一种以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附CO2的诱蚊组合物及其制备方法和应用

一种以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2的诱蚊组合物及其制备方法和应用
技术领域：
1.本发明属于诱捕蚊虫技术领域，具体涉及一种以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2的诱蚊组合物及其制备方法和应用。


背景技术：

2.蚊属于双翅目、蚊科，又称“蚊子”，不仅叮咬人畜，还可传播许多疾病，如疟疾、登革热、丝虫病、寨卡病毒病和流行性乙型脑炎等。在我国，伊蚊传播登革热、寨卡病毒病和基孔肯雅热等。库蚊主要传播流行性乙型脑炎，流行性乙型脑炎是一种严重危害人类健康的蚊媒传染病之一。而广州地区室外(野外)常见的蚊虫为白纹伊蚊(李美青等，广州市城乡不同季节白纹伊蚊密度、带病毒情况及抗药性监测.中国媒介生物学及控制杂志.2013，24(2)：108-111)，广州地区室内(家庭、办公室)常见的蚊虫为致倦库蚊(刘杰等，吡丙醚、s-烯虫酯对楼宇地下车库集水井致倦库蚊幼蚊羽化抑制效果比较研究.中国媒介生物学及控制杂志.2021，31(6)：702-705)。
3.现有诱蚊技术包括以下几种：
4.(1)紫外灯诱蚊
5.紫外灯诱蚊是利用灭蚊灯管点亮后发出特殊的紫外线光波，波长为365nm。利用昆虫对此波段光敏感的趋光特性，能够引诱蚊蝇等害虫。目前市场上主要是这种产品，诱杀白纹伊蚊有一定的效果，但不能诱杀致倦库蚊，致倦库蚊对紫外线光波不敏感，而广州地区晚上叮咬人的蚊虫是致倦库蚊。
6.(2)模拟人体气味诱蚊
7.宿主气味物质是影响蚊虫宿主搜寻行为和吸血行为的重要因子，从宿主气味物质中寻找对蚊虫有引诱效果的化学物质，是开发新型引诱剂的一条重要途径。如脂肪酸类物质是人体汗液的主要成分，并证明参与影响蚊虫宿主搜寻行为(bosch et al.，2000)。发明人吴华(2020a，2020b，2021a)报道了乙酸、丙酸、辛酸等脂肪酸不仅对白纹伊蚊有吸引力，还对致倦库蚊有吸引力。但是目前此类的诱蚊组合物主要用在科研蚊媒监测中，或者在野外试验中，市场上效果较好的室内诱蚊产品寥寥无几。
8.(3)co2作为引诱物
9.co2是指示存在活体宿主的一个显著标志，因此它对于吸血性昆虫是一种普遍的引诱物，可以广泛用于吸血昆虫的诱捕中。二氧化碳(co2)是公认的对蚊虫具有极佳吸引力的物质(李剑泉等，2003；meeraus et al.，2008；farajollahi et al.，2009；obenauer et al.，2009；johnson et al.，2012)。目前主要产生co2的技术有干冰、co2钢瓶、丙烷的燃烧，甚至包括目前的新技术电解产生co2，都存在使用不方便，不能持续且稳定的释放co2等弊端。


