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運用化學或生物屏障,跟蚊子玩躲貓貓:除了防蚊液,我們還有什麼?

波留先生 M. Beaulieu_96
・2021/02/10 ・2884字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

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A 編按:夜深人靜,惱人的嗡嗡聲伴我入眠,我試著用「物理方法」解決問題,但敏捷不夠的我,只是連續搧了自己好幾個巴掌,摸著紅腫的臉頰,我點起了床頭的電蚊香。

 

《用科學拯救怦然崩潰的髒亂,這樣的掃除你洗翻嗎?》專題為你介紹驅趕蚊子的各種方法,【化學或生物屏障】將介紹防蚊液的機制與捕食蚊子的動物,以及讓蚊子找不到你的「氣味隱形斗篷」

「嗡嗡~嗡⋯⋯啪!」上一篇文章裡,我們整理了一些利用物理特性吸引蚊子並集中管(ㄆㄨ)理(ㄕㄚ)的裝置,如捕蚊燈、電蚊拍以及腿毛(?)。然而,驅蚊的方法百百種,除了這類型的物理防禦,我們還有魔法防禦;不是,我是說,其他實用或歪樓的妙招。

捕蚊燈利用物理特性吸引蚊子。圖/Wikipedia

防蚊液為什麼能驅趕蚊蟲?

首先要談到的,就是大家比較熟悉的防蚊液或驅蟲劑 (insect repellent)。人的皮膚會排放二氧化碳與汗水等物質,進而吸引蚊子靠近,而這類化學製劑最主要的作用,就是干擾蚊子的嗅覺,從而阻止牠們獲取人們的身體資訊。如此一來,我們就能在蚊子大軍面前用招搖又機車的表情告訴他們:「你找不到我,ㄌㄩㄝ~」

雖說坊間的防蚊液各有千秋,每個品牌也都有他們獨特的配方,但終歸不出幾項有效成分。以人工合成成分來說,最常見的莫過於敵避(diethyltoluamide, DEET,即避蚊胺)和派卡瑞丁 (Picaridin),這兩個成分同時也是美國疾病管制局 (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) 所建議最有效的蟲成分之一。[1]

根據 CDC 官方資料,雖說含有 DEET 和派卡瑞丁的防蚊產品,普遍不會對一般人、孕婦甚至兒童的健康造成負面影響(尤其是 DEET,市面上能購得的濃度甚至高達 100 %),然而,這些產品仍可能對皮膚造成不適,須謹慎使用。另外,這些物質會經由皮膚吸收並透過尿液排除,因此也不建議直接對皮膚塗抹,而是噴灑在衣服上,或至少隔一層乳液或底霜。畢竟,我們只是要讓蚊子無法分辨氣味,沒必要把自己搞得那麼不美味(X)。

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使用防蚊液或驅蟲劑干擾蚊蟲嗅覺,阻止牠們獲取人們的身體資訊。GIF/Giphy

純天然的選擇:精油

雖說這些成分確實能降低蚊子找到你的機會,然而,畢竟是要塗在皮膚上的東西,這些物質是否有效、可靠又安全,也是大家相當關心的事。

有些人對合成成分敬而遠之,並尋求植物精油的協助,像是檸檬、香茅、天竺葵、尤加利、丁香、苦楝油和薰衣草等,都是常見的驅蚊用油,加上口味選擇多,深受廣大民眾的喜愛。另外,美國國家環境保護局 (Environmental Protection Agency, EPA) 也列出幾種經測試可用在皮膚上的有效成分[2],如檸檬尤加利精油中所萃取出的檸檬桉醇 (p-Menthane-3,8-diol, PMD) 與貓薄荷(咦,養貓兼顧驅蚊?但重點是要種貓薄荷),當然也包含先前所說的 DEET 跟派卡瑞丁。

然而,每個人的身體對這些味道的「接受程度」不一樣,也不能期待每個人都熟諳精油化學,有些成分用多了甚至會損害肝臟,因此,直接使用有經過政府或 EPA 認證的噴防蚊液,還是相對保險的做法。

貓薄荷、檸檬桉醇、派卡瑞丁和DEET都有驅蚊的功效。圖/Wikipedia

那些以蚊子為食的動物

如果你不是很擅長充滿神秘氣息的精油調配,或天生就不是個好園丁,種什麼死什麼,那你也可以評估自身狀況,養會吃蚊子的動物(千萬別指望天竺鼠,吃蚊子不是他們的工作,pui pui 才是)。不過,我真的不建議為了這個理由養一隻寵物,畢竟這是一個很大的責任,大家還是看看笑笑就好。

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可以評估自身能力飼養會吃蚊子個動物,但捕食蚊子並不是天竺鼠的專長。圖/木棉花 MUSE TW

