王海飛，高健洲

（北京林業(yè)大學(xué)，北京 100083）

蚊蟲攜帶了大量的致病病毒，通過叮咬的方式傳播給人類，導(dǎo)致瘧疾、黃熱病、西尼羅病毒病、乙型腦炎、登革熱和西方馬腦炎等疾病，從而威脅人類的身體健康安全[1]。近年來世界范圍內(nèi)蟲媒疾病發(fā)病幾率呈明顯上升趨勢，其中以蚊蟲作為媒介生物引起的蚊媒傳染病在蟲媒傳染病中的占比較大，目前已經(jīng)報道的蚊媒病毒病種類達(dá)40多種，蚊媒傳染疾病的流行頻度不斷增強(qiáng)[2]。病媒學(xué)家希望通過控制蚊蟲數(shù)量，達(dá)到有效防治病媒生物疾病的目的?；瘜W(xué)殺蟲劑和人工合成驅(qū)避劑具有微毒性，一直以來都是控制蚊蟲的重要手段，但長期使用會對環(huán)境產(chǎn)生不良影響，而且增加蚊蟲的抗藥性[3]。因此，植物源驅(qū)避劑逐漸走入研究人員和大眾的視野，受到廣泛關(guān)注。驅(qū)蚊植物一般指的是具有驅(qū)蚊活性成分、可以發(fā)揮驅(qū)蚊作用的植物，而這些驅(qū)蚊植物釋放的驅(qū)蚊成分就稱為植物源驅(qū)蚊成分。植物源驅(qū)避劑來源于植物的各個部位，如根、莖、葉、花等，其活性成分多為萜烯類、酮類、酯類、醇類等化合物，也有黃酮和生物堿等[4-5]。植物在長期進(jìn)化過程中形成了可以抵抗昆蟲為害的自身防御體系[6]。目前，對植物源驅(qū)避劑的研究及市面上廣泛應(yīng)用的植物源驅(qū)避劑集中在幾種精油上，常見的有薄荷油、迷迭香油、檸檬草油、香茅油、雪松油、檸檬桉樹油、丁香油和天竺葵油等[7]。植物源驅(qū)蚊產(chǎn)品雖然具有環(huán)境友好、低殘留、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等諸多優(yōu)點，但其有效驅(qū)蚊時間顯著低于一些化學(xué)合成類產(chǎn)品。因此，尋找環(huán)保、安全、長效的驅(qū)蚊植物資源是開發(fā)植物源驅(qū)避劑的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

近年來，相關(guān)學(xué)者已在驅(qū)蚊植物資源研究上做了大量工作，已篩選出很多具有較好驅(qū)蚊能力的植物資源。筆者通過對學(xué)者們的驅(qū)蚊植物研究成果進(jìn)行綜述，將大部分已知具有驅(qū)蚊能力的植物整合在一起，并對其有效驅(qū)蚊成分進(jìn)行收集整理，以期為后續(xù)研究者提供較為完整的驅(qū)蚊植物資源清單，為未來的驅(qū)蚊植物資源利用提供強(qiáng)有力的理論支持。

1 驅(qū)蚊植物種類

我國植物資源非常豐富，近年來越來越多的植物被學(xué)者證實具有驅(qū)蚊成分。根據(jù)文獻(xiàn)不完全統(tǒng)計，有100 多種驅(qū)蚊植物揮發(fā)物成分已被檢測認(rèn)定具有驅(qū)蚊效果，這些驅(qū)蚊植物多數(shù)集中在菊科、松科、唇形科、柏科、蕓香科、樟科、馬鞭草科、楝科、桃金娘科、姜科、豆科、百合科等，少數(shù)植物分布在杜鵑花科、殼斗科、茄科、牦牛兒苗科、桃金娘科、傘形科、禾本科、冬青科、薔薇科、木蘭科、山茶科、胡椒科、銀杏科、大戟科、瑞香科、紅豆杉科、石蒜科等。其中菊科、柏科、唇形科、蕓香科、樟科、姜科等植物多具有芳香氣味，是常見的驅(qū)蚊植物。

2 驅(qū)蚊植物揮發(fā)物收集、分析方法

植物的驅(qū)蚊作用主要來源于其在自然條件下所釋放的揮發(fā)物或人工提取物，如精油等。目前，植物揮發(fā)物提取方法主要有溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法、超臨界流體提取法等；植物揮發(fā)物收集方法主要有電子鼻采樣法、動態(tài)頂空吸附法、固相微萃取法等。