技术实现要素：

10.本发明解决了现有技术存在的问题，提供一种以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2的诱蚊组合物及其制备方法和应用，本发明提供的诱蚊组合物以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2制成，该诱蚊组合物中的各组分之间协同作用，同时模拟人体气味，特别是能缓慢释放co2，能同时诱捕白纹伊蚊和致倦库蚊。
11.本发明的目的是提供一种以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2的诱蚊组合物，所述的诱蚊组合物为以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2得到的凝胶状诱蚊组合物，所述的co2以固体形式添加(干冰)。
12.本发明以壳聚糖为载体束缚丙酮酸形成壳聚糖丙酮酸凝胶体系，体系在常温常压下就能吸附储存二氧化碳(co2)，不需要高压。
13.本发明根据相似相溶原理，分子结构相似的物质会相互吸附，故丙酮酸能吸附一定量的二氧化碳(co2)。而壳聚糖结构单元中存在-nh2基团，极易与酸反应成盐，因此，壳聚糖可以溶解在丙酮酸中，形成一种[壳聚糖][丙酮酸]铵盐离子液体。而离子液体(ionic liquid,il)是由阴阳离子组成的低温融盐，具有蒸气压低、稳定性好、液程宽、气体吸收性能好、可设计性等特点(welton，1999；hallett and welton，2011)。因此，离子液体在吸附co2方面具有广泛应用(wang et al.，2011；阳涛等，2012；刘维伟等，2012；luo et al.，2014；李桂花等，2015)。故以壳聚糖束缚丙酮酸可以吸附一定量的co2。在壳聚糖丙酮酸体系中，加入干冰(co2)，干冰在搅拌过程中，不断汽化冷凝水珠，形成部分碳酸水，此时壳聚糖不仅能束缚丙酮酸，也能束缚部分碳酸水，壳聚糖束缚下的丙酮酸能吸附二氧化碳(co2)，整个壳聚糖丙酮酸凝胶体系形成了吸附储存二氧化碳(co2)的友好环境。而丙酮酸是体内产生的三碳酮酸，它是糖酵解途径的最终产物，也是人体气味之一。
[0014]
优选地，所述的壳聚糖、丙酮酸和co2的质量比为1:10～40:0.1136～0.3621。
[0015]
进一步优选，所述的壳聚糖、丙酮酸和co2的质量比为1:25:0.3621。
[0016]
本发明第二个目的是保护以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2的诱蚊组合物的制备方法，包括如下步骤：取壳聚糖和丙酮酸搅拌后，加入二氧化碳充分搅拌，直到二氧化碳汽化消失，得到所述的诱蚊组合物。
[0017]
本发明的第三个目的是保护一种诱蚊剂，含有有效量的上述诱蚊组合物。
[0018]
优选地，所述的诱蚊剂的剂型为乳剂、膏剂、酊剂、喷雾剂或气雾剂。
[0019]
本发明第四个目的是保护上述诱蚊组合物在诱捕蚊虫中的应用。
[0020]
优选地，所述的蚊虫为白纹伊蚊和/或致倦库蚊。
[0021]
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0022]
本发明提出的诱蚊组合物通过各组分之间协同作用，同时模拟人体气味，特别是能吸附co2并且能缓慢释放co2，能同时诱捕白纹伊蚊和致倦库蚊。
附图说明：
[0023]
图1为不同诱蚊组合物对白纹伊蚊诱捕的持效性；
[0024]
图2为不同诱蚊组合物对致倦库蚊诱捕的持效性；
[0025]
图3为实施例1-9中使用的陷阱诱蚊装置；
[0026]
附图标记说明：1、桶体；2、胶黏剂；3、诱蚊组合物。
具体实施方式：
[0027]
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0028]
除特别说明，本发明中的实验材料和试剂均为本技术领域常规市购产品。
[0029]
如图3所示，自制陷阱诱蚊装置，包括桶体1和设置于桶体1内的诱蚊组合物3，桶体1内壁设置有胶黏剂2，下述实施例均以该自制陷阱诱蚊装置来实现蚊虫的诱捕。
[0030]
实施例1
[0031]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸5g，充分搅拌后，加入干冰(co2)棒约10g(过量)。充分搅拌，直到干冰(co2)棒汽化消失，得到固液混合物状诱蚊组合物，这时候壳聚糖丙酮酸体系吸附二氧化碳(co2)0.0120g，即壳聚糖：丙酮酸：co2的质量比为1:5:0.0120。取固液混合物状(密度：1.50g/cm3)诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0032]
实施例2
[0033]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸10g，充分搅拌后，加入干冰(co2)棒约10g(过量)。充分搅拌，直到干冰(co2)棒汽化消失，得到稠膏状诱蚊组合物，这时候壳聚糖丙酮酸体系吸附二氧化碳(co2)0.1136g，即壳聚糖：丙酮酸：co2的质量比为1:10:0.1136。取稠膏状(密度：1.40g/cm3)诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0034]
实施例3
[0035]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸25g，充分搅拌后，加入干冰(co2)棒约10g(过量)。充分搅拌，直到干冰(co2)棒汽化消失，得到凝胶状诱蚊组合物，这时候壳聚糖丙酮酸体系吸附二氧化碳(co2)0.3621g，即壳聚糖：丙酮酸：co2的质量比为1:25:0.3621。取凝胶状(密度：1.35g/cm3)诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0036]
实施例4
