2023, Vol. 34扩展功能
文章信息
- 邓婉, 李密, 莫建初
- DENG Wan, LI Mi, MO Jian-chu
- 植物源驱蚊活性单体化合物研究进展
- Research progress of botanical monomeric compounds as mosquito repellents
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2023, 34(2): 276-284
- Chin J Vector Biol & Control, 2023, 34(2): 276-284
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2023.02.022
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文章历史
- 收稿日期: 2022-08-26
2 浙江大学昆虫科学研究所, 农业部农业昆虫学重点实验室, 浙江 杭州 310058
2 Ministry of Agriculture Key Laboratory of Agricultural Entomology, Institute of Insect Sciences, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310058, China
随着“一带一路”倡议的实施，国际贸易增长迅速，人口流动日益频繁，在全球气候不断变暖的大背景下，我国面临着新发和再发以及输入和本地蚊媒传染病的双重风险和负担[1]，给“健康中国2030”和“美丽中国2035”两大战略的实施带来了新的挑战。蚊类是全球公认的危害人类健康的多种传染病的重要媒介，例如白纹伊蚊（Aedes albopictus）是包括登革热在内的20多种传染病的重要传播媒介，是全球公认的危害人类健康的“头号杀手”[2]。近年来，全球每年有超过129个国家3.9亿多人遭受登革热的严重威胁，其中有9 600万人患病，发病率增加了30倍[3]。迄今为止，除流行性乙型脑炎（乙脑）和黄热病外，其他蚊媒疾病尚未成功研制出有效疫苗[4]，喷洒化学药物控制病媒或使用驱避剂对个人进行保护是防治这些疾病的最有效手段[5]。传统的化学防治技术正面临着昆虫抗药性和环境污染等问题，亟需发展更为安全高效的蚊媒控制技术[6]。因此，寻找安全、绿色又环保的驱避活性化合物来建立个人对蚊虫保护屏障的研究一直是热点之一[7]。
蚊虫驱避剂是指植物源或人工合成的对蚊虫具有驱避作用的活性化合物，多篇综述详细阐述了市场上已商品化并得到广泛应用的具有广谱、高效、作用迅速等优点的化学合成驱避剂如避蚊胺（DEET）、N，N-二乙基苯乙酰胺（DEPA）、羟哌酯（Picaridin、Icaridin、KBR3023、BayrepelTM）、伊默宁（IR3535）等[8-10]。化学合成驱避剂对人类的潜在不利影响和抗药性等问题日益受到关注，而植物源驱避剂以其高效、低毒、低残留、高选择性、对环境兼容性好等独到的优势被作为新型驱避剂广泛研究[11]，因此国际上更支持天然产物作为驱避活性先导化合物的来源[4]。天然产物广泛存在于动物、植物和微生物中，具有广谱的生物活性，为人们提供多种多样的化学结构模型。许多农药或先导化合物都是天然产物，如阿维菌素、鱼藤酮、乙蒜素、香兰素、肉桂酸、丁香酚等。一些天然产物具有独特的骨架结构、良好的药效基团和广谱的生物活性等诸多优势，近年来引起了药物开发者的广泛关注。贵州大学宋宝安院士课题组对近10年来醇或酚、醛、酮、酸、酯、酰胺、生物碱、萜和多肽等天然杀线虫活性化合物的研究进展进行了报道[12]；Faria等[13]报道了植物源的活性化合物对于松材线虫的防控效果；Gad等[14]报道了植物源的单萜类活性化合物对公共卫生害虫如蚊、虱、蜚蠊等的生物活性，都从天然产物的来源、构效关系和作用机制等方面进行了分类讨论。
