蟑螂驱避剂的研究现状

林雅红　肖义军　福建师范大学生命科学学院　福州　350108



蟑螂驱避剂的研究现状

林雅红肖义军福建师范大学生命科学学院福州350108

摘要蟑螂是一类常见的病媒昆虫，目前主要采取化学杀虫剂的办法来防治，但存在污染环境和抗药性问题，在某些场合还存在不适合使用杀虫剂的问题。采用驱避剂驱赶昆虫来防治蟑螂是一种值得探索的方法。驱避剂是一类能引起害虫产生忌避作用的化学物质，驱避剂的使用历史悠久。文中就近年来蟑螂驱避剂的研究现状进行综述。

关键词蟑螂驱避剂研究现状

The research status of cockroach repellent

Lin Yahong Xiao Yijun
(College of Life Sciences,Fujian Normal University,Fuzhou 350108)

Abstract Cockroaches are a class of common insect vectors.At present,chemical pesticides is a mainly measure to combat with cockroaches,but environmental pollution and resistance are the problems that difficult to solve。Some occasions there is a problem for the use of pesticides which is not allowed.Driven by the use of insect repellents to control cockroaches is a method worth exploring.Repellents are a class chemical substances that can cause pest shelter,and the use of repellent has a long history.This paper summarizes recent research on the status of the cockroach repellent.

Key words cockroach repellent research status

蟑螂属于昆虫纲、蜚蠊目，世界上已知6 000余种，我国记载250余种。蟑螂分布范围广，适应性强，大多数种蟑螂栖居野外，少数种栖息室内。我国室内常见的蟑螂种有德国小蠊、美洲大蠊、黑胸大蠊、澳洲大蠊、日本大蠊、褐斑大蠊，德国小蠊和美洲大蠊在我国南北均为优势种。蟑螂本身携带有40～50种对脊椎动物致病的细菌，诸如大肠杆菌、痢疾杆菌、鼠疫杆菌等[1-3]，以及携带蛔虫、十二指肠钩口线虫、牛肉绦虫、绕虫、鞭虫等多种蠕虫卵，还能够诱发人体产生过敏反应，例如过敏哮喘、皮炎等疾病，因此，对蟑螂进行积极防治具有非常重要的现实意义。

传统上对蟑螂的防控主要采取杀虫剂，化学防治以其效果显著、便捷、廉价等特点成为控制蟑螂的主要手段，主要药剂有无机化合物和植物性杀虫剂，目前广泛使用的可湿性粉剂、悬浮剂等常规制剂品种，剂型特点是用作滞留喷洒，其原药几乎都是触杀性拟除虫菊酯，具有药效快、能迅速降低蟑螂密度、持效时间长、单次使用成本低的优点[4-5]，但是由于近年来化学杀虫剂的滥用，导致蟑螂产生严重的抗药性和交互抗性[6-7]，有研究发现德国小蠊体内增强了氧化作用和水解作用，从而分解氯氰菊酯的毒力[8]，所以化学防治的效果也大大降低，除此之外，化学杀虫剂停留时间长，对环境造成污染而且对人体健康会产生危害，不符合当今人们绿色环保的观念。由于蟑螂生长繁殖速度快、适应能力强、生态习性复杂等特点，单一的防治措施很难彻底消灭蟑螂，必须采取综合防治的方法才能达到有效控制的目的，综合防治包括环境防治、物理防治、化学防治、生物防治等内容。根据蟑螂生存需要食物、水、巢穴三个基本条件，因此，环境防治主要依靠卫生的清洁以及保持环境整洁，但对于一些不容易清理的边角或者缝隙就容易产生卫生死角，清洁不彻底更容易造成蟑螂的孳生；物理防治需要依赖超声波以及电子灭蟑器，但其在实际生活中应用可能性低，同时在一些墙角缝隙中，蟑螂尸体的清理也成为一个难题。

采用驱避剂可以防止蟑螂侵入目标场所，在一些不适合喷洒杀虫剂、卫生要求程度高或环境条件复杂的特殊场所或在集中杀灭后用于巩固防治效果，使用驱避剂是一种很好的选择，也对缓解环境污染、抗药性等问题起到积极作用。

