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2022-07-01用人工血液讓蚊子飽餐一頓?找出有效的防蚊策略! 631 期

Author 作者 羅怡珮/嘉南藥理大學生物科技系教授,研究環境衛生害蟲的防治技術,開發蚊子及臺灣鋏蠓人工餵血技術。

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►雌蚊可藉由溫度、視覺、二氧化碳、皮膚表面的乳酸定位宿主,於是科學家便針對蚊子的吸血特性進行防蚊測試實驗。
►植物精油具有空間忌避效果的防蚊作用,但在空間忌避實驗發現蚊子可忍受刺激並先吸血飽餐,導致精油和防蚊貼等產品的驅避效果較不理想。
►接觸型防蚊液與蚊蟲氣味受體神經元的受體蛋白結合後會干擾昆蟲感官訊號,發揮防蚊的效果。為了降低在研發防蚊液時的染病風險,利用人工餵血裝置可以更順利地執行吸血昆蟲研究。

蚊子除了叮咬造成搔癢外,也是瘧疾、絲蟲病、西尼羅熱、茲卡病毒、登革熱、日本腦炎、黃熱病等傳染病的媒介昆蟲,而氣候變遷和全球化更加劇了蚊媒疾病的問題及威脅,因此防蚊的措施顯得格外重要。使用防蚊產品、含藥蚊帳的物理性屏障、噴灑殺蟲劑、清除孳生源、衛生教育、發動社區參與等,都是目前蚊蟲綜合防治普遍採行的策略。不過你知道這些防蚊措施如何被研究、其中又應用了哪些科學呢?還有哪些鮮為人知的防蚊科技?讓我們一同窺探科學家們找出對抗蚊子的方法。

蚊子為什麼要吸血?

俗稱的「蚊子」是雙翅目蚊科(Culicidae)的昆蟲,雌蚊將卵產在水中,讓孵化的幼蟲於水裡發育,經過四次蛻皮化蛹,破蛹而出的成蟲羽化後飛離水面,就是我們日常中看到的蚊子。雌蚊與雄蚊交配後,便會以刺吸式口器穿刺哺乳動物、鳥類、爬行動物、兩棲動物、魚類等宿主的皮膚吸取血液。吸血後腦部分泌荷爾蒙刺激卵細胞發育,攝入蛋白質並供給足夠的養分,蚊子才能產卵繁衍後代。此外,蚊子吸血還有不同偏好的時段,斑蚊(Aedes)在白天吸血,瘧蚊(Anopheles)及家蚊(Culex)則於日落後及夜間吸血。

利用吸血特性誘捕雌蚊

為了進行防蚊實驗,可利用蚊子的吸血特性來誘捕蚊子。雌蚊通常藉由溫度、視覺、人類呼吸時產生的二氧化碳、皮膚表面散發出的乳酸(lactic acid)定位並吸血,若是剛運動完大量流汗的人類因為溫度上升使得皮膚散發的氣味更濃厚,所以更容易吸引蚊子叮咬。科學家進一步研究蚊子的吸血特性,發現在萃取皮膚表面不同菌相產生的各種揮發性有機化合物後,混合氨氣(ammonia)、乳酸及脂肪酸(fatty acid),或是混合丙酮(acetone)、辛烯醇(1-Octen-3-ol)及1 -己烯- 3 -醇(1-Hexen-3-ol),再配合二氧化碳釋放,對吸血昆蟲可產生不同程度的誘引效果,與捕蚊器一起使用便可利用於監測蚊蟲孳生的研究,成功誘集埃及斑蚊(Aedes aegypti)和熱帶家蚊(Culex quinquefasciatus)。

防蚊精油與空間忌避實驗

最初用於預防蚊蟲叮咬的植物萃取物有香茅、桂皮、雪松、薰衣草、桉樹、印度楝樹油等來源;歐洲和北美利用植物氣味驅蟲;古希臘和印度將精油混和調製,塗抹在皮膚或衣服上驅蟲;植物精油也可直接噴灑於紗窗、紗門或帳篷等活動空間,防止蚊蟲靠近,還可以製備成防蚊蠟燭、防蚊膏、防蚊貼、防蚊手環等商品。這類精油使用方式屬於空間忌避效果的防蚊作用,精油中高揮發性的化合物可透過空氣擴散,揮發的氣味對蚊子有顯著的排斥現象,可干擾、阻止蚊子尋找寄主,刺激、驅趕蚊子飛離,與蚊香中的合成除蟲菊酯(pyrethroid)有類似作用。此外,若植物精油的濃度過高,對蚊子甚至還具有致死效果。……【更多內容請閱讀科學月刊第631期】