近年来国内外关于植物源的驱蚊活性报道主要关注对库蚊科的驱避活性效果[15]、植物源驱避剂专利和商业产品中的主要活性成分[7]、化学合成驱避剂、植物源驱避剂和驱避产品配方制剂的发展趋势[9]、植物源的民族学调查统计和驱蚊活性植物初筛[16-17]、植物源活性单体化合物的驱蚊活性生物测定[15, 18-20]、市场上相关驱避剂产品的效果评价对比[5]、微囊化[21]和纳米化[22]物理措施人为减缓精油的释放速率来延长保护时间等内容。在中国、埃及和古印度，以植物源为首的具有驱蚊活性的天然产品已使用了2 000多年[7]，但是植物源类蚊虫驱避剂在现今的全球市场中仍只占了极小的一部分，尚处于市场的早期阶段，还有较多的驱蚊植物资源尚未被挖掘，植物源驱蚊产品的开发研究远不能满足市场的需求[19]。20世纪90年代以来，对植物源驱避剂类个人防护产品的研究开发已成为全球研究的热点之一[23]，对薄荷烷二醇（PMD）的成功研发就是鲜明的案例[8]。目前更多研究开始着重于植物源驱蚊化合物持效性的研究，使其达到和合成驱避剂一样或更优的效果[24]。2020年美国环保署公布的已登记驱蚊活性单体化合物包括：肉桂醛（cinnamaldehyde）、肉桂醇（cinnamyl alcohol）、柠檬醛（citral）、香茅醇（citronellol）、月桂醇（1-dodecanol）、芳樟醇（linalool）、薄荷醇（menthol）、法尼醇或金合欢醇（farnesol）、香叶醇（geraniol）、橙花叔醇（nerolidol）、香芹酮（carvone）、马鞭草烯酮（verbenone）、顺式茉莉酮（cis-jasmone）、诺卡酮（nootkatone）、α-紫罗兰酮（α-ionone）、丁香油酚（eugenol）、丁香酚甲醚（methyleugenol）和对烯丙基茴香醚（p-methoxyallylbenzene）。本文在涵盖已登记植物源活性单体化合物的基础上，对具有驱蚊作用的植物源活性单体化合物进行了归纳，分门别类的总结了天然活性单体化合物对蚊虫的驱避活性，提出了植物源驱蚊单体化合物应用于驱蚊方面存在的问题，进而展望了植物源驱蚊活性单体化合物的发展和前景，为科学制定蚊类防治方案和防控新技术的研发提供参考依据。
1 植物源蚊虫驱避剂分类植物源驱避剂包括来源于植物的根、茎、叶、花等以粉末状、提取物、精油或植物源衍生的次级代谢产物等形式构成的有效产品[14]。我国在11世纪就开始使用麻叶、浮萍、荆叶和艾叶来驱赶蚊虫；到20世纪初，香茅油是西方国家使用最普遍的商品化驱避剂。植物源驱避剂种类繁多，活性成分也比较复杂，它多为萜类、苯丙素类、酮类、醛类、酯类和脂肪族类等化合物。例如香芹酮、印楝素等是研究较早的萜类驱避剂，生物碱类化合物中的藜芦碱等也是报道较多的具有昆虫驱避活性的化合物[25]。
1.1 萜类化合物（terpenoids）萜类化合物是从植物精油、树脂和树胶中得到的一大类物质的总称，是植物次生代谢产物中含量最多的一类化合物。根据异戊二烯单元（C5H8）n结构的数目，将萜类化合物分为单萜、倍半萜、二萜、多萜等。单萜C10H16、倍半萜C15H24及其含氧衍生物如醇、醛、酮、酸、醚、酯、内酯等作为主要组成成分，与脂肪族、芳香族化合物、含氮和含硫的化合物一起构成植物源精油（挥发油）的4大类化学成分。通过对多种植物驱蚊活性成分的分离、鉴定，提取的萜烯成分（单萜和倍半萜）对蚊虫具有较强的驱避活性[26]，如α-蒎烯（α-terpinene）、β-蒎烯（β-terpinene）、柠檬烯（limonene）、γ-松油烯（γ-terpinene）和异松油烯（terpinolene）等碳氢化合物。它们的结构丰富，具有很高的反应性和氧化性，进一步的氧化、氧化还原和去饱和反应可形成醇（-OH）、醛（-CHO）、酮（=O）、酯（-O-CO-）和酚（- C6H5-OH）等化合物[27]。萜类化合物是构成各种精油的主体香成分[14]，如松节油中的蒎烯含量约为80%、薄荷油中的薄荷醇约为80%、桉叶油中的桉叶油素约为70%。一般来说，单萜的沸点在140~ 180 ℃，而倍半萜的沸点在200 ℃以上，在环境中容易由于挥发快而表现出较差的持效性[28]。
1.1.1 单萜单萜是芳香植物中常见的次生代谢物，是植物叶片、茎皮、草和果实的气味挥发物主体香成分，根据是否含氧可以分为单萜烷烃类和单萜含氧类，其中烷烃类又根据是否含有碳环而分为链式、单环、双环等，而含氧衍生物可以分为单萜醇、单萜酚、单萜酮、单萜醛、单萜酸、单萜酯、单萜杂环（包括单萜氧化物等）。
1.1.1.1 单萜烷烃类（monoterpene alkanes）（1）无环链式单萜（acyclic chain monoterpene）：已报道具有驱蚊活性的化合物主要包括互为同分异构体的月桂烯（β-myrcene）和β-罗勒烯（β-ocimene）2种，具有链状不饱和烃的单萜烯通性，分子中的3个双键处于共轭状态[29]。月桂烯广泛存在于植物界，在大麻（Cannabis sativa）、啤酒花（Humulus lupulus）等挥发油中含有[30]。β-月桂烯在酸刺柏（Juniperus oxycedrus subsp. deltoides）精油中相对含量为43.5%，但天然分离得到的β-月桂烯在剂量为0.2 µl/cm2时5 min内对白纹伊蚊的驱避保护率仅为31.4%[31]。