殺蟲劑為什麼能殺蟲？

11-26

殺蟲劑的成分是什麼，又是怎麼導致蟲子死亡的呢？

殺蟲劑在《農藥學》裡面有專門的一個章節來講，鄙人雖然是「人藥學」畢業的，但是因緣際會曾經看過一點農藥學的書，所以來講講。
而且，農藥學和藥學，獸藥學可以說都是兄弟學科，國外很多葯企同時也是農藥和獸葯企業，比如諾華，比如拜耳，比如武田製藥。也有一些藥學背景不是很濃的農藥企業，比如日本三井化學，我朝的江蘇蘇化這些。

殺蟲劑是分很多種的，每種的具體原理也不一樣。
下面的答案會很長，有化學基礎的可以都看，沒有的話看看粗體字就可以了。

殺蟲劑進入昆蟲體內的方式大體分為四種：觸殺，胃毒，熏蒸和內吸。這個從名字裡面就能了解了。觸殺是直接從表皮進入昆蟲體內；胃毒就是得吃進去；熏蒸就是指藥品進入昆蟲氣門然後致死；內吸就是最特殊的了——指農藥被植物所吸收，然後昆蟲蛀蝕植物時農藥進入昆蟲體內，將昆蟲殺死。
不同種類的農藥效應不一樣，很多農藥只具有上述四種效應中的一種或幾種。

殺蟲劑從發明到現在，經歷了四代，將來可能還會有第五代。
第一代：無機殺蟲劑，砷製劑、銅製劑（中學化學書上就有的波爾多液）（經提醒，波爾多液實際上是殺菌劑）這些和一些土法天然植物農藥；
第二代：有機磷，有機氯，氨甲酸酯，除蟲菊酯這種追求廣譜、急性神經毒性、迅速殺死害蟲的合成殺蟲劑；
第三代：生長發育調節劑，保幼激素類這種慢性作用、擾亂昆蟲的正常生長發育的除蟲或者殺蟲劑；
第四代：信息素類、拒食劑這種直接調節昆蟲的行為活動的殺蟲劑，作用速度更加緩慢，但是可以顯著遏制下一代昆蟲種群數量的藥物；

設想中的第五代：比如作用於昆蟲的腦激素，所謂昆蟲「心裡控制劑」，不殺死，只是防禦的驅蟲劑。

現在基本是二三四代農藥混用，主要有以下這麼多種：

1）有機氯類殺蟲劑。
有機氯類又分兩種，一種是以苯作為原料的，有著名的不讓用的DDT，666，這類普遍來說就是污染環境，對人畜傷害也很大；一種是新式的，不以苯為原料的，比如毒殺芬這種，以及現在用的最比較多的硫丹（經提醒，現在硫丹也不讓用了，可以說有機氯殺蟲劑已經沒有新品種了）。

DDT

666

硫丹

有機氯類基本都是神經毒劑，作用於昆蟲神經系統的各個部位。DDT是軸突鈉離子通道激動劑；666作用於突觸，可以使突觸過量釋放乙醯膽鹼，使昆蟲長期處在不正常興奮狀態，最終致死。

2）有機磷類殺蟲劑。
有機磷是殺蟲劑的一個大類別，耳熟能詳的敵敵畏就屬於有機磷殺蟲劑。分以下幾類：
①磷酸酯類：比如家畜可以吃的腸胃驅蟲劑萘肽磷，還有不能吃的速滅磷；
②硫逐磷酸酯類：比磷酸酯類毒性低一些，而且化學性質穩定，現在來說用得比較廣泛也最重要，比如內吸磷；

內吸磷
（經提醒，內吸磷的結構其實是硫逐和硫趕的混合，如果要舉例典型的硫逐磷酸酯類農藥，對硫磷似乎更合適一些：

）

③二硫代磷酸酯類：毒性就更低了，現在發展最快的一類。比如馬拉硫磷，低毒殺蟲劑，沒有內吸作用，只有在昆蟲體內才能發揮毒性，進入溫血動物體內後會被很快被磷酸酯酶水解掉而失去毒性。現在二硫代磷酸酯類中的三元不對稱有機磷酸酯算是現在不對稱合成領域和農藥學領域的一個研究重點吧；

馬拉硫磷

④硫趕磷酸酯類：其實是二硫代磷酸脂類的修飾激活，不多說了；
⑤磷醯胺酸衍生物：著名的甲胺磷/乙醯甲胺磷就是這類；
⑥甲氟磷：甲氟磷似乎現在用得不多了；
⑦焦磷酸衍生物：胡椒味的八甲磷就是這一類；
⑧膦酸酯（看清楚不是磷酸酯，是膦酸酯）：敵百蟲就是這一類的；