許多動物都會吃蚊子[3],像是紫崖燕 (Progne subis)、家燕 (Hirundo rustica) 等鳥類,或是藍鰓太陽魚 (Lepomis macrochirus)、紅耳龜 (Trachemys scripta elegans)、蝌蚪等魚類或兩棲類動物。如果心臟夠大、環境也允許的話,也許可以考慮養一些蝙蝠、蜘蛛、壁虎、蜻蜓等另類選擇。

石墨烯做的「氣味隱形斗篷」也能發揮防蚊奇效

有些人不僅不善於園藝,也不諳畜養之道,但這些都不打緊。如果你剛好是個愛好手作之人,不妨考慮看看接下來這個點子——氧化石墨烯 (graphene oxide, GO)。

美國布朗大學工程學院 (Brown’s School of Engineering) 研究人員在 2019 年時曾於《美國國家科學院刊》(Proceeding of the National Academy of Sciences, PNAS) 發表一項研究[4],他們讓受試者手臂皮膚部分暴露,並觀察實驗蚊蟲在一般紗布 (cheesecloth) 與塗有 GO 的紗布上,如何對眼前的鮮肉「大快朵頤」。

結果,蚊子大軍似乎對蓋著 GO 紗布的肉肉們敬謝不敏。研究解釋,由於 GO 是相當強大的分子屏障,基本上連氦原子都難以滲透過去,遑論 CO2 與汗水等吸引蚊子的化學訊號;也就是說,GO 的存在彷彿是一件「氣味分子隱形斗篷」,穿上它,蚊子就別想找到你。

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GO對於蚊子來說彷彿是「氣味分子隱形斗篷」。圖/Mosquito bite prevention through graphene barrier layers | PNAS

另外,研究人員也在 GO 外部沾染汗水的氣味吸引蚊蟲叮咬,發現 GO 堅韌到無法被蚊子的口器戳穿,但如果讓 GO 薄膜吸收水分,它就變得比較柔軟,蚊子們就能乘虛而入。目前,研究人員仍在尋找穩定 GO 的方法,希望無論乾濕,它都能對抵禦蚊子口器的襲擊。不過能確定的是,如果不要白目把汗水塗在外面,穿上隱形斗篷蚊子根本也找不到你啊!(吶喊)

驅逐蚊蟲的方法與設備何其多,族繁不及備載,但它們的原理,主要還提高蚊子登陸+吸血的難度。只要用對材料或方法,你也可以告別那些嗡嗡聲響不停的夜晚!

參考資料

  1. Mosquito Joe. “What Eats Mosquitoes? The Predators of Peskiness!” Mosquito Joe, 30 Jan 2020.
  2. Centers for Disease Control and Prevention. “Protect Yourself and Your Family from Mosquito Bites.” Centers for Disease Control and Prevention, 7 Dec 2020.
  3. Environmental Protection Agency. “Skin-Applied Repellent Ingredients.” Environmental Protection Agency.
  4. Castilho, Cintia J., et al. “Mosquito bite prevention through graphene barrier layers.” Proceeding of the National Academy of Sciences, 10 Sep 2019.
  5. Fullscopepestcontrol. “Animals That Eat Mosquitoes.” Fullscopepestcontrol, 2019.
  6. “Insect repellent.” Wikipedia.
  7. Pease, Jill. “UF study offers more evidence that DEET is a safe way to ward off mosquitoes.” UF Health, 26 May 2020.
  8. Picaridin General Fact Sheet.” National Pesticide Information Center.
  9. Siegmund-Roach, Sherilyn. “A Guide To Essential Oil Safety.” Herbal Academy, 6 Apr 2015.
  10. 郭世文,〈關於蚊子的一些事〉,《科學發展》,2011 年 5 月。
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波留先生 M. Beaulieu_96
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曾當過兩三年的職能治療師,在體力正式走下波前轉戰出版業,現為出版社圖文編輯,並斜槓各式聲音工作。

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Intel® Core™ Ultra AI 處理器:下一代晶片的革命性進展
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/21 ・2364字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 Intel 委託,泛科學企劃執行。 

在當今快節奏的數位時代,對於處理器性能的需求已經不再僅僅停留在日常應用上。從遊戲到學術,從設計到內容創作,各行各業都需要更快速、更高效的運算能力,而人工智慧(AI)的蓬勃發展更是推動了這一需求的急劇增長。在這樣的背景下,Intel 推出了一款極具潛力的處理器—— Intel® Core™ Ultra,該處理器不僅滿足了對於高性能的追求,更為使用者提供了運行 AI 模型的全新體驗。

