蚊虫属于双翅目昆虫，全球约有3 500个种和亚种，中国约有400种和亚种分布于各地^[1]。雌蚊为了促进卵巢发育需要叮刺吸血，不仅骚扰人畜，还可传播登革热、寨卡病毒病、西尼罗病毒病、流行性乙型脑炎、疟疾等多种传染病^[2-3]。由于大部分蚊媒传染病无疫苗预防，涂抹驱避剂防止蚊虫叮咬成为阻断疾病传播的重要手段。驱避剂是指能发出刺激气味驱赶昆虫或动物的负向性物质^[4]，主要有化学合成性驱避剂和植物源性驱避剂。市售产品的常见成分为避蚊胺（N，N-二乙基间甲基苯甲酰胺，DEET）、驱蚊醇、驱蚊酯（IR3535）、羟哌酯（picaridin）、孟二醇（对薄荷基/烷-3，8-二醇，p-menthane-3，8-diol，PMD）等^[5-9]。近年来，随着人们对低毒、环保、安全的意识逐渐增强，植物源性驱避剂的市场份额逐步增高。

植物源驱避剂的活性成分多为萜、半萜、烯、酯、醇、酮等化合物，也有生物碱和黄酮等^[10]，是植物在长期进化过程中产生的抵御虫害的化学物质，来自于天然的根、茎、花、叶及其次生代谢物质，具有环境友好、温和、低敏、芳香等优点。本次研究选用白纹伊蚊（Aedes albopictus）作为研究对象^[11-12]，探索一种植物源新型驱避成分的实验室药效，使用不同浓度的乙醇配比制剂检测其驱避效果，再加入助剂延长驱避时间，并与其他常用驱避剂成分做比较，为新型驱避剂的研发提供实验基础。

实验室敏感品系白纹伊蚊羽化后3~5日龄未吸血的雌性成蚊，由上海市疾病预防控制中心传染病防治所病媒生物防治科实验室提供。

新型驱避成分及其配方制剂所需的助剂、7%避蚊胺（水剂）、15%避蚊胺（水剂）、4.5%驱蚊酯（水剂）、10%羟哌酯（水剂）、植物精油（含PMD，水油混合）均由巴斯夫（中国）有限公司提供。无水乙醇（分析纯，500 ml/瓶，批号Lot.No.20200610）购自上海酷灵精细化工有限公司，纯水由实验室制备。

实验手套（劳动防护手套，在手套背面开4 cm×4 cm方形口）、微量移液器10~100 μl、秒表、昆虫饲养笼（长40 cm×宽30 cm×高30 cm）、mill-Q超纯水机（Millipore公司）等。

实验室温度：（26±1）℃，相对湿度：65%±10%。驱避效果测试方法参照国标《GB /T 13917. 9－2009农药登记用卫生杀虫剂室内药效试验及评价第9部分：驱避剂》。

在昆虫饲养笼中放入约300只试虫，测试人员带定制试验手套，在手背暴露4 cm×4 cm皮肤，其余部分严密遮盖，将手伸入蚊笼中停留2 min，期间观察蚊虫停落情况，在其口器将刺入皮肤前摇晃手臂将其驱离，记为1只试虫停落。2 min内停落试虫≥30只为攻击力合格，此笼试虫和测试人员可用于驱避试验。

选择6名攻击力合格的测试人员（男女各3人，试验准备和进行期间不饮酒、茶或咖啡，不使用含香精类产品），在其双手手背皮肤上各画出5 cm×5 cm的方框，使用微量移液器吸取37.5 μl驱避剂（按1.5 μl/cm²的剂量），均匀涂满其中1只手背的方框，带上定制试验手套，暴露其中4 cm×4 cm皮肤，其余部分严密遮蔽，另1只手为空白对照。涂抹驱避剂后每隔1 h测试1次驱避效果，将手伸入攻击力合格的蚊笼中停留2 min，观察有无蚊虫前来停落吸血，只要有1只蚊虫前来吸血即判断为驱避剂失效，记录驱避时间（h）。实验室药效分为A、B两级。驱避时间 < 4 h为不合格，驱避时间≥4 h为B级，驱避时间≥6 h为A级。

