用于改善昆虫监控装置中二氧化碳产生的泡腾剂组合物

摘要

本发明涉及与昆虫监控和/或捕捉装置一起使用的产生二氧化碳的化学组合物和方法，所述组合物包含：i)泡腾剂；ii)固体酸；iii)潮解剂；和任选地iv)抗结块剂。

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2010年12月3日提交的的美国临时申请61/458,935的权益。

技术领域

本发明涉及调节用于将昆虫吸引至监控和/或捕捉装置的二氧化碳产生的化学 组合物。

技术背景

臭虫是臭虫科（Cimicidae）家族的小型夜间活动的昆虫，其靠人和其它温血 宿主的血液维持生命。臭虫表现出神秘的行为，这使其检测和控制困难且耗时。对 于常规臭虫（温带臭虫（Cimex lectularius））尤其如此，该臭虫已很好地适应了 人类环境。其它种类的臭虫也对人和/或动物造成滋扰。

尽管臭虫已在许多地区（例如美国）被控制，近年来国际旅行的增加已导致 了这些害虫的再现。臭虫的很多特征使其一旦开始出现在某一地点，其根除就将非 常困难。因此，需要有效的陷阱以在其安营扎寨前确定臭虫的存在。

成年臭虫约为6毫米长，5-6毫米宽，为红棕色，且具有卵形扁平的身体。未 成熟的若虫在外观上与成年虫类似，但较小且色浅。臭虫不会飞，但可在表面上快 速移动。雌性臭虫将其卵产在隐蔽的地方，并且每天可产多达5个卵，在一生中多 达500个。

臭虫卵非常小，约为灰尘规格的尺寸。一旦产下，所述卵是粘性的，导致其 粘附于表面上。

臭虫可在没有进食的情况下存活很长一段时间。若虫在没有进食的情况下可 存活数周，而成虫可存活数月。

因此，侵扰不能通过使一个地点空置短暂的时间而得以消除。

虽然臭虫在夜间活跃，白天它们往往隐藏在微小的裂缝或裂纹中。因此，臭 虫可在以下地点找到容易的藏身之处：床、床架、家具、沿踢脚板、地毯以及无数 的其它地方。臭虫往往聚在一起，但不像其它昆虫一样筑巢。

臭虫通过细长的口器抽血来获得它们的食物。它们可在人上进食3-10分钟， 尽管人不太可能感觉到叮咬。在叮咬后，该受害者常有瘙痒的伤痕或迟发性过敏反 应，导致叮咬区域的肿胀。然而，一些人对臭虫叮咬不会有任何反应或仅有极小的 反应。臭虫叮咬的症状于其它害虫（例如蚊子和螨虫）的类似。不可能确定叮咬是 来自臭虫或另一类型的害虫；并且叮咬可能被误诊为荨麻疹或皮疹。因此，臭虫侵 扰经常在被确认之前可能持续了很长时间。

通过臭虫被带入一个新的地区而引起臭虫侵扰。臭虫能够粘附于物品并隐藏 在小的地方，从而它们可在旅行者的行李中被运输。结果，人员流动性大的建筑物 （例如酒店、汽车旅馆、旅馆、营房、游艇、庇护所、疗养院、营住宅、宿舍、公 寓和寓所）特别容易受到臭虫侵扰。

由于本文所述的臭虫的所有特点，臭虫既难以检测又难以根除。需要专业的 害虫清除专家和杀虫剂。必须从房间里清除所有的杂乱和不必要的物体，通过吸尘 并向可能隐藏的区域施用杀虫剂以尽可能地除去臭虫和卵。该类型的根除处理对于 商业（例如酒店）可能是破坏性的。因此，需要在侵扰确立之前尽可能早地检测出 臭虫。

臭虫的微小、移动及秘密行为使得几乎不可能预防和控制侵扰，除非它们被 快速发现并处理。人们发现臭虫通过墙壁、天花板和地板中的孔移动至相邻房间。 酒店业特别需要早期检测臭虫的装置和方法。

