CN105394057A - 表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用，所述的表小檗碱的结构式如式(Ⅰ)所示。本发明的表小檗碱当低剂量涂覆于固体表面时，即有明显的抑制藤壶和贻贝幼虫附着的作用，因此能够用于制备海洋污损生物防除剂。并且其为天然存在的有机化合物，不会污染水体环境和通过食物链传递导致其在生物体中的富集，对环境友好，安全性高，在有效抑制海洋生物附着的同时，不含铜和锡等重金属元素，从环境保护角度而言具有良好的社会效益，并且其来源广泛，分离制备途径简便，适合于大规模生产，推广潜力大，在海洋污损生物防除中具有良好的应用前景。

Description

表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用
技术领域：
本发明属于天然产物领域，具体涉及表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用。
背景技术：
海洋污损生物是指固着或栖息在船舶和人工设施水下部位，对人类经济活动产生不利影响的所有动物、植物和微生物，其危害主要是增大船舶行进阻力，增加燃料消耗，降低航速，影响舰船的机动性及战斗力；堵塞用水管道，妨碍供水或减低冷却效果；改变金属腐蚀过程，引发局部腐蚀或穿孔腐蚀；降低仪表及转动部件的灵敏度，干扰仪器设备正常运行；增加海洋设施的自重并提高其重心，显著增大波浪和海流所引起的动力载荷效应；与经济养殖对象如贝类等生物争夺附着基和饵料，堵塞养殖设施的网孔，阻碍内外环境水体交换，甚至直接附着在养殖对象上干扰其生长发育过程和降低其品质。
以往的防污涂料以毒料释放为主要途径，通过在物体表面形成对藻类孢子和无脊椎动物幼虫具有毒杀作用的毒料浓度层，实现污损生物防除目的，故不可避免存在着危害海洋生态环境的风险和弊端，甚至还会通过食物链危害人类健康。因此，开发新型、高效、低毒、环保防污剂已成为当前急需解决的问题和研究热点。
由于海洋污损生物由动物、植物和微生物组成，其中危害较大且难以清除的种类主要是具石灰质外壳、营固着生活的无柄蔓足类(藤壶)和双壳类软体动物(贻贝和牡蛎)。因此，防污化合物筛选测试工作多以无柄蔓足类和双壳类为测试对象。
在热带、亚热带沿岸海域，网纹藤壶是无柄蔓足类的典型代表，并且是污损生物群落中占绝对优势的种类；翡翠贻贝则是东海和南海常见的双壳类软体动物，也是附着在船舶、航(浮)标和水产养殖设施上的重要污损生物种类。因此，验证试验采用网纹藤壶和翡翠贻贝作为实验对象，所获得的研究成果将具有广泛的代表性。
污损生物通常分为两个生活阶段，从幼虫脱出卵膜发育至时断时续地探索物体表面准备附着变态为止，为浮游生活阶段；一旦幼虫选好定居位置，在附着基表面附着、变态形成幼体后，则为固着或附着生活阶段。从污损角度来看，其对人类产生危害始于固着或附着以后。如能有效地抑制幼虫的附着变态，就能达到防除的目的。因此，采用该两类海洋生物的幼虫为实验对象来检验化合物的防污效果，是具有科学合理性和代表性意义的。
海洋生物天然化学防污作用机制可为开发无公害防污技术提供借鉴，而且海洋生物本身也应是新型防污剂的重要来源，但是相关天然化合物在海洋生物体内的含量比较少，且结构相对复杂，不便于深入开发和广泛应用。因此，从种类繁多、分布广泛、取材便利的陆生植物资源中寻找更适于推广应用的高效环保防污化合物，将是一种全新的尝试、探索和选择，而且具有重要的理论和现实意义。
表小檗碱为传统中药黄连中一种重要的异喹啉类生物碱，具有重要的药用价值。本发明所使用的表小檗碱提取自毛茛科黄连属植物黄连(Coptischinensis)。表小檗碱虽然有多种药理活性，但迄今在海洋污损生物防除领域，未见任何有关报道公开过其抗附着作用和将其用于污损生物防除方面。
表小檗碱，英文名称epiberberine，分子式为C20H18NO4 +，分子量为336.36，化学结构式如式(Ⅰ)所示。
发明内容：
本发明的目的是提供表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用。
本发明的表小檗碱在涂覆量为10μg/cm2时，藤壶幼虫72小时后的附着率为25.3％，远低于对照组的79.2％，表明表小檗碱对藤壶幼虫产生明显的抑制作用。在表小檗碱涂覆量为1μg/cm2时，贻贝幼虫的附着率仅为3.6％，远远低于对照组，差异极其显著(p<0.01)，表明表小檗碱能有效地抑制翡翠贻贝幼虫的附着。由此可见表小檗碱对蔓足类和双壳类动物的幼虫附着有很好的抑制作用。
