Патент ссср 366594
О П И С А Н И Е 366594
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советск»в
Социалистические
Реопубли»
К ПАТЕНТУ
Зависимый от патента №
М Кл А 01п 15/00
А Оlп 17i08
Заявлено 07.V.1970 (№ 1435120/30-15)
Приоритет 08.V.1969, 823172, США
Комитет по делам изобрвтений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 632.38(088.8) Опубликовано 16.1.1973. Бюллетснь Х 7
Дата опубликования описания 28.111.1973
Авторы изобретения
Иностранцы
Марк Вэллас Фогл и Дэвид Джене Лейтон (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма
«Дзе Нэшнл Кэш Реджистер Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель
ВИРУСНЫИ СОСТАВ ДЛЯ БОРЬБЫ С НАСЕКОМЫМИ
Изобретение касается вирусного состава, применяемого для борьбы и уничтожения насекомых, нападающих на сельскохозяйственные растения. Этот состав обеспечивает длительное действие и защиту от актиничной радиации для воспрепятствования дезактивации вируса при нормальных условиях применения.
В настоящее время заражение насекомыми значительно снижает урожай сельскохозяйственных культур. Примером может служить Heliothis zea, поражающий самые разнообразные культуры, включая кукурузу, табак, бобы, вику, люцерну, хлопчатник и различные цветы и садовые растения. В частности, Н. zea поражал от 70 до 98% початков кукурузы на полях США. Насекомые, нападающие на растения, могут быть носителями плесеней и грибов, заражающих культуры, что может вызвать смертность среди скота.
Химические инсектициды с успехом применяют для борьбы с насекомыми, но они обладают нежелательными побочными эффектами. После длительного применения определенного инсектицида у насекомых вырабатывается иммунитет. Через несколько поколений насекомых инсектицид должен быть изменен или совсем заменен. Применение неразрушимых или сравнительно устойчивых составов, на2 пример ДДТ 1,1,1 - трихлор-2,2-бис-(napa ëîðфенил) -этан и других обычных химических ннсектицидов характерно тем, что они выдерживают естественный цикл жизни и смерти растений и концентрируются в некоторых живущих органах или корнях, которые поедают животные илп поглощают другие растения.
Концентрация устойчивых пестицидов возрастает и может достичь такого уровня, прн ко1О тором они становятся ядовитыми.
Насекомые, как почти все другие живые организмы, подвержены заболеваниям. Существуют некоторые вирусы, которые заражают насекомых, а при определенной концентрации
15 и условиях убивают их. Было найдено, что определенные вирусы заражают и убивают только определенных насекомых и, кроме того, требуется очень мало вирусного материала для смертельного заболевания многих насеко20 мых. Насекомых можно очень легко заражать вирусами, например, при смешивании с пищей так что вирусы поглощаются в то время, когда насекомые начинают свою разрушительную работу на растении. Считается, что вирусы
25 оказывают малый эффект на другие живыеорганизмы и полностью разрушаются или разлагаются природными силами и поэтому не концентрируются, выдерживая природные цик366594 лы жизни. Можно ожидать, что вирусы, являясь в некотором роде паразитическим продуктом, которым заражены насекомые, нетеряют эффективности в течение нескольких поколений насекомого, так как подвергаются изменению параллельно с изменением насекомого-хозяина. Во многих случаях вирусы являются более желательным средством для борьбы с насекомыми, чем химические инсектициды, которые онн заменяют.
Однако фактические полевые опыты показали, что применяемые при опытах на сельскохозяйственных участках вирусы для насекомых быстро теряют эффективность. Считается, что одним из факторов, вызывающих быструю дезактивацию вирусов после применения, является актиничный свет.
В предлагаемом составе часть солнечного спектра, вызывающая фотореакцию и, следовательно, дезактивацию вирусов, называется
«актиничной» и эта часть солнечного спектра находится в области длины волн ультрафиолетового света (3900 — 100 А). Другими факторами дезактивации вируса являются черезмерные температуры, вредные условия влажности, различные химические и бактериологические характеристики почвы и тому подобное.