尽管人们在过去已多次尝试设计臭虫监控和/或捕捉装置，但这些装置通常没 有证明是商业上有效的。本发明人已研究了臭虫行为的许多方面，并认为此类装置 不能较好运行的一个因素在于缺乏有效的诱饵来将臭虫吸引至捕获机制。

研究显示，仅二氧化碳是引诱臭虫到监控器和捕获器的有效引诱剂。二氧化 碳还可与其它化学引诱剂联用以进一步增强诱饵的有效性。有多种市售的产生二氧 化碳的监控器，其使用加压二氧化碳罐、干冰或酵母发酵来产生二氧化碳。所述技 术涉及将加压的二氧化碳安全递送至监控器，其价格昂贵。即使干冰相对价格低廉， 但其在处理时很危险，不便于购买且只能维持几个小时。虽然通过酵母发酵产生二 氧化碳经济又安全，但该制备方法需要在20°C－30°C下并在单独的二氧化碳生成 容器中小心混合所测量的酵母、培养基和水，若从所述容器中溢出将很难清洁。

本领域技术人员熟知一些酸碱化学反应可产生二氧化碳。例如，柠檬酸和碳 酸氢钠在水性介质中反应产生二氧化碳，然而该反应相对太快且在几分钟内产生二 氧化碳。例如和的市售产品都是在置入水中后柠檬酸 和碳酸氢钠快速反应的示例。为有助于吸引昆虫至监控或捕捉装置，二氧化碳应在 长时间内缓慢产生。

本发明通过提供长期产生二氧化碳并使用环境安全非毒性成分且不添加水的 化学组合物，在长时期内经济地产生足够量的二氧化碳来辅助吸引臭虫至臭虫检测 器和/或捕捉装置，以此克服了上述问题。

发明内容

本发明涉及与昆虫监控和/或捕捉装置一起使用的产生二氧化碳的化学组合物 和方法，所述组合物包含：

i)泡腾剂，

ii)固体酸；

iii)潮解剂，和任选地

iv)抗结块剂。

发明详述

本发明涉及与昆虫监控和/或捕捉装置一起使用的产生二氧化碳的化学组合物 和方法，所述组合物包含：

i)泡腾剂，

ii)固体酸；

iii)潮解剂，和任选地

iv)抗结块剂。

本发明的另一实施例是与昆虫监控和/或捕捉装置一起使用的二氧化碳产生方 法，所述方法包括在至少11％的相对湿度下组合以下物质：

i)泡腾剂，

ii)固体酸；

iii)潮解剂，和任选地

iv)抗结块剂。

泡腾剂可为，例如，碱性碳酸盐或碱性碳酸盐混合物，所述碱性碳酸盐例如 碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵和碳酸钙。优选的泡腾 剂是碳酸氢钠。

可用于本发明的固体酸包括，例如，一水合柠檬酸、马来酸、苹果酸、草酸、 丙二酸、酒石酸、天冬氨酸、富马酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、水 杨酸、龙胆酸、没食子酸、苦杏仁酸、托品酸、桂皮酸、苯甲酸、烟酸、苯乙酸、 山梨酸、2-吡咯烷酮-5-羧酸、偏苯三酸、对甲苯磺酸和苯磺酸。优选的固体酸为 一水合柠檬酸。可向固体酸加入抗结块剂以在储存时维持自由流动的干燥物质，所 述抗结块剂例如热解法二氧化硅（如卡伯特公司（Cabot Corporation）的 Cab-O-Sil热解法二氧化硅）、无定形二氧化硅（如WRGC公司（W.R.Grace and  Company）的Siloid二氧化硅）、高岭土或其混合物。所述抗结块剂优选以干 酸的按重量计5％的量存在的热解法二氧化硅和无定形二氧化硅的1:1混合物。

所述潮解剂可为，例如，选自下组的水合金属盐：六水合氯化镁、六水合溴 化镁、六水合氯化铝、三水合氟化铝、六水合氯化钙、四水合氯化亚铁（II）、九 水合硝酸亚铁（II）、六水合硝酸镁和九水合硝酸铝。