因此，本发明提供了表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用。
所述的海洋污损生物防除剂优选为藤壶幼虫防除剂或者贻贝幼虫防除剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的表小檗碱当低剂量涂覆于固体表面时，即有明显的抑制海洋生物附着的作用，因此能够用于制备海洋污损生物防除剂。并且表小檗碱为天然存在的有机化合物，不会污染水体环境和通过食物链传递导致其在生物体中的富集，对环境友好，安全性高，在有效抑制海洋生物附着的同时，不含铜和锡等重金属元素，从环境保护角度而言具有良好的社会效益，并且表小檗碱来源十分广泛，分离制备途径简便，适合于大规模生产，推广潜力大，在海洋污损生物防除中具有良好的应用前景。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1：
实验组：将表小檗碱用蒸馏水溶解，配制浓度为28.26μg/ml的溶液。在直径为6cm的培养皿中加入1ml该溶液，并使其均匀覆盖培养皿底部。待溶剂完全挥发后，涂覆于培养皿底部的表小檗碱的剂量为10μg/cm2。加入10ml海水。
对照组：加1ml蒸馏水，使其均匀分布于培养皿底部，待挥发完全再加入10ml海水。
空白组：加入10ml海水。
实验组、空白组和对照组各设5个平行样。于各样品中分别加入30只网纹藤壶金星幼虫。置于温度为29℃左右的恒温培养箱内于黑暗环境中培养。每隔24小时观察一次。培养72小时后对各组幼虫最终的附着和死亡状况进行统计分析。
表1列出了实验组、对照组和空白组金星幼虫的附着和死亡率。可见，在恒温培养箱中培养72小时后，空白组的幼虫附着率为78.7％，对照组79.2％，空白组和对照组金星幼虫的附着率无显著差异(p>0.05)，表明作为溶剂的蒸馏水挥发后不会遗留影响金星幼虫活性的有害物质。至于培养皿底部覆盖表小檗碱的实验组，其金星幼虫的附着率为25.3％，远远小于对照组，且差异极其显著(p<0.01)，表明表小檗碱在10μg/cm2的剂量下能有效地抑制网纹藤壶金星幼虫的附着。
表1：网纹藤壶金星幼虫附着状况
组别 测试剂量 附着率(％)
空白组 － 78.7
对照组 － 79.2
实验组 10μg/cm2 25.3
实施例2
实验组：将表小檗碱用蒸馏水溶解，配制浓度为28.26μg/ml的溶液。在直径为6cm的培养皿中加入1ml该溶液并使其均匀覆盖培养皿底部。待溶剂完全挥发后，涂覆于培养皿底部的表小檗碱含量为1.0μg/cm2。加入10ml海水。
对照组：加1ml蒸馏水，使溶液均匀分布于培养皿底部，待溶剂挥发完全，再加入10ml海水。
空白组：加入10ml海水。
幼虫数量的确定：从育苗池取含翡翠贻贝面盘幼虫的水体并用筛绢浓缩。分三次各取50ml，滴入1-2滴福尔马林溶液杀死幼虫后于显微镜下计数，所得平均值即为水体中幼虫的密度。
实验组、空白组和对照组均设5个平行样，在各样品中加入约30个翡翠贻贝面盘幼虫。在温度约为26℃的培养箱中于黑暗环境下培养。每隔24小时观察一次。培养72小时后对各组翡翠贻贝面盘幼虫最终的附着和死亡状况进行统计分析。
表2列出了实验组、对照组和空白组翡翠贻贝幼虫的附着和死亡率。可见，在恒温培养箱中培养72小时后，空白组的翡翠贻贝面盘幼虫附着率约为36.5％，对照组约35.2％，空白组和对照组翡翠贻贝面盘幼虫的附着率无显著差异(p>0.05)，表明作为溶剂的蒸馏水挥发后不会遗留影响翡翠贻贝面盘幼虫活性的有害物质。而经表小檗碱处理的实验组，其幼虫的附着率仅为3.6％，远远低于对照组，差异极其显著(p<0.01)，表明这种化合物能有效地抑制翡翠贻贝幼虫的附着。
表2：翡翠贻贝面盘幼虫附着状况
组别 测试剂量 附着率％
空白组 － 36.5
对照组 － 35.2
实验组 1.0μg/cm2 3.6

Claims (2)

1.表小檗碱在制备海洋污损生物防除剂中的应用，所述的表小檗碱的结构式如式(Ⅰ)所示：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的海洋污损生物防除剂为藤壶幼虫防除剂或者贻贝幼虫防除剂。
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