空气清新剂凝胶从爪哇香茅油的活性成分的驱蚊活动（香茅winterianus)

抽象

本研究考察了其活性成分香茅winterianus(爪哇香茅)油，作为一种绿色的驱蚊剂，通过水蒸气蒸馏法获得。通过间歇真空分馏分离出含有香茅醇、香茅醛和香叶醇的爪哇香茅油，并测试了它们对登革热病媒介的作用埃及伊蚊。此外，用不同浓度的爪哇香茅油、卡拉胶、树胶、苯甲酸钠、乙二醇、聚山梨酯20、氯化钠和蒸馏水配制空气清新剂凝胶。结果表明，配方I对香茅醛、香茅醛和香叶醇的控释蒸发效果最好，香叶醇和香叶醇的最佳贮藏时间分别为16.82天和12.77天。公式V记录了最显著的比重(0.0136)，而凝胶公式I在35℃时表现出最高的不稳定性，其协同作用值为77.11% in 和pH 5.33. In addition, formula IV at 5°C demonstrated the highest syneresis (75.34%) in ,with pH 7.04, while a peak viscosity of 100,958 cP was recorded in formula IV. The repellent activity of each active component was measured based on the period of protection conferred against the bites of埃及伊蚊一小时，结果表明内和香叶醇香茅醇，具有各自的活动 和 ,作为最有效的。

1.简介

登革热是一种由蚊子传播的病毒性疾病，在缺乏适当的疫苗或治疗的情况下，被认为是危及生命的主要健康问题之一。每年全世界估计有3.9亿人感染[1，来自76个国家的数据显示，从1990年到2013年，这一数字每10年增长两倍，其中亚洲报告的病例最多[2]。此外，登革热病毒是由雌蚊主要物种的传播埃及伊蚊。

在矢量控制所采用的最突出的方法是基于使用含有DEET化学杀虫剂的（N, N-diethyl-3-methyl苯甲酰胺），称为渗透皮肤，还会造成对应用过敏和毒性反应，有恶臭令人不快的一些人[3.,4]。另外，从芳香植物精油已被建议作为驱蚊的替代来源，特别是那些从香茅属（禾本科），通常采用作为成分[5]。

香茅winterianus，俗称爪哇香茅，原产于亚洲、印度和印度尼西亚的热带和亚热带地区，主要成分为香茅醇、香茅醛和香叶醇[6]。Java的香茅油已在美国注册EPA（美国环境保护署）作为驱虫剂，由于其疗效和毒性低。它已被证明具有实验动物的急性毒性低[7]。此外，油提取物已被采纳为防腐剂，抗痉挛，利尿，和退热药[8]，尽管一些局限性观察。这包括短暂的效果的特性，发生作为有效成分高挥发性的结果[9]。各种研究已经评估了提取香茅精油的驱蚊活动香茅属,尤其是C. nardus，而C. winterianus其活性成分还没有被广泛研究。这项研究中，因此，评估从所获得的活性组分的驱蚊效力C. winterianus精油，香茅无所不包，香茅醇，香叶醇，对埃及伊蚊。并以空气清新剂凝胶形式对其配方进行优化，提高精油使用寿命。

2.材料和方法

2.1。精油和化学品

香茅winterianus草药从Boyolali区（7°31收集59S / 110°3544E），爪哇，印度尼西亚，一天干燥，随后通过蒸汽蒸馏法获得的精油[10];采用分级真空蒸馏和气相色谱-质谱联用技术分离其有效成分。GC - MS分析采用安捷伦技术公司的GC - MS仪器，配备GC 7890A气相色谱仪和MS 5975C VL MSD质谱检测器，配备HP-5MS毛细管柱。数据采集和数据处理采用MSD Chemstation E.01.01.335 (Agilent)软件。此外，制定空气清新剂凝胶所需的所有其他化学品均从Sigma-Aldrich和试剂级采购。