敵百蟲

⑨次膦酸酯類：這個應該只有氯壤膦這一種。

有機磷殺蟲劑的毒性機理比有機氯要複雜，畢竟種類繁多。
但是基本來說，都是干擾神經系統，抑制膽鹼酯酶的作用。所以進入昆蟲體內後，神經系統會持續異常興奮，過度刺激，最終死亡。但是不幸的是，人類的神經傳導機制也類似於昆蟲，所以有很多早期的有機磷農藥對人畜也有較大傷害，出現急性有機磷中毒（AOPP）。所以現在農藥學領域對有機磷農藥的主要研究方向有一個就是研究可被人體迅速代謝的有機磷農藥，降低其對人畜的毒性。

3）氨基甲酸酯類殺蟲劑。
氨基甲酸酯類最早期的代表，就是著名的毒扁豆鹼。

毒扁豆鹼

毒扁豆鹼在1935年實現了人工合成。隨後幾十年里，有一大堆氨基甲酸酯類殺蟲劑湧現出來，確立了其江湖地位。氨基甲酸酯類的最大特點是尤其適合作為農業殺蟲劑使用，有極強的內吸性但卻沒有殘留毒性；缺點也很明顯，部分氨基甲酸酯類殺蟲劑毒性太高。

氨基甲酸酯類也是神經系統毒劑，抑制膽鹼酯酶（但是和有機磷農藥的作用位置不一樣）。不過不論是有機磷農藥還是氨基甲酸酯類，都容易使昆蟲產生耐藥性，所以在使用時要注意經常更換品種。

4）除蟲菊酯類殺蟲劑。
曾幾何時，除蟲菊酯類殺蟲劑被認為是家用殺蟲劑的唯一選擇。除蟲菊酯類是天然植物除蟲菊中的除蟲菊素類物質的人工合成和修飾化合物。除蟲菊類的殺蟲毒力比老式殺蟲劑要高很多，所以要獲得相同的殺蟲效果，只需要非常少量施用。殺蟲譜非常廣，對哺乳動物無毒或者低毒，而且不污染環境，沒有慢性毒性，不會產生累積中毒，所以被認為是非常理想的殺蟲劑類型。

最早的合成擬除蟲菊酯是丙烯菊酯：

丙烯菊酯

其性能和天然除蟲菊酯類似，但是缺點也一樣，在光下不穩定，容易失活。科學家直到70年代前仍然沒有找到光穩定的除蟲菊酯類化合物，所以限制了該類殺蟲劑的推廣。

直到1977年，第一個有實用意義的除蟲菊酯化合物氯菊酯才被商品化：

氯菊酯

之後，研發光穩定性除蟲菊酯就是農藥學的另一個重要課題。之後幾十年里，科學家通過很多種方法改善了除蟲菊酯的光穩定性，使得除蟲菊酯能夠成為現今最重要的家用殺蟲劑門類，同時也是非常重要的農用殺蟲劑種類。

除蟲菊酯只有觸殺和胃毒作用，其基本毒理仍然是神經毒性，作用於昆蟲神經系統，使神經細胞重複放電致使昆蟲先處於興奮狀態，然後轉為強直痙攣或者麻痹，直至死亡。除蟲菊酯的一大劣勢就是過於容易產生抗藥性，所以對新品種的研發需求也很大。

5）沙蠶毒素類殺蟲劑。
和除蟲菊酯類同樣屬於「仿生農藥」，是沙蠶體內的沙蠶毒素的人工合成和修飾後的化合物。

沙蠶毒素

雖然日本科學家在1935年就發現了沙蠶毒素，但是直到1962年，其化學結構才被確定。隨後，沙蠶毒素類化合物開始被廣泛的研究。60年代，武田製藥開發出了第一個合成沙蠶毒素類殺蟲劑，殺螟丹：

殺螟丹

然後就是1974年由我朝貴州化工研究所開發的殺蟲雙：

殺蟲雙

沙蠶毒素類殺蟲劑是人類歷史上第一次利用動物毒素仿生合成的殺蟲劑類型，其毒性偏低，水溶性好，主要是觸殺和胃毒。我朝在這方面貢獻頗多，現今使用的沙蠶毒素類殺蟲劑品種中，多半是我朝開發，是現今用於防治水稻螟蟲的最主要手段。
其毒理是沙蠶毒素可以競爭性佔據乙醯膽鹼受體上的激動劑位點，從而使昆蟲的神經興奮不能有效傳遞，最後致死。但是沙蠶毒素的作用是可逆的，部分昆蟲在中毒後會有「復甦」效應。

