Sharing Chemistry with the Community

Hóa học của những chất xua đuổi côn trùng

Các bạn biết đấy, thời tiết mấy ngày nay thật nóng chịu không nổi. Chảy hết mỡ của tui luôn rồi! Và mùa hè cũng sắp đến rồi, đây là thời điểm bùng nổ cho các loại côn trùng đói máu sẵn sàng tiếp cận mọi người.

Vì thế sự cần thiết cho một số loại hóa chất để xua đuổi côn trùng là hết sức cần thiết. Có một số loại hóa chất chịu trách nhiệm về các tác dụng này là các loại thuốc xịt khác nhau hoặc kem có sẵn. Và hóa học cũng có thể cung cấp lời giải thích có thể, cho thấy tại sao một số người hấp dẫn với muỗi hơn nhiều so với những người khác.

Vì thế, chủ đề hóa học hôm nay của chúng ta là hóa học của những chất xua đuổi côn trùng nhé!

Cái gì thu hút những côn trùng?

Hợp chất 1-octen-3-ol được đổ lỗi cho vấn đề này. Chúng có trong mồ hôi và hơi thở của con người, và hoạt động như một chất hấp dẫn côn trùng. Hợp chất này được sử dụng để bẫy và dẫn dụ côn trùng. Điều này thật thú vị phải không nào! Người ta hay gọi hợp chất này là “rượu nấm”, bởi vì một đồng phân quang học đặc biệt của chúng được sản xuất bởi nấm và chịu trách nhiệm phần lớn về mùi hương và hương vị của nấm đấy các bạn à.

Những hợp chất thường có trong chất xua đuổi côn trùng

Có rất nhiều hợp chất tự nhiên và tổng hợp có hoạt tính chống côn trùng. Nhưng ở những nước EU và Mỹ, có bốn hợp chất chính được chấp thuận sử dụng là: DEET, Icaridin, Citrioldiol, và IR3535. Mỗi chất đều có những điểm khác nhau về hiệu quả và đặc điểm, nhưng tất cả chúng đều hoạt động theo cách tương tự, bằng cách tạo ra mùi mà côn trùng thấy ghê tởm.

DEET là hợp chất được sử dụng phổ biến nhất trong nhóm nói trên. Nó được phát triển bởi quân đội Hoa Kỳ để sử dụng vào Thế chiến 2 và đã được công bố rộng rãi như là một loại thuốc chống côn trùng từ năm 1957. Hợp chất này được bán với nhiều nồng độ khác nhau. Thí dụ như ở nồng độ 100%, hiệu quả sử dụng gần 12 giờ, nhưng trong các dung dịch thông thường có nồng độ từ 20 đến 30% thì thời gian này giảm xuống tối đa 8 giờ.

Có một điều mà bạn và tôi hay quan tâm là chúng có nguy hiểm gì không? Câu trả lời hết sức đơn giản là nếu bạn sử dụng hợp chất này theo chỉ dẫn thì chúng sẽ không gây nguy hiểm đâu nhé! Mặc dù vậy vẫn có một số tranh cãi về DEET, vì nó có liên quan với những cơn động kinh trong một tỷ lệ rất nhỏ ở người (ước tính khoảng 1 trên 100 triệu người sử dụng). Vì thế, một số nước đã đưa ra khuyến cáo rằng trẻ em dưới 12 tuổi nên sử dụng một lượng xịt DEET thấp hơn người lớn.

Tuy vậy, DEET vẫn là thuốc chống côn trùng phổ biến nhất hiện nay. Nhưng chúng cũng có vài hạn chế vì có mùi khó chịu, cảm giác nhờn mỡ, và cũng có thể hủy hoại nhựa. Vì lý do này, một số các phương pháp tổng hợp đã sử dụng để tạo ra những chất khác.

Icaridin, còn được gọi là picaridin, là một trong những chất này. Chúng có lợi thế là không mùi và không gây hại cho nhựa, không giống như DEET. Nó cũng dường như cung cấp sự bảo vệ khi so sánh với DEET, và có hiệu quả chống lại một phạm vi rộng lớn của côn trùng.

IR3535 là một hợp chất khác có thể thay thế, cũng mang lại hiệu quả tương tự như DEET. Tuy vậy một số nghiên cứu chỉ ra rằng, chúng có thể ít hiệu quả hơn một chút để chống lại một số loài muỗi. Do nguyên nhân này nên việc sử dụng nó ít phổ biến hơn, nhưng rõ ràng có một điều đáng chú ý là không có tác động tiêu cực nào được báo cáo cho IR3535.