先進製程:效能飛躍提升

現在的晶片已不是單純的 CPU 或是 GPU,而是混合在一起。為了延續摩爾定律,也就是讓相同面積的晶片每過 18 個月,效能就提升一倍的目標,整個半導體產業正朝兩個不同方向努力。

其中之一是追求更先進的技術,發展出更小奈米的製程節點,做出體積更小的電晶體。常見的方法包含:引進極紫外光 ( EUV ) 曝光機,來刻出更小的電晶體。又或是從材料結構下手,發展不同構造的電晶體,例如鰭式場效電晶體 ( FinFET )、環繞式閘極 ( GAAFET ) 電晶體及互補式場效電晶體 ( CFET ),讓電晶體可以更小、更快。這種持續挑戰物理極限的方式稱為深度摩爾定律——More Moore。

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另一種則是將含有數億個電晶體的密集晶片重新排列。就像人口密集的都會區都逐漸轉向「垂直城市」的發展模式。對晶片來說,雖然每個電晶體的大小還是一樣大,但是重新排列以後,不僅單位面積上可以堆疊更多的半導體電路,還能縮短這些區塊間資訊傳遞的時間,提升晶片的效能。這種透過晶片設計提高效能的方法,則稱為超越摩爾定律——More than Moore。

而 Intel® Core™ Ultra 處理器便是具備兩者優點的結晶。

圖/PanSci

Tile 架構:釋放多核心潛能

在超越摩爾定律方面,Intel® Core™ Ultra 處理器以其獨特的 Tile 架構而聞名,將 CPU、GPU、以及 AI 加速器(NPU)等不同單元分開,使得這些單元可以根據需求靈活啟用、停用,從而提高了能源效率。這一設計使得處理器可以更好地應對多任務處理,從日常應用到專業任務,都能夠以更高效的方式運行。

CPU Tile 採用了 Intel 最新的 4 奈米製程和 EUV 曝光技術,將鰭式電晶體 FinFET 中的像是魚鰭般阻擋漏電流的鰭片構造減少至三片,降低延遲與功耗,使效能提升了 20%,讓使用者可以更加流暢地執行各種應用程序,提高工作效率。

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鰭式電晶體 FinFET。圖/Intel

Foveros 3D 封裝技術:高效數據傳輸

2017 年,Intel 開發出了新的封裝技術 EMIB 嵌入式多晶片互聯橋,這種封裝技術在各個 Tile 的裸晶之間,搭建了一座「矽橋 ( Silicon Bridge ) 」,達成晶片的橫向連接。

圖/Intel

而 Foveros 3D 封裝技術是基於 EMIB 更進一步改良的封裝技術,它能將處理器、記憶體、IO 單元上下堆疊,垂直方向利用導線串聯,橫向則使用 EMIB 連接,提供高頻寬低延遲的數據傳輸。這種創新的封裝技術不僅使得處理器的整體尺寸更小,更提高了散熱效能,使得處理器可以長期高效運行。

運行 AI 模型的專用筆電——MSI Stealth 16 AI Studio

除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel® Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門用於在本機端高效運行 AI 模型。這使得使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時節省了連接雲端算力的成本。

MSI 最新推出的筆電 Stealth 16 AI Studio ,搭載了最新的 Intel Core™ Ultra 9 處理器,是一款極具魅力的產品。不僅適合遊戲娛樂,其外觀設計結合了落質感外型與卓越效能,使得使用者在使用時能感受到高品質的工藝。鎂鋁合金質感的沉穩機身設計,僅重 1.99kg,厚度僅有 19.95mm,輕薄便攜,適合需要每天通勤的上班族,與在咖啡廳尋找靈感的創作者。

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除了外觀設計之外, Stealth 16 AI Studio 也擁有出色的散熱性能。搭載了 Cooler Boost 5 強效散熱技術,能夠有效排除廢熱,保持長時間穩定高效能表現。良好的散熱表現不僅能夠確保處理器的效能得到充分發揮,還能幫助使用者在長時間使用下的保持舒適性和穩定性。

Stealth 16 AI Studio 的 Intel Core™ Ultra 處理器,其性能更是一大亮點。除了傳統的 CPU 和 GPU 之外,Intel Core™ Ultra 處理器還整合了多種專用單元,專門針對在本機端高效運行 AI 模型的需求。內建專為加速AI應用而設計的 NPU,更提供強大的效能表現,有助於提升效率並保持長時間的續航力。讓使用者可以在不連接雲端的情況下,依然可以快速準確地運行各種複雜的 AI 算法,保護了數據隱私,同時也節省了連接雲端算力的成本。

軟體方面,Intel 與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化。與 Adobe 等軟體的合作使得使用者在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。獨家微星AI 智慧引擎能針對使用情境並自動調整硬體設定,以實現最佳效能表現。再加上獨家 AI Artist,更進一步提升使用者體驗,直接輕鬆生成豐富圖像,實現了更便捷的內容創作。