Предлагаемый вирусный состав для борьбы с насекомыми, характеризуется тем, что содержит частицы вируса, убивающего насекомых и материал, поглощающий или отражающий актиничную радиацию, расположенный так по отношению к частицам вируса, что защищает их от этой радиации и тем уменьшает дезактивацию вируса этой радиацией.
Для насекомых имеется по крайней мере четыре группы или категории вирусов, пригодных для практического применения.. Вирусы ядерного полиэдроза
Эти вирусы поражают личинок и куколок насекомых отрядов Lepidoptera, Hymenoptera, Neuroptera u Diptera. Перечисленные отряды включают самых разнообразных и вредных насекомых. Например в отряд Lepidoptera входят: мотылек древоточец, личинки которого живут на тверой древесине сбрасывающих листья деревьев и травянистых растениях; яблоневая плодожорка; озимый червь, Семейство озимой совки (Noctudae) включает таких вред ных насекомых, как совка-походный червь, совка-коробчатый червь, совка хлопковых листьев, табачный клоп, совка-капустница и, конечно, озимую совку. Вирусы ядерного полиэроза характеризуются многогранной формой и содержат палочковые частицы вируса в каждом многогр аннике.
2. Вирусы цитоплазменного полиэдроза
Эти вирусы поражают личинки многих насекомых отрядов Lepidoptera u Isoptera и характеризуются многогранной формой и содержанием сфврических частиц в каждом многограннике.
3. Вирусы гр ан улез а
Эти вирусы поражают личинок насекомых отряда 1.epidoptera и характеризуются зернистой формой,и обычно имеют одну палочкообразную частицу вируса в каждой грануле.
4. Вирусы без включений
Эти вирусы поражают отряды Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera u Coleoptera характеризуются отсутствием включенных вирусных тел. Вирусные частицы в этой группе или сферической или многогранной формы без ооолочки.
Перечисленные вирусы собирают от зараженных насекомых и могут быть размножены в лабораторных культурах при соответствующих условиях. Вирусы могут отделяться от высушенных и молотых, содержащих насекомых, и очищаться, например повторным погружением в воду и центрифугированием.
Доказано, что вирусы, заключенные в оболочку, сравнительно стойки даже к очень неблагоприятным окружающим условиям, а вирусы, лишенные оболочки, чувствительны к окружающим условиям, например, к перемене температур, изменению рН или условий влажности. Хотя раньше считалось, что вирусы в оболочке стойки к актиничной радиации, например к ультрафиолетовой, прежние попытки борьбы с насекомыми при помощи вирусов показали, что требуется высокая концентрация вируса из-за очень быстрой дезактивации его в отношении заражения насекомых.
На практике в области длины волн, соответствующей ультрафиолетовому свету, очень трудно делать различие между поглощающим и отражающим материалами и в описании материалы, используемые для поглощения или отражения актиничной радиации называются поглощающими материалами. Поглотители актиничного света могут включать материалы прозрачные для нормального видимого света, например полимерные материалы с особыми химическими группами или связями (двойными и тройными). Эти и другие химические связи поглощаются в ультрафиолетовой области.
Окрашенные красящие соединения, поглощающие в видимой части спектра, могут поглощать актиннчный свет или в видимой или в ультрафиолетовой области. Другие подходящие поглотители включают твердые частицы пигментов или минералов, например, углерод в форме копоти или газовой сажи, хлопья металлов, частицы металлических окисей, сульфиды металлов или другие обычно применяемые пигменты, которые отражают или поглощают свет в видимой:и ультрафиолетовой части спектра света.
В предлагаемом составе при одном выполнении используют полимерный материал для связи соединения, поглощающего актиничный свет, и вирусных частиц в виде микроскопических частиц. Полимерными материалами, полезными в качестве связующего, являются лю366594
60
5 бые обычно применяемые пленкообразующие материалы, они могут и быть или не быть сами поглотителями актиничного света.
