【科学百汇】蚊子更爱叮哪些人?

瘙痒、肿包,不少人的夏日记忆里,蚊子是一种讨厌的存在。除此之外,蚊子给人们带来的还有多种可怕的蚊媒传染病。2018年,世界卫生组织公布的8种急需关注的传染病中,就囊括了寨卡热和裂谷热两种烈性蚊媒病毒性传染病。

在茫茫人海中,究竟什么样的人最吸引蚊子?

记者从清华大学获悉,在一项刚刚发表在《细胞》的研究中,该校医学院程功教授团队揭示了蚊媒病毒的狡猾之处:蚊子并不随机叮咬宿主,人体气味是调控蚊虫行为的关键因素。

“蚊虫的嗅觉神经系统可感知一种来源于感染者的特征性气味分子,高效率定位感染者,随后叮咬并取食带有病毒的血液,导致病毒在‘宿主—蚊虫’之间高效传播。”程功表示,人体气味的主要来源是皮肤微生物,通过调控皮肤微生物,重塑感染者的气味,可影响蚊虫的嗅觉感知。相关评价认为,这项发现为阻断蚊媒病毒在自然界中的快速传播流行提供了全新策略。

为什么这些人更受蚊子青睐?

相关数据显示,自然界的蚊媒病毒有数百种之多,可由蚊虫携带并传播给人类及动物宿主,引起病毒性脑炎、脑膜炎及出血热等严重疾病。近20年来,以登革病毒、寨卡病毒、基孔肯亚病毒、西尼罗病毒为代表的新发及再发蚊媒病毒在全世界流行,每年可导致数十亿人感染、数十万人死亡。

但遗憾的是,到目前为止,多数烈性蚊媒病毒均无有效疫苗和针对性治疗药物,科学界亟须深入研究蚊媒病毒在自然界中流行传播的基本原理,并研发新型防控策略阻断病毒在世界范围内的大规模传播。

“蚊媒病毒在宿主与蚊虫之间传播循环。在病毒传播循环中,蚊虫需要寻找、定位并叮咬感染的人或动物,取食带有病毒的血液。随后,蚊虫才能具备携带并快速传播病毒的能力。如果蚊虫叮咬非感染者,则不会有效获取病毒感染,病毒的传播循环则被中断。”程功表示。

蚊子是怎么盯上病毒感染者的?为什么这些人在蚊子看来更加“美味”?长久以来,科学家致力于揭开这个谜团,找到简便有效的方法遏制病毒快速传播。

在程功团队的这项研究中,研究人员建立了两套经典的行为学装置(三笼嗅觉测定装置、双臂嗅觉测定装置),发现登革病毒和寨卡病毒感染的小鼠明显更加吸引埃及伊蚊及白纹伊蚊。随后,研究者对病毒感染小鼠的体温、二氧化碳释放及挥发性气味进行分析,发现宿主气味的改变是导致感染宿主吸引蚊虫的决定性因素。进一步研究结果显示,小鼠在蚊媒病毒感染后,可大量释放一种挥发性小分子——苯乙酮,苯乙酮可有效激活蚊虫的嗅觉神经系统,增强蚊虫对感染小鼠的行为趋向。

研究人员进一步收集了登革热患者及健康志愿者的气味,发现登革热患者的气味对埃及伊蚊表现出更强的吸引力。并且,登革热患者的气味中,苯乙酮含量也显著高于健康志愿者。研究人员将不同浓度的苯乙酮涂抹于人体手臂进行蚊虫行为学验证,发现增加人体气味中的苯乙酮含量可显著吸引蚊虫。

以上试验说明,登革热患者由于释放大量苯乙酮改变自身气味,大幅提高了对蚊虫的吸引力,吸引蚊虫叮咬,加速病毒传播。

吸引蚊虫的“香味”如何产生?

既然苯乙酮是吸引蚊虫叮咬的“罪魁祸首”,那么,这种吸引蚊虫的“香味”又是如何产生的?

研究人员发现,人体或动物释放的苯乙酮主要来源于体表的皮肤共生微生物,它是一种典型的细菌代谢产物。在去除皮肤共生微生物后,感染小鼠就会失去对蚊虫更强的吸引作用。

进一步研究显示,登革病毒及寨卡病毒感染可导致宿主皮肤表面芽孢杆菌属细菌的丰度明显上升,而皮肤芽孢杆菌具有代谢产生大量苯乙酮的能力。

至此,研究人员揭示了蚊媒病毒感染者吸引蚊虫叮咬的原因:病毒感染提高了人体皮肤中特定细菌的比例,显著提高了感染者的苯乙酮释放能力,从而明显提高了蚊虫对感染宿主的行为趋向。

