節肢動物是病原體和寄生蟲常見的載體，其可能在不斷增加的世界人口和動物中引起流行病發生。其中，蚊子作為最致命的昆蟲之一，傳播許多病毒和寄生蟲，例如絲蟲病、寨卡病毒熱、瘧疾、基孔肯雅熱、登革熱和黃熱病等。此外，即使這些疾病不會傳播，蚊子叮咬后也會帶來腫脹和發紅的皮膚瘙癢。據報道，蚊子每年可以造成健康問題、社會混亂、經濟損失和數百萬人死亡。家蠅，一種分布廣泛的公共衛生昆蟲，體內攜帶多種病原微生物，可在人類和動物中傳播60多種腸道疾病，包括沙門氏菌等細菌感染、蛔蟲等蠕蟲和立克次體。蟑螂，一種全球范圍內影響嚴重的家庭和公共衛生昆蟲，不僅可以在敏感人群中引起過敏反應，也是許多人類病原微生物和寄生蟲的機械載體。

在全球范圍內，公共衛生昆蟲尤其是病媒傳播疾病對人類和動物的威脅每年都在增加。由于疫苗和藥物效率低下，在控制病媒傳播疾病方面存在許多困難。因此，殺蟲劑被認為是通過控制病媒種群來減少疾病傳播給人類的最重要有效工具。過度使用化學殺蟲劑（如有機磷和擬除蟲菊酯類）來控制公共衛生昆蟲已經導致了嚴重的問題，如對非目標生物的影響、害蟲抗性以及陸地和水生環境的污染。病媒傳播疾病和環境污染的威脅日益嚴重，這促使人們尋找新的技術。

納米技術的蓬勃發展為傳統農藥劑型出現的問題提供了新方案，為納米衛生殺蟲劑的發展提供了新契機。與傳統施用的殺蟲劑相比，納米技術衍生的殺蟲劑往往具有更高的效率。納米殺蟲劑在外部環境的響應刺激下表現出優異的殺蟲特性使其成為控制公共衛生昆蟲的有效和安全方法。王東等綜述了納米農藥在有害生物防治中的施藥方法、作用方式及應用優勢。本文從金屬納米顆粒、非金屬納米顆粒、納米乳和載體型納米殺蟲劑等4個方面綜述了最新納米殺蟲劑對公共衛生昆蟲（蚊子、家蠅和蟑螂）的控制，旨在為病媒傳播疾病和環境污染等問題提供新的策略和研究方向。

1 納米衛生殺蟲劑研究進展

1.1 金屬納米顆粒

金屬納米顆粒除通過常規方法制備（物理法或化學法），還可以從生物活性物質如植物和植物提取物以及動物、微生物和酶中制備。大多數研究集中于金、銀、鋅、氧化銅、氧化鋅、氧化鈦等納米顆粒應用于衛生害蟲的控制。Mishra等綜述了使用植物提取物和無脊椎動物介導的納米顆粒對病媒控制作用，指出植物提取物或植物代謝物的濃度以及與合成有關的底物（金屬離子）的濃度是影響納米顆粒形狀、大小和穩定性的2個最重要的因素。而Benelli等認為采用不同的植物作為還原劑和穩定劑是導致金屬納米顆粒具有不同大小、形狀和對蚊媒毒性的關鍵因素。Onen等總結了各種綠色合成的植物基金屬納米顆粒對蚊子的殺卵、殺幼蟲、殺蛹和殺成蟲的活性。Li等綜述了由自然資源合成的綠色金屬納米粒子對傳播登革熱、瘧疾和其他疾病的各種媒介蚊子表現了殺幼蟲和殺蛹活性（見圖1），且納米顆粒的大小、形狀和電荷控制了其藥效。

此外，來自于常規方法制備的納米材料也具有殺蟲活性。光熱材料將可見光至近紅外光轉化為熱量，導致細胞和組織的損傷。Wang等制備了粒徑為201.2nm的聚多巴胺修飾的磁性Fe₃O₄納米顆粒(Fe₃O₄@PDA)，可用于精確光熱殺滅家蠅幼蟲（見圖2）。

