科普大赛 | 避蚊胺——夏日蚊虫克星

学术   2024-09-04 09:00   吉林  

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引言

“蚊蚋成雷泽,袈裟作水田。”在每个盛夏,都难逃蚊虫的侵袭。当你走在绿荫下、池畔旁,不知何时身上就会多出几个蚊子包。亘古亘今,人们一直在不停地探索避蚊的方法,从物理层面的避蚊如使用蚊帐,到早期的化学避蚊如点燃艾草、使用橘皮等,避蚊的方法在不断演变、升级。到如今,市面上更是出现了五花八门的驱蚊产品,各种驱蚊贴、避蚊液让人眼花缭乱,这些驱蚊产品之所以有较好的驱蚊效果,大多是依赖于某些化学成分,其中一种主要的成分,就是我们今天文章的主角——避蚊胺了。




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避蚊胺如何“击退”蚊虫?

避蚊胺(DEET)最早由美国农业部开发,并被指定为美国军用驱蚊产品,在战争中尤其在越战中使用广泛。它是一种小分子有机化合物,也被称为N,N-二乙基甲氨基甲苯(图一),是目前市场上避蚊剂最主要的有效成分之一。使用时将其喷涂在皮肤或衣物的表面,对蚊子、蜱、跳蚤、恙虫、水蛭等许多昆虫具有良好的防避效果[1]

图一(图片来源于 

https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Diethyltoluamide.)


根据相关研究,避蚊胺可以作用于蚊子触角上的某一特殊神经元,使其被阻断,从而失去对人类或者动物体味的辨别能力[1]。那么不妨思考一下,蚊子是如何找到我们的呢?其实,它们是通过敏锐的嗅觉来感知我们身上散发出的特殊气味,从而确定自己的“晚餐”在哪里的,尤其是汗液中的某些化合物,这些化合物特有的气味就像是给蚊子发出的“晚餐邀请”。此时,避蚊胺将发挥作用,将其涂于皮肤上,它会随着我们的汗液和体温逐渐挥发出来,这些挥发的避蚊胺分子会围绕在我们周围,形成一个“保护罩”,当蚊子试图靠近并嗅探我们的气味时,避蚊胺便会阻断它们嗅觉受体中的关键分子:1辛烯-3-醇[2]——气味识别密钥,没有了这把“钥匙”,蚊子便会失去方向感,想要准确地找到我们就很难了。


除了阻断嗅觉信号外,避蚊胺还可能通过其他方式让蚊子感到不适。有研究表明,避蚊胺能够刺激蚊子的神经细胞,导致它们释放出过多的谷氨酸[2]。这种过度的神经兴奋会让蚊子变得“晕头转向”,失去食欲和活动能力。换句话说,避蚊胺不仅让蚊子找不到我们,还让它们即使找到了也不想咬我们。




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避蚊胺—被冤枉的“老好人”

避蚊胺的化学式为C12H17NO,分子量为191.27 g/mol,可由二乙胺和甲基苯甲酸制成,也可由酰基氯和二乙胺制成,是一种淡黄色的液油状广谱昆虫驱避剂。


目前,市面上主要的驱蚊喷雾或驱蚊贴等的主要成分大致可归为四种,即避蚊胺(DEET)、埃卡瑞丁 (KBR3023)、驱蚊酯(IR3535)以及柠檬桉油(OLE)[3]。然而在我国,避蚊胺一直被误认为是一种毒性很大的化学药剂,人们常常将避蚊胺(DEET)和“滴滴涕(DDT)”混淆,而后者是被世界卫生组织国际癌症研究机构列为2A类的一种致癌物。因此,在我国含有避蚊胺的驱蚊产品并不多,甚至有些商家会打出产品“不含DEET”的旗号来使顾客放心。

(图片来源于

https://s.taobao.com/search?commend=all&ie=utf8&initiative_id=tbindexz_20170306&localImgKey=&page=1&q=%E9%A9%B1%E8%9A%8A%E6%B6%B2&search_type=item&sourceId=tb.index&spm=a21bo.jianhua%2Fa.201856.d13&ssid=s5-e&tab=all)


可事实上DEET与大众的认知截然相反,避蚊胺的安全性早已得到世界卫生组织的认可——在理论上,避蚊胺是孕妇和幼儿在指导下也可放心使用的驱蚊成分[3]。尤其是它具有良好的使用效果和持续时长,目前仍是国际公认的最好驱避剂[4]