随后,研究者对病毒感染小鼠及非感染小鼠的皮肤组织进行转录组测序分析。结果显示,登革病毒和寨卡病毒感染可通过抑制宿主皮肤中抵抗素样分子或抵抗素等特定免疫分子的表达,使得原本被抑制的皮肤芽孢杆菌过量增殖,导致感染宿主的苯乙酮释放量升高。

随后,研究者向登革病毒及寨卡病毒感染小鼠体内饲喂一种维生素A衍生物异维甲酸,这是一种临床广泛使用的皮肤病治疗药物。结果显示,上述操作可有效恢复感染小鼠皮肤中特定免疫分子的表达,通过抑制感染宿主皮肤中芽孢杆菌的增殖,抑制感染宿主释放苯乙酮。因此,在感染宿主口服异维甲酸后,蚊虫无法通过宿主的苯乙酮来定位和发现感染宿主,从而阻断病毒的传播循环。

如何阻断蚊媒病毒的快速传播

根据以上发现,研究者提出了一种新的蚊媒病毒防治思路:可以通过调控人体气味,阻断蚊媒病毒的快速传播。

由于在蚊媒病毒传染病流行初期,感染者在人群中的比例仅有千分之一、甚至更低,因而研究团队推测在感染者口服维生素A类药物后,蚊虫无法通过苯乙酮的气味来区分感染者与非感染者,这样可以大大降低蚊虫取食感染者血液并感染的概率,使蚊媒病毒在自然界中无法高效建立“宿主—蚊”的传播循环过程。

据此,研究团队提出一种防治蚊媒病毒传染病的新策略:在登革热及寨卡热等蚊媒病毒传染病流行的疫区,可对感染者广泛补充维生素A或相关药物,重塑感染者皮肤微生物挥发的气味,大幅降低蚊媒病毒传播循环效率,有效防止蚊虫携带并传播病毒。基于以上发现,可对特定感染人群补充维生素A或相关药物,避免蚊媒病毒传染病的大规模传播流行。

据悉,目前,程功团队已经在马来西亚完成了感染者和非感染者皮肤微生物变化的研究,即将进行异维甲酸的临床试验。未来有望将其研究成果推广应用。(记者邓晖 通讯员 张虹)