[0037]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸40g，充分搅拌后，加入干冰(co2)棒约10g(过量)。充分搅拌，直到干冰(co2)棒汽化消失，得到粘稠液状诱蚊组合物，这时候壳聚糖丙酮酸体系吸附二氧化碳(co2)0.3580g，即壳聚糖：丙酮酸：co2的质量比为1:40:0.3580。取粘稠液状(密度：1.30g/cm3)诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0038]
实施例5
[0039]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸55g，充分搅拌后，加入干冰(co2)棒约10g(过量)。充分搅拌，直到干冰(co2)棒汽化消失，得到液体状诱蚊组合物，这时候壳聚糖丙酮酸体系吸附二氧化碳(co2)0.3041g，即壳聚糖：丙酮酸：co2的质量比为1:55:0.3041。取液体状(密度：1.25g/cm3)诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0040]
实施例6
[0041]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内刷一层黏蝇胶。诱蚊组合物：取壳聚糖1g，丙酮酸25g，充分搅拌后得到凝胶状诱蚊组合物，即壳聚糖：丙酮酸的质量比为1:25。取凝胶状诱蚊组合物2g进行诱蚊试验。
[0042]
实施例7
[0043]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内涂一层黏蝇胶。诱蚊组合物：丙酮酸2g。
[0044]
实施例8
[0045]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内涂一层黏蝇胶。诱蚊组合物：干冰(co2)棒2g。
[0046]
实施例9
[0047]
陷阱诱蚊装置：14l方形黑色垃圾桶，内涂一层黏蝇胶。诱蚊组合物：壳聚糖2g。
[0048]
将实施例1～9中的陷阱诱蚊装置进行下述试验，以陷阱诱蚊装置中不加诱蚊组合物，只加500g的纯水作为对照组进行试验。
[0049]
试验环境：
[0050]
以广东省科学院动物研究所大院作为试验场所。大院内路旁树木以红花羊蹄甲、木棉树、芒果树、白玉兰、莲雾树和大叶榕树为主，树下面花基环绕，还有一块小草坪。建筑物周围的绿化带则主要种植花叶合果芋和翠芦莉。整个大院就是蚊子的适生环境，蚊子较多。
[0051]
调查方法：
[0052]
共分为5个区组，每个区组内同时摆放实施例1～9中的陷阱诱蚊装置及对照组，陷阱诱蚊装置的间距为2m，1个区组就是1次重复，共5次重复。每天调查白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕数量并清除捕获的个体。每调查5天陷阱诱蚊装置的位置重新随机变化1次。
[0053]
每个阶段的试验结束后，将不同日期同一陷阱诱蚊装置的5天诱捕量进行加和，称为该陷阱诱蚊装置的“累计诱捕量”；再除以该陷阱诱蚊装置重复次数(n＝5)，称为“平均累计诱捕量”。应用spss 24.0软件，对实验数据进行比较平均值分析，单因素anova检验，事后多重比较(r-e-g-w范围)处理，p《0.05为差异具有有统计学意义。
[0054]
表1不同诱蚊组合物对白纹伊蚊和致倦库蚊引诱效果的影响
[0055]
[0056]
表中数据为平均数量
±
标准差(n＝5)；不同小写字母者，表示在p＜0.05存在显著差异。
[0057]
从表1可以看出，与对照纯水比较，实施例1～8对白纹伊蚊和致倦库蚊均有显著的诱蚊效果(p＜0.05)。实施例9(壳聚糖)没有诱蚊活性，表现为蚊虫诱捕量低于对照纯水。其中实施例2～4对白纹伊蚊和致倦库蚊的平均累计诱捕量均是对照纯水的3倍以上。实施例2～4(壳聚糖：丙酮酸：co2)与实施例6(壳聚糖：丙酮酸)、实施例7(丙酮酸)、实施例8(co2)、实施例9(壳聚糖)比较，对白纹伊蚊和致倦库蚊均达显著差异(p＜0.05)，说明以壳聚糖为载体束缚丙酮酸吸附co2作为诱蚊组合物，各组分之间具有协同增效作用。其中实施例3(壳聚糖：丙酮酸：co2＝1:25:0.3621)诱蚊效果最好。
[0058]
不同诱蚊组合物对白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕的持效性
[0059]
选择表1中诱蚊效果显著的实施例2～4(壳聚糖：丙酮酸：co2)及实施例6(壳聚糖：丙酮酸)、实施例7(丙酮酸)、实施例8(co2)、对照纯水来进行持效性试验，实施例9(壳聚糖)没有诱蚊活性，不进行持效性试验。
[0060]
不同诱蚊组合物对白纹伊蚊和致倦库蚊的持效性如图1、图2所示。实施例2～4对白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕数量60天内均维持3倍于对照纯水的诱捕量。实施例6(壳聚糖：丙酮酸)与实施例7(丙酮酸)比较，实施例7在30天后挥发完毕，表现为白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕数量与对照纯水相当，而实施例6的白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕数量在60天内均高于对照纯水，60天诱蚊总数是实施例7的1.47倍和1.42倍，说明壳聚糖对丙酮酸具有缓释作用。实施例2～4(壳聚糖：丙酮酸：co2)与实施例6(壳聚糖：丙酮酸)比较，实施例2～4对白纹伊蚊和致倦库蚊的诱捕数量在60天内均高于实施例6，其中白纹伊蚊的诱蚊总数是实施例6的1.49～1.78倍，致倦库蚊的诱蚊总数则是1.55～1.85倍，说明co2对壳聚糖丙酮酸体系具有协同增效作用。实施例2～4(壳聚糖：丙酮酸：co2)与实施例8(干冰co2)比较，实施例2～4对白纹伊蚊和致倦库蚊诱捕数量60天内均维持3倍于对照纯水的诱捕量，实施例8(干冰co2)在5天后就挥发完毕，表现为白纹伊蚊诱捕数量5天后一直低于对照纯水，致倦库蚊诱捕数量5天后与对照组纯水相当，说明以壳聚糖束缚丙酮酸能吸附住co2，起到缓慢释放co2的作用。
[0061]
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。