罗勒烯在罗勒（Ocimium rubrum）叶中，有Z、E式2种，称α-罗勒烯；在一定条件下加热处理则转为β-罗勒烯[32]。α-罗勒烯在柠檬桉（Corymbia citriodora）、毛叶丁香罗勒（Ocimum suave）、阿比西尼亚玫瑰（Ostostegia integrifolia）3种新鲜植物叶片的顶空挥发物中存在，在6 min内14.0%浓度时对埃及伊蚊（Ae. aegypti）和阿拉伯按蚊（Anopheles arabiensis）的驱避率均 > 95.0%，与浓度为10.0%的DEET驱避效果相近[33]。
（2）单环单萜（monocyclic monoterpene）：常见的单环单萜类驱蚊化合物为7种薄荷二烯双键位置异构体，如柠檬烯、α-萜烯、β-松油烯、γ-松油烯、异松油烯、α-水芹烯（α-phellandrene）和β-水芹烯（β-phellandrene）。柠檬烯是一种无色常见的手性萜烯，有一种淡淡的柠檬香。天然提取的柠檬烯对埃及伊蚊雌蚊的驱避作用比合成的柠檬烯低，但天然提取的柠檬烯对其他生物更安全。天然分离得到（-）-柠檬烯在剂量为0.2 µl/cm2时5 min内对白纹伊蚊的驱避效果达99.5%[31]。同一来源的不同对映体（R-/S-）形式的柠檬烯处理蚊虫致死率差异无统计学意义[34]。柠檬烯作为柑橘精油（Citrus aurantium）的主要成分，制备成纳米脂质体可提高对斯氏按蚊（An. stephensi）和致倦库蚊（Culex pipiens quinquefasciatus）的杀虫活性[35]。α-水芹烯和β-水芹烯一般共存于多种伞形科植物源精油中，且前者往往作为主要活性成分[36]。
对伞花烃（p-cymene）为芳香苯环单萜，前体物质被认为是γ-松油烯。对伞花烃是2种百里香精油（Thymus leucospermus，含量为64.2%；Thymus teucrioides subsp. candilicus，含量为22.5%）的主要成分，购买的对伞花烃单体在2.0%的浓度下对淡色库蚊（Cx. pipiens pallens）的驱避率达89.0%，驱避持续效果为45.2 min[37]。
（3）二环单萜（bicyclic monoterpene）：二环单萜化合物α-蒎烯（α-pinene）、β-蒎烯（β-pinene）、莰烯（camphene）、3-蒈烯（3-carene）等是松节油的主要组分，α-蒎烯含量最高约70.0%，和β-蒎烯一起占比在90.0%以上。α-蒎烯是一种无色透明液体，具有特殊气味，不溶于水，挥发性低，毒性微弱。由于其结构活泼、来源丰富，一直是松节油深加工利用研究的重点，由α-蒎烯合成的驱避剂主要有醇类、酯类、酮类、酰胺类等。醇类主要有常见的2类植物源驱避剂产品：对孟烷二醇-3，8（p-Menthane-3，8-diol、PMD、驱蚊灵、柠檬桉醇）和芳樟醇等；酮类有8-羟基别二氢葛缕酮和8-乙酰氧基别二氢葛缕酮等[38]。
1.1.1.2 单萜含氧衍生物（oxygen-containing monoterpene derivatives）（1）单萜醇（monoterpene alcohols）：单萜醇结构为10个碳原子，有苯环或无环的，典型的挥发性和亲脂性化合物。
① 无环链状含氧单萜（acyclic alcohols）：香茅醇是香叶醇或香橙醇经部分氢化还原后得到的。存在于香茅油、玫瑰油等多种挥发油中，具有1个手性碳原子和旋光性，左旋体经济价值较高[29]。芳樟醇是香水香精、家化产品香精配方中使用频率最高的香料品种，具有优良的杀菌除臭效果和驱除蚊虫的作用[39]。香叶醇是橙花醇（nerol）的几何异构体（顺反异构体），经常共存于同一挥发油中[29]。香叶醇在玫瑰油、香叶天竺葵油及另一种香茅（Cymbopogon marfini）叶的挥发油中含有，是玫瑰系香料必不可少的成分[32]。在0.25 μg/ml的剂量下涂抹手臂48 h后还能使近100%的蚊虫失去寻找宿主的能力[40]。橙花醇在橙花油及柠檬草等挥发油中存在，在短时间内对蚊虫具有强烈的空间驱避活性[41]。