选用15%、35%、50%和75% 4个浓度梯度的乙醇作为溶剂，首先使用无水乙醇溶解新型驱避成分（以下简称驱避剂），待固体溶解，溶液清澈透明后加入纯水配制成所需浓度。同时根据驱避时间逐步提升新型驱避剂的浓度，使制剂的驱避时间在4~6 h，驱避剂浓度依次为5%、10%、12%、15%和20%。新型驱避成分和乙醇的混合物（以下简称制剂）共有20种浓度配比。

在单纯使用乙醇作为溶剂，了解新型驱避剂浓度对驱避时间影响的基础上，通过加入不同的助剂成分延长驱避时间，最终得到新型驱避剂的配方制剂。根据1.2.2的试验结果，选取驱避效能最优（保证驱避时间≥4 h的前提下降低新型驱避成分的使用成本）的乙醇制剂与新型驱避剂的配方制剂比较。

比较7%避蚊胺、15%避蚊胺、10%羟哌酯、4.5%驱蚊酯、植物精油（含孟二醇）制剂与新型驱避剂配方制剂驱避时间的差异。

利用Excel 2007软件进行数据录入，使用SPSS 22.0软件进行统计学分析。采用重复测量多因素方差分析检验不同浓度新型驱避剂对蚊虫驱避时间的差异，不同乙醇浓度对驱避效果的影响，以及新型驱避剂和乙醇是否存在交互效应；采用配对样本t检验对比乙醇配制的制剂与新型驱避剂配方制剂驱避时间是否存在差异；采用随机区组设计方差分析检验配方制剂与常用驱避成分对蚊虫驱避时间的差异，驱避时间用均数±标准差表示，P < 0.05为差异有统计学意义。

试验结果表明，新型驱避剂浓度为5%时，15%、35%、50%和75% 4个乙醇浓度的制剂驱避时长均 < 4 h，其中50%乙醇制剂的驱避时间最长，为（2.97±0.75）h；将新型驱避剂的终浓度调整为10%，4个乙醇浓度制剂的驱避时间均有提升，分别为（4.40±1.44）、（5.18±0.67）、（5.17±0.77）和（4.90±1.63）h；进一步上调新型驱避剂终浓度，使用35%、50%和75%乙醇配制的12%制剂的驱避时间为（5.32±0.49）、（5.55±0.87）和（5.65±1.05）h，而50%和75%乙醇配制的15%制剂的驱避时间为（5.44±0.94）和（5.47±0.57）h；当新型驱避剂的浓度为20%时，驱避时间首次 > 6 h，50%和75%乙醇配制的20%制剂的驱避时间为（6.95±0.93）和（6.03±1.71）h。见表 1。

表 1 不同浓度乙醇和驱避剂配比的驱避时间 Table 1 The repellent time of formulas with ethanol and repellent at different concentrations

表选项

方差分析结果显示，新型驱避剂与乙醇的交互效应不明显（F=0.849，P=0.601），偏η²=0.145；新型驱避剂主效应明显（F=19.629，P < 0.05），偏η²=0.797；乙醇主效应明显（F=14.373，P < 0.05），偏η²=0.742。

新型驱避剂的主效应根据Bonferroni多重比较结果，5%浓度制剂与12%、15%和20%浓度制剂的驱避时间差异均有统计学意义（均P < 0.05），其余各浓度的驱避时间之间差异均无统计学意义（均P > 0.05）。20%浓度制剂的驱避时间最长[平均驱避时间为（6.08±0.76）h）]，5%浓度制剂驱避时间最短[平均驱避时间为（2.62±0.83）h]），10%、12%、15% 3个浓度驱避剂的驱避时间相近[平均驱避时间分别为（4.91±1.17）、（5.13±1.05）和（4.94±0.98）h]。