固体酸和泡腾剂之间的反应是酸碱反应。例如，柠檬酸和碳酸氢钠之间的反 应生成水、二氧化碳、柠檬酸氢钠和柠檬酸钠。该酸碱反应通常在水性介质中发生， 然而水性反应太快且二氧化碳在几分钟内就释放。本发明人已发现向泡腾剂和固体 酸中加入潮解剂可促进所述酸碱反应并通过抽吸环境中的水来补充所述反应中生 成的水而缓慢维持所述反应。

为维持所述酸碱反应并以缓慢和稳定的速率在长时期内产生二氧化碳，可调 整所述泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比。以吸引臭虫的足量二氧化碳流速为约 0.5mL/分钟。相信更高的二氧化碳流速会增加对臭虫的吸引。可使用碳酸氢钠、 一水合柠檬酸和六水合氯化镁的混合物并无需再添加水来产生足量的二氧化碳，其 中所述泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比在相对湿度至少为11％的情况下为 159:52:1－10:3:1。所述泡腾剂比固体酸比潮解剂的优选摩尔比是40:13:1－ 20:6.5:1。

因此本发明提供了环境安全、产生二氧化碳的非毒性化学组合物和使用所述 组合物在长时期内经济地产生足量二氧化碳以辅助吸引昆虫（例如臭虫）至昆虫监 控和/或捕捉装置的方法。产生二氧化碳的所述化学组合物所必需的水源自于周围 环境中的湿度，这免去了为启动和维持酸碱反应而测量和添加水的需要。本发明的 另一个益处是副产物为100%生物可降解并可以容易地去除。

可单独或与其它昆虫引诱剂一起使用本发明的组合物来吸引昆虫（例如臭虫） 至监控和/或捕捉装置。可使用的引诱剂包括热、信息素、人体汗液成分等，这些 都是本领域技术人员已知的。也可以使用一种或多种引诱剂的混合物。

一种特别优选的引诱剂是包括不饱和醛组分和有机酸组分的组合物。优选地， 所述不饱和醛组分由选自反式-2-己烯-1-醛（己烯醛）和反式-2-辛烯-1-醛（辛烯 醛）中的一种或多种醛组成。优选地，所述有机酸组分为丁酸。当所述醛组分由 己烯醛和辛烯醛组成时，所述醛的含量比优选为己烯醛比辛烯醛为约1:5-5:1， 更优选地，所述含量比为约3:1-1:3。为了最大程度的吸引臭虫，待释放的己烯 醛和辛烯醛混合物的最佳浓度约为300-500纳克/小时，并且待释放的丁酸的最 佳浓度约为100-300纳克/小时。将己烯醛和辛烯醛与丁酸进行混合形成了不稳 定的组合物，必须将所述醛组分与所述酸组分分离。为了以合适的速率从需要 释放的引诱剂组合物中释放独立组分，可将每种组分掺入以下制剂，该制剂可 以是凝胶形式、固体形式、溶于极性溶剂（例如水）、溶于有机溶剂（例如C₈-C₁₂烷烃，优选C₉-C₁₀烷烃）、包封的或浸渍在其它材料中。在本发明的一方面， 合适的引诱剂包括以约2000-3000ppm的辛烯醛，优选2500-2800ppm的辛烯醛， 更优选2700-2750ppm的辛烯醛的浓度范围溶于癸烷的辛烯醛。可与所述辛烯醛 联用的第二合适引诱剂是丁酸浓度范围约为200-2000ppm，优选240-400ppm的溶 解于癸烷的丁酸。

可将各组分掺入吸收材料，例如但不限于，棉絮、纤维化纤维素木浆、合成 棉絮、聚酯棉絮、毡材、粘合梳理网、极高密度聚乙烯海绵和高弹性（high loft） 纺丝粘结材料。为了调节扩散，可使用半透膜以包封所述吸收材料。可从容器分配 引诱剂组分，该容器包含半透的顶部或含有一个或多个孔的密封的顶部，以允许所 述引诱剂组分扩散至周围环境中。例如，可在使用时刺穿或刺破所述顶部以向周围 环境中扩散。合适的顶部包括，例如，金属箔（例如铝箔）。所述铝箔顶部可以密 封合适的引诱剂容器的开放顶部，所述容器例如聚合物瓶（例如PETG瓶）。

