简化GC-MS-EAD系统检测白蛉对宿主挥发性有机化合物的触角反应及其在利什曼病媒介研究中的应用

为解决白蛉宿主定位机制不明的问题，研究人员开发了简化GC-MS-EAD（气相色谱-质谱-触角电位联用）系统，同步检测健康犬体表挥发性有机物（VOCs）及Phlebotomus perniciosus雌蛉触角反应。发现己醛（hexanal）和壬醛（nonanal）为关键EAD活性化合物，为媒介监测及利什曼病防控策略提供新思路。

　　

在地中海地区，由利什曼原虫（Leishmania infantum）引起的内脏利什曼病（VL）严重威胁人类和动物健康，其主要传播媒介Phlebotomus perniciosus白蛉通过嗅觉线索定位宿主。然而，传统鉴定行为活性VOCs的方法需分步进行化学分析和电生理检测，效率低下且易出现误差。这一技术瓶颈阻碍了对宿主-媒介互作机制的深入理解，亟需开发高效同步检测系统。

为解决该问题，研究团队创新性改造食品感官分析设备，建立简化GC-MS-EAD平台。该系统通过优化分流器（flow-splitter）、毛细管柱参数及触角信号放大装置，实现VOCs化学鉴定与触角反应的同步记录。以健康犬体表HS-SPME（顶空固相微萃取）提取物为样本，首次在P. perniciosus中验证了该技术的有效性。

关键方法

1. 1.

   样本制备：采用DVB-CAR-PDMS纤维采集健康犬背部VOCs，同步设置环境对照；

2. 2.

   GC-MS-EAD系统：整合分流器平衡流速、差异化毛细管柱（MS端83.9 cm×0.1 mm vs EAD端54.7 cm×0.15 mm）及ProbeAmp信号放大器；

3. 3.

   触角电生理：截取雌蛉头部，Kaissling's saline灌注电极记录触角远端电信号；

4. 4.

   化合物鉴定：通过NIST11库匹配及标准化合物验证，计算线性保留指数（RI）。

研究结果

犬体VOCs成分谱

GC-MS分析鉴定出10种EAD活性化合物，主要为醛类（占60%），包括hexanal（RI 800）、nonanal（RI 1107）等。其中hexanal与nonanal引发最强触角去极化反应，与既往报道的感染犬差异挥发物谱形成对比。

技术优势验证

相比传统分步检测，新系统将分析时间缩短50%，避免色谱峰错位风险。通过C₅-C₄₀烷烃标样校准RI，确保化合物鉴定准确性。7-hydroxy-3,7-dimethyl-octanal等罕见醛类的同步检出，凸显其高灵敏度。

讨论与意义

该研究首次将食品工业GC-OMS设备成功转化为医学昆虫学研究工具，突破现有GC-EAD与GC-MS数据比对的技术壁垒。发现的关键醛类（hexanal/nonanal）与Lutzomyia longipalpis等媒介的已知趋化物质功能保守，提示跨物种嗅觉调控机制。未来可通过Y型嗅觉仪验证这些化合物对P. perniciosus的吸引/驱避效应，为开发基于VOCs的监测陷阱或驱避剂奠定基础。

研究团队强调，该系统可扩展至其他媒介-宿主组合（如蚊虫-人类），为虫媒病防控提供普适性技术框架。论文发表于《Parasites》系列期刊，为全球利什曼病流行区（如地中海、拉丁美洲）的媒介控制策略提供新思路。