乙醇的主效应根据Bonferroni多重比较结果，15%乙醇制剂的驱避时间与50%乙醇制剂的驱避时间差异有统计学意义（P=0.003），其余各乙醇浓度配制的制剂驱避时间差异无统计学意义（均P > 0.05）。50%乙醇制剂的平均驱避时间为（5.22±1.53）h，优于15%乙醇制剂[平均驱避时间（4.16±1.56）h，35%和75%乙醇浓度制剂的平均驱避时间分别为（4.69±1.59）和（4.89±1.77）h。

根据2.1的试验结果，新型驱避剂浓度在10%~15%范围内，各乙醇浓度制剂的驱避时间均在4~6 h，其中12%新型驱避剂的驱避性能最优，仅15%乙醇配制的12%浓度制剂的驱避时间短于10%和15%浓度制剂，其余各乙醇浓度制剂的驱避时间均最长，见表 1。与新型驱避剂的配方制剂比较的结果表明，配方制剂的平均驱避时间为（6.21±0.97）h，比12%新型驱避剂的15%、35%、50%、75%乙醇制剂增长了55.25%、16.73%、11.89%和9.91%。

经Shapiro-Wilk检验，数据均符合正态分布（均P > 0.10）。12%新型驱避剂的15%和35%乙醇制剂和配方制剂的驱避时间差异均有统计学意义（t=5.109，P=0.004；t=2.625，P=0.047），而50%和75%乙醇制剂与配方制剂的驱避时间差异无统计学意义（t=2.267，P=0.073；t=1.232，P=0.273）。

经Breusch-Pagan检验方差齐（χ²=2.107，P=0.147），Shapiro-Wilk检验资料符合正态分布（W=0.970，P=0.426），经随机区组设计方差分析，6种驱避剂驱避时间差异有统计学意义（F=40.785，P < 0.05）。

根据Bonferroni多重比较结果，配方制剂与7%避蚊胺、10%羟哌酯、4.5%驱蚊酯的驱避时间差异均有统计学意义（均P < 0.05）。配方制剂的驱避效果可能介于植物精油（含孟二醇）和15%避蚊胺之间。见表 2。

表 2 常用驱避剂与配方制剂的驱避时间 Table 2 The repellent time of commonly used repellents and the new repellent formula

表选项

自然环境中充斥着各种气味分子，蚊虫通过其高度敏感、发达的嗅觉系统感知这些分子的种类和浓度，从而完成吸血、产卵等一系列的生物学行为^[13]。其嗅觉感受器官位于触角和下颚须^[14-15]，感受器中的淋巴液含有嗅觉受体（olfactory receptors，ORs）、气味结合蛋白（odorant-binding proteins，OBPs）、亲离子受体（ionotropic receptors，IRs）、气味降解酶（odorantdegrading enzymes，ODEs）^[16-17]等功能蛋白，脂溶性的气味分子与受体结合后被酶降解为小分子蛋白，在结合蛋白的作用下使之可以通过亲水性的淋巴液运至嗅觉神经树突末梢，蚊虫就能感受到气味这种疏水、易挥发的小分子化合物。驱避剂成分利用了嗅觉传导的原理，通过结合气味受体而产生驱避效果。

本研究发现，使用乙醇作为溶剂的情况下，10%浓度新型驱避剂的驱避时间可达4 h以上，浓度进一步提升，75%乙醇配制的12%浓度新型驱避剂制剂的驱避时间为5.65 h，当新型驱避剂的浓度提高至20%，50%和75%乙醇制剂的驱避时间均超过6 h。提示新型驱避成分可有效驱避白纹伊蚊，驱避效果随浓度的提升而增强，符合剂量-效应曲线，这与其他研究结果一致^{[9, 18-19]}。研究还发现，50%乙醇配制的制剂的驱避效果优于15%乙醇制剂（差异有统计学意义），说明乙醇可以均匀溶解该驱避成分，作为溶剂效果良好，这与郭玉红等^[3]的研究结果一致，且乙醇浓度为50%时驱避成分溶解更为充分。