1　蟑螂驱避剂研究现状

驱避剂的使用历史悠久，两千多年前，人们通过燃烧艾蒿、菊科类植物等熏烟办法或者利用各种各样植物油、焦油来驱赶蚊虫。驱避剂的种类主要有植源性驱避剂和化学合成驱避剂[9]。植源性驱避剂主要利用从自然界中提取的一些植物所含有的油类挥发性物质；化学合成驱避剂包括的化合物主要有酰胺类、酯类、酮类、萜类、醇类。驱避剂与杀虫剂不同，杀虫剂是通过有毒物质将虫杀死，以达到去除蟑螂的目的，而驱避剂是通过驱赶的方式达到去除蟑螂的目的，驱避剂比起杀虫剂，对人体的伤害极小，可制成缓释剂，使用寿命长，价格便宜，植物源性的驱避剂气味芳香，易于被人接受，有很好的应用前景。

二次世界大战期间，军事上的需求使得驱避剂的研究得到空前发展，但其间大多是通过接触涂抹在皮肤上来驱避叮咬性传媒昆虫或骚扰性害虫的[10]，像较早开发的DEET（二乙基甲苯酰胺，中文名避蚊胺）就是有效的驱避剂。目前一些研究发现，一些化合物或天然植物对蟑螂有较强的驱避作用。

林永丽[11]等测定4种驱避蚊虫效果好的植物精油（香叶醇、芳樟醇、柠檬醛和茴香醛）对德国小蠊雄性成虫的驱避性，通过4种剂量即1、10、100和1 000 μg/cm2对每种精油进行设置测验，结果表明每种植物精油的驱避性均随剂量的增加而升高，4种精油的驱避性均高于DEET，驱避效果最好的是芳樟醇，从而提示芳樟醇可能是一种很有发展前景的德国小蠊驱避剂，该研究中芳樟醇的最高驱避性达到95%左右，好于Peterson等的研究结果。Peterson等[12]在2002年研究了从假荆芥中提取的精油，以及其在植物精油中的两种异构体：Z,E-假荆芥内酯和E,Z-假荆芥内酯对德国小蠊的驱避效果，结果表明，E,Z-假荆芥内酯的效果好于其他2种，而且在80 μg/cm2剂量浓度下，其驱避率可达到79.4%。

徐小玲[13]选用3大类共14种植物性物质对德国小蠊的防治进行了研究，结果发现盐酸黄连素、鱼藤酮乳油和印楝乳油对德国小蠊的驱避程度各不相同，盐酸连黄素驱避率最高；采用冷浸提法和索氏提取法提取的橘皮油、生姜汁、芥末油和大蒜提取物，对德国小蠊均有一定的驱避作用，但持效时间有所不同，其中大蒜提取物作用时间较长且驱避效果最佳，可持续14 d，驱避率达到96.5%，但是由于大蒜的气味不易被人接受，诸如办公室等空间就不适合使用；丁香油、松节油对德国小蠊的驱避效果也比较明显，而樟脑则对德国小蠊不能起到驱避作用。测定2种常用驱避剂即DMP（邻苯二甲酸二甲酯）和DEET对德国小蠊的作用，虽然产生了一定程度的驱避作用，但是效果和持效时间并不理想。

Thavara U等[14]从植物凹唇姜、箭叶橙、姜黄、山鸡椒、胡椒、番石榴、姜中分别提取七种商用精油，以萘作为对照组研究对美洲大蠊、德国小蠊以及花斑蟑螂的驱避性，结果表明从箭叶橙中提取的精油的效果优于其他精油以及对照组，从箭叶橙中提取的精油对美洲大蠊和德国小蠊的驱避率均达到100%，对花斑蟑螂的驱避率达到87.5%，因此，箭叶橙精油作为蟑螂驱避剂具有良好的潜力。

1929年美国首先研制出第一个人工合成驱避剂--驱蚊油DMP，从此人们开始不断地研究化学合成驱避剂，先后合成和筛选出了2万多种药物，但目前对于合成蟑螂驱避剂的研究报道较少。贾家祥等[15]使用剂量为0.1、0.3 mg/cm2新型R-301合成驱避剂对德国小蠊进行试验，发现0.1、0.3 mg/cm2剂量在11～46 d有驱避效果且驱避率达到100%，但在1～11 d的时候具有杀灭效果。