② 单环单萜醇类（monocyclic alcohols）：天然精油中的环状萜烯醇很有开发价值，例如对孟烷二醇-3，8、萜品烯-4-醇（terpinen-4-ol、4-carvomenthenol）、α-萜品醇（α-terpineol）等都是有效的驱避成分。我国1972年首次确定对孟烷二醇-3，8是发现的一种单环含氧萜类化合物新结构类型驱避剂。Borrego等[3]证实从柠檬桉精油中分离得到的柠檬桉醇立体异构体（1R）-（+）-cis-PMD对白纹伊蚊的驱避效果最好。薄荷醇为单环饱和醇类，主要来源于唇形科植物薄荷（Mentha canadensis）和胡椒薄荷（M. xpiperita）的精油中，天然的薄荷醇主要为左旋异构体（L-薄荷醇），薄荷醇被GABA（γ-aminobutyric acid）酯化后能显著延长其对埃及伊蚊的驱避活性[42]。
中国科学院昆明植物研究所报道了傣族所用的生姜（Zingiber cassumunar）精油对白纹伊蚊的驱避活性成分主要为萜烯-4-醇，其最低有效剂量为0.19 mg/cm2[43]。α-萜品醇是三级单环醇类，据报道至少有150种精油中可提取到该化合物，天然的主要是S-（-）-和R-（+）-α-萜品醇2种异构体，主要由松节油中的α-蒎烯或柠檬油中的柠檬烯生物合成而来[44]。α-萜品醇用凡士林或橄榄油配成3%的浓度时，对骚扰库蚊（Cx. pipiens molestus）的100%驱避率长达78 min或99 min，但1，8-桉树脑（1，8-cineole）在同等条件下可达到120 min以上[45]。顺式-香芹醇（cis-carveol）和其他如α-萜品醇一样具有良好的驱避活性[46]。
③ 双环单萜醇类（bicyclic alcohol）：顺式-马鞭草烯醇（cis-verbenol）可由α-蒎烯氧化获得。对冈比亚按蚊（An. gambiae）的驱避中值（repellent dose at 50% percentage repellency，RD50）浓度为0.08×10-3 mg/cm2，比马鞭草烯酮（verbenone）的RD50（1.56×10-3 mg/cm2）要求的浓度低，也优于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）[47]。龙脑（borneol）俗称冰片，又叫樟醇，白色片状结晶，具有似胡椒又似薄荷的香气。在驱蚊工业中应用广泛，目前市场上的一些驱蚊水中含有龙脑成分[39]。龙脑对冈比亚按蚊的RD50为1.7×10-3 mg/cm2，与马鞭草烯酮的RD50很接近[47]。
（2）单萜酚（monoterpene phenols）：香芹芥酚（carvacrol）和百里香酚（thymol）是常见的单萜芳香酚。1种牛至属植物（Origanum onites）精油中含有高达75.7%的香芹芥酚，对埃及伊蚊的驱蚊最低有效剂量（minimum effective dose，MED）值为（0.013±0.005）mg/cm2，高于阳性对照DEET[MED=（0.007±0.002）mg/cm2]，其中百里香酚在该牛至属植物精油中含量只有1.9%，百里香酚的最低有效剂量比香芹芥酚更高[MED=（0.031±0.008）mg/cm2][48]。对淡色库蚊进行驱避试验，百里香酚的驱避作用效果接近于DEET，香芹芥酚的效果则强于DEET[37]。对白纹伊蚊起作用的勐腊毛麝香（Adenosma buchneroides）精油中驱避活性化合物成分主要是香芹芥酚、香芹芥酚甲醚（carvacrol methyl ether）和一种腺苷新化合物adenosmin A，当香芹芥酚的芳香环饱和后驱避活性较弱，去掉羟基后得到对伞花烃无驱避活性，当羟基甲基化后得到香芹芥酚甲醚时也大大降低驱避活性，但是当羟基、甲基和异丙基三者位置改变时驱避活性差异不大，3个基团相距最远时效果最好[49]。
（3）单萜酯（monoterpene esters）：乙酸香叶酯（geranyl acetate）、乙酸香茅酯（citronellyl acetate）、乙酸芳樟酯（linalyl acetate）和乙酸橙花酯（neryl acetate）在浓度为1.0 mg/cm2时对尖音库蚊（Cx. pipiens pipiens）的驱避率分别为100%、91.6%、96.6%和97.8%[50]。乙酸香叶酯对冈比亚按蚊的RD50为3.26×10-3 mg/cm2，远高于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）[47]。
（4）单萜酮（monoterpene ketones）
① 无环含氧单萜酮（acyclic oxymonoterpenoid ketones）：蒿酮（artemisia ketone）为一种无环链状单萜烯酮，是银灰菊、艾草、青蒿等菊科植物源精油的主要化学成分。中国自古就有使用艾草驱蚊的习俗，艾草具有一种特殊的香味，具有驱蚊虫的功效，其挥发性气味中起主要作用的成分是蒿酮[39]。沙地金丝雀莓（Suregada zanzibariensis）精油中含有10.1%的蒿酮，其RD50为2.98×10-3 mg/cm2，高于DEET的RD50（0.85×10-3 mg/cm2）[51]。