考虑到实际使用过程中乙醇浓度过高引发的刺激性问题，以及新型驱避成分的应用成本，研究人员使用助剂降低乙醇浓度，优化了配方。配方制剂的驱避时间是未添加助剂的12%新型驱避剂的各乙醇浓度制剂的1.55、1.17、1.12和1.10倍，提示助剂能有效延长驱避时间。本次研究中使用的均为常规助剂，国内外有使用聚合物胶囊/束、纳米乳液、脂质体、环糊精和微孔聚合物等作为驱避剂载体的研究^[20]，有较大应用前景。

根据中国农药信息网（http://www.chinapesticide.org.cn/）的数据，国内登记使用的蚊虫驱避剂主要为化学合成驱避剂，其中避蚊胺市场占比42%，其次是驱蚊酯产品，占35%，羟哌酯产品占16%等。平行对比常用驱避剂成分，新型驱避剂配方制剂的驱避效果优于7%避蚊胺，但未达到15%避蚊胺的驱避效果。避蚊胺是化学合成驱避剂的代表，于20世纪50年代面世，长期以来因其优良的驱避性能占据大部分市场份额，但随着误用和过度使用避蚊胺导致中毒反应如头痛、呕吐、昏迷，接触性荨麻疹和过敏性皮炎的报告^[21]，长时间或过量使用导致对动物消化、神经系统和黏膜毒副作用的担忧日益增加。在更新迭代的驱避剂产品中，羟哌酯和驱蚊酯因其安全性高被认为是避蚊胺的可替代产品。羟哌酯的不良反应主要是非特异性和可逆的，症状轻且愈后良好，世界卫生组织2016年公布驱蚊酯可供婴幼儿及孕期、哺乳期的女性使用^[21]，且尚未有对人类毒副作用的报道。试验结果表明，4.5%驱蚊酯、配方制剂和10%羟哌酯的驱避时间分别为2.89、6.21和7.65 h，驱蚊酯的驱避效果低于本研究中新型驱避剂配方制剂和羟哌酯。陈德华等^[19]的研究中5%、10%、15%驱蚊酯对埃及伊蚊的驱避时间是4.3、4.5和5.0 h，这可能与驱避剂在皮肤表面的挥发、缓释和降解速度有关。最后研究人员对比了含有孟二醇的植物精油和本研究的新型驱避剂配方制剂，驱避时间分别为5.45和6.21 h，提示2种植物源性驱避剂均具有良好的驱避活性，并可通过助剂缓释延长驱避时间。

近年来，随着全球经济一体化和气候变暖的趋势，蚊媒传染病的风险日益严峻^[22]，各国对植物源驱避剂的研究也愈加重视。植物源驱避剂驱避效果显著、天然环保，故群众接受度高，且我国自然环境多样，植物来源广泛，均为植物源驱避剂的研发提供了良好的基础。本研究中新型驱避成分的驱避效果得到实验室验证，可作为配方制剂深入研发的基础。值得注意的是，相对于恒定可控的实验室环境，驱避剂的实际应用可能会被新陈代谢、CO₂气体、体表和环境温度、化合物如乳酸等引诱物质干扰，驱避时长也会随着个体差异、配方制剂的稳定性而浮动，所以新型驱避剂的持效性将是下一步研究重点。另一方面，植物源驱避剂的原料价格高昂，需考虑生产过程中的成本控制，加大原料植物的种植面积，使用含有效成分的精油复配或测试人工合成化合物的替代效果等方法有利于驱避剂的市场应用，并进一步为蚊媒传染病的防控和处置，大型活动保障等提供新的手段。

利益冲突  无