Примеры полимерных материалов, пригодных для применения в этом составе: поливинилацетат, поливинилхлорид, полиэтилен, поливиниловый спирт, полистирол, целлюлоза и ее простые эфиры, например этилцеллюлоза и сложные эфиры, например ацетатфталатцеллюлоза, этилгидроксиэтилцеллюлозу, сополимеры, например поли (этилен-винил ацетат) и другие сополимеры перечисленных полимерных материалов; высыхающие и термореактивные смолы, например алкидные, эпокси- и полиуретановые и пленкообразующие высыхающие масла, обычно применяемые для защитных покрытий и/или материалы для пленок и покрытий. Другие матричные материалы могут включать воска, например парафиновые и галогенированные и гидрофильные коллоидные материалы, например желатину, гуммиарабик, зеин каррагенан и гидролизированные или по крайней мере частично гидролизированные, сополимеры малеинового ангидрида, например поли (сополимер-этиленмалеинового ангидрида) .
Три компонента составов, т. е. вирус, поглотитель актиничного света и полимерный связующий материал (матрица) могут комбинироваться несколькими различными способами. Вот несколько трехкомпонентных комбинаций: а) отдельные частицы вируса и поглотитель актиничного света гомогенно распределяются в мельчайших частицах матрицы полимерного материала; б) множество отдельных частиц вируса образует центр или сердцевину, окруженную пленкой полимерного связующего материала.
Частицы поглотителя актиничного света гомогенно или почти гомогенно распределены в окружающей пленке полимерного связуюгцсго м атериала; в) множество отдельных частиц вируса служит центром или сердцевиной одной частицы состава. Частица заключена в окружающую ее пленку полимерного связующего материала, которая, в свою очередь, окружена и покрыта микроскопическими частицами поглотителя актиничного света;
r) множество отдельных частиц вируса и отдельных частиц поглотителя актиничного света гомогенно смешаны для образования центра или сердцевины вирусного состава. Эта сердцевина окружена пленкой полимерного связующего м атер и ал а.
Четыре приведенные комбинации различных компонентов предлагаемого состава не являются ограничивающими его, и специалист в этой области может разработать другие, немного отличающиеся комбинации.
Единственное требование к таким различным комбинациям — чтобы были частицы подходящего вируса, полимерное связующее, ок5
Ф
ЗО
45 ружающее эти частицы, и поглотитель актиничного света для защиты вируса.
Считается, по крайней мере в некоторых случаях, что применяемый вирус должен быть проглочен насекомыми для их заражения, поэтому вирус должен быть в виде очень маленьких частиц. Размер отдельных частиц вирусного состава, обычно применяемого на практике, составляет 1 — 100 мк или несколько больше.
Состав может быть приготовлен в распыляемой форме и включает, наряду с вирусом и поглотителем актиничного света в полимерном связующем, также жидкий носитель, в котором растворен липкий материал. В обычном случае, когда полимерное связующее почти не растворимо в воде, жидким носителем является вода или водный раствор, а липким материалом водорастворимый полимерный материал, например, метилцеллюлоза или поливиниловый спирт. Другими липкими материалами могут быть этил-гидроксиэтилцеллюлоза, гуммиарабик, желатина или другой гидрофпльный полимерный материал. При ином выполнении, когда полимерный связу|ощий матери3;I немного растворим или набухает в воде, в водную среду не надо включать липкий материал, так как полимерный связующий материал, набухая в воде, сам служит липким материалом. Если по какой-либо причине треоуется применять полностью водорастворимый полимерный материал, то распыляемым носителем может быть подходящий органический растворитель. В таком случае более подходящим липким материалом является полимерный материал, растворимый в органическом растворителе, чем полимерный материал, растворимый в водных материалах.
В любом случае и при любом составе жидкого носителя могут добавляться поверхностно-активные вещества для регулирования диспергируемости содержащих- вирус частиц в жидком носителе и изменсния распылясмости жидкого состава как цслого.
Пример 1. Используют вирус ядерного полиэдроза (фирма «Интернейшенел Минерал энд Кемикал Корпорейшен» препарат № VR 70629) эффективный для заражения початкового червя и имеющии величину частиц в среднем 0,5 — 5 мк. Для испытания готовят два вида вирусных состава, причем каждый вид с двумя отношениями вируса к поглощающему актиничный свет материалу (углероду). Один вид вирусного состава является просто смесью вируса и тонких частиц угчерода, имеющих приблизительно величину частиц около 17 ммк. Смеси вируса с глеродными частицами приготавляют с весовым соотношением углерод: вирус 50: 1 и 10: 1; путем встряхивания частиц углерода и вируса до получения гомогенной смеси. Другой вид вирусного состава представляет смеси 50: 1 и
10: 1 частиц в матрицс из этилцеллюлозного и атер и ал а.
