CN115053899A - 苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途 - Google Patents

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CN115053899A CN202210752648.9A CN202210752648A CN115053899A CN 115053899 A CN115053899 A CN 115053899A CN 202210752648 A CN202210752648 A CN 202210752648A CN 115053899 A CN115053899 A CN 115053899A
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Abstract

本发明公开了苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途。本发明提供了苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途。本发明还提供了一种诱蚊剂，其包含苯乙酮或其衍生物作为有效成分；以及提供了一种诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备，其包含所述的诱蚊剂。本发明的诱蚊剂来源于人类和小鼠自然条件下释放的挥发物，能够在一定程度上模拟宿主挥发物的释放模式，有效刺激蚊虫的嗅觉神经中的主要嗅觉受体，起到显著的吸引效果；本发明中的诱蚊剂为生活类化工产品的添加成分，因此不对人类健康造成威胁并且不污染环境。

Description

苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途
技术领域
本发明属于诱蚊技术领域，涉及苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途，具体涉及挥发物小分子苯乙酮作为诱蚊剂的用途。
背景技术
蚊属于双翅目、蚊科，分布广泛，种类丰富，是最为重要的医学昆虫类群。蚊分为3个重要的属，分别为按蚊属、库蚊属和伊蚊属。蚊虫不仅能够叮咬人畜，还能够携带和传播上百种病毒，例如登革热、寨卡、基孔肯雅、脑炎等，蚊媒传染病已经构成人类媒介传染病的主要部分。据世界卫生组织统计，目前已有100多个国家及地区出现蚊媒病毒感染流行，大约有25亿人生活在受蚊媒病毒感染威胁的区域。近几年来，蚊媒病毒在全球范围内的流行趋势加剧，已经成为一个世界性的公共卫生难题。
蚊虫防治一直是阻碍蚊媒传播的有效方法。目前蚊虫防治的方法主要有物理防治、化学防治、生物防治的方法。物理防治方法简单、对环境污染少，但消耗的人力物力较大并且效果较差。化学防治在蚊虫防治领域应用广泛，但长期使用化学杀虫剂会造成环境污染，严重时会威胁人类健康，并且会使蚊虫在一定情况下产生抗药性。生物防治作为一种较为新型的蚊虫防治方法，效果好、环境污染少，但成本较高应用范围限制较多。
因此，寻找一种对人畜安全、环境友好、价格低廉的诱蚊产品，对于防治蚊虫叮咬人畜显得至关重要。
苯乙酮(Acetophenone)作为一种有机化合物，易溶于多数有机溶剂。苯乙酮作为一种简单的芳香酮，可用于配制香料、制作香皂和香烟，也可用做塑料的增塑剂，目前广泛应用化工及新型功能材料领域，但在诱蚊技术领域应用很少受到关注，亟待开发。
发明内容
发明要解决的问题
基于现有技术中存在的上述问题，本发明的主要目的是提供苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途，以及提供一种诱蚊剂，包含苯乙酮的诱蚊剂引诱力强、成本低、制作简单、安全性好、不污染环境。
用于解决问题的方案
本发明的目的是提供苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途，将苯乙酮作为一种新型诱蚊剂。
在本发明的第一方面中，提供了苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途。
在一些实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure BDA0003718825190000021
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上。
在一些具体的实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮，其结构式如下式(II)所示：
