adalah sereh, kayu manis, dan minyak citronella. Kumpulan kami mengambil cabaran untuk mereka bentuk penghalau yang sangat berkesan dan tahan lama.
Sejak kajian terdahulu, kumpulan penyelidikan saya telah memberi tumpuan kepada membuat derivatif penghalau semula jadi yang terbaik dalam usaha untuk meningkatkan potensi penolak terpene yang berlangsung sehingga lapan jam di makmal. Tiga daripada Ph.D. pelajar-pelajar - James Klimavicz, Caleb Corona dan Edmund Norris - telah banyak menyumbang kepada projek ini dengan merancang, mensintesis, memurnikan, mencirikan dan menguji lebih daripada 300 bahan kimia yang berkait rapat yang diperolehi daripada pengawet semula jadi seperti citronellol, mentol dan thymol.
Rak kedai terdapat dengan botol dan tiub pelbagai jenama penolak bug. (Sheila Fitzgerald / Shutterstock.com) Pelajar-pelajar ini telah berjaya menguji derivatif ini terhadap tiga spesies nyamuk: nyamuk kuning / nyamuk virus Zika Aedes aegypti, nyamuk rumah utara yang menyebarkan virus West Nile, Culex pipiens, dan nyamuk malaria Afrika, Anopheles gambiae . Di samping itu, mereka telah menilai potensi yang terbaik terhadap kutu anjing dan kutu rusa, yang menghantar penyakit Lyme, dan juga lalat rumah.
Satu kumpulan pengawet baru bertindak melalui udara, seperti minyak citronella dalam lilin kuning. Bahan kimia ini mempunyai tindakan wap yang memberikan perlindungan, dan mereka dipanggil penghalang "spatial", kerana mereka bertindak melalui ruang angkasa. Ini berpotensi paling berguna di halaman belakang, taman, rumah, barak dan lumbung kuda. Satu lagi kumpulan sebatian baru adalah penghalang klasik "kontak" yang menghalau serangga daripada berdiri di permukaan yang dirawat, seperti kulit manusia, pakaian atau khemah; kolaborator di USDA-ARS di Gainesville, Florida, dan BioGents di Regensburg, Jerman, telah menjalankan ujian dengan manusia untuk mengesahkan keberkesanan dan mengenal pasti yang terbaik.
Makmal saya pada masa ini mempunyai geran tiga tahun dari Program Perlindungan Perang Fighter yang Digunakan oleh Jabatan Pertahanan untuk mengambil penyelidikan dan ujian ke peringkat seterusnya, di luar makmal. Sebatian kami sedang diuji oleh rakan komersil untuk meneroka sama ada pengawetan ruang boleh menyediakan perlindungan hari atau minggu dalam bangunan atau kawasan luaran.
Mereka merancang untuk menguji formulasi calon terbaik terhadap nyamuk di ujian lapangan di Tanzania dahulu, dan kemudian negara-negara lain di kawasan tropika.
Derivatif baru ini dinamakan "bioran" kerana ia direka bentuk dan dibuat daripada terpen semulajadi dalam minyak pati tumbuhan. Mereka mengekalkan banyak kelebihan penghalau semula jadi: Mereka adalah sepenuhnya biodegradable, tanpa kebimbangan ekotoksikologi atau residu alam sekitar, dan umumnya dianggap selamat seperti beribu-ribu jenis minyak pati tumbuhan yang digunakan dalam industri perisa dan aroma. Walau bagaimanapun, ujian toksikologi yang teliti perlu dilakukan untuk menentukan sama ada ia benar-benar tidak beracun.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Joel Coats, Profesor Terkenal Entomology, Iowa State University