366594
Вирусный состав
Обработка
10в 10 в
10в
Серия !
6,7
13,3
30,3
31,0
33,3
6,7
10,3
16,7
00,0
3,4
43,3
56,7
70,0
55,6
55,6
16,7
53,3
83,3
00,0
36,7 нет
Солнце
Тень
Солнце
Тень
Солнце
Тень
Солнце
Тень
Солнце
Тень
89,6
89,3
100,0
90,0
93,1
90,0
96,6
100,0
16,7
89,7
100,0
96,2
100,0
100,0
95,5
100,0
100,0
64,7
95,2
VR0629
Контрольная
Необработанный
Серн И
Солнце
Тень
Солнце
Тень
Солнце
Тень
Солнце
Тень
C îëнце
Тень
6,7
6,7
17,2
3,3
00,0
00,0
6,9
13,3
00,0
3,5
26,7
20,0
36,7
30,0
13,8
20,0
27,6
34,5
00,0
20,7 нет
72,7
82,6
95,7
87,5
100,0
75,00
95,5
90,0
8,0
88,0
40,0
60,0
83,3
80,0
70,0
70,0
79,3
70,0
3,5
63,3
Незащищенный вирус
ЧК70629
Необработанный
При связывании этилцеллюлозным материалом 10 г смеси добавляют к 250 г 2 вес.о/о раствора этилцеллюлозы в толуоле. Этилцеллюлоза содержит группы около 48,5 вес. /о и вязкость 90 — 94 спз (25 С) при 5%-ной концентрации в растворителе, состоящим из толуола с 20% этилового снирта. Смесь углерода и вируса интенсивно перемешивают в смесителе Уоринга около 5 иин, после чего добавляют при перемешивании 100 г полибутадиена,,имеющего молекулярный вес 800 — 10 000 (определенный по методу осмотического давления) в качестве агента, вызывающего;разделение фаз. Полибутадиен добавляют медленно (около 5 г/мин), и температуру перемешиваемой смеси все время поддерживают около
25 С. атем жидкую смесь вливают в сосуд, содержащий около 1 л нефтяного дистиллята
Ко 1 (летучий алифатический растворитель) .
При соприкосновении с нефтяным дистиллятом этилцеллюлоза затвердевает, образуя маленькие частицы с гомогенно включенными частицами смеси углерода и вируса. После этого микроскопические частицы этилцеллюлозы подвергают нескольким циклам промывки нефтяньв| дистиллятом М 1 до полного удаления остаточных количеств жидкого полибутадионового материала. Нефтяной дистиллят испаряют, и получающийся сухой, свободно текучий порошок этилцеллюлозных частиц, содержащих вирус и углерод, просеивают через сито
Защищенная этилцеллюлозой смесь 50:1
Смесь углерод:вирус 50;1
Защищенная этилцеллюлозой смесь 10:1
Смесь углерод:вирус 10;1
Защищенная этилцеллюлозой смесь 50:1
Смесь углерод:вирус 50:1
Защищенная этилцеллюлозой смесь 10:1
Смесь углерод:вирус 10:1
Как видно из таблицы, смерть наступает в течение трех — шести дней и пиковая смертность через пять дней после воздействия вирусного состава. с отверстиями 44 >ик для удаления комков и агломерированиых частиц. Получающиеся частицы имеют в среднем диаметр 10 — 20 ик.
5 Разрабатывают испытание для демонстрации эффективности предлагаемого состава при защите вируса от дезактивирующего действия солнечного света. Незащищенные и защищенные этилцеллюлозной смеси частиц вируса и
10 углерода диспергируют в воде с концентрацией этих частиц 10 и разделяют на две части.
Одну часть подвергают 6 час действию прямого солнечного света, другую — 6 час действию того же света, но защищенную алюминиевой
15 фольгой. В качестве контрольной водную дисперсию (защищенную или незащищенную) незащищенного вируса такой >ке коцентрации подвергают б час действию солнечного света.