② 单环酮（monocyclic ketones）：右旋-8-乙酰氧基别二氢葛缕酮是从野薄荷（Mentha haplocalyx）中提取的新结构类型化合物，在20世纪70年代由上海日用化学工业研究所进行了人工合成的研究，开发了以我国盛产的松节油为原料，通过化学合成生产8-乙酰氧基别二氢葛缕酮等单萜单环酮类化合物，工艺条件简便，易于推广使用。薄荷酮（menthone）与3%橄榄油混配后能驱避骚扰库蚊的时长为35 min，左旋香芹酮和右旋长叶薄荷酮（+-pulegone）都是非常有效的蚊虫空间驱避剂[45]。
③ 双环单萜酮类（bicyclic monoterpenic ketones）：马鞭草烯酮（verbenone）也可由α-蒎烯氧化制取，是具有类似樟脑、薄荷脑气味的无色黏稠液，马鞭草烯酮对冈比亚按蚊的RD50为1.56×10-3 mg/cm2，远高于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）[47]。小茴香酮（fenchone）在麝香木（Tetradenia riparia）中含量高达64.8%，RD50为1.89×10-3 mg/cm2。樟脑（camphor）又称莰酮、龙脑酮，主要存在于樟树精油中，天然樟脑具有右旋性，而人工合成的樟脑则不具备旋光性。樟脑对冈比亚按蚊的RD50为1.40×10-3 mg/cm2，与丁香酚相当[47]。
（5）单萜醛（monoterpene aldehydes）：柠檬醛、香茅醛（citronellal）、紫苏醛（perillaldehyde）都属于常见的脂肪族醛（aliphatic aldehydes）。柠檬醛有2个顺反异构体，反式称为α-柠檬醛，可看做是香叶醇的氧化产物，所以也叫香叶醛（geranial）；顺式称β-柠檬醛，可看做是橙花醇的氧化产物，所以也叫香橙醛（neral）[29]。柠檬醛的异构体混合物（香叶醛+香橙醛）的RD50为1.31×10-3 mg/cm2。香茅醛是香茅醇的氧化产物，同样具有旋光性。（R）-（+）-香茅醛是在早期开发出来的植物源驱避剂，对冈比亚按蚊的RD50为0.22×10-3 mg/cm2，比DEET（0.33×10-3 mg/cm2）的浓度还低，紫苏醛的RD50为0.32×10-3 mg/cm2，与DEET效果相当[47]。
（6）单萜酸（monoterpene acids）：二氢香茅酸（dihydrocitronellic acid）在1 mg/cm2浓度下比香茅酸（citronellic acid）对尖音库蚊的驱避效果更好，驱避率分别为97.4%和64.4%[50]。
（7）单萜醚类（monoterpene ethers）：香芹酚甲醚（carvacrol methyl ether）在云南麝香（Adenosma buchneroides）精油中的相对含量为11.9%，分离到的香芹酚甲醚对白纹伊蚊的驱避最小有效剂量为（0.133±0.049）mg/cm2，高于香芹酚（0.011±0.000）mg/cm2，说明在此精油中，香芹酚为主要驱避活性成分，而香芹酚甲醚则为次要活性成分[49]。
（8）单萜氧化杂环类（monoterpenes oxides、o-heterocycles）：1，8-桉油精（1，8-cineole），又叫桉叶油醇（eucalyptol），桉叶精油中约占70%的天然挥发性单萜，还存在于月桂、迷迭香、白叶鼠尾草、多枝桉等植物的精油中，对冈比亚按蚊的RD50为1.24×10-3 mg/cm2，略高于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）[47]。驱蛔素（ascaridole）属于双环单萜过氧化物，来自西班牙科尔多瓦（Córdoba）的土荆芥（Chenopodium ambrosioide）精油含量高达99.4%，其精油对埃及伊蚊的完全驱避保护时间为60 min，驱蛔素可能为主要活性物质[52]。
1.1.1.3 环烯醚萜类（iridoids）假荆芥内酯（nepetalactone）是环戊烷单萜衍生物的环烯醚萜类，是从猫薄荷中提取、分离得到的一种驱蚊活性成分，且驱避效果显著强于DEET，通过对比试验发现，获得6 h的保护时间时DEET的浓度需468 mg/cm2，而假荆芥内酯只需23 mg/cm2，表明假荆芥内酯具有良好的驱避作用。假荆芥内酯有2种异构体Z，E-假荆芥内酯和E，Z-假荆芥内酯，共存于精油中，E，Z-异构体是主要的活性物质，且两者的驱避率都在95%以上[53]。