Figure BDA0003718825190000022
在一些实施方案中，所述蚊包括库蚊(Culex)、脉毛蚊(Culiseta)、按蚊(Anopheles)和伊蚊(Aedes)中的一种或多种。
在一些具体的实施方案中，所述蚊为伊蚊。
在一些可选的实施方案中，所述伊蚊包括埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)、波利尼西亚伊蚊(Aedes polynesiensis)、澳大利亚伊蚊(Aedesaustralis)、灰色伊蚊(Aedes cinereus)、乡村伊蚊(Aedes rusticus)和刺扰伊蚊(Aedesvexans)中的一种或多种。
在本发明的第二方面中，提供了一种诱蚊剂，其中，所述诱蚊剂包含苯乙酮或其衍生物作为有效成分。
在一些可选的实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure BDA0003718825190000031
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上。
在一些优选的实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮，其结构式如下式(II)所示：
Figure BDA0003718825190000032
在一些实施方案中，所述诱蚊剂还包含用于溶解所述苯乙酮或其衍生物的溶剂。
在一些具体的实施方案中，在所述诱蚊剂中，所述苯乙酮或其衍生物的含量在0.01μg/μL以上。
在本发明的第三方面中，提供了一种诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备，其中，所述诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备中包含本发明第二方面所述的诱蚊剂。
发明的效果
本发明提供的可以作为诱蚊剂的主要活性成分苯乙酮，其是基于人类和小鼠的体表挥发物筛选得到的，具有如下优点：
(1)本发明中的诱蚊剂来源于人类和小鼠自然条件下释放的挥发物，能够在一定程度上模拟宿主挥发物的释放模式，有效刺激蚊虫的嗅觉神经中的主要嗅觉受体，起到显著的吸引效果；
(2)本发明中的诱蚊剂为生活类化工产品的添加成分，因此不对人类健康造成威胁并且不污染环境。
附图说明
图1为本发明中对诱蚊剂原料苯乙酮的触角电位筛选结果。其中纵坐标代表触角电位响应值(化合物触角电位值-溶剂触角电位值)。
图2为本发明中对诱蚊剂原料苯乙酮的用量筛选结果。其中纵坐标代表触角电位响应值(化合物触角电位值-溶剂触角电位值)。
图3为本发明中采用三笼嗅觉仪装置对诱蚊剂原料苯乙酮的行为学筛选结果。
图4为本发明中对诱蚊剂原料苯乙酮涂抹于小鼠后的用量筛选及诱蚊效果结果。
图5为本发明中对诱蚊剂原料苯乙酮涂抹于人体手臂后的用量筛选及诱蚊效果结果。
具体实施方式
以下，针对本发明的内容进行详细说明。以下所记载的技术特征的说明基于本发明的代表性的实施方案、具体例子而进行，但本发明不限定于这些实施方案、具体例子。需要说明的是：
本说明书中，使用“数值A～数值B”表示的数值范围是指包含端点数值A、B的范围。
本说明书中，使用“基本上”或“实质上”表示与理论模型或理论数据的标准偏差在5％、优选为3％、更优选为1％范围以内。
本说明书中，使用“可以”表示的含义包括了进行某种处理以及不进行某种处理两方面的含义。
本说明书中，“任选的”或“任选地”是指接下来描述的事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括该事件发生的情况和该事件不发生的情况。
本说明书中，所提及的“一些具体/优选的实施方案”、“另一些具体/优选的实施方案”、“实施方案”等是指所描述的与该实施方案有关的特定要素(例如，特征、结构、性质和/或特性)包括在此处所述的至少一种实施方案中，并且可存在于其它实施方案中或者可不存在于其它实施方案中。另外，应理解，所述要素可以任何合适的方式组合在各种实施方案中。
本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
以下对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一些方面中，提供了苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途。
在一些实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure BDA0003718825190000061