Затем все вирусосодержащие системы разбавляют и используют для заражения личинок
Н. zea в чашках с поверхностью 800 льи - . Количество вирусных тел на чашку личинок составляет 104 — 10 . Личинки выбирают весом около 20 лиг и помещают по три в кажду|о чашку. Для определения процента смертности испытания проводят с 30 чашками, и число мертвых личинок подсчитывают через десять дней после контакта с вирусным составом. Результаты опыта приведены в таблице. Серия I
30 и серия II представляют лишь повторные опыты при тех же условиях.
Смертность (у,) вирусных включений на чашку
П р и м ер 2. Углерод и вирус ядерного полиэдроза, как в примере 1, смешивают в соотношении 50: 1, и смесь распределяют во
65 фталатацетате целлюлозы, взятой в количест366594
Предмет изобретения
Составитель М. Дранишников
Техред Е. Борисова
Редактор Д. Пинчук
Корректор Е. Михеева
Заказ 495/13 Изд. № 154 Тираж 523 Подписное
ЦНИИПИ Ксмитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5
Типография, пр. Сапунова, 2 ве связующего полимерного материала, вместо этилцеллюлозы, применявшейся в примере 1.
Используют фталатацетатный целлюлозный полимерный материал, так как он растворим в воде при рН больше 7 и может легче освобождать вирус после проглатывания насекомым. Считается, что фталатацетат целлюлозы может действовать в пищеварительном тракте личинки насекомого, где реакция щелочная.
Другое преимущество применения фталатацетата целлюлозы вместо этилцеллюлозы в качестве полимерного связующего в том, что ÷àстицы фталатацетата целлюлозы много легче диспергируются в водных системах, чем частицы этилцеллюлозы.
Пример 3. Вирусы, пригодные для применения, могут комбинироваться с очень маленькими частицами металлических хлопьев, используемых в качестве материала, поглощающего или отражающего актиничный свет.
Смесь вирусов,и металлических хлопьев связывается полимерным материалом. В этом примере вирусы и алюминиевые хлопья, имеющие размер менее 1 мк по наибольшему направлению, смешивают в отношении 1: 10 вес. ч., и получают вирусный состав, защищенный от актиничной радиации. Часть смеси 1: 10 смешивают с этилцеллюлозой, как описано в примере 1.
Пр и м ер 4. Вирус и поглощающий радиацию материал диспергируют в почти несмешивающимся с водой масле или в масляном материале, который служит пищей для заражаемых личинок (хлопковое масло). Масло, содержащее вирус, инкапсулируют путем применения гидрофильных материалов для стенки капсулы. Капсулы, содержащие вирус, диспергированный в хлопковом масле, могут быть изготовлены по любому хорошо известному процессу для инкапсулирования водорастворимых
5 материалов. Такие капсулы особо эффективны, так как комбинируется вирус, смертельно заражающий насекомых с,пищей в форме масла для привлечения насекомых.
П р и м ер 5. Вирус пилильщика (1х. Sertil0 for) вводят в состав, содержащий 9,1 вес. этилцеллюлозы в качестве полимерного связующего, имеющего средний размер частиц около 10,5 ик; вирус и углеродные частицы гомогенно распределяют в каждой частице
15 этилцеллюлозного м атериала. Для приготовления этого состава берут 170 ил вируса пильщика с концентрацией 1,55 (110 включенных тел в 1 ил и получают около 10" включенных тел вируса. Эти вирусные тела смешивают с
20 73,5 г углерода и 7,5 г этилцеллюлозного полимерного материала, как описано В примере 1.
25 Вирусный состав для борьбы с насекомыми, содержащий частицы убивающего насекомых вируса и поглощающий или отражающий актиническое излучение материал, отличающийся тем, что, с целью защиты вируса от актиЗО нпческого излучения. частицы вируса включены в полимерный материал илп в микрокапсулы из полимерного материала, причем полимерный материал сам представляет собой поглощающий или отражающий актиническое из35 лучение материал или же имеет его гомогенно распределенным в себе или на себе.