1.1.2 倍半单萜（sesquiterpenoids）倍半单萜是芳香植物中常见的次生代谢物，负责植物叶片、茎皮、灌草和果实的气味挥发物，根据是否含氧可以分为倍半单萜烯类和倍半单萜含氧类，其中烷烃类又可根据是否含有碳环而分为长链、单环、双环等，而含氧类主要为倍半单萜衍生而得到的酚、醇、酮、醛、酸、酯及其倍半单萜氧化物等。
1.1.2.1 倍半单萜烯类（sesquiterpenes）β-法尼烯（β- farnesene），也叫金合欢烯，是一类无环长链倍半单萜烯类，天然除虫菊素中的微量成分之一，最新研究表明，（E）-β-法尼烯能够显著协同增强除虫菊素主要成分除虫菊素Ⅰ对埃及伊蚊的空间驱避活性，其嗅觉分子驱避机制主要是通过协同激活埃及伊蚊的嗅觉受体AaOr31和钠通道的双靶标作用机制。（E）-β-法尼烯在低浓度（即11.4 μg/cm2）下无驱避活性，在高浓度（即114.0 μg/cm2）时空间驱避活性明显，说明其驱避活性在一定浓度范围内存在相互依赖效应[54]。
单环倍半萜烯类：α-姜油烯（α-zingiberene）和姜黄烯（curcumene）都是生姜（Zingiber officinale）精油中的主要化学成分，暂未见姜油烯和姜黄烯的单体化合物驱蚊活性报道。石竹烯（caryophyllene），又叫蛇麻烯、葎草烯（humulene）。在天名精（Carpesium abrotanoides）精油中的相对含量为24.3%，石竹烯在高浓度330.0 μg/cm2时仍无法达到100%的驱避效果，但是可以对反式-橙花叔醇的驱避活性起到增效作用[55]。右旋大根香叶烯（吉马烯、germacrene D）在酸刺柏（Juniperus oxycedrus subsp.deltoides）精油中相对含量为23.8%，天然分离的大根香叶烯剂量为0.2 µl/cm2时5 min内对白纹伊蚊的驱避率为97.5%，效果优于β-月桂烯[31]。
双环倍半萜类：β-石竹烯（β-caryophyllene）在浓度0.75 mg/cm2以下时对埃及伊蚊无驱避活性[56]。
1.1.2.2 倍半单萜含氧衍生物（oxygen-containing sesquiterpenoids derivatives）金合欢醇（法尼醇）和橙花叔醇（nerolido）是无环（链状）倍半单萜烯醇类。金合欢醇主要存在于甘菊、茉莉和玫瑰等精油成分中，对埃及伊蚊180 min以上表现出69%的空间驱避活性，接触驱避活性效果优于或等于DEET[57]。反式-橙花叔醇在天名精精油中的相对含量为12.0%，在高浓度（330 μg/cm2）时对埃及伊蚊的100%驱避效果可达45 min，添加石竹烯后可延长驱避活性到60 min[55]。
双环倍半单萜烯醇类：胡萝卜烯醇（carotol）在胡萝卜籽精油中相对含量高达75%以上，对埃及伊蚊和四班按蚊（An. quadrimaculatus）都具有良好的驱避活性。对埃及伊蚊的RD50为25 µg/cm2，高于DEET的RD50（12.51 µg/cm2）[58]。桉叶油醇（β-eudesmol）和表桉叶油醇（10-epi-γ-eudesmol）是从阿米香树属（amyris、西印度檀香West Indian sandalwood）精油中分离得到的，在78.6 μg/cm2（1 ml的0.5%溶液）浓度下，二者对埃及伊蚊的驱蚊效果在180 min内与DEET的差异无统计学意义，但双环的烯酮类诺卡酮空间驱蚊效果略逊于DEET[57]。Clarkson等[59]报道源自西柚和阿拉斯加黄杉的诺卡酮对白纹伊蚊和埃及伊蚊表现出良好的驱避活性，对不同敏感品系的蚊虫最好的驱避率为53.0%，也低于DEET的驱避率（88.0%）。
双环倍半萜二醛：肉桂（Cinnamosma fragrans）树皮提取液分离得到一种倍半萜二醛（cinnamodial，CDIAL），对埃及伊蚊具有杀虫、拒食和驱避活性。肉桂提取物在剂量为108.75 nmol/cm2时驱避率接近80.0%，是同剂量40.0%浓度的DEET驱避率的2倍，其中CDIAL在低剂量（67.45 nmol/cm2）时驱避率已达到60.0%，推断CDIAL可能是该精油的主要活性物质[60]。