2.2。驱蚊活性测试

的埃及伊蚊菌落在病媒健康和疾病宿主研究和发展中心的杀虫剂评估实验室饲养。研究了香茅醛、香茅醇和香叶醇的驱避效果埃及伊蚊如由在笼子里提出并在实验室条件下进行测试雌性Kim等人，其中方法描述部分再现的措辞[3.]。的cage was divided into three compartments, while a rat was restricted in a wire net, and then the tested samples (1 g) were placed in the first compartment ( )聚酯网(200目)编织不锈钢框架。此外，在第二个正方形部分的三分之一处插入一块中心孔(9厘米)的一次性纸板(压克力笼子， 长度），而第一和第三聚酯结网拟合在该丙烯酸罩的每个端部。Conversely, the third compartment was designed identically with the first, to which 30 nonblood-fed female mosquitoes (aged 5-10 d) were introduced, and the number that migrated into the treated compartment was counted at 5, 10, 15, 30, 45, and 60 minutes postapplication. In addition, all tests were performed five times, and mosquito repellency was calculated using the following equation: 哪里指示号码释放是在笼子、老鼠和志愿者的房间中确定的量。

2.3。统计分析

用 -测试和值< 0.05为有统计学意义，采用SPSS作为分析工具。

2.4。伦理

该研究方案经森美兰高教在线三宝垄，印度尼西亚的卫生研究伦理委员会。

2.5。空气清新剂凝胶配方

采用不同浓度的相关成分对1%爪哇香茅油空气清新剂凝胶配方进行优化，如表所示1。

将蒸馏水加入卡拉胶、苯甲酸钠和NaCl中，搅拌，加热至75℃，降温至65℃。此外，胶，乙二醇和聚山梨酯20加入搅拌直到溶解;混合物离火后加入1%的爪哇香茅油。将此配方搅拌均匀，然后插入模具，静置室温[11]。将样品证明在图1。

2.6。控制释放和储存寿命

空气清新剂凝胶的六种制剂在室温下温育，并在特定时间收集少量（ , , , , ,和 )。将这些使用GC-MS测试，并且剩余的成分进行测定，以评估香茅醛，香茅醇，香叶醇的浓度。

2.7。理化测试

在室温下使用比重计(Iwaki)评估凝胶的比重，使用锥板几何粘度计(Brookfield粘度计)确定粘度，其特征是在25℃下使用64号纺锤体运行1.5 rpm。将1 g凝胶溶解在10 ml蒸馏水中制备pH测定配方，用校准过的pH计在5℃和35℃下进行测试。

2.8。脱水率

协同作用是将液体从凝胶中排出，通过将样品储存在5℃和35℃的温度下24、48和72 h来评估。这些随后被放置在一个盘子上，收集在储存期间释放的水分，通过确定和比较该过程的减重与初始值来计算协同效应率。

3.结果和讨论

3.1。香茅醛，香茅醇，香叶醇的驱蚊

目前已经在使用基于植物的驱蚊剂的热潮，由于缺乏对人类的不利影响，因为对合成剂，包括DEET（N, N-diethyl-3-methyl苯甲酰胺)。此外，精油从获得的香茅属是市场上大多数市售产品之一，和以前的报告表明对驱除活性白纹伊蚊,which tends to decrease over time, from 97.9% at 0 h to 71.4% at 1 h and 57.7% at 2 h [10]。此外，香茅油来自C. excavatusdemonstrated 100% activity for 2 h against阿拉伯按蚊(12]，和的混合物C. winterianus油和5%的香兰素提供100%的保护6小时埃及伊蚊,致倦库蚊和大劣按蚊，较25%避蚊胺有利[13]。

C. winterianus(爪哇香茅)原产于印度尼西亚，供应充足，已知含有香茅醛、香茅醇和香叶醇为主要成分。这些都是通过分级真空蒸馏分离和GC-MS鉴定。香茅醛、香茅醇和香叶醇分别在13.6 min、16.6 min和18.2 min进行鉴定。三种成分对DF载体的驱蚊效果，埃及伊蚊，已进行评估，结果见表2。

通过评估对蚊虫叮咬的保护时间，测定每种蚊虫的驱蚊活性埃及伊蚊在一个小时之内。结果确定香叶醇为活性最高的成分( 到 )。有60分钟的时间内估计出的排斥性是 对于香叶醇， 为香茅醇，和 为香茅醛。尽管统计分析表明香茅醇和香叶醇之间没有差异显著，后者的排斥性基本上与其它两种成分变化，尽管随着时间的推移在有效性降低它们的挥发性，结果所有三个。这与以前的报告结果对应也证明了香茅油驱避率下降[11,14];因此，目前的研究重点是空气清新剂凝胶的生产，作为控制成分释放，降低蒸发速率，延长效果的策略[15]。这些凝胶可能抑制坏的一个房间内气味，造成的舒适性高的感觉。空气清新凝胶，它作为驱蚊仍很少在市场上找到。卡拉胶空气清新剂凝胶产品在美国专利号9.352.060 B2被发现。在该专利中，空气清新剂制剂具有芳香油，二丁基月桂酰谷氨酰胺，聚乙二醇1000，和角叉菜胶凝胶的组合物。因此，在这项研究中，我们使用卡拉胶与其他材料来控制Java的香茅油的主要化合物释放[16]。