6）甲脒類殺蟲劑。
甲脒類現在仍然在應用的只有一種，即雙甲脒：

雙甲脒

雙甲脒不僅具有胃毒和觸殺作用，還具有拒食和驅避作用。拒食作用即其施用後可以改變昆蟲的覓食習慣，使之不能分辨食物種類；驅避作用即其特殊氣味會可以驅散昆蟲，起到防治作用。

7）新煙鹼類殺蟲劑。
新煙鹼類殺蟲劑是比較年輕的了，從八十年代中期開始至今。代表性藥物有諾華公司的噻蟲嗪，拜耳製藥的噻蟲胺，三井化學的呋蟲胺。煙鹼類殺蟲劑是現今發展最快的殺蟲劑門類之一。同樣是神經毒素，作用於煙鹼型乙醯膽鹼受體，對於某些昆蟲品種可以完全抑制神經突觸後膜的煙鹼型乙醯膽鹼受體的活性，並且作用不可逆轉。新煙鹼類殺蟲劑對付蚜蟲、虱類有很好的效果，也是現在用得比較多的農用殺蟲劑之一。

8）吡咯、吡唑、吡啶類殺蟲劑。
吡咯類、吡唑類和吡啶類都是「新型殺蟲劑」的代表。
吡咯類的主要毒理是抑制線粒體類的有氧呼吸過程中的氧化磷酸化，使ADP無法轉換為ATP，干擾昆蟲的正常新陳代謝，起到殺蟲作用。

吡唑類殺蟲劑的代表是氟蟲腈：

氟蟲腈

氟蟲腈的毒理是阻礙昆蟲有γ-氨基丁酸控制的氯化物代謝過程，從而干擾氯離子通道，破壞昆蟲的中樞神經系統活性。氟蟲腈的特點是基本不產生抗藥性，作用長效，還可以有效促進植物生長。同時氟蟲腈也是非常非常有效的滅蟑劑，現今廣泛應用的滅蟑餌劑中很多就包含氟蟲腈的成分。（剛剛得到提醒，現在氟蟲腈也不讓用了！）

吡啶類殺蟲劑也是現在殺蟲劑研究中很熱門的一個門類。著名的吡啶類殺蟲劑吡蚜酮就是一個典型的「停食」劑：

吡蚜酮

吡蚜酮的毒理非常特殊，即所謂「口針阻塞原理」。蚜蟲或者飛虱一旦接觸到吡蚜酮，立即就產生口針阻塞效應，馬上就會停止進食，而且這種過程不可逆，最終昆蟲會飢餓致死。吡蚜酮專一性很強，對刺吸式口器昆蟲有奇效，但對七星瓢蟲、蜘蛛、葉蟬則幾乎無害。

9）物理性殺蟲劑。
物理性殺蟲劑的一個代表性例子就是礦物油乳劑，但是現在不怎麼用了。機理是堵塞昆蟲氣門，使昆蟲無法正常呼吸而死。另外，惰性粉末，比如硅藻土、草木灰等等，現在還可以使用納米級二氧化硅微粒之類的東西，可以用來防止儲糧害蟲。其原理是磨損昆蟲表皮致其死亡。物理性殺蟲劑的一大優勢就是基本沒有污染，而且絕大部分是人畜無害的。

10）信息素。
對，信息素，就是費洛蒙。但是自從費洛蒙被一群小清新掛嘴邊之後我就不用這個詞了。

昆蟲之間可以通過信息素進行交流，尤其的性信息素可以有效防治農業害蟲。
①大量誘殺。比如在農田裡設置性信息素誘捕器，會吸引捕殺大量的雄性成蟲，致使農田裡的昆蟲種群的雌雄比例失調，使得下一代成蟲數量大幅度降低；
②干擾交配。就是在整個農田範圍施灑性信息素，可以使雄性成蟲失去尋找雌蟲的定向能力，降低昆蟲種群的交配幾率，使下一代成蟲數量大幅度降低；
③聯合除蟲。簡單的例子就是把性信息素和不育劑、病毒、細菌混用，引誘雄蟲沾染這些東西，然後雄蟲回到田中和雌蟲交配，使這些病毒、細菌和不育劑在種群中蔓延，達到除蟲目的。

信息素殺蟲劑非常非常的高效而且因為其本身的生物源性，所以其並不會污染環境，而且其具有高度的特異性，每個物種的信息素並不一樣，所以也並不會對人畜造成傷害，同時所需量極小，大規模生產後成本也更加低廉。