双环氧化物：β-氧化石竹烯（β-caryophyllene oxide）对冈比亚按蚊的RD50为1.20×10-3 mg/cm2，比DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）高[47]。在同等浓度下，石竹烯氧化物对于白纹伊蚊和大劣按蚊（An. dirus）的驱避活性比DEET的驱避效果更强，且能够显著诱发蚊虫的逃离反应[61]。
三环倍半萜醇类：广藿香醇（patchouli alcohol）在广藿香（Pogostemon cablin）精油中相对含量为22.6%，在2.0 mg/cm2时驱避效果最佳，对埃及伊蚊、斯氏按蚊和致倦库蚊3种蚊虫100%驱避效果长达280 min[62]。愈创木醇（guaiol）在意大利松（Pinus pinea）精油中相对含量为4.3%，天然分离的愈创木醇剂量为0.2 µl/cm2时5 min内对白纹伊蚊的驱避率为100%[31]。
1.1.3 二萜类（diterpenoids）叶绿醇（phytol）是一种线性二萜醇，位于叶绿素的尾部，并从中作为降解产物产生。一般来说，叶绿醇含量高的精油其单萜和倍半萜含量较低[28]。但在测试的15种化合物中，其对冈比亚按蚊的RD50为0.64×10-3 mg/cm2，略高于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2），驱避活性仅次于香芹芥酚（0.24×10-3 mg/cm2）[63]。
1.1.4 三萜类（triterpenoids）川楝（Melia toosendan）和苦楝（M. azedarach）中的川楝素（toosendanin）以及印楝（Azadirachta indica）中的印楝素（azadirachtin）均是具有强活性的四环三萜类化合物，90年代印度便开发和推广了印楝油用于蚊虫驱避，但暂未见川楝素和印楝素的单体化合物对蚊虫的驱避活性报道。
1.2 非萜类化合物（non-terpenoids） 1.2.1 苯丙素类（phenylpropanoids）一些具有驱避作用的精油以苯丙素为主，如丁香酚和异丁子香酚（isoeugenol）、肉桂醛、茴香脑（anethole）等[13]。丁香酚是丁香花蕾油和丁香叶精油的主要成分（> 80%），异丁子香酚存在于丁香花蕾油中，在0.001 mg/cm2低浓度下，异丁子香酚的驱避率达到96.8%，显著高于丁香酚的驱避率（51.7%）[64]。爪哇马鞭草精油中的丁香酚对冈比亚按蚊的RD50为1.3×10-3 mg/cm2，高于DEET的RD50（0.33×10-3 mg/cm2）[47]。丁香酚甲醚作为圣罗勒（Ocimum tenuiflorum）精油中的主要成分已经作为蚊虫驱避剂被商品化推广[65]。反式肉桂醛、香叶醇和具有C6-C1骨架的水杨酸甲酯（methyl salicylate）在20 min内对淡色库蚊的驱避率为100%，这3种化合物分别组装成0.6-4 pHEMA-T-β-CD水凝胶后完全保护时间可以延长到8、6和10 h[66]。茴香脑，又叫对烯丙基茴香醚，是八角茴香（Illicium verum）和茴香（Pimpinella anisum）精油中的主要成分，含有萜品烯-4-醇的茶树精油比茴香脑对埃及伊蚊的驱避效果好[67]。
1.2.2 酮类（ketones）2-Undecanone（2-U）又叫甲基壬基甲酮、2-十一酮；是一种长链无环脂肪酮（aliphatic ketone），是由野生番茄（Lycopersicon hirsutum Dunal f. glabratum）腺毛状体产生的一种天然化合物。最开始1966年作为室内外猫和犬的驱避剂被美国环保署（Environmental Protection Agency，EPA）登记；2012年才确定为蚊虫驱避剂登记并推广使用[68]。
α-紫罗兰酮和β-紫罗兰酮（β-ionone）都存在于沙地金丝雀莓（Suregada zanzibariensis）精油中，含量较低（0.90%和0.65%），RD50分别为2.14×10-3和1.73×10-3 mg/cm2，驱避活性均不如DEET（0.85×10-3 mg/cm2）。金合欢基丙酮（farnesyl acetone）在此精油中的含量为2.8%，其RD50为2.14×10-3 mg/cm2，比金合欢醇的RD50（1.07×10-3 mg/cm2）低[51]。