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上。
在一些实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮(acetophenone)，苯乙酮也称为乙酰苯、甲基苯基酮或1-苯乙酮；其分子式为C8H8O，CAS登录号为98-86-2。苯乙酮是一种有机化合物，为无色或淡黄色液体，不溶于水，易溶于多数有机溶剂，其结构式如下式(II)所示：
Figure BDA0003718825190000062
如本文所用，“诱蚊剂”主要是用一些能引起蚊子发生趋化行为的挥发物制成的试剂。如本发明实施例所证实的，苯乙酮可以有效的诱导蚊子，可以作为诱蚊剂的成分使用，可以广泛应用于各种诱蚊、捕蚊、灭蚊设备，例如诱蚊灯、灭蚊器、灭蚊灯等。
在一些实施方案中，苯乙酮可以作为诱蚊剂的主要活性成分使用；在另一些实施方案中，也可以将苯乙酮与其他已知的具有诱蚊功能的成分组合使用，例如将苯乙酮与CO2组合使用，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。在其他实施方案中，也可以将含有苯乙酮的诱蚊剂与其他诱蚊方法组合使用，例如紫外灯诱蚊，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。利用蚊虫对此波段光敏感的趋光特性，能够引诱蚊蝇等害虫。
在一些实施方案中，“蚊”或“蚊子”是指蚊科(Culicidae)的昆虫。本发明的蚊子可包括成蚊、蚊子幼虫、蛹或其卵。通常，蚊子的生命周期包括四个独立且不同的阶段：卵、幼虫、蛹和成虫。因此，当将卵放置在水面(例如库蚊(Culex)，脉毛蚊(Culiseta)和按蚊(Anopheles)或被水淹没的潮湿土壤(例如伊蚊(Aedes))上时，蚊子的生命周期开始。大多数卵在48小时内孵化成幼虫。幼虫生活在水中，以微生物和有机物为食，然后浮出水面呼吸。它们将蜕皮四次，每次蜕皮后变大，第四次蜕皮时，幼虫变成蛹。蛹阶段是休息阶段，约两天的非喂养阶段。此时蚊子成年。当发育完成时，蛹皮破裂并且成蚊出现。
在一些实施方案中，蚊子属于按蚊亚科(Anophelinae)和库蚊亚科(Culicinae)中的一种或多种。本发明的一些具体实施方案中，蚊子包括库蚊(Culex)、脉毛蚊(Culiseta)、按蚊(Anopheles)和伊蚊(Aedes)中的一种或多种。
本发明的一些更具体实施方案中，蚊子包括但不限于伊蚊(Aedes)，例如：埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)、波利尼西亚伊蚊(Aedespolynesiensis)、澳大利亚伊蚊(Aedes australis)、灰色伊蚊(Aedes cinereus)、乡村伊蚊(Aedes rusticus)、刺扰伊蚊(Aedes vexans)中的一种或多种。在本发明的一些优选的实施方案中，所述的蚊子为埃及伊蚊(Aedes aegypti)和/或白纹伊蚊(Aedesalbopictus)。在本发明的一些更优选的实施方案中，所述的蚊子为埃及伊蚊(Aedesaegypti)。
在本发明的另一些方面中，提供了一种诱蚊剂，其包含苯乙酮或其衍生物作为有效成分。
在一些实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure BDA0003718825190000081
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上。
在一些具体的实施方案中，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮，其结构式如下式(II)所示：
Figure BDA0003718825190000082
在一些具体的实施方案中，所述的诱蚊剂还包含用于溶解苯乙酮的溶剂。在本发明中，对于用于溶解苯乙酮的溶剂没有特殊的限制，在一些具体的实施方案中，所述的溶剂为有机溶剂，例如，可以采用正己烷作为溶剂，将苯乙酮溶解。溶于溶剂中的苯乙酮所形成的诱蚊剂便于诱蚊剂的使用及保存。
在一些具体的实施方案中，在所述的诱蚊剂中苯乙酮或其衍生物的含量在0.01μg/μL以上，优选地，在0.05μg/μL以上、0.1μg/μL以上、0.5μg/μL以上或者1μg/μL以上。在一些更具体的实施方案中，在所述的诱蚊剂中苯乙酮或其衍生物的含量为0.1μg/μL～20μg/μL，示例性地，0.1μg/μL、0.2μg/μL、0.5μg/μL、0.7μg/μL、1μg/μL、3μg/μL、5μg/μL、7μg/μL、9μg/μL、10μg/μL、13g/μL、15μg/μL、18μg/μL、20μg/μL，但不限于此。