替代的优选实施方式包括引诱剂辛烯醛或己烯醛；使用或不使用丁酸作为共 同的引诱剂。

以下实施例进一步阐述了本发明并包括评价本发明方法的实验方案，当然， 这不应构成对本发明范围的任何限制。

实施例

实施例1

将16.5克（0.196摩尔）碳酸氢钠、13.5克（0.064摩尔）一水合柠檬酸和2.0 克（0.0098摩尔）六水合氯化镁的测试混合物置于塑料离心管（50mL聚 丙烯离心管）中，对所述离心管加盖并振荡内含物直至得到均一混合物（32克测 试混合物，泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比为20:6.5:1）。用4.125克（0.0491 摩尔）碳酸氢钠、3.75克（0.0178摩尔）一水合柠檬酸和0.5克（0.0025摩尔）六 水合氯化镁（泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比为20:7:1）制备8.375克测试混合 物。用8.25克（0.0982摩尔）碳酸氢钠、6.75克（0.0321摩尔）一水合柠檬酸和 1.0克（0.0049摩尔）六水合氯化镁（泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比为20:6.5:1） 制备16.0克测试混合物。将每个离心管置于透明塑料手套箱中的管架上。所述手 套箱的相对湿度保持在11%、50%、75%或100%。每个离心管去盖并通过用改良 的盖子取代所述盖子来测量二氧化碳的流动，所述改良的盖子具有让塑料移液管尖 头安全插入的孔。塑料管的一端附连着伸出的移液管尖头，另一端附连雷斯太克公 司（Resteck Corporation）的电子流动校准器（型号21606）。大约1分钟后，以 mL/分钟记录二氧化碳的流动。对每个管子去盖直至记录下一次流动测量。同样测 试含有3.75克（0.0178摩尔）一水合柠檬酸、4.125克（0.0491摩尔）碳酸氢钠并 不含六水合氯化镁的对照测试混合物。该实验同样地进行三次，平均流动测量结果 总结在以下表1中。认为0.5mL/分钟或更快的流速是吸引臭虫的充足流速。

表1

二氧化碳的生成

从表1可见，用一水合柠檬酸、碳酸氢钠、和六水合氯化镁并不添加水的混 合物在湿度至少为11%时在超过11小时的长时期内产生足够的二氧化碳流。32.0 克测试混合物可提供最久至24小时的充足二氧化碳流。

实施例2

按以下方法制备测试混合物：13.5克（0.064摩尔）一水合柠檬酸、16.5克（0.196 摩尔）碳酸氢钠和以下任一种物质：(1)0.25克（00123摩尔）、(2)0.5（0.0025摩 尔）、(3)1.0（0.0049摩尔）、(4)2.0(0.0098摩尔）、(5)3.0(0.0147摩尔）或(6)4.0 克（0.0197摩尔）的六水合氯化镁，或(7)2.0克（0.0078摩尔）六水合硝酸镁。以 下为每种测试混合物的泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比：

(1)159:52:1

(2)78:26:1

(3)40:13:1

(4)20:6.5:1

(5)13:4:1

(6)10:3:1

(7)25:8:1

每种混合物置于单独的50mL塑料离心管(康宁50mL聚丙烯离心 管）中，对每个离心管加盖并振荡内含物直至得到均一的混合物。将每个离心管置 于透明塑料手套箱中的管架上。所述手套箱的相对湿度保持在50%。每个离心管 去盖并通过用改良的盖子取代所述盖子来测量二氧化碳的流动，所述改良的盖子具 有让塑料移液管尖头安全插入的孔。塑料管的一端附连着伸出的移液管尖头，另一 端附连补足公司（Resteck Corporation）电子流动校准器（型号21606）。大约1 分钟后，以mL/分钟记录二氧化碳的流动。对每个管子去盖直至记录下一次流动测 量。该实验同样地进行三次，平均流动测量结果总结在以下表2中。认为0.5mL/ 分钟或更快的流速是吸引臭虫的充足流速。

