《Scientific Reports》：Efficacy of thyme oil and nano-formulated derivatives against Rhipicephalus sanguineus sensu lato (Acari: Ixodidae)
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【编辑推荐】为解决合成杀螨剂的缺陷问题，研究人员开展了针对血红扇头蜱(R. sanguineus)的植物源替代品研究，评估了百里香油(TO)及其纳米化制剂(TNE, AgNPs, TNE-AgNPs)的杀螨潜力。研究采用成蜱浸没法(adult immersion bioassay)，通过GC-MS、TEM、UV-visible光谱等技术分析成分与表征，并利用扫描电镜(SEM)观察蜱虫形态变化。结果表明，复合制剂TNE-AgNPs的LC50最低(2.38%)，杀螨活性最强，且能降低虫卵孵化率。这为开发环境友好型蜱虫管理策略提供了有前景的候选材料。
每到夏季，总有一种小小的“吸血鬼”让宠物主人和公共卫生专家头疼不已——蜱虫。这其中，褐狗蜱，学名血红扇头蜱(Rhipicephalus sanguineus sensu lato)，扮演着不光彩的角色。它不仅是犬类的常见体外寄生虫，更是立克次体、巴贝斯虫等多种病原体在人与动物之间传播的关键媒介。传统的控制手段高度依赖化学合成杀螨剂，但随之而来的抗药性、环境污染以及对非靶标生物的毒性等问题日益凸显。寻找高效、安全且环境友好的替代方案，已成为蜱虫防治领域迫在眉睫的课题。在这一背景下，源于大自然的植物精油及其创新制剂，为人们打开了一扇新的大门。那么，源自百里香的精油及其纳米化“升级版”，能否成为对抗这种顽固蜱虫的新武器呢？发表在《Scientific Reports》上的一项研究，为我们提供了深入的见解。
为了回答这个问题，研究团队系统性地评估了百里香油(Thyme oil, TO)及其三种纳米化衍生物——百里香纳米乳液(Thyme oil nano-emulsion, TNE)、银纳米颗粒(Silver nanoparticles, AgNPs)以及结合了二者的百里香纳米乳液-银纳米颗粒复合物(TNE-AgNPs)——对血红扇头蜱成蜱的杀灭潜力。研究人员采用了一种标准的生物测定方法：成蜱浸没法(adult immersion bioassay)，即将蜱虫浸没在不同浓度的测试溶液中，观察其死亡率。为了深入了解这些“武器”的构成与形态，他们运用了气体色谱-质谱联用技术(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)来分析百里香油的化学成分；利用紫外-可见光谱(UV-visible spectroscopy)、透射电子显微镜(Transmission electron microscopy, TEM)和粒度分析来对纳米制剂进行物理表征。此外，为了直观揭示这些处理对蜱虫体表造成的“创伤”，研究还动用了扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy, SEM)来观察死亡蜱虫的细微形态变化。
主要技术方法：
本研究主要采用了以下关键技术：1）成蜱浸没法，用于评估不同制剂对血红扇头蜱成蜱的直接杀灭效力；2）气体色谱-质谱联用，用于定性和定量分析百里香油的主要化学成分；3）纳米材料表征技术，包括紫外-可见光谱、透射电子显微镜和粒度分析，用于确认银纳米颗粒的成功合成及纳米制剂的形貌与尺寸；4）扫描电子显微镜，用于观察经处理后死亡蜱虫体表结构的超微形态变化。
研究结果
1. 化学成分与纳米制剂表征
研究人员首先对百里香油的“内在”进行了剖析。GC-MS分析结果显示，百里酚(Thymol)是油中的主导成分，占比高达34.08%，紧随其后的是γ-松油烯(γ-Terpinene，占32.99%)。这两种化合物被认为是其生物活性的关键贡献者。在纳米世界，透射电镜的图像揭示了所有制备的纳米颗粒（TNE, AgNPs, TNE-AgNPs）均呈现规则的球形，且尺寸均小于或等于100纳米。具体的粒度数据进一步量化了这些特性：TNE的液滴尺寸和粒度分布指数分别为445.9和0.325；AgNPs的对应值为10.59和0.216；而复合物TNE-AgNPs则显示出更大的液滴尺寸（768.2）和较高的分散指数（0.325）。
2. 杀螨效力评估
核心的生物测定结果以半致死浓度(LC50)呈现，即在7天暴露后能杀死50%测试种群的浓度。数据显示，杀螨效力随着制剂的“升级”而显著增强。纯百里香油(TO)的LC50为11.62%，而当它被制成纳米乳液(TNE)后，效力提高了一倍多，LC50降至5.47%。单纯的银纳米颗粒(AgNPs)展现了更强的活性，LC50为4.08%。而将两者优势结合的复合纳米制剂TNE-AgNPs表现最为突出，其LC50低至2.38%，是所有测试材料中杀螨效力最强的。
3. 形态学损伤观察
扫描电镜下的图像为杀螨效力提供了直观的形态学证据。与未处理的对照组相比，经过制剂处理的蜱虫体表多个关键部位出现了明显的损伤。这些损伤集中在感受器基部、气门板以及肛沟区域。这些结构对于蜱虫的感觉、呼吸和排泄等功能至关重要，它们的破坏很可能直接导致了蜱虫的死亡。
4. 对生殖参数的影响
除了直接致死效应，研究还评估了这些处理对饱血雌蜱后续繁殖能力的影响。尽管处理组与对照组在饱血雌蜱的体重等生物学参数上没有表现出显著差异，但在虫卵的孵化率上出现了令人关注的变化。对照组的虫卵孵化率为80%，而TO、TNE和TNE-AgNPs处理组的孵化率分别降至67%、65%和71%。这表明，即使处理未能立即杀死母体，也可能通过影响其生殖潜力，从种群增长的根源上起到抑制作用。
结论与讨论
综上所述，这项研究清晰地表明，百里香油及其纳米化制剂，特别是百里香纳米乳液-银纳米颗粒复合物(TNE-AgNPs)，对血红扇头蜱成蜱具有显著的杀螨活性。其作用机制可能涉及两个方面：一是通过破坏蜱虫体表的关键生理结构（如感受器、气门）直接导致其死亡；二是通过降低虫卵的孵化率来抑制种群的延续。将植物精油制备成纳米形式，尤其是与银纳米颗粒结合，能有效提升其生物活性，这可能是由于纳米技术提高了活性成分的稳定性、溶解度和对蜱虫表皮的穿透能力。
这项研究的意义在于，它为解决合成杀螨剂带来的挑战提供了一个有前景的“绿色”替代思路。它不仅验证了一种特定植物精油的效果，更重要的是展示了通过纳米技术这一“赋能”工具，可以显著提升传统天然产物的性能。这为开发新一代环境友好、靶向性更强的蜱虫控制剂奠定了重要的实验基础。当然，正如作者在文末所指出的，要将这些实验室候选材料转化为实际可用的产品，还需要进行更深入细致的研究，包括其在真实环境下的稳定性、对非靶标生物的安全性、大规模生产的可行性以及长期使用的潜在生态影响等。然而，这项研究无疑为探索可持续的寄生虫管理策略点亮了一盏明灯。