Hợp chất tự nhiên duy nhất được EU chấp thuận để bán như chất chống côn trùng là citriodiol, hoặc tinh dầu của cây bạch đàn chanh. Nhìn chung, các nghiên cứu dường như cho thấy rằng hợp chất này cung cấp bảo vệ một thời gian ngắn hơn DEET, nhưng cũng hoạt động như một chất xua đuổi và cũng có thể hoạt động như chất diệt ve, bọ, giết mọt và một số côn trùng.

Mặc dù có nguồn gốc tự nhiên từ dầu, một số sản phẩm thương mại được sản xuất với các phiên bản tổng hợp của hợp chất hoạt động, thí dụ như p-menthane-3,8-diol. Phiên bản tổng hợp này không khác gì hóa học từ tự nhiên của hợp chất, và hoạt động theo cùng một cách chính xác như vậy.

Những chất xua đuổi này hoạt động như thế nào?

Trong quá trình nghiên cứu DEET hoạt động như thế nào khi sử dụng như chất xua đuổi muỗi? Một số người nghĩ rằng muỗi tránh DEET vì chúng không thích mùi, trong khi những người khác lại nghĩ DEET có thể làm cho côn trùng nhầm lẫn bằng cách làm mờ đi cảm giác ngửi của chúng và gây ra hiệu ứng xua đuổi.

Để giúp cho các bạn dễ hiểu tôi sẽ miêu tả về cách côn trùng cảm nhận mùi nha! Côn trùng cảm nhận mùi bằng râu, phần phụ của những dây thần kinh khứu giác. Phần lớn các nơ-ron này được trang bị một thụ thể (receptor) mùi gồm hai protein gắn với nhau, giống như Legos. Mỗi thụ thể mùi chứa một protein gọi là Orco kết hợp với một protein khác.

Thí dụ như ruồi giấm, đây là loài côn trùng trong đó khứu giác được nghiên cứu nhiều nhất, Orco có thể bị ràng buộc với bất kỳ 1 trong 60 protein khác. Các phân tử mùi bay qua không khí liên kết với các thụ thể, kích hoạt hoạt động ở một số dây thần kinh và ức chế hoạt động ở những cái khác. Các mô hình khác nhau của hoạt động thần kinh mã hoá mùi khác nhau.

Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, ban đầu sau khi phơi nhiễm với chất xua đuổi DEET, những côn trùng có thể khắc phục và thích ứng đối với hiệu quả xua đuổi của loại thuốc này. Điều này có thể đưa ra những gợi ý trong tương lai cách làm thế nào để quyết định hiệu quả của những chất xua đuổi.

Tại sao một số người lại không bị côn trùng cắn?

Tất cả các cuộc nói chuyện của chúng ta về chất xua đuổi là tốt hay xấu đã được đề cập ở trên, nhưng có một vấn đề là tại sao một số người có thể đẩy lùi muỗi mà không cần sử dụng chất xua đuổi? Đây là một câu hỏi khá khó để trả lời đấy! Trong khi khoa học vẫn không thể chắc chắn vì những lý do chính xác, các nhà nghiên cứu gần đây đã thực hiện một khám phá có thể làm sáng tỏ câu hỏi này.

Họ phát hiện ra rằng một số hợp chất nhất định, hoặc là được bí mật qua da, hoặc tạo ra bởi vi khuẩn trên bề mặt da, thực sự có thể làm cho một người “vô hình” hiệu quả từ một số loài muỗi. Một trong những hợp chất này được gọi là 1-methylpiperazine, bên cạnh đó họ cũng đã xác định được một số hợp chất khác chứa các dị vòng nhỏ.

Rõ ràng, điều này có thể có ý nghĩa đối với các phương pháp phòng chống côn trùng trong tương lai, và mức độ khác nhau của các hợp chất này từ người sang người có thể là một trong nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc muỗi chỉ thích một số người hơn những người khác.

Qua bài viết này, các bạn đã hiểu rõ những loại chất xua đuổi côn trùng thường hay sử dụng và cách hoạt động của chúng rồi đúng không nào! Vì thế, bạn hãy lựa chọn những loại thuốc xịt hay kem bôi ngoài da một cách thông minh, để bảo vệ sức khỏe của chính mình và những người xung quanh khỏi côn trùng cắn nhé!

Tham khảo Compound Interest, Nature, Phys và Consumerreports.org.

Leave a Reply