1.2.3 醛类（aldehydes）藜芦醛（veratraldehyde）又叫3，4-二甲氧基苯甲醛（3，4-dimethoxytoluene），10%的藜芦醛对淡色库蚊、白纹伊蚊的驱避效果与20%DEET接近[69]。海枣树（Phoenix dactylifera）精油中含有的藜芦醛相对含量高达73.5%，还含有9.5%的2，4-二甲氧基甲苯（2，4-dimethoxytoluene）。2种化合物的MED值均为（0.063±0.010）mg/cm2，与DEET的MED值[（0.018±0.000）mg/cm2]最接近[56]。苯乙醛（phenylacetaldehyde）在沙地金丝雀莓精油中相对含量为14.4%，RD50为7.95×10-3 mg/cm2，远高于DEET的RD50（0.85×10-3 mg/cm2）[51]。
1.2.4 酯类（esters）天然除虫菊素（pyrethrin）是从除虫菊（Chrysanthemum spp.）植株中提取的6种除虫酯类组成的天然混合物，分别是除虫菊素Ⅰ（pyrethrin Ⅰ）、除虫菊素Ⅱ（pyrethrin Ⅱ）、瓜叶菊素Ⅰ（cinerin Ⅰ）、瓜叶菊素Ⅱ（cinerin Ⅱ）、茉酮菊素Ⅰ（jasmolin Ⅰ）和茉酮菊素Ⅱ（jasmolin Ⅱ），天然除虫菊素低浓度（11.4 μg/cm2）时对埃及伊蚊表现出40.0%的驱避率，高浓度（114.0 μg/cm2）时空间驱避活性提高至80.0%，优于同等条件下测试的（E）-β-法尼烯[54]。茉莉酸甲酯（methyl jasmonate）外源应用可以诱发植物的防御反应，其与DEET对致倦库蚊的嗅觉受体CquiOR136具有同样的强烈反应，生物测定表明茉莉酸甲酯对致倦库蚊具有很高的驱避活性[70]。10%的丙酮酸乙酯（ethyl pyruvate）阻断了人类手部的近距离吸引力，显著减少了埃及伊蚊的叮咬，说明这也是一种潜在的高效驱避剂[71]。丁位辛内酯（γ-octalactone）和丁位癸内酯（γ-decalactone）是杂环结构的酯类，二者与DEET的驱避效果相当，但是丁位十二位内酯（γ-dodecalactone）的驱避活性比DEET更差[72]。
1.2.5 脂肪族类（aliphatics） 1.2.5.1 脂肪酸类（fatty acids）椰子油中提取C8：0-C12：0的中链脂肪酸是一种新型、廉价和高效的驱蚊化合物，能有效对抗包括蝇、蜱、臭虫和蚊虫等大量吸血节肢动物，在25%浓度下（0.42 mg/cm2）能够抵抗93.0%的埃及伊蚊，但是中链脂肪酸的MED值是DEET的10倍以上[73]。
1.2.5.2 脂肪醇类（aliphatic alcohol）月桂醇又叫正十二烷醇，是饱和的长链无环脂肪醇，月桂醇在日化工业中广泛被应用，白芷精油和当归精油中含有少量的月桂醇，在25.0 nmol/cm2剂量时与DEET一样具有同等抑制埃及伊蚊吸血的能力，但不具备与正十三醇（1-tridecanol）一样的空间驱避活性[74]。
2 展望近年来植物源驱避剂的研究得到各国研究者的重视，从植物中提取获得天然产物后，经过有效成分分析、修饰或改性、合成等手段，筛选出对蚊虫具有驱避活性的化合物是当今研究的热点之一，其中不乏有一些具有良好活性的驱避剂[75]。目前已有大量研究表明植物源单体化合物具有良好的驱蚊活性应用前景，植物源特别是精油有效成分的研究可以为其制剂开发和生产应用提供基础和指导，明确植物源活性化学成分后再利用协同作用、增效作用等来增强单体化合物的驱避活性，对植物源活性化合物进行制剂加工和生产应用，最终作为产品进行商业化推广，这些都可为科学制定蚊类防治方案和防控新技术的研发提供参考依据。
另外从本综述可以看出：①目前萜类化合物是主要的研究方向且具有广阔的应用前景；②植物源驱蚊化合物多是购买的合成化合物，分离获得的单体化合物并商业化应用的还比较少；③精细化有机合成等方法在植物源驱蚊单体化合物在应用范围、供试物种等方面仍有一定局限性。建议加大对植物源驱避活性成分使用、研究、开发等的力度，例如驱蚊灵作为我国的自主品牌并未占据主要市场，而8-乙酰氧基别二氢葛缕酮更未成为主流产品，因此如何利用好我们国家的优势产品，为我国乃至世界带来实在的经济效益是下一步的主要方向。虽然植物源大多数都是与我们生活息息相关，有“取之自然，回归自然”的优势，但不是所有的植物源驱避剂都是安全的，因此也必须严格把关植物源驱避剂的毒性测试，在投入市场前尽量确保其对非靶标生物的安全性。现阶段植物源驱避活性成分的筛选和鉴定、活性化合物与驱避活性的构效关系阐明、不同单体化合物的驱避作用机制的深入细微研究都从理论上对驱避剂的筛选提供帮助，但是这些研究都还只能在一定程度上说明植物源驱避剂的驱避活性和作用机制，对于植物源驱避剂的毒副作用的评估与真正实用产品的开发、应用和市场推广等方面的内容将是下一步的研究重点和趋势。
利益冲突 无
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