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为解决植物源驱蚊剂功效持续时间短的问题,研究人员开展了利用植物源样本基质协同增效的研究。结果显示样本基质显著增强了驱蚊性,还确定了关键化合物。这为开发更持久的天然驱蚊剂提供了方向。
在疟疾防控的战场上,人类与疟蚊的 “战争” 从未停歇。尽管在降低疟疾相关死亡率方面取得了一定进展,但疟疾带来的疾病负担依旧沉重。目前常用的疟疾防控手段,像使用杀虫剂处理过的蚊帐(ITNs)和室内滞留喷洒,正面临严峻挑战。疟蚊对杀虫剂,尤其是广泛使用的拟除虫菊酯类产生了抗药性,使得这些传统防控方法的效果大打折扣。开发新的疟疾防控策略迫在眉睫,而植物源驱蚊剂因其环境友好、成本效益高且相对安全,成为了极具潜力的研究方向。然而,植物源驱蚊剂也有自身的短板,比如高挥发性和理化性质不稳定,导致其驱蚊持续时间较短,在经处理表面的残留活性也不如合成驱蚊剂,这限制了它们的广泛应用 。
在此背景下,来自国外的研究人员开启了一项重要研究,该研究成果发表在《Biochemical Systematics and Ecology》上。他们旨在探索植物源驱蚊剂的潜力,重点研究了紫列当(S. hermonthica)、穗花水薄荷(H. spicigera)和马缨丹(L. camara)提取物之间的协同相互作用,期望通过这种方式优化天然驱蚊剂,提升其驱蚊效果,为疟疾防控提供新的解决方案。
研究人员采用了多种关键技术方法。在实验生物材料方面,选用了野生冈比亚按蚊(Anopheles gambiae s.l)和致倦按蚊(Anopheles funestus)的幼虫。通过气相色谱 - 质谱联用(GC-MS)技术,分析植物提取物中的化合物成分;利用分子指纹图谱技术和计算 Tanimoto 系数,量化化合物之间的结构相似性;运用嗅觉评估和手部笼测等生物测定方法,测试驱蚊剂对蚊子的驱避效果。
下面来看看具体的研究结果:
- 嗅觉评估:初步的嗅觉评估结果显示,单独的马缨丹会吸引蚊子,但当它与紫列当或穗花水薄荷混合时,能显著增强驱蚊效果(p = 0.0013 和 < 0.001)。在不同组合的对比中,这种协同增效的差异十分明显,有力地证明了混合样本在驱蚊方面的优势。
- 化合物分析:通过 GC-MS 分析,确定了紫列当的主要化合物为甲基 - 6 - O - [1 - 甲基丙基] - α - 吡喃半乳糖苷(含量 51.047 %),穗花水薄荷的主要化合物为环丙烷羧酸衍生物(含量 87.137 %),马缨丹的主要化合物为 1 - 二十七烷醇(含量 10.099 %)。此外,还鉴定出了植醇和一种邻苯二甲酸衍生物,单萜类物质(-) - 匙叶桉油烯醇和Cis - Z - α - 红没药烯环氧化物可能在协同作用中发挥了重要作用。
- 结构相似性分析:热图和 Tanimoto 系数分析表明,样本基质中活性和非活性部分的化合物之间存在一定的结构相似性。这一发现为理解化合物之间的协同机制提供了重要线索,暗示了结构相似性可能与协同增效的驱蚊效果存在关联。
- 人体试验:在人体试验中,混合样本的保护时间得到了显著延长。例如,对比单独使用和混合使用样本的情况,保护时间从 67 分钟延长到了 179 分钟(t = 21.872,p < 0.001),这一数据直观地展示了混合样本在实际应用中的优势。
研究结论和讨论部分意义重大。研究证实了植物样本基质能够显著增强驱蚊效果,不同植物提取物之间的协同作用为开发更有效的天然驱蚊剂提供了新的方向。紫列当和穗花水薄荷本身就是良好的驱蚊植物,各自含有独特的化合物。而马缨丹虽然单独使用时会吸引蚊子,但在与其他植物提取物混合后,却能通过协同作用增强整体的驱蚊能力。研究还发现了像植醇、邻苯二甲酸衍生物、匙叶桉油烯醇和 1 - 二十七烷醇等关键化合物,这些化合物在驱蚊过程中发挥了重要作用,尤其是长链伯醇 1 - 二十七烷醇,有望用于优化植物源驱蚊剂,使其具有更持久、更强大的驱蚊效果。
这项研究为疟疾防控提供了新的思路和方法,推动了植物源驱蚊剂的发展。通过深入研究植物提取物之间的协同作用,未来有望开发出更环保、更高效、更持久的天然驱蚊产品,在疟疾防控和蚊虫叮咬预防方面发挥更大的作用,为人类健康保驾护航。