2.1 收集方法

2.1.1 溶劑提取法

植物組織釋放的揮發(fā)物可以溶于有機(jī)溶劑，利用這一點，將植物釋放揮發(fā)物的部位浸泡在所選擇的有機(jī)溶劑內(nèi)進(jìn)行洗脫，再用洗脫液處理后就可以得到植物組織揮發(fā)物的濃縮液。選擇合適的溶劑是該方法實施的關(guān)鍵，目前常見的一些溶劑有甲醇、乙醇、乙醚、苯、乙酸乙酯等[8]。不同溶劑能提取出的揮發(fā)物成分也不同，因此應(yīng)根據(jù)想要提取的成分來選擇合適的溶劑。王毅紅等曾驗證用同等濃度的乙醇和甲醇作提取溶劑來提取赤脛散中的黃酮成分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙醇作溶劑所提取的黃酮含量更高[9]。這種方法的缺點就是提取物的純度會受到溶劑中含有的微量雜質(zhì)的影響[10]。

2.1.2 水蒸氣蒸餾法（HD）

將植物揮發(fā)物從其與水組成的混合物質(zhì)中提取出來，經(jīng)冷凝分取揮發(fā)性成分，然后把揮發(fā)物從水中萃取出來，形成一定濃度的提取物，這就叫做水蒸氣蒸餾法。這種方法具有局限性，只有在蒸餾條件下不會被破壞成分、又不溶于水且與水不發(fā)生反應(yīng)的成分才適用此方法[11]。水蒸氣蒸餾法常用于各類植物精油的提取，如邵明輝等利用水蒸氣蒸餾法從板栗花中獲取精油并測試其對白紋伊蚊的驅(qū)避作用，得到具有較高驅(qū)避活性的結(jié)論[12]。但是可溶于水的物質(zhì)及沸點較低的物質(zhì)會存在提取不出來等問題，因此在其他領(lǐng)域應(yīng)用不普遍。

2.1.3 超臨界流體提取法（SFE）

該方法以超臨界流體作為提純的有機(jī)溶劑，將不同沸點、不同極性和不同分子量的有機(jī)物依次萃取出來，然后借助減壓、升溫等程序?qū)⒊R界流體氣化，從而得到純度較高的被萃取物[10]，多應(yīng)用于天然產(chǎn)物活性成分的提取中。陳其秀等對比了SFE 法、SD 法對杜香揮發(fā)油的提取率，實驗證明SFE 法更為理想，其提取率達(dá)1.72%[13]。SFE 法無高溫加熱，并且簡化了分離和提取過程，相對于溶劑提取及水蒸氣蒸餾法，其對提取物成分不造成較大破壞也沒有雜質(zhì)影響，但對設(shè)備的要求較高，且建設(shè)成本較高，因此應(yīng)用并不廣泛[14]。

2.1.4 電子鼻采樣法

電子鼻由具有一定選擇性的電化學(xué)傳感器陣列和適當(dāng)?shù)淖R別方法所組成，靈敏度很高，可用于檢測土壤、大氣、水等物質(zhì)中揮發(fā)的氣體[15]。它實際上就是一個小型便攜的氣相色譜儀，可在戶外使用，采樣、分析效率都很高，比傳統(tǒng)采樣的優(yōu)勢更大。但它更適合對已知氣體成分進(jìn)行監(jiān)測，不適合對未知樣品進(jìn)行定性分析[16]。

2.1.5 動態(tài)頂空吸附法

動態(tài)頂空吸附法是活體植物揮發(fā)物采集最常用的方法。此方法是一個密閉的氣路，在做樣品采集時將植物枝條放入密閉容器中，抽掉容器內(nèi)空氣泵入干燥干凈的空氣進(jìn)行循環(huán)通氣采集。動態(tài)頂空吸附法最接近于自然狀態(tài)下對活體植物揮發(fā)物進(jìn)行實時采集，同時在密封空間內(nèi)進(jìn)行循環(huán)通氣固定的時間收集揮發(fā)物氣體，既可以提高一些濃度較低物質(zhì)的質(zhì)量使機(jī)器可以檢測出來，又可以減少空氣中的雜質(zhì)對實驗結(jié)果的影響。對于野外植物而言，除電子鼻外其余幾種均不適用野外操作，電子鼻只能對樣品中已知標(biāo)準(zhǔn)樣的組分進(jìn)行定性定量，不能對未知揮發(fā)物成分做分析，因此，盡管動態(tài)頂空吸附法有著靈敏度不高的弱點，它依舊是最適合野外植物揮發(fā)物采集的方法[16]。

2.1.6 固相微萃?。⊿PME）

固相微萃取由手柄和萃取頭兩部分構(gòu)成。萃取頭是一根涂有不同色譜固定液的熔融石英纖維。在萃取頭相同的條件下，萃取時間和萃取溫度的細(xì)微差別都會對結(jié)果產(chǎn)生很大影響[17]。因此，對不同萃取頭進(jìn)行選擇是固相微萃取提取實驗的第一步，選好萃取頭后，再通過實驗確定適合的萃取溫度和萃取時間[18]。沈鑫等通過固相微萃取從花葉艷山姜葉片一年中不同季節(jié)釋放的揮發(fā)性有機(jī)物中共提取鑒定出26 種化合物[19]。