表2

二氧化碳的生成

从表2可见，用泡腾剂比固体酸比潮解剂的摩尔比为159:52:1-10:3:1的一水 合柠檬酸、碳酸氢钠、和六水合氯化镁并不添加水的混合物在最久至16小时的长 时期内产生充分的二氧化碳流。所述泡腾剂比固体酸比潮解剂的优选摩尔比 40:13:1－20:6.5:1可提供最久至24小时的二氧化碳充足流速。通过改变试剂的摩 尔比来改变反应动力学以更快或更慢地产生二氧化碳。

实施例3

在湿度和温度控制在50%和70°F下的房间中放置塑料儿童池（诺福克，通 用泡沫塑料公司（General Foam Plastics Corporation）的POLY POOL），所述儿童 池衬有褐色牛皮纸以提供适合臭虫的行走表面，并用掩蔽带固定在合适位置。在纸 杯中放置25只臭虫，该纸杯中含有4英寸×4英寸的法兰绒布作为停泊处。盖住 该纸杯，杯中的细孔提供臭虫所需的空气，持续2小时后将杯子放置在池中并使其 适应。大约3小时后将法兰绒停泊处从纸杯转移至池中，距离边缘处约10英寸处。

剪切两块4英寸×4英寸硬纸板和一块4英寸×4英寸凹槽卡纸板来制备臭虫 监控器和/或捕捉装置。所述凹槽卡纸板夹在硬纸板之间，并钉住该装置的两边以 将该装置固定在一起，产生了基底部分（第一块硬纸板）内部部分（凹槽卡纸板） 和顶端部分（第二块硬纸板）。两个50mL塑料离心管(聚丙烯离 心管）用胶带连接于顶端部分硬纸板，凹槽保持垂直。

采用聚乙烯制造，高14.5mm直径11mm的圆柱形外壳构建安瓿。这些外壳之 一填充有溶液，该溶液含有溶于300微升壬烷的2.535微克辛烯醛。由超高分子量 聚乙烯制造的圆柱形多孔分散组件对置设置在外壳内部，使挥发液体包含在由该分 散组件形成的内部储器中。用铝薄膜热封所述外壳的开口，留出扩散组件底部和扩 散组件顶部之间大约2-2.5的顶部空间。用针刺穿所述铝膜产生直径约为0.23mm 的孔。用上文所述相似的方法制备第二个安瓿，其中含有溶于300微升壬烷的71.85 微克丁酸。含有引诱剂辛烯醛和丁酸的安瓿胶带以水平方法连接于所述装置顶部。

将13.5克一水合柠檬酸、16.5克碳酸氢钠和2.0克六水合氯化镁的混合物置 于单独的容器中，所述容器加盖并振荡其内含物直至得到均一混合物。在两个50ml 的塑料离心管中平分该化学混合物。

用塑料图钉将臭虫监控和/或捕捉装置附着于“L”型木支架的背面。所述木 支架是由10英寸×10英寸的松木材垂直结合于10英寸×2.5英寸的松木材基底木 块制成。10英寸×10英寸垂直“L”形框架的背部表面用100粒度的砂纸磨砂。 结合有引诱剂的“L”形框架置于儿童池中距离法兰绒停泊处大约24英寸处。在 基底块上放置重物以防止“L”型框架翻倒。17-18小时后移出所述装置，对装置 中的臭虫个数（包括落入开放的50mL离心管中的臭虫）计数。实验重复数次。同 样地用上文所述相同的方法进行使用含引诱剂装置对照测试（适应期后从导置的皮 氏培养皿盖中释放臭虫）和使用只含有辛烯醛和丁酸的装置的测试。在所述装置中 的发现的臭虫平均数目总结在以下表3中。

表3

垂直测试装置中捕捉的臭虫