3.2。控释和储存寿命

精油组分倾向于经过上储存和处理化学变化，其接着发生所造成的直接暴露于热，湿度，光，或氧[高挥发性和分解的结果17]。因此，凝胶制剂预计将有助于减少波动，并随后控制表中所示的成分释放和延长排斥性的影响，与释放曲线3.。

来自 -方数据，香茅醛，香茅醇，和式I香叶醇的含量被证明已经发布稳步推进，与他人对比。此外，香叶和香茅醇展示了稳定释放 和0.9323，分别，以及最长的保质期，在16.82和12.77天，分别。相反地​​，式II证实与香茅醛的蒸发最好控制释放的动作，在 -的0.9993平方值，而式III具有22.40天与香茅醛的最佳储存时间。

3.3。空气清新剂凝胶的理化性质及增效率

空气清新剂配方研究了如下理化性质，包含比重，粘度，pH值，和脱水收缩。这些都紧密地与产品稳定性相关，结果显示在表4和5。此外，已知的如角叉菜胶，胶凝剂在该制剂中被用作天然聚合物从衍生自碳水化合物。这已在食品和制药胶凝，增稠剂，乳化剂和脱水收缩控制，的制备以及用于稠化，装订，和色散[被广泛采用18,19]。此外，在式V中观察到最大的比重，是0.0135（表4)，而经统计分析，公式II和公式IV的比重差异无统计学意义。

角叉菜胶典型地形成高粘度的水溶液，与式I，II，和包含分别为3％，2.5％和2.5％，最高浓度IV。This has, therefore, been associated with the gel viscosity, as the highest value obtained at a speed of 1.5 rpm (spindles 64) ensued in formula IV, at an average of 97930 cP. Moreover, the air freshener gel was formulated with a combination of carrageenan, NaCl as the salt component, and gum as a dispersing, emulsifying, and suspending agent. In addition, the gum possesses a high viscosity at lower temperatures, as well as pseudoplasticity, and nonsensitivity to temperature, pH, and electrolyte concentration [20]。这是在式II中，具有最高量，已知的显示nonsensitivity至pH下观察到，如在5℃和35记录的值℃下没有显著不同。

脱水收缩被认为是不稳定的现象，并且还描述为“凝胶的自发收缩，伴随着液体从孔中的驱逐” [21]。这已经在一些蛋白质和多糖凝胶中被报道，包括卡拉胶[22]。我n addition, formula IV 5°C exhibited the highest syneresis and pH of 75.34% in 72 h and 7.35, respectively, suggesting the prominent instability under low temperatures. Furthermore, the highest and most significantly different pH was attained in formula IV, while formula I exhibited a comparably higher instability at 35°C, with a syneresis of 77.11% in 72 h, with a pH value of 5.47. However, formula VI showed the least rate amongst all, at 5°C and 35°C.

卡拉胶中含有20-35%的硫酸盐，影响其粘度、稳定性和协同性能，结果表明，这种影响与高浓度和低pH值有关，从排水量可以看出。基于香茅油成分的释放和保质期，配方I被认为是最有前景的，但在高温稳定性方面还需要进一步优化。