本发明的另一些方面中，提供了一种诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备，其中，所述诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备中包含上述的诱蚊剂。
在一些实施方案中，所述诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备可以是灭蚊灯、灭蚊器等。通过本发明的诱蚊剂可以诱导蚊子趋向灭蚊设备，并通过设备中的其他部件杀灭蚊子。
实施例
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。以下提供了本发明实施方案中所使用的具体材料及其来源。但是，应当理解的是，这些仅仅是示例性的，并不意图限制本发明，与如下试剂和仪器的类型、型号、品质、性质或功能相同或相似的材料均可以用于实施本发明。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实验材料
以下实施例中所使用的试剂、实验模型或软件等资源，参见下表1：
表1：主要资源
Figure BDA0003718825190000101
实施例1诱蚊剂苯乙酮的筛选。
埃及伊蚊雌蚊饲养条件温度26±2℃、相对湿度70±5％、光照14h:10h(明(light)：暗(dark))。选取羽化后7-14天的埃及伊蚊雌蚊进行试验，实验前雌蚊和雄蚊交配但无吸血行为。
实验前将埃及伊蚊饥饿处理14-24h。应用触角电位技术研究埃及伊蚊雌蚊触角对待选化合物的反应。将雌蚊置于冰上冻晕后迅速取下完整触角，并将触角的端部切去少许，用导电胶将准备好的触角固定在两个金属电极之间。同时电极与信号放大器DC/AC放大器、IDAC 2记录模块相连，数据应用EAGPro V.2软件进行分析。
首先将待测化合物(主要来源于人类和小鼠的体表挥发物)进行初筛，用正己烷稀释成终浓度1μg/μL，吸取10μL待测化合物滴到滤纸条(4×30mm)上，将滤纸条置于巴斯德管(长22.5cm，内径6mm)中，将巴斯德管与刺激气流控制装置CS-55(Syntech,Kirchzarten,Germany)相连，连续气流为经活性碳过滤的湿润气流，流速为300ml/min，刺激气味源距离触角约1cm，每次刺激时间为0.3s，每刺激反应之间间隔30s以便触角恢复活性，每个化合物重复6根触角，在每个反应的前后均使用空白溶剂(正己烷)进行触角电位反应。
实验结果参见图1，可见苯乙酮、癸醛和苯乙烯三种化合物对埃及伊蚊触角具有显著的电生理响应(>100μV)，其中苯乙酮效果最佳。
实施例2对诱蚊剂苯乙酮的化学剂量筛选实验。
对于触角电位结果较为明显的候选化合物苯乙酮，同实施例1采用正己烷稀释成10-4、10-3、10-2、10-1、1、10μg/μL6个浓度进行触角电位反应。触角电位具体操作方法与实施例1相同。
结果参见图2，苯乙酮对埃及伊蚊触角的电生理响应呈剂量依赖性反应。
实施例3应用三笼嗅觉仪装置对实施例1中的化合物的进一步筛选。
在本实施例中，在行为实验时，将雌蚊挑出，按实施例1条件中单独饲养并在实验前进行14-24h饥饿处理。本实施例所采用的装置为三笼嗅觉仪，其气室材料由亚克力材料制成，气流管道为特氟龙材料，三个气室长宽高均为30cm，气室连接臂长度为20cm，连接臂与中间气室连接一端的内径为15cm，与两侧气室连接一端的内径为5cm，左右两端的气室分别与装有小鼠的三角瓶进行串联。左右两端的三角瓶分别装有背部涂抹有待测化合物的小鼠以及作为对照的、背部涂抹有溶解待测化合物的溶剂的小鼠。具体地，将实施例1中的待测化合物分别溶解于正己烷溶剂中(0.1μg/μL)，分别涂抹100μL于健康小鼠的背部，对照组小鼠涂抹相同体积的正己烷溶剂。
为避免小鼠尿液和粪便对埃及伊蚊雌蚊趋向的影响，在实验进行前对小鼠腹腔注射0.75％戊巴比妥钠溶液，待其麻醉后开展实验。实验开始，将60只饥饿处理后的雌蚊释放于中间气室内适应气室环境10min，2L/min气流经活性碳过滤后分别经过装有涂抹待测化合物或者空白溶剂的小鼠的三角瓶流入两端气室分流板，为避免外部视觉及光照强度的影响，整个反应在黑暗的环境中进行。30min后，统计飞入两端气室的雌蚊数目，落入气室连接臂以及中间气室的雌蚊均认为无反应。每组实验重复三次，每次重复间将三笼嗅觉仪所有部件和气流管道用75％酒精喷洗并充分干燥。
实验结果参见图3，苯乙酮比空白溶剂处理组相比吸引了更多的蚊子(～70％vs.30％)，其余化合物效果不理想。
实施例4应用双臂嗅觉仪装置筛选苯乙酮涂抹小鼠和人体手臂的用量。
