茵陈蒿和巨叶柏精油的植物化学成分及其生物活性

《Journal of Asia-Pacific Entomology》：Phytochemical profiles and bioactivities of essential oils from Artemisia scoparia and Hesperocyparis macrocarpa

　　

摘要

本研究通过水蒸气蒸馏法，研究了在新鲜状态和干燥状态下从Artemisia scoparia和中提取的精油的植物化学成分及生物活性。气相色谱-质谱分析显示，加工方式会影响油的化学组成。Artemisia scoparia的精油以倍半萜类为主，其中germacrene D在新鲜状态下占比24.15%，在干燥状态下占比36.48%；而的精油则以单萜类和单萜醇类为主，新鲜状态下sabinene占比25.46%，terpinen-4-ol占比32.62%，干燥状态下比例略有变化。与现有文献相比，这两种植物的精油在成分上既有相似之处也有差异，这体现了地理位置、环境条件及加工方式对精油组成的影响。生物测定结果显示，这些精油对埃及伊蚊和白纹伊蚊具有很强的杀幼虫作用（LC₅₀?50：252.70–739.84?ppm），说明这些精油对蚊子幼虫有选择性杀伤作用，对非目标生物的影响较小。驱蚊试验显示，这些精油具有很高的驱蚊效果，尤其是对白纹伊蚊，其效果可与DEET（N,N-二乙基-m-甲苯胺）相媲美。有时在适度浓度下驱蚊效果最佳，而过高浓度则会降低效果。综上所述，这些精油的生物活性受提取条件和化学成分的显著影响。A. scoparia和都具有作为环保型蚊虫控制剂的巨大潜力，它们兼具良好的杀幼虫和驱蚊功效，且生态安全性较高。

引言

蚊媒疾病仍是重大的公共卫生问题，尤其在热带地区，那里的环境条件有利于Aedes aegypti和的繁殖，而这两种蚊子正是登革热、寨卡病毒病、基孔肯雅热和黄热病的主要传播媒介（Lwande等人，2020年；Pathy等人，2022年）。马来西亚由于气候潮湿多雨，经常出现虫媒病毒疫情。尽管世界卫生组织最近已经批准了第二种登革热疫苗，但控制蚊虫仍然是预防这些疾病的关键措施。长期以来，人们一直使用拟除虫菊酯、有机磷和氨基甲酸酯等合成杀虫剂，但这些化学品导致了蚊虫的抗药性增加、健康风险上升以及环境污染（Zulfa等人，2022年；Ahmad等人，2024年），因此亟需寻找更安全、更可持续的替代品。

精油是一种从植物中提取的挥发性混合物，主要由萜类和萜醇构成，可通过蒸汽蒸馏或水蒸气蒸馏法获得（Nabi等人，2025年；Yu，2025年）。这类物质具有抗菌、抗氧化、杀虫、杀幼虫和驱虫功效，而且可生物降解，对非目标生物的危害相对较小（Abbas等人，2022年；Alami等人，2023年；Corzo-Gómez等人，2024年；Mugao，2024年）。全球范围内，有许多植物被研究过其驱蚊功效，比如柠檬草(Cymbopogon)、印楝(Azadirachta indica)、桉树(Eucalyptus)和罗勒(Ocimum)（Corzo-Gómez等人，2024年）。不过，精油的生物活性差异很大，它取决于植物种类、地理环境、栽培条件以及提取方法（Yu，2025年；Mugao，2024年）。因此，进行系统的化学分析对于识别有效成分以及建立化学组成与生物活性之间的关联至关重要。

在马来西亚，Artemisia scoparia Waldst. & Kitam.（菊科，红茎艾草）和（柏科，蒙特雷柏树）被广泛种植，因为它们的叶片具有芳香气味，人们称它们为“pokok halau nyamuk”，即“驱蚊植物”。然而，关于它们实际驱蚊功效的研究还比较有限（Ding等人，2021年；Kimberley和Watt，2023年）。以往针对相关物种的研究表明，樟脑、1,8-桉叶素、α-蒎烯和β-蒎烯等单萜类物质具有杀虫作用，但在马来西亚环境下针对这两种植物进行的系统性化学与生物学研究还不多（Alami等人，2023年；Giatropoulos等人，2013年；Luo等人，2022年）。尽管有许多植物被认为具有驱蚊功效，但选择这两种植物是因为它们在传统上就被用作驱蚊植物，而且在马来西亚有着广泛的种植面积。此外，关于A. scoparia和的植物化学成分及其驱蚊效果的比较研究也相对较少，尤其是在马来西亚的种植条件下。此外，关于采收后的加工处理，尤其是干燥处理，对精油组成及其后续生物活性的影响也尚未得到充分研究。由于在芳香植物的加工、储存和商业化过程中通常会进行干燥处理，因此研究干燥处理对精油产量、化学组成和生物活性的影响，对于开发标准化的植物基蚊虫控制产品具有重要意义。