幼蟲攝食結果表明：家蠅幼蟲對Fe₃O₄@PDA納米顆粒的吸收比Fe₃O₄納米顆粒更大，且納米顆粒對幼蟲發育和腸道微生物種群沒有明顯影響，具有良好的生物相容性。然而，當用近紅外激光照射時，Fe₃O_4@PDA納米顆粒有效地誘導了家蠅幼蟲的死亡。機理研究證明在近紅外激光照射下，納米顆粒光熱轉換，高溫(>50℃)對家蠅腸壁造成損害，隨后腸道細菌泄漏到血腔中。此外，未被食用的納米顆粒可以通過磁收集，并顯示出優異的熱穩定性，使得這些環保納米顆粒的回收成為可能。

1.2非金屬納米顆粒

納米材料的迅猛發展，特別是制備不同尺寸和形狀的高度有序納米顆粒，為防治衛生害蟲提供了可能。Shaw等通過熱降解6種廣泛使用的塑料制備了一系列納米碳，其中來自于低密度聚乙烯（聚苯乙烯）和高密度聚乙烯（聚對苯二甲酸乙二醇酯）的納米碳對3齡庫蚊幼蟲和4齡幼蟲以及成蟲都具有顯著的消殺效果，且來自于聚氯乙烯和聚苯乙烯的納米碳具有顯著的殺蛹活性。同時，與對照相比，6種納米碳處理液對幼蟲生長停滯、幼蟲化蛹和蛹化成蟲延遲均有顯著作用。組織學觀察結果表明，納米碳對幼蟲的外部和內部細胞完整性可以造成輕度至重度損害。對于非靶標安全性評價，納米碳對洋蔥根尖細胞沒有明顯的損傷特性，對孔雀魚也沒有影響：同樣，Saxena等制備的熒光水溶性碳納米顆粒在高濃度下可以阻斷蚊子從幼蟲到成蟲的生長。同時，食用高濃度碳納米顆粒的幼蟲不能存活，且斑馬魚食用這些死亡幼蟲后沒有不良影響。

Barik等測試了3種類型的納米二氧化硅（親脂性、親水性和疏水性）對蚊子水生階段的控制效果，研究發現疏水性納米二氧化硅(112.5mg/L)對測試的蚊子物種有效。對于幼蟲，疏水性納米二氧化硅的殺蟲效果分別力斯氏按蚊>埃及伊蚊>致倦庫蚊；對于蛹，殺蛹效果依次為斯氏按蚊>致倦庫蚊>埃及伊蚊。同時，疏水性二氧化硅可以用作產卵威懾劑以及從幼蟲到蛹的生長抑制劑。Neethirajan等認為表面帶電的改性疏水性納米二氧化硅通過物理吸附被吸收到昆蟲的角質層脂質中，導致昆蟲干燥和死亡。

1.3納米乳

納米乳由水相、油相和乳化劑3部分組成，乳化劑的添加是產生小尺寸液滴的關鍵因素。由于較小的液滴尺寸，納米乳通常具有良好的聚集和乳化穩定性、大的比表面積等特性。同時，其可以增加不溶性活性成分的溶解度，提高其生物利用度，并發揮靶向和緩釋的作用。目前，常用的納米乳制備方法包括低能量和高能量2種方法，高能量方法如高壓均質化和超聲處理消耗大量能量來制備小液滴，而低能量方法利用特定的系統制造小液滴而不消耗顯著的能量。納米乳為高效、安全、環保地使用衛生殺蟲劑提供了一種有效的途徑。

1.3.1 精油納米乳

精油是一類天然植物次生代謝物，成本低廉，具有高的殺蟲活性和不同的毒性作用機制，被認為是一種安全環保的控制衛生害蟲的活性成分。Mishra等按照響應面建模方法優化了印楝油／表面活性劑／尿素的比例和微流化參數，制備了印楝油一尿素納米乳。納米乳平均粒徑為19.3 nm，對三帶喙庫蚊和埃及伊蚊具有優異的殺卵和殺幼蟲活性。非靶標安全性試驗表明，納米乳對有益菌株細胞（水稻植物根莖中分離）無毒。此外，不同濃度的印楝油一尿素納米乳對水稻種子發芽無影響，發芽率可以達到100%；對水稻植株的生長也無不良影響。水稻生理生化研究表明，通過與對照相比納米乳處理的水稻根和芽脂質過氧化活性差異不顯著。印楝油一尿素納米乳的制備既可以有效控制蚊媒，又可以為土壤提供營養，是一種綠色環保的方案。