来源:光明网-《光明日报》

#新材料午报# 罗姆化学宣布开发出可持续的塑料薄膜
近日,Röhm(罗姆化学)宣布开发出可持续的塑料薄膜,一种基于聚乳酸 (PLA) 的透明、高光泽和稳定的薄膜,临时名称为EUROPLEX® Film LJ 21123/123。EUROPLEX®是罗姆化学旗下的特殊薄膜品牌,此前主要使用PC,PA、PPSU等材料。与市场上许多其他基于PLA的薄膜不同,这种薄膜没有经过双向拉伸,因此可以热成型。
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最详细的避雷器结构原理分享
鸿蒙电力旗下的氧化锌避雷器测试仪可以帮助众多电力工作者更加方便的进行各类电力测试。
避雷器的作用 当雷电过电压沿架空线侵入变电站或其他建筑物时,会发生闪络,甚至使电气设备绝缘击穿。因此,如果在电气设备的电源输入口并联一个保护装置,即避雷器,如图1所示,当过电压值达到规定的工作电压时,避雷器会立即动作,流过充电,限制过电压幅值,保护设备绝缘;电压值正常后,避雷器迅速恢复原状,保证系统正常供电。
避雷器的保护作用基于三个前提:
1.伏秒特性与被保护绝缘的伏秒特性匹配良好
2.确保剩余电压低于绝缘绝缘的冲击电气强度
3.被保护的绝缘必须在避雷器的保护距离内。
避雷器要求:
1.正常工作时不放电,过电压时正确放电动作
2.放电后必须有自恢复功能
避雷器的相关参数:
1、连续工作电压:允许长期工作电压。它应该等于或大于系统的最高相电压。
2、额定电压(kV):即允许的最大短时工频电压(灭弧电压)。避雷器在此工频电压下可动作,放电灭弧,但在此电压下不能长时间动作。它是避雷器特性和结构的基本参数,也是设计的依据。
3、工频耐受伏秒特性:表示氧化锌避雷器在规定条件下承受过电压的能力。
4、标称放电电流(kA):用于对避雷器进行分类的峰值放电电流。220 kV及以下系统的剩余电压不应超过5 kA:是指避雷器两端在浪涌电流作用下产生的电压,也可以理解为避雷器所能承受的最高电压。
避雷器的分类和结构常用的有阀式、管式、无金属氧化物的保护间隙等形式。
(1)阀式避雷器 阀式避雷器主要分为普通阀式避雷器和磁吹阀式避雷器两大类。普通阀门避雷器有FS和FZ两个系列;磁吹阀避雷器有两个系列,FCD和FCZ。
阀门避雷器型号中符号的含义如下:
F阀避雷器;S——分布(变换)电函数;Z-为电站;用于 Y 线;D-为旋转电机;C 带磁放电间隙。
阀式避雷器主要由扁平火花隙和碳化硅电阻器(阀片)串联组成,安装在密封瓷管内。外壳有接线螺栓用于安装。避雷器中的碳化硅电阻器具有非线性特性,在正常电压下其电阻值很大,在过电压时其电阻值变小。
阀式避雷器的火花隙在正常工频电压下没有被破坏,但在雷电波过电压下,避雷器的火花隙被破坏;碳化硅电阻的电阻值变得很小,雷电波很大,雷电流通过电阻顺利流入大地,电阻阀板对跟随雷电流的工频电压呈现很大的电阻,所以工频电流被火花隙阻断,线路恢复正常运行。可见,电阻阀片与火花隙的紧密配合,使避雷器非常像一个阀门,为雷电流打开“阀门”,为工频电流关闭,故称为阀式避雷器。
磁力鼓风机避雷器(FCD型)装有磁性装置,可加速火花隙中电弧的熄灭,专门用于保护高压电机等重要或弱绝缘设备。
(2)管球避雷器的保护间隙和保护间隙是最简单的防雷设备。为防止主间隙被异物短路而引起误动作,在主间隙下方串联一个辅助间隙。由于保护间隙灭弧能力较弱,一般要求与自动重合闸装置配合使用,以提高供电的可靠性。
管状避雷器的基本元件是安装在产气管道中的火花隙。管状避雷器由灭弧管的内间隙和外间隙组成。灭弧管一般由纤维胶木等在高温下能产生气体的材料制成。当雷电波过电压来临时,管状避雷器内外间隙被击穿,雷电流通过接地线漏入大地。传入的工频电流产生强烈的电弧,烧毁管壁并产生大量气体从喷嘴喷出,迅速将电弧熄灭。同时,外部间隙恢复绝缘,
因为管状避雷器是靠工频电流产生气体来灭弧的,如果短路电流过大,产生的过多气体超过灭弧管的机械强度,就会开裂或爆炸。因此,管状避雷器通常在室外使用。
(3) 2 悬挂式氧化物避雷器 1) 无间隙金属氧化物避雷器(又称压敏避雷器)是1970年代开始出现的一种新型避雷器。与传统的碳化硅阀式避雷器相比,无间隙金属氧化物避雷器没有火花隙,使用氧化锌(ZnO)代替碳化硅(SiC)。在结构上,由压敏电阻制成的阀板是层叠的。因此,阀片具有优良的非线性伏安特性:在工频电压下,呈现很大的电阻,有效抑制工频电流;并且在雷电波过电压下,也呈现出很小的电阻,可以很好的泄放雷电流。
金属氧化物避雷器具有保护特性好、流通能力强、残压低、体积小、安装方便等优点。目前,金属氧化物避雷器已广泛应用于高低压电气设备的保护。
氧化锌避雷器铭牌上型号字母的含义例如HY5WS-17/50L:
H——代表复合绝缘护套;
Y——表示金属氧化锌避雷器;
5-表示冲击放电电流为5kA;
W——表示无间隙; 
S-表示配电类型;
17-表示避雷器额定电压为17kV;
50-表示避雷器的剩余电压为50kV;
L-表示带释放装置的氧化锌避雷器。
(2)串联间隙金属氧化物(氧化锌)避雷器由复合金属氧化物避雷器中的电阻片和间隙片串联组成;间隙片在陶瓷环中装有两个碟形电极。它适用于非有效接地的中性线系统。当系统发生单相接地故障或电弧接地时,可能会产生严重的瞬态过电压,且持续时间较长。无间隙氧化锌避雷器难以承受这样的过电压,而串联间隙氧化锌避雷器克服了上述缺点。在单相接地和较低幅值电弧接地过电压下,串联间隙不动作,使避雷器与系统隔离;在高于上述过电压、间隙放电、
避雷器检测项目及标准
(1) 测量绝缘电阻。使用2500V及以上兆欧表,35kV及以上,不低于2500MQ;35kV及以下,不低于1000MQ。
(2) 测量1mA DC 的电压和75% 电压下的漏电流。对避雷器施加直流电压,漏电流随电压升高而逐渐增大。当电流值达到1mA时,记录电压值,然后将电压降低到电压值的75%,记录漏电流。该值不应大于 50μA。
(3) 工作电压下的交流漏电流。测量工作电压下的全电流、电阻电流或功率损耗。与初始值相比,测量值不应有显着变化。当阻性电流加倍时,必须检查电源故障。
当电阻电流增加到初始值的150%时,应适当缩短监测周期。
上述测试可以发现避雷器受潮、老化、表面裂纹和绝缘老化等缺陷。


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