在本实施例中，埃及伊蚊饲养方法与实施例1相同。
选用双臂嗅觉仪来筛选涂抹小鼠背部或人体手臂的苯乙酮含量，所有部件均由亚克力材料制成，气流管道材料为特氟龙。双臂嗅觉仪由气室(60×60×80cm)、一端含有圆洞(内径5cm)的两个圆柱捕蚊桶(长度20cm，内径10cm)以及两个刺激源释放桶(长度30cm，内径15cm)串联组成。
对于小鼠，实验开始时，将60只饥饿处理后的雌蚊释放于气室内适应气室环境10min，将苯乙酮溶于正己烷稀释成10-3、10-2、10-1μg/μL，对照组为正己烷溶剂，用100μL涂抹小鼠后进行实验。每次行为反应释放60只雌蚊，重复3次。数据分析采用卡方检验。
对于人体手臂，实验开始时，将60只饥饿处理后的雌蚊释放于气室内适应气室环境10min，将志愿者的两个手臂分别涂抹100μL采用正己烷稀释的10-3、10-2、10-1μg/μL的苯乙酮以及正己烷溶剂，其中正己烷溶剂作为对照组。
为避免外部视觉及光照强度的影响，对于小鼠和人体手臂的实验，反应在接近黑暗的环境中进行。30min后，统计飞入两个圆柱捕蚊桶的雌蚊数目，如前所述，每组实验重复三次，每次重复间将双臂嗅觉仪所有部件和气流管道用75％酒精喷洗并充分干燥。
结果参见图4～图5。如图4所示，小鼠皮肤表面涂抹1μg(10-2μg/μL)及以上的苯乙酮时对蚊虫定位小鼠行为有显著的调控作用；小鼠表面涂抹0.1μg(10-3μg/μL)苯乙酮时有一定作用，但效果不显著。如图5所示，将苯乙酮涂抹于人体手臂时，显示出对蚊虫较强的吸引力。
综上所述，本发明提供的苯乙酮作为一种诱蚊剂的有效成分，溶解于有机溶剂正己烷中，并涂抹于小鼠和人体手臂，都对埃及伊蚊起到了很好的吸引效果。上述结果表明苯乙酮是一种有效的蚊虫引诱剂成分。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (10)

1.苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure FDA0003718825180000011
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1或2所述的用途，其中，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮，其结构式如下式(II)所示：
Figure FDA0003718825180000012
4.根据权利要求1～3中任一项所述的用途，其中，所述蚊包括库蚊(Culex)、脉毛蚊(Culiseta)、按蚊(Anopheles)和伊蚊(Aedes)中的一种或多种。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的用途，其中，所述蚊为伊蚊。
6.根据权利要求5所述的用途，其中，所述伊蚊包括埃及伊蚊(Aedes aegypti)、白纹伊蚊(Aedes albopictus)、波利尼西亚伊蚊(Aedes polynesiensis)、澳大利亚伊蚊(Aedesaustralis)、灰色伊蚊(Aedes cinereus)、乡村伊蚊(Aedes rusticus)和刺扰伊蚊(Aedesvexans)中的一种或多种。
7.一种诱蚊剂，其中，所述诱蚊剂包含苯乙酮或其衍生物作为有效成分；
可选地，所述苯乙酮或其衍生物具有下式(I)所示结构：
Figure FDA0003718825180000021
其中，R为H、硝基、腈基、异腈基、卤素取代基、C1-C10烃基、C1-C10烷氧基或C1-C10的取代烃基，取代基团为硝基、腈基、异腈基、卤素中的一种或两种以上；
优选地，所述苯乙酮或其衍生物包括苯乙酮，其结构式如下式(II)所示：
Figure FDA0003718825180000022
8.根据权利要求7所述的诱蚊剂，其中，所述诱蚊剂还包含用于溶解所述苯乙酮或其衍生物的溶剂。
9.根据权利要求7或8所述的诱蚊剂，其中，在所述诱蚊剂中，所述苯乙酮或其衍生物的含量在0.01μg/μL以上。
10.一种诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备，其中，所述诱蚊、捕蚊和/或灭蚊设备中包含如权利要求7～9中任一项所述的诱蚊剂。
CN202210752648.9A 2022-06-28 2022-06-28 苯乙酮或其衍生物在制备诱蚊剂中的用途 Pending CN115053899A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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