Mohafrash等按照薄荷精油和吐溫-80體積比為1:1制備了粒徑為97.8 nm的薄荷精油納米乳（見圖3）。

對比薄荷精油和高效氯氟氰菊酯，薄荷精油納米乳對淡色庫蚊(LC₅₀，43.57 mg/L)和家蠅(LC₅₀，72.35 mg/L)具有良好的殺幼活性，效果分別增加了71.46%和52.0%。同時，急性毒性表明納米乳對大鼠安全。

1.3.2常規農藥納米乳

通過優化有機相和水相的比例，Mishra等制備了平均粒徑為12.4 nm的氯菊酯納米乳，對三帶喙庫蚊和埃及伊蚊的幼蟲（蛹）都具有良好的生物活性，LC_{50分別為0.038(0.049)}、0.047(0.063) mg/L。組織病理學研究發現，經氯菊酯納米乳處理后幼蟲的上皮損傷、圍食膜脫落和中腸內容物丟失，但氯菊酯原藥處理的幼蟲組織畸變不明顯。相同的，經氯菊酯納米乳處理后蛹的上皮和圍食表面受損，前絲丟失。生理生化研究發現，與對照和原藥相比，氯菊酯納米乳的處理可以減少幼蟲和蛹中總蛋白含量、乙酰膽堿酯酶(AChE)和谷胱甘肽-S-轉移酶(GST)活性。此外，氯菊酯納米乳對新月藻、鷹嘴豆和斑馬魚3種非靶標生物安全。

影響納米乳穩定的因素有乳化劑的種類、用量以及不同乳化工藝等。Feng等1431利用低能量方法（相轉化法）從乳化劑的種類、用量和乳化過程3個方面優化納米乳配方，得到5%吡丙醚納米乳[聚氧乙烯蓖麻油醚(6%，EL-20)，烴類溶劑(5%，S-100)]。家蠅生物活性測試表明，吡丙醚納米乳具有較高的化蛹抑制率和100%羽化抑制率。此外，吡丙醚納米乳對蚯蚓的急性毒性較低(LC₅₀在7、14 d分別為1450.63、804.19 mg/kg)，對人正常肝細胞低毒，具有較低的細胞凋亡率（見圖4）。

1.4載體型納米殺蟲劑

1.4.1 納米凝膠

由于其柔韌性和黏度，納米凝膠在農業領域增強了抗雨水沖刷性和農藥的持留量，對于衛生領域的局部使用具有借鑒意義。Moemenbellah- Fard等通過將2種精油納米乳(Elettaria cardamomum和Zaiaria multiflora)與羧甲基纖維素分別攪拌轉化為納米凝膠?；钚栽u估試驗表明，Z．multiflora納米凝膠保護時間巾位值為600 min，優于合成驅避劑避蚊胺，而E．cardamomum納米凝膠保護時間巾位值為(63+15) min，保護效果低于避蚊胺(242+12) min。

此外，在服裝面料中加入驅蟲劑，使其具有驅蚊或防蚊效果，是提供持久保護免受蚊蟲叮咬的策略之一。Kala等以丙烯酸酯為增稠劑和織物黏合劑，以檸檬草精油為活性成分，制備了浸漬在織物上的殼聚糖納米凝膠。納米凝膠水合粒徑為90 nm。持久且耐洗滌的驅蚊效果證明，15次洗滌后使用丙烯酸酯的納米凝膠對蚊子的驅避效果為75%，而沒有使用丙烯酸酯的納米囊僅實現51%的驅避效果。同時，對瑞士白化小鼠重復施用納米凝膠36 d未觀察到臨床體征或體質量變化且小鼠皮膚無水腫紅斑反應。

1.4.2納米微囊

納米微囊由于小尺寸效應和大比表面積，在提高活性物質沉積與展布、增強生物活性方面具有明顯的優勢。Hammed等利用PEG4000和殼聚糖制備金龜子綠僵菌納米微囊，粒徑測試結果表明，金龜子綠僵菌、殼聚糖和PEG4000納米囊的粒徑分別為610、217、188 nm。金龜子綠僵菌和納米微囊對家蠅幼蟲的乙酰膽堿酯酶均有抑制作用，當用PEG4000納米微囊(500 mg/L)、金龜子綠僵菌(50 000 mg/L)和殼聚糖納米微囊(500 mg/L)處理時，抑制率分別達到53.2%，36.3%和18.2%。