韩招久等[16]通过筛选评估43个萜类化合物在剂量为340 μg/cm2时对德国小蠊雄性成虫驱避活性的初步测试结果显示，羟基香茅醛、薄荷醇、羟基香茅醛丙酸酯、龙脑西醛缩-1-3-丙二醇等4种化合物表现出了较高的驱避活性，驱避率分别为86.4%、69.8%、69.8%和63.2%，对4种化合物采用几何浓度梯度进一步测试，并与目前广泛使用的昆虫驱避剂避蚊胺（DEET）进行比较，羟基香茅醛、薄荷醇、羟基香茅醛丙酸酯、龙脑西醛缩-1-3-丙二醇的驱避中量（RD50）分别为154.7、56.2、165.9和151.3 μg/cm2，均低于DEET RD50（194.5 μg/cm2），其中薄荷醇的RD50最低，剂量-活性回归方程坡度为1.13，显示了良好的正向剂量-活性关系，说明4种萜类化合物特别是薄荷醇具有作为蟑螂驱避剂的良好前景。

2　目前采用的蟑螂驱避剂研究方法

很显然，与杀虫剂利用有毒物质杀除蟑螂的方式不同的是，驱避剂是通过驱赶蟑螂的方式达到去除蟑螂的目的，它对人体的伤害极小，可制成缓释剂，使用寿命长，价格便宜，植物源性的驱避剂气味芳香，易于被人接受，有很好的应用前景。但在生物药效测定方法上目前却尚无标准，是一道需要解决的难题。研究者在具体的研究工作中已研究发明了一些方法，各有其优点，主要有以下几种。

2.1滤纸测试这是一种基于Peterson等研究并加以改进的方法[17]。均分一张直径为15 cm的滤纸，一半为测试纸，另一半为对照纸。测试前，将1 mL待测精油或化合物滴于测试纸上，并在对照纸上滴等量的溶剂。阴干5 min之后将两半滤纸拼接成未均分时的形状（中间留0.5～1 cm缝隙用于放试虫），然后放置在大小为20 cm×20 cm洁净白瓷板上，最后将中空圆桶体（直径16 cm、高8 cm）罩于滤纸上，需在该圆桶体与滤纸接触的部分涂抹凡士林以防止试虫往上爬。测试开始，在先前预留的空间处放置德国小蠊（可用试管引入德国小蠊，待其安静后方可移除试管），每次一只。从放置德国小蠊后开始计时，计算300 s（5 min）内德国小蠊避开测试纸的时间。每张滤纸、每只试虫只用1次。驱避性的计算公式：趋避性（%）=（对照滤纸上停留时间-处理滤纸上停留时间）/300×100%。

该试验方法利用驱避剂具有挥发性的特点，能够在滤纸上方形成一定浓度的气味层，试虫通过感受气味后做出一定的行为反应，从而避开有驱避剂的滤纸而停留在空白对照纸，这种方法简单易行，适合实验室中大量的驱避活性初筛试验，但是挥发性物质其挥发程度不稳定，受外界影响较大，容易对试验结果造成干扰。

2.2四臂嗅觉仪测试法四臂嗅觉仪生物测试系统主要结构[18]：（1）空气过滤器：由高分子、活性炭填充的柱状容器，外界空气经由这两级过滤后，可除去空气中的水分及其他杂质，以获得纯净的空气流。（2）空气压缩机：提供压力恒定、流速恒定的空气流。（3）空气流量计：用以测试、控制和调节通过四臂嗅觉仪的气流流量。（4）主体结构：四臂嗅觉仪由1个20 000 mL球形主瓶（活动室）、4个250 mL磨口三角诱集瓶、4个直径为40 mm的“T”形结管及1台抽风机组成。（5）联结管：连结各部分。

经空气过滤器过滤的干净空气通过空气压缩机施以恒定的压力、流速经过诱集瓶的进气口，将诱集瓶中的气味带入到中央活动室，在活动室顶部的18 W排风扇可以使气流排出。试虫在中央活动室与带有信息物质的气体湍流相遇会发生行为反应，然后沿着气味的浓度梯度进入只能进不能出的诱集瓶，经过一段时间后观察诱集瓶中的试虫数，通过公式驱避性=（对照诱集瓶中的试虫数-测试样品诱集瓶中的试虫数）/各诱集瓶中的试虫数之和×100%，计算试剂的驱避效果。

这种方法结合了最原始的“Y”形管测试仪（在“Y”形管的两脚处放置样品，试虫根据不断流向主臂方向的带有刺激气味的气流做出向刺激气味较弱的方向逃避，从而可以得出驱避剂的驱避时间和强弱）[19]以及风洞的特点，使得测试的灵敏度更高、重复性更好，但是流速、流量以及其他外界条件都应该要有严格控制，对于中央活动室大小的选择也应该根据具体试虫的大小，除此之外还应该在每次试验前严格清洗测试装置，确保系统的清洁。