2.2 分析方法

目前在植物揮發(fā)物氣體分析檢測方面，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀是最常用且效果最好的方法，它可以對揮發(fā)物全部組分進(jìn)行定性和相對質(zhì)量的定量分析，是分析揮發(fā)物成分最有效也最常用的方法。

3 常見驅(qū)蚊活性成分及對應(yīng)植物分析

常見驅(qū)蚊活性成分及已報道的對應(yīng)植物詳見表1。

表1 常見驅(qū)蚊活性成分及對應(yīng)植物統(tǒng)計

根據(jù)對文獻(xiàn)的整理研究（見表2）發(fā)現(xiàn)，植物驅(qū)蚊物質(zhì)主要包括萜烯類、酚類、醛類、醇類、酮類、酯類等有效成分，其中萜烯類物質(zhì)包含α-蒎烯、檸檬烯、石竹烯、丁香烯、莰烯、羅勒烯、肉桂烯、金合歡烯、松油烯、香樹烯、樟腦、桉葉油素、月桂烯、蒈烯、萜品油烯、龍腦、古蕓烯、水芹烯等20余種有效成分；醇類物質(zhì)包含香茅醇、香葉醇、欖香醇、芳樟醇、薄荷醇、松香芹醇、松油醇等有效成分；酚類物質(zhì)有丁香酚、百里香酚、香芹酚等有效成分；醛類物質(zhì)包括香葉醛、香茅醛、檸檬醛、苯甲醛、反式肉桂醛、枯醛等有效成分；酮類物質(zhì)包括蒿酮、薄荷酮、廣藿香酮、藏茴香酮、香芹酮、黃酮、異黃酮、魚藤酮等有效成分；酯類物質(zhì)包括水楊酸甲酯、α-葑酯、假荊芥內(nèi)酯、除蟲菊素等有效成分；還有其他物質(zhì)如α-三聯(lián)噻吩是萬壽菊提取物的主要成分，2α,3β-二羥基-12-烯-28-烏蘇酸是蛇莓揮發(fā)物的主要成分，苦皮藤中主要包含苦皮藤素，桃葉通過游離出的氫氰酸起到驅(qū)蚊作用，而藜蘆、煙草、雷公藤、石蒜、博落回這幾種植物都通過自身的生物堿達(dá)到滅蚊目的。

表2 驅(qū)蚊活性成分類別及報道頻次統(tǒng)計

可以看出，驅(qū)蚊植物有效成分多集中于萜烯類，是主要的活性成分，其次就是醇類化合物和酮類化合物，酯類、醛類、酚類化合物出現(xiàn)次數(shù)較少。萜烯類成分在大部分唇形科、柏科、樟科、菊科、蕓香科驅(qū)蚊植物中都有出現(xiàn)，這些科屬植物一直以來都是驅(qū)蚊植物研究的重點，它們大多可以散發(fā)出芳香氣體，如薰衣草、絨柏、香樟、艾蒿、一摸香等。而活性成分又集中于萜烯類成分，由此可見，萜烯類成分或為驅(qū)蚊植物的主要活性成分。

萜烯類成分中出現(xiàn)最多的就是α-蒎烯，其次是檸檬烯、石竹烯、桉葉素和月桂烯，這些都是驅(qū)蚊植物中最常見的萜烯類物質(zhì)。醇類物質(zhì)中出現(xiàn)最多的是芳樟醇，芳樟醇往往來自于芳香植物，也是常見驅(qū)蚊成分之一，其余醇類物質(zhì)以松油醇和香葉醇為多。酮類物質(zhì)中以薄荷酮為主，其次為香芹酮。其他酚類、醛類、酯類物質(zhì)中沒有明顯占主要比例的物質(zhì)。

4 展望

植物揮發(fā)物及提取物驅(qū)蚊的應(yīng)用前景較為廣闊。植物驅(qū)蚊是古時人類常用的驅(qū)蚊方式之一，我國植物資源豐富，植物驅(qū)蚊的歷史十分悠久，很早就有人將植物如艾蒿等擺放于室內(nèi)達(dá)到驅(qū)蚊效果。通過歸納整理可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的研究趨勢開始注重植物揮發(fā)物成分中單體化合物對蚊蟲的驅(qū)避效果判斷，這源于學(xué)者們對植物揮發(fā)物所做的大量提取和收集工作，后續(xù)會有更多的園林植物被列入驅(qū)蚊植物的篩選范圍。雖然目前化學(xué)驅(qū)避劑仍然是蚊蟲防治主力軍，但是植物源驅(qū)蚊物質(zhì)對人類和環(huán)境都更友好，具有較大的開發(fā)潛力，應(yīng)獲得更多的應(yīng)用機(jī)會。