数据可用性

该驱蚊数据，控释数据，并用于支持该研究的结果所有的物理化学的调查数据请直接从相应的作者。

利益冲突

作者宣称，他们没有利益冲突。

致谢

本研究由印度尼西亚共和国研究、技术和高等教育部研究和公共服务部应用研究计划(DIPA 042.01.2.400899/2019)资助。

参考

1. S.巴特，P. W.见Gething，O. J. Brady等，“全球分布和登革热的负担，”性质卷。496，没有。7446，第504-507，2013。视图:出版商网站|谷歌学术
2. J. D. Stanaway，D.S。谢泼德，E.A。Undurraga等人，“登革热的全球负担：从病研究2013的全球负担的分析，”柳叶刀传染病第16卷，no。6，第712-723页，2016。视图:出版商网站|谷歌学术
3. S.一金，J. S.尹，S. J.·贝克，S. H.李，Y. J.安贞焕和H. W.权，“毒性和香草醛对植物精油混合物的协同拒埃及伊蚊(双翅目蚊科)。”医学昆虫学第49卷，no。4，第876-885页，2012。视图:出版商网站|谷歌学术
4. W.-S.许J.-H.日元，Y.-S.王“，对蚊子香茅精油成分的公式（埃及伊蚊），”环境科学与健康，B部分的卷。48，没有。11，第1014至19年，2013。视图:出版商网站|谷歌学术
5. M. F.马亚和S. J.摩尔，“植物为基础的驱虫剂：它们的功效，开发和测试的审查，”疟疾杂志卷。10，文章S11，2011。视图:出版商网站|谷歌学术
6. G. A.牛蒡，Fanarali的风味成分手册， CRC出版社，博卡拉顿，美国，2002。
7. R. Sharma, R. Rao, S. Kumar, S. Mahant, S. Khatkar，《香茅精油的治疗潜力:综述》，目前的药物发现技术第16卷，no。4，第330-339，2019。视图:出版商网站|谷歌学术
8. J.劳利斯，精油百科全书，伦敦，英国，Thorsons，2002年。
9. M. S. Fradin和J. F.日“对蚊虫叮咬的驱虫剂的疗效比较，”新英格兰医学杂志卷。347，没有。1，第13-18，2002。视图:出版商网站|谷歌学术
10. W. T.伊甸，D. Alighiri，E. Cahyono，K. I. Supardi，和N. Wijayati，“Java之分馏香茅油，并通过分批真空分馏香茅醛净化，”IOP会议系列:材料科学与工程，第349卷第012067条视图:出版商网站|谷歌学术
11. J. K.尹，K. C.金，Y. Cho等人，“的驱蚊剂DEET为，香茅，和茴香油的排斥性效果的比较，”寄生虫研究卷。2015年，文章编号361021，6页，2015年。视图:出版商网站|谷歌学术
12. J. Govere，D.N。Dürrheim的，L.贝克，R. Hunt和M.库切，“针对疟疾矢量3的驱虫剂功效阿拉伯按蚊”,医学和兽医昆虫学，第14卷，no。2000年，第441-444页。视图:出版商网站|谷歌学术
13. A. Tawatsin, S. D. Wratten, R. R. Scott, U. Thavara，和Y. Techadamrongsin，“植物挥发油对三种蚊媒的驱避作用，”媒介生态学杂志第26卷，no。1，第76-82页，2001。视图:谷歌学术
14. Y. Trongtokit，Y. Rongsriyam，N. Komalamisra，和C. Apiwathnasorn，“对抗蚊子叮咬38种精油比较排斥性，”植物疗法研究卷。19，没有。4，第303-309，2005。视图:出版商网站|谷歌学术
15. dr . Buesher, L. C. Rutledge, R. A. Wirtz, J. H. Nelson，“避蚊胺的剂量-持久性关系。埃及伊蚊”,蚊子的新闻， 1983年第43卷第364-366页。视图:谷歌学术
16. 美国专利9.352.060，http://www.uspto.gov/patft/index.html。
17. R. P. W.斯科特，“精油”，在分析科学百科全书，P. Worsfold，A汤森和C.普尔，编，第554-561，爱思唯尔，英国伦敦，第二版，2005年。视图:出版商网站|谷歌学术
18. F.范德维德，N. D.洛伦索，H. M.皮涅罗和M.巴克，“卡拉胶：食品级和固定化技术的生物相容性支持，”高级合成和催化，第344卷，no。2002年第815-835页。视图:出版商网站|谷歌学术
19. J. Necas和L. Bartosikova，“卡拉胶：回顾”Veterinarni药物卷。58，没有。4，第187-205，2013。视图:出版商网站|谷歌学术
20. S. Jeeva，M. T. Selva的，A. Palavesam，L.M。C. J. Packia和R. J. Brindha“，由野生型分离株的新型外多糖的制备和优化研究黄定”,微生物学和生物技术研究杂志卷。1，没有。4，第175-182页，2011。视图:谷歌学术
21. 谢勒，“协同作用的力学I.理论”，非晶固体杂志卷。108，没有。1，第18-27，1989。视图:出版商网站|谷歌学术
22. A. Morales-Burgos, E. Carvajal-Millan, Y. Lopez-Franco等，“高发酵阿拉伯木聚糖凝胶中的协同作用:共价交联的特性、流变学和微观结构”，聚合物，第9卷，no。12，第164页，2017。视图:出版商网站|谷歌学术

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