11）激素類殺蟲劑。
激素類殺蟲劑包括諸如保幼激素，早熟素，蛻皮激素這些能夠直接影響昆蟲的變態、發育、繁殖的藥品。嚴格來說信息素類外激素也屬於這一類。

保幼激素是昆蟲幼蟲期分泌的一種激素，可以使昆蟲保持在幼蟲狀態，在幼蟲蛻皮到最後一齡時停止分泌。人工施用保幼激素可以使昆蟲幼蟲化蛹不正常而死亡。如果成蟲施用保幼激素，則會導致不產卵或者產暖後不孵化。

抗保幼激素類殺蟲劑和保幼激素的作用相反，可以抑制昆蟲分泌保幼激素，使昆蟲幼蟲早熟、死亡。不過抗保幼激素現在還沒有廣泛投入應用。

蛻皮激素是昆蟲生長發育中控制蛻皮的激素，過多或者過少都會使昆蟲發育不正常而死。但是蛻皮激素結構比較複雜，人工合成困難，所以現在仍然無法投入實際應用。

抗蛻皮激素現在已經可以用了。作用和蛻皮激素相反，可以抑制幾丁質的合成，使昆蟲蛻皮後不能形成新的表皮而死。現在用的廣泛的，比如我朝自主研發的滅幼脲，對人畜及鳥類就幾乎無害，對魚類低毒。

總而言之，人類在殺蟲劑領域的研究和探索絲毫不比「人葯」領域遜色多少，時至今日我們對「殺蟲」或者「防蟲」的理解，已經從最初的「直接弄死」向「防禦、調節」轉變。農藥學同時也是化學和生物學進步直接推動的學科之一，現在也絕不是夕陽產業，而是飛速發展的領域。所以我覺得不久的將來，隨著農藥學的發展，人類一定可以找到更加乾淨和可持續的防蟲治蟲的手段。