Kala等制備了雪松精油一果膠納米微囊(40-80 nm)，用于浸漬迷你棉茶袋，用作處理蚊子繁殖地方的即用型制劑。使用初期的蚊幼死亡率為70%，2周死亡率為90%，4周死亡率達到了98%。納米微囊浸漬袋既可以減少直接接觸農藥暴露的風險又具有使用方便和持效期長的特點。

1.4.3 納米纖維

利用能夠提供空間保護的高揮發性驅避劑成分可提供有效和長期的防蚊保護：Fulton等1491以加T后的聚（對苯二甲酸乙二醇酯）材料通過靜電紡絲技術制備負載避蚊胺和羥哌酯的單層纖維，其100%趨避活性持續超過1周，80%趨避活性超過3周（見圖5）。

相似地，Thum、Ryan以尼龍-6/6為材料分別將避蚊胺或羥哌酯通過靜電紡絲技術制備單層的納米纖維，2者均可以延長驅避劑的持效期。Munoz等采用同軸靜電紡絲技術制備負載生物趨避劑孟二醇的乙基纖維素納米纖維墊：研究表明，對比單纖維墊，核殼結構的納米纖維墊具有更長的趨避活性。Iliou等以高揮發性的香茅油作為活性物質，以低成本、無毒和可生物降解的聚合物醋酸纖維(CA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)力材料通過靜電紡絲技術，制備單層和3層的微納米纖維：釋放試驗表明單層和3層的微／納米纖維可以持續釋放香茅油至少4周。室內生物測定結果表明：暴露1周后樣品對白紋伊蚊的驅避效果為44%-77%，其中單層CA和PVP纖維提供了最高的防蚊保護：4周時所有樣品的驅避活性為65%-77%，3層系統表現出增加的趨避性，而單層CA和PVP的趨避性略有下降。3層系統允許香茅油從中間層到外層的緩慢擴散，使得逐層系統在更長的時間內更有效：值得注意的是，即使在8周后，所有樣品都表現出可測量的趨避性，盡管與前4周測量的趨避性相比，其趨避活性降低，在23%和45%之間變化。作為對照，用香茅油(5%質量分數)浸漬的濾紙的驅避活性，在浸漬后1 h內為74%，而3d后再次測量時，其完全不具有趨避性。微／納纖維作為高揮發性驅避劑的載體用于有效和持續地保護免受蚊子叮咬具有強大的應用潛力。

1.4.4納米脂質體

近年來，納米脂質體作為一種常見的脂質體制劑，由于其低毒性、良好的物理穩定性和生物相容性、可生物降解性等優點而受到了廣泛的關注。Sanei - Dehkordi等制備了香芹酮和2種精油(Mentha spicata和Tanacetum balsamita)的納米脂質體，粒徑分別為(175±8)、(184±5) nm。與非納米制劑相比，納米脂質體對斯氏按蚊幼蟲效果更顯著，LC_50分別為9.74(M. spicata)、9.36(T. balsamita) mg/L；同樣，蒿屬精油、香芹酚精油以及檸檬烯精油納米脂質體都可以作為蚊子殺幼蟲劑。此外，肉桂納米脂質體對斯氏按蚊不僅具有殺蟲效果還具有驅避效果。

1.4.5其他

納米尺度的金屬有機骨架由于比表面積大、化學組成多樣性和結構豐富性成為負載活性成分的潛在平臺。高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin，LC)被負載于納米UiO-66(LC@UiO-66)中，具有超高的載藥量(87.71%)和良好的緩釋性能（見圖6）。

LC@UiO-66納米顆粒呈立方體形狀，平均粒徑約為270 nm。家蠅生物活性測試表明，處理1、15、30d后．LC@UiO-66的KT₅₀值分別為3.64、5.12、6.91 min。對比原藥，LC@UiO-66具有更持久的殺蟲活性，這是由于LC@Ui0-66的緩釋性能。對比微囊，LC@UiO-66在同一天的KT₅₀值較低，表明LC@UiO-66具有更高的殺蟲活性。對比常規劑型．LC@UiO-66距離市場應用還有很長的距離，需要篩選性能優異的分散劑制備穩定的LC@UiO-66水基化懸浮劑。

