Acmella oleracea extract-loaded nanoemulsion for the control of Aedes aegypti and Tribolium castaneum larvae: combating disease vectors and agricultural pests

द दशकों से, कीटों और बीमारी फैलाने वाले मच्छरों के खिलाफ लड़ाई मुख्य रूप से सिंथेटिक रसायनों पर निर्भर रही है। प्रभावी होने के बावजूद, ये मानव-निर्मित जहर अक्सर पर्यावरण में बने रहते हैं, उन जानवरों को नुकसान पहुँचाते हैं जो उनके लक्षित लक्ष्य नहीं हैं, और अंततः ऐसे कीटों को जन्म देते हैं जो उनके संपर्क में आने पर भी नहीं मरते। इस चक्र ने वैज्ञानिकों को विकल्पों के लिए प्रकृति की ओर देखने के लिए प्रेरित किया है, विशेष रूप से उन पौधों की ओर जिन्होंने कीड़ों के खिलाफ अपनी स्वयं की रासायनिक रक्षा विकसित की है। ऐसा ही एक पौधा है Acmella oleracea, जिसे सामान्यतः जंबू के रूप में जाना जाता है, जो खाना पकाने और पारंपरिक चिकित्सा में उपयोग किया जाने वाला एक फूलों वाला शाक है। इसमें प्राकृतिक यौगिक होते हैं जो कीटों के तंत्रिका तंत्र को बाधित कर सकते हैं। हालाँकि, कच्चे पौधे के अर्क का उपयोग करना जटिल हो सकता है; सक्रिय तत्व धूप या पानी में बहुत जल्दी टूट सकते हैं, या वे प्रभावी होने के लिए पर्याप्त समान रूप से नहीं फैल सकते हैं। इसे हल करने के लिए, शोधकर्ता तेजी से नैनोटेक्नोलॉजी की ओर मुड़ रहे हैं, जो एक ऐसा क्षेत्र है जिसमें पदार्थों को इतनी छोटी बूंदों में पैक किया जाता है कि उन्हें केवल शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी से देखा जा सकता है। ये सूक्ष्म वाहक सक्रिय तत्वों की रक्षा कर सकते हैं, उन्हें लंबे समय तक टिके रहने में मदद कर सकते हैं, और उन्हें अपने लक्ष्य तक अधिक कुशलता से पहुँचा सकते हैं।

ब्राजील में शोधकर्ताओं की एक टीम ने हाल ही में यह पता लगाने के लिए अन्वेषण किया कि क्या वे मच्छरों को नियंत्रित करने के एक सुरक्षित और अधिक प्रभावी तरीके के रूप में जंबू पौधे की प्राकृतिक शक्ति को इस उन्नत वितरण प्रणाली के साथ जोड़ सकते हैं। उनका ध्यान दोहरे स्तर पर था: Aedes aegypti मच्छर, जो डेंगू और ज़िका जैसी खतरनाक बीमारियों को फैलाता है, और रेड फ्लोर बीटल (लाल आटा भृंग), जो अनाज और खाद्य उत्पादों को खराब करने वाला एक सामान्य कीट है। वैज्ञानिकों ने जंबू के फूलों से रसायनों को निकालने से शुरुआत की, एक ऐसी प्रक्रिया जिसने एक तरल पदार्थ दिया जो 'स्पिलैंथोल' नामक एक विशिष्ट यौगिक से समृद्ध था, जो कीटों को पंगु बनाने और मारने की क्षमता के लिए जाना जाता है। कीटों पर इस अर्क का परीक्षण करने से पहले, टीम को यह सुनिश्चित करना था कि यह बाकी दुनिया के लिए सुरक्षित है। उन्होंने यह देखने के लिए कि क्या यह सलाद के बीजों के विकास को रोक देगा, अर्क का परीक्षण सलाद के बीजों पर किया, और उन्होंने प्रयोगशाला सेटिंग में मानव त्वचा कोशिकाओं और यकृत कोशिकाओं को इस पदार्थ के संपर्क में लाया। परिणाम उत्साहजनक थे; अर्क ने सलाद की जड़ों को महत्वपूर्ण रूप से नुकसान नहीं पहुँचाया, और इसने मानव कोशिकाओं के प्रति बहुत कम विषाक्तता दिखाई, जिससे संकेत मिलता है कि यह पर्यावरण और इसे संभालने वाले लोगों के लिए सुरक्षित होगा।

एक सुरक्षित अर्क हाथ में होने के साथ, शोधकर्ता अगले चरण की ओर बढ़े: इसे नैनोइमल्शन (nanoemulsion) में लपेटना। उन्होंने पौधे के अर्क को एक सुरक्षित, जल-घुलनशील पॉलीमर के साथ मिलाया और मिश्रण को अविश्वसनीय रूप से छोटी, समान बूंदों में तोड़ने के लिए उच्च-आवृत्ति वाली ध्वनि तरंगों का उपयोग किया। इस प्रक्रिया ने एक स्थिर तरल बनाया जहाँ पौधे के सक्रिय तत्व सूक्ष्म गोलाकार आकृतियों में निलंबित थे, जो लगभग एक वायरस के आकार के थे। टीम ने इन नैनो-बूंदों के भीतर पौधे के अर्क के तीन अलग-अलग सांद्रता (concentrations) का परीक्षण किया और पाया कि एक विशिष्ट मध्यम-स्तर की सांद्रता वाले फॉर्मूलेशन ने सबसे सुसंगत और समान कण उत्पन्न किए। यह विशेष मिश्रण महीनों तक स्थिर रहा, जिसमें छोटी बूंदें समान आकार की बनी रहीं और आपस में नहीं जुड़ीं, जो एक ऐसे उत्पाद के लिए महत्वपूर्ण है जिसे बाद में संग्रहीत और उपयोग करने की आवश्यकता होती है।