2.3小容器测试法为日本专利（No.112138，1998）中介绍的方法[20]，在高18 cm、直径30 cm的玻璃容器中央，放置1个用厚纸板搭建起来的边长为6 cm的方形小屋，小屋内放有正常蜚蠊饲料，试验组测试样盛装在高1 cm、直径2 cm的小容器内，并放在小屋的中央。每次试验引入10只试虫，观察记录24 h进入小屋内的蜚蠊数，每组重复3次。通过公式驱避性=（对照组小屋内的试虫数-处理组小屋内的试虫数）/对照组小屋内的试虫数× 100%，计算趋避效果。

该方法中小屋内较为黑暗，在正常情况下蟑螂会比较主动地想去光线较暗的小屋，比较符合蟑螂具有的负趋光性的特点，使试验结果更加具有说服性，但是其同样存在着气味滞留的问题，因此，应该控制好测试时间，才能最大程度地减少误差。

2.4迷宫测试法郝蕙玲[21]等为实验室自行研制的一种试验装置，由2个测试小室和1个圆形中央活动室构成，在2个小室与中央活动室衔接的管道中分别安装1个阀门，原理是在试验之前将测试样品与食物引诱剂均放在测试小室内（对角小室可作为空白对照或平行试验），将试虫引入到中央活动室，引诱性和驱避性气味分子通过衔接管道进入中央活动室，试虫通过感受气味做出相应的反应之后，进入或因忌避放弃测试小室取食，一定时间后关闭阀门，通过计数试虫数，根据公式驱避性（%）=100×（空白对照组小室内试虫数-放置样品小室内试虫数）/小室总试虫数，计算得出样品的驱避效果。

该方法因为中央小室是圆形，可以同时进行多个平行试验，试验结果具有较强的可比性，但是装置中仍然存在气味滞留的问题，因此，在观测时间上应该进行严格控制，以减少误差。

2.5实验室空间试验法[21]模拟现实场地搭建一个面积10 cm2、高2.5 cm的小室，将样品放在小室的中央，同时以放置样品的地方为圆心，按一定距离（该距离用来测试样品的有效距离）在180°范围内呈扇形摆放诱捕盒。开始时，将试虫引入小室内，24 h后收回诱捕盒，根据放置驱避剂时以及未放置驱避剂时诱捕盒中的试虫数计算驱避性。该方法较为真实地模拟了现实生活中的场景，空间较大，试验的准确度较前面几种会更高一些，更能反映出驱避剂的实际作用效果。

当前日常生活中，防治蟑螂的主要手段还是通过杀虫剂的方式将其杀死以达到除去蟑螂的目的。但是不论是喷雾杀虫剂还是饵料杀虫剂都是有一定毒性的，长期使用会对人的健康有一定的影响。同时，被毒死的蟑螂尸体经常藏在一些墙缝和柜子家居下面，很难清理，未能及时清理的蟑螂尸体会孳生病菌，对人们生活环境的卫生状况产生威胁。而驱避剂却有着很明显的优势，其驱避蟑螂的主要成分为植物精油或化学合成，对人体没有伤害，对蟑螂只是起到驱赶的作用，而不是将其杀死。这样，既可以使我们的生活环境远离蟑螂的侵扰，又可以避免我们自身受到杀虫剂的毒性危害。特别是在一些蟑螂侵害严重而又不适合大面积喷洒杀虫剂、环境条件复杂或卫生要求程度较高的特殊场所，例如厨房、食品厨、食品仓库等地方。对于佛教人士来说不杀生的理念也阻止了他们使用杀虫剂来对付蟑螂。所以，在防治蟑螂的药物中，驱避剂拥有很好的应用前景。

虽然驱避剂具有很多的优点，但是却在实际生活中很少应用，一方面由于人们生存的空间范围广，空气流通大，同时温度、湿度等都会影响驱避剂有效成分挥发在空间中的浓度，进而影响驱避效果，另一方面目前研究的驱避剂持效时间较短，使用不方便，因此，在蟑螂驱避剂的研究中除了要寻找驱避效果最佳的有效成分之外，还应该考虑驱避剂中有效成分在空气的浓度以及作用时间长短等问题。

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文献标识码：A

文章编号：1003-4331（2016）02-0023-04