“纸上得来终觉浅”,为了检验避蚊胺的使用效果是否如各种研究中说的那样好用,笔者借鉴了美国普林斯顿大学神经遗传学家艾米丽·丹尼斯的一个经典的实验方法:笔者在水草茂盛的地方停留一定时间,并在自己的两只手上戴了一副手套,‌手套上剪了个小口,‌仅允许蚊子的腿或口器接触到涂有避蚊胺的皮肤,两只手均涂抹适量相同的汗液,此外一只手喷涂避蚊胺产品,另一只手则喷涂等量的清水。‌实验结果显示,‌喷涂避蚊胺的那只手手套的小口处无蚊虫叮咬,而喷有清水的手手套的小口处有明显的蚊虫叮咬的红肿现象。这个简单的实验证明了避蚊胺的确能够驱避蚊虫,且效果符合研究中所描述的效果。同时笔者也邀请了平时深受蚊虫困扰的人(包括儿童,大学生及中年人群)试用避蚊胺产品,一段时间后邀请他们填写问卷进行体验反馈,绝大部分人都认为避蚊胺有效驱避了蚊虫。(问卷结果如下图所示)

(图片来源于作者)




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如何选择一款合适的避蚊胺产品?

当我们选择一款称心的产品时,首先会考虑它的品牌,对于目前市场上的避蚊胺产品来说,比较知名的有美国的Sawyer和CATO,欧洲的Autan和Mosquito,泰国的Soffell,以及我们国内的超威、高洁等,这些品牌都是购入避蚊胺产品的首选。


其次,不同的避蚊胺含量和使用方式对于避蚊胺产品的效果也会产生一定的影响。有研究表明,避蚊时间最长的驱蚊剂为15%避蚊胺驱蚊气雾剂和15%避蚊胺驱蚊液,有效时间分别为 6和 7h[4]。因此,在实际购买时最好选择15%的避蚊胺驱蚊液。

(图片来源于参考文献[4])


此外,蒸汽压的变化也会对其效果产生影响[1]。通俗的讲,如果你是易出汗体质,那么避蚊胺在你的皮肤上就会挥发得更快,有效时间也就越短,所以这类人在购买避蚊胺产品时要有意地挑选具有缓释功能的避蚊胺产品。




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避蚊胺的使用强度规范

尽管有试验表明,在极高剂量条件下试验动物会因避蚊胺出现运动失调、惊厥等症状,但却并不会引发肿瘤或其他健康疾病[3]。正因为如此,各国都对避蚊胺的使用强度进行了一定的规范,这种规范通常与年龄有关。比较具有权威的规范如美国的儿科学会规范到:2月龄以上婴儿应使用避蚊胺含量在30%以下的驱蚊产品,且每天只能使用1次;而加拿大相关部门则做了更加详细且严格的规定:大于12岁的儿童或成人可使用到30%;2—12岁可使用到10%且每天不多于3次;6个月到2岁可使用到10%但每天不超过1次;12岁以下的儿童,在1个月内不可每天使用避蚊胺产品;对于6个月以下的婴儿,不可使用含有避蚊胺的产品[1]


同时,避蚊胺的浓度范围很广,从5%到99%不等。然而,并非浓度越高效果越好。一般来说,浓度为10%~30%的避蚊胺已经足够有效,且安全性较高,超过30%的浓度并不会显著增加驱蚊效果,反而可能增加皮肤刺激和过敏的风险。


因此我们在购买及使用避蚊胺产品时可参照上述规范,来更加安全有效的避蚊。




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避蚊胺的缺点

避蚊胺作为一种杀虫剂的同时,也是一种增塑剂,会破坏某些合成纤维织物[1],对衣物纤维产生溶解作用,所以避蚊胺并不适合喷涂在昂贵衣物上,否则会对衣物造成损伤。





07

参考文献

[1]何继超,莫崧鹰,汤蓓蓓,黄戴宇,莫曼妮.应用避蚊胺和氯菊酯在纺织服装中驱蚊效果的探讨[J].纺织导报,2019,(05):94-96+98.

[2]Mathias Ditzen et al. ,Insect Odorant Receptors Are Molecular Targets of the Insect Repellent DEET.Science319,1838-1842(2008).

[3]王雪莹. 夏季防蚊哪家强?[N]. 北京科技报, 2021-07-05 (022).

[4]刘士军,谭伟龙.4种避蚊胺驱蚊剂型实验室和现场驱蚊效果观察[J].中华卫生杀虫药械,2009,15(02):104-105.

[5]Peter H. Knoess and Edward G. Neeland, A Modified Synthesis of the Insect Repellent DEET. Journal of Chemical Education 1998 75 (10), 1267





审稿人意见


1.内容丰富,能达到基本知识普及的效果。

2.用词准确性及句子流畅度有待提高。






作者:孙诗淇

作者单位:北京化工大学

指导教师:李宇鹏

邮箱:sunshiqi_123@qq.com

审稿人:付晓晴

编辑:朱真逸


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