जब वैज्ञानिकों ने मच्छर के लार्वा के विरुद्ध इस नए नैनो-फॉर्मूलेशन का परीक्षण किया, तो परिणाम आश्चर्यजनक थे। कच्चा पौधा अर्क अकेले ही प्रभावी था, जो लार्वा की एक विशिष्ट सांद्रता पर बड़ी संख्या में लार्वा को मार देता था। हालाँकि, नैनो-इमल्सीफाइड संस्करण ने और भी बेहतर प्रदर्शन किया, जिसने छूने वाले लगभग सभी लार्वा को मार डाला। एक सूक्ष्मदर्शी के नीचे, उपचारित मच्छर अपने स्वस्थ समकक्षों की तरह बिल्कुल नहीं दिख रहे थे; उनके शरीर मुड़े हुए और टेढ़े-मेढ़े थे, और उन्होंने अपनी त्वचा को ढकने वाले छोटे रोम (bristles) खो दिए थे, जो दर्शाता है कि पौधे के यौगिकों ने सफलतापूर्वक उनके आंतरिक तंत्र को बाधित कर दिया था। नैनो-इमल्शन ने केवल मच्छरों को ही नहीं मारा; इसने पौधे के अर्क की शक्ति को भी संरक्षित किया, जिससे सिद्ध हुआ कि छोटी बूंदें जहर को ठीक वहीं पहुँचा सकती हैं जहाँ उसकी आवश्यकता है बिना अपनी ताकत खोए।

अध्ययन ने एक कदम आगे बढ़कर उसी नैनो-इमल्शन का रेड फ्लोर बीटल के विरुद्ध परीक्षण किया, जो अनाज के भंडारण में घुसपैठ करने वाला एक कीट है। यहाँ, कच्चे अर्क और नैनो-फॉर्मूलेशन के बीच का अंतर और भी नाटकीय था। जबकि कच्चे पौधे के अर्क ने बीटल लार्वा को मारा तो था, लेकिन ऐसा करने के लिए इसे बहुत अधिक मात्रा की आवश्यकता थी। हालाँकि, नैनो-इमल्शन ने, बहुत कम सामग्री के साथ वही घातक प्रभाव प्राप्त कर लिया। शोधकर्ताओं ने गणना की कि नैनो-संस्करण कच्चे अर्क के अकेले मुकाबले सैकड़ों गुना अधिक शक्तिशाली था। शक्ति में यह भारी वृद्धि यह सुझाव देती है कि नैनो-बूंदों ने पौधे के रसायनों को बीटल के बचाव तंत्र में बहुत आसानी से प्रवेश करने दिया, या शायद उन्होंने रसायनों को लंबे समय तक सक्रिय रखा। उपचारित बीटल्स ने मच्छरों के समान संकट के लक्षण दिखाए, जिससे पुष्टि हुई कि पौधे की प्राकृतिक रक्षा विभिन्न प्रकार के कीटों के विरुद्ध काम कर रही थी।

यह कार्य यह प्रदर्शित करता है कि यह संभव है कि एक पारंपरिक पौधे के उपचार को आधुनिक विज्ञान के साथ अपग्रेड करके एक ऐसा उपकरण बनाया जाए जो शक्तिशाली और पर्यावरण के अनुकूल भी हो। शोधकर्ताओं ने दिखाया कि जंबू अर्क को छोटी, स्थिर बूंदों में पैकेज करके, वे कीटों को मारने के लिए आवश्यक पौधे की सामग्री की मात्रा को काफी कम कर सकते हैं और साथ ही गैर-लक्षित जीवों के लिए उच्च सुरक्षा स्तर बनाए रख सकते हैं। अध्ययन का सुझाव है कि यह दृष्टिकोण कठोर रासायनिक कीटनाशकों के लिए एक स्थायी विकल्प प्रदान कर सकता है, जो पारंपरिक कीटनाशकों के भारी पर्यावरणीय प्रभाव के बिना फसलों और सार्वजनिक स्वास्थ्य की रक्षा करने का एक तरीका प्रदान करता है। हालांकि वास्तविक दुनिया में इन निष्कर्षों की पुष्टि करने के लिए और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है, प्रयोगशाला के परिणाम भविष्य की एक आशाजनक झलक देते है जहाँ कीट नियंत्रण नैनोटेक्नोलॉजी की सटीकता और प्रकृति की शक्ति के मिलन पर निर्भर करता है।