想了一下，最近要考植物化學保護了，就當來梳理知識了。
植保專業學生來答~
一、殺蟲劑進入昆蟲體的途徑及代謝
殺蟲劑進入蟲體的途徑有三種，從口器進入，從表皮進入，從氣門進入。從以上三處進入的農藥經過血淋巴到達靶標。在害蟲體內通過細胞色素P450酶系、水解酶和谷胱甘肽-S-轉移酶進行代謝。
二、殺蟲劑的作用方式
1、胃毒作用
殺蟲劑通過口器咀嚼進入食道，經中腸進入血腔進行血液循環達到靶標
2、內吸作用
內吸性殺蟲劑被植物吸收以後，具有刺吸式口器的昆蟲吸收，進入食道經中腸進入血腔進行血液循環達到靶標
3、觸殺作用
殺蟲劑進入體壁（節間膜、觸角、足、翅）進入血腔，進入食道經中腸進入血腔進行血液循環達到靶標
4、熏蒸作用
殺蟲劑從氣門進入，通過氣管和微氣管進入血腔，進入食道經中腸進入血腔進行血液循環達到靶標
三、殺蟲劑的主要品種及作用原理
1、有機氯殺蟲劑
最簡單的一類殺蟲劑，特點為合成簡易、價廉；殺蟲範圍廣、殘留期長、性質穩定不易分解；容易出現抗藥性。
主要品種有DDT、六六六，林丹，硫丹等。DDT作用於神經軸突膜，改變鈉離子的通透性，引起重複後放。六六六則是作用於GABA受體。
2、有機磷殺蟲劑
該類殺蟲劑對害蟲藥效高；作用方式多種多樣；對植物安全基本上無殘毒；為一類AchE抑製劑，但是對人畜有毒；脂溶性較高水溶性較小；具有酯的特性遇鹼易分解。
a.短效型
持效期很短，作用迅速，無選擇性。適合需要迅速殺死害蟲而且施藥短期即將收穫的作物。代表殺蟲劑有辛硫磷和敵敵畏
b.內滲型
水溶性差脂溶性強，持效期較長可以防止雨水的沖刷。對於防治低位勢生長植物葉背害蟲有較好的防效。代表殺蟲劑有馬拉硫磷和對硫磷
c.內吸型
優點為可以減少雨水的沖刷、使用方便、藥效高、選擇性強，適於防治刺吸式口器害蟲。高毒
3、有機氮類殺蟲劑
該大類殺蟲劑對害蟲的種間選擇性較高，對人畜安全，作用方式多種多樣，對抗有機磷和有機氯的害蟲有效。
a.氨基甲酸酯類殺蟲劑
殺蟲範圍不如有機磷範圍廣，對蟎類和介殼蟲類效果差，適合防治葉蟬、飛虱、棉蚜、棉鈴蟲等害蟲，具有內吸性該類殺蟲劑的分子結構決定毒力的大小，與有機磷類殺蟲劑混用可以有拮抗作用也可以有增效作用。該類殺蟲劑對蜜蜂高毒，對植物安全對人畜的毒性都比較小。
常用品種有涕滅威、滅多威、克百威等。涕滅威有劇毒，只能用作土壤處理，廣譜，殺蟲殺蟎殺線蟲，溶於有機溶劑，遇鹼不穩定。
滅多威常用於噴霧但是不能與鹼性農藥混用，觸殺胃毒內吸，高毒。廣譜
克百威深施拌種，遇鹼不穩定，不能與敵稗、滅草靈混用。觸殺胃毒內吸，防治蚜蟲、葉蟬、飛虱和鑽蛀型害蟲有效果。
b.沙蠶毒素類殺蟲劑
毒性低。對害蟲有觸殺胃毒內吸作用，殺蟲譜很寬。作用原理為佔領乙醯膽鹼受體，阻斷神經傳遞。毒性低，但是對蠶的毒性較高。
主要品種有殺蟲雙殺蟲單和殺螟丹，殺螟丹為水溶性的，作用方式為噴霧，對螟蟲和一些鱗翅目害蟲高效，作用方式為觸殺胃毒內吸。
殺蟲雙和殺蟲單，同為水溶性，作用方式為噴霧，防治水稻螟蟲和稻縱卷葉螟有效果。觸殺胃毒內吸。
c.脒類殺蟲劑
又稱蟎克。殺蟲殺蟎殺卵。防治蜱蟎癭蟎葉蟎和許多同翅目害蟲有好的效果。作用方式為觸殺。
4、擬除蟲菊酯類殺蟲劑
經過對天然除蟲菊酯的改造，擬除蟲菊酯類殺蟲劑有以下特點。
高效廣譜，以觸殺為主，兼具胃毒沒有內吸。對高等動物毒性低，對環境安全，對魚高毒。對植物具有刺激生長的作用。具有酯的特性，遇鹼易分解。害蟲容易產生抗藥性。
幾種常見的菊酯類殺蟲劑。氯菊酯，對刺吸式口器和鑽蛀型害蟲的防效很差。觸殺胃毒。
溴氰菊酯，強觸殺作用，廣譜但是對蟎類飛虱類和蛀莖類害蟲防治效果差。易產生抗藥性。
氯氰菊酯高效廣譜觸殺胃毒，鱗翅目、雙翅目、半翅目、鞘翅目和土壤害蟲。

今天寫累了，明天繼續。

大家都講了這麼多了，我來講一個特例吧。球孢白僵菌，也是我最近研究方向的昆蟲病原真菌。

跟化學農藥比有什麼區別呢？首先，貴，如果不是政策有補貼，這玩意估計都賣不掉。其次，不穩定，見效慢。最後，環保而且對溫血動物無害。

導致蟲子死亡的過程分為10個部分：
1.分生孢子附著於寄主體表。
2.孢子在體表萌發。
3.芽管穿透表皮進入寄
主體腔。
4.菌絲在血腔內生長。
5.產生有毒代謝物。
6.寄主死亡。
7.菌絲侵入寄主的所有器官。
8.菌絲穿出體表。
9.在寄主體表重新形成孢子。
10.分生孢子擴散。
其中，只要經歷前 4-5 個階段，就可以使昆蟲致病。

致病之後會怎麼樣呢？害蟲會越爬越慢，直到被菌絲完全包裹住。大概在昆蟲界類似人類的漸凍症吧。對昆蟲而言，死亡的過程應該要比化學農藥痛苦很多吧。

現在大多數的殺蟲劑在特定的蟲子體內是會發生增毒代謝的，而這些物質在脊椎動物內會發生減毒代謝甚至不反應

如圖表示，先佔坑，明天繼續編輯

蟲菊酯，度娘

類別太多了，對於刺吸式口器蚜蟲飛虱等，用吡蟲啉，啶蟲脒，吡蚜酮等，對於夜蛾類用甲維鹽，阿維菌素，菊酯類，康寬等，對於蟎類害蟲用噠蟎靈，螺蟎酯，乙蟎唑等

毒藥為什麼叫毒藥不叫殺人葯

這就好比問「鶴頂紅為什麼可以毒死人？」，同理，殺蟲劑能殺蟲主要是因為殺蟲劑有毒。