聚合物是一種多功能材料，在醫學和制藥領域具有潛在的應周。不同的多糖（如殼聚糖、海藻酸鈉、淀粉）和聚酯（如聚-ε-己內酯、聚乙二醇）已被考慮用于納米衛生殺蟲劑的制備。Yeguerman等采用熔融分散法制備了負載精油(peppermint和palmarosa)的聚乙二醇6000聚合物納米顆粒，可以提高對蟑螂的致死性，同時增強精油對蟑螂的驅避作用和行為效應，并對蟑螂的營養指標產生負面影響。

2 納米農藥應用優勢

2.1 改善農藥物理性能

納米農藥通過其獨特的物理性能，可以顯著改善傳統衛生農藥的多項物理特性。首先，納米技術能濕著增加農藥的分散性和穩定性，使得農藥在水或其他介質中分散更加均勻，提高農藥的生物利用度。其次，納米農藥制備過程中，通過減小農藥顆粒的尺寸至納米級別，可以大幅提高其比表面積，從而增強農藥的吸附能力和滲透性，使農藥更有效地附著于害蟲表面，提高防治效果。

2.2控制農藥釋放

納米農藥可以構建長效緩釋體系，使農藥釋放特性與有害生物防控劑量需求相匹配，提高農藥利用率，減少使用頻率。此外，還可以構建溫度、光照等環境響應型載藥體系，延長持效期。

2.3提高安全性

納米農藥可以通過控制釋放和提高靶標特異性，減少對非靶標生物的影響，提高對非靶標生物的安全性。

3 結論與展望

蚊子、家蠅和蟑螂是分布最廣的、最容易感染寄生蟲病菌的攜帶者。納米衛生殺蟲劑，如金屬納米顆粒、非金屬納米顆粒、納米乳和載體型納米殺蟲劑是控制蚊子、家蠅和蟑螂的有效工具之一。這些納米殺蟲劑改善了活性成分的物理特性（如水溶性差、容易光解等），提高了殺蟲效果。目前，應用于衛生消殺的納米農藥主要集中在實驗室制備和性能研究，在非?？煽氐臈l件下進行生物活性和安全性測定。衛生害蟲的實際活動空間及環境較為復雜，未來需要在更多實際應用場景中驗證所制備納米殺蟲劑的有效性和安全性。雖然能夠查詢到許多關于納米農藥的專利，但登記用于現場防治的納米農藥種類非常少，實現推廣應用還需要加強以下方面的研究。1）優化工藝提高產品的技術就緒度。目前的制備工藝大多沒有進行巾試甚至更大規模的驗證，未來需面向實際產業需求，進一步優化有開發前景的產品工藝，提高產品的技術就緒度。2）深入開展納米殺蟲劑的風險評估。衛生殺蟲劑的使用特點決定了其與人體進行接觸的幾率大、風險高，因此未來需深入評估其人類健康風險，尤其是長期的致癌致畸等風險；除此之外，納米殺蟲劑比如金屬納米顆粒在生態系統中的潛在風險需要深入系統研究。3）完善納米殺蟲劑的檢測技術和評價方法。目前，我國尚未出臺系統完善且操作性很強的評估方法。4）明確納米殺蟲劑的尺度效應和作用機制。小尺度效應帶來的靶向性和精準性是納米農藥最主要的特點，是否存在最適宜的尺度？是否尺度越小，效果越好？納米載體是否出存在協同的殺蟲活性？納米尺度是延緩還是促進衛生害蟲抗藥性的發生？上述問題值得深入的研究從而更好地指導納米衛生殺蟲劑的研發，為保障人民生命健康提供有力的工具。目前，制備納米衛生殺蟲劑大多需要使用專用設備且耗能較大，成本可能略有增加，限制了其在規模較小或資源有限企業生產中的應用。盡管存在一定的局限性，但隨著納米制備技術的進步和化工裝備的換代升級，性能優勢的納米衛生殺蟲劑未來將會在公共衛生領域發揮重要的作用，應用前景十分廣闊。

（1．中國農業科學院植物保護研究所，植物病蟲害綜合治理全國重點實驗室;2．天津永闊科技發展有限公司)