为填补这一知识空白，本研究通过水蒸气蒸馏法从新鲜和干燥状态的A. scoparia和中提取精油，然后利用气相色谱-质谱技术对提取物进行化学分析。随后，研究人员评估了这些精油对Aedes属蚊子的杀幼虫和驱蚊效果。同时，还通过卤虫致死试验作为初步模型，来评估这些精油的细胞毒性和生物活性。通过比较新鲜和干燥状态的植物材料，本研究还揭示了采收后的加工处理如何影响精油的组成及其驱蚊效果。通过结合民族植物学知识与化学和生物学分析，本研究的结果为利用当地易获得的植物源物质来开发可持续、环保的蚊虫控制策略提供了依据。

章节节选

植物材料

本研究在水蒸气蒸馏过程中使用了Artemisia scoparia的地上部分以及带小枝的叶片。A. scoparia是从雪兰莪州斯里肯邦安的一个苗圃购买的，其坐标为北纬3°1′41.5992”，东经101°42′1.1592”；而则来自彭亨州卡梅伦高地的苗圃，坐标为北纬4°29′28.3704”，东经101°23′16.8252”。物种鉴定工作由马来亚大学理学院生物科学研究所的Sugumaran Manickam博士完成。所有样本均为新鲜采集的

精油产量

表1展示了从新鲜和干燥状态的A. scoparia和中提取的精油产量。精油产量范围在0.371?±?0.036%到0.781?±?0.039%（质量/质量比）之间。A. scoparia在新鲜状态下的精油产量为0.371?±?0.036%，而在干燥状态下的产量则为0.781?±?0.039%。H. macrocarpa>在新鲜状态下的精油产量为0.446?±?0.014%，干燥状态下则为0.511?±?0.052%。

气相色谱-质谱分析

表2列出了水蒸气蒸馏得到的A. scoparia精油的化学成分。在新鲜状态下，共检测到24种成分，占

讨论

本研究通过长时间水蒸气蒸馏（最长可达12小时），分析了从新鲜和干燥状态的A. scoparia和中提取的精油的植物化学成分及生物活性。气相色谱-质谱分析结果表明，这两种植物产生的精油化学成分存在差异，而这些差异又受到干燥处理和提取条件的影响。

对于A. scoparia而言，其在新鲜状态下的精油产量为0.371%（质量/质量比），在干燥状态下为0.781%（质量/质量比），这两个数值与以往研究报道的范围基本一致

结论

本研究证实，Artemisia scoparia和的精油具有因提取条件不同而形成的独特化学成分。A. scoparia精油的产量在0.371%到0.781%（质量/质量比）之间，而精油的产量则在0.446%到0.511%（质量/质量比）之间。A. scoparia的精油以倍半萜类为主，尤其是germacrene D，其含量在24.15%到36.48%之间；而的精油则以单萜类和单萜醇类为主，其中sabinene占比25.46%，terpinen-4-ol占比32.62%

植物标本

这些植物的标本已被制作并存放在UTAR植物标本馆中，Artemisia scoparia的标本编号为UTAR/FSC/24/001，Hesperocyparis macrocarpa的标本编号为UTAR/FSC/23/003。

AI工具的使用

在撰写本文的过程中，作者们使用了Grammarly和ChatGPT来提升文稿的语法和可读性。作者们对输出内容进行了必要的修改，并对最终发表的文章内容负全责。

CRediT作者贡献说明

Siti Fatimah Muhammad Hasbi Tan：负责初稿撰写、方法设计及实验研究。Nam Weng Sit：负责文稿审阅与编辑、研究指导、资金申请以及概念构思。Zary Shariman Yahaya：负责文稿审阅与编辑、研究指导、资金申请以及概念构思。Manorenjitha Malar Sivanathan：负责文稿审阅与编辑、研究指导以及概念构思。Yeong Yik Sung：负责文稿审阅与编辑以及概念构思。Lai Yee Ho：负责文稿审阅与编辑、研究指导以及资金相关事务

参与同意书

本研究已获得所有参与者的知情同意。

出版同意书

所有作者均同意将本论文发表在《亚太昆虫学杂志》上。

伦理审批

本文包含作者所进行的涉及人类参与的研究。该研究已获得马来西亚科学大学人类研究伦理委员会（JEPeM-USM）的伦理审批，审批编号为USM/JEPeM/PP/24090823。

资金支持

本研究得到了敦姑阿都拉曼大学研究基金的支持（项目编号：IPSR/RMC/UTARRF/2022-C2/H02）。第一作者感谢该校提供的研究经费支持。

未引用参考文献

Liakakou等人，2021年

利益冲突声明

作者们声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。

致谢

作者们衷心感谢敦姑阿都拉曼大学的实验室及行政人员、马来西亚科学大学的所有害虫控制研究小组，以及马来西亚登嘉楼大学的气候适应与海洋生物技术研究所，他们在整个研究过程中给予了大力支持、技术协助和专业指导。

Siti Fatimah Muhammad Hasbi Tan|Nam Weng Sit|Zary Shariman Yahaya|Manorenjitha Malar Sivanathan|Yeong Yik Sung|Lai Yee Ho

马来西亚霹雳州甘帕尔市Bandar Barat，31900，敦姑阿都拉曼大学理学院联合健康科学系