此外 Intel 也與眾多軟體開發商合作,針對 Intel 架構做了特別最佳化,讓 Intel® Core™ Ultra處理器將AI加速能力充分發揮。例如,與 Adobe 等軟體使得使用者可以在處理影像、圖像等多媒體內容時,能夠以更高效的方式運行 AI 算法,大幅提高創作效率。為各行專業人士提供了更加多元、便捷的工具,成為工作中的一大助力。

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【貓奴指南】把「貓界大麻」貓薄荷抹在身上,除了方便吸貓/給貓吸還有什麼作用?
PanSci_96
・2024/02/20 ・512字 ・閱讀時間約 1 分鐘

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為什麼貓這麼喜歡貓薄荷呢?

原來是貓薄荷裡的荊芥內脂導致貓咪吸了貓心大悅,不住翻滾、流口水、打呼嚕。

但是,貓薄荷不是對所有貓都有用。不到六個月的小貓似乎不會有反應,而且有的貓喜歡,有的貓不喜歡……咦,這還和遺傳有關係嗎?

想要同時驅蚊,又讓貓貓情不自禁饞你身子嗎?那你一定要試試貓薄荷!

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荊芥內脂不只會讓貓咪快樂似神仙,也會活化蚊子體內的受體蛋白,接觸到的蚊子會產生搔癢和刺痛感。哈哈小蚊子,你也來嘗嘗癢癢痛痛的痛苦!

給你的貓貓來點刺激的快樂草吧!

延伸閱讀

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今夏登革熱來勢洶洶,該怎麼防治?有疫苗嗎?
PanSci_96
・2023/09/21 ・2675字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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「啊!蚊子!」

登革熱好嚴重,但,還會更嚴重。過往紀錄顯示登革熱的疫情高峰,常常到 9 月才大規模爆發?這聽起來有點反直覺,我本來還以為應該是最熱的 7、8 月?但其實啊,就是要等天氣稍微降溫,當大家開始出門,不是躲在冷氣房的時候,反而比較容易傳播登革熱。

而根據近期疾管署的統計顯示,台灣各地的登革熱已經發生 4,338 例本土病例,是從 2015 年登革熱在全台造成 43,419 例之後,登革熱疫情最嚴重的一年,我們真的要注意小心!只要出門,防蚊措施不能免!

不過……話說回來,難道就沒有疫苗可以一勞永逸預防登革熱嗎?

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好幾年沒聽說的登革熱,怎麼突然又「熱」起來?

這個我們就要講到台灣登革熱的發生模式,其實台灣沒有登革熱本土病毒株,所以每當登革熱疫情過去之後,登革熱病毒就會在台灣消失,而下一次的登革熱發生,就必須是境外移入的登革熱患者由國外輸入到國內,而且必須要在登革熱可被傳播的期間,被病媒蚊叮咬並傳播出去,才會造成本土的病例,所以從這點我們可以知道登革熱流行,有兩個有效的控制條件:第一、即時發現境外移入病例,直接隔絕病毒在境外。第二、控制台灣本土病媒蚊數量,以及密度,讓登革熱病毒難以傳播出來。

那過去幾年為什麼都沒有發生登革熱的流行呢?因為 2020 年開始因為 COVID-19 疫情封鎖國境,根據疾管署的資料,2020 年到 2022 年,這三年加起來全國僅有 144 例登革熱境外移入病例,而 2023 年至今已經有 158 例登革熱境外移入案例,而在 2015 年登革熱大流行時,更有 354 例境外移入案例,這也表示台灣登革熱疫情的發生,與境外移入登革熱案例息息相關。

臺灣 2023 年登革熱病例分布。圖/衛福部疾管署

尤其,台灣許多行業仰賴東南亞國家的移工,很多台灣廠商也在東南亞國家設廠,彼此之間的旅遊往來也越來越多,所以東南亞國家的登革熱疫情嚴重與否,與台灣是否會發生登革熱流行,有著高度相關。

把積水倒掉!杜絕登革熱,從減少病媒蚊產卵點開始

每年到了春夏交際時,政府都會宣導要防治病媒蚊,做好居家附近的環境衛生管理,大家耳熟能詳的【巡、倒、清、刷】四字口訣,為的是減少積水,那麼孳生源的減少,真的能夠有效防治登革熱發生嗎?

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這時我們要提到登革熱病媒蚊的生殖營養週期。週期的開始是一隻未吸血的雌蚊,開始尋找適合的吸血對象,在吸飽血後,這隻雌蚊需要等待約 2 到 3 天,讓體內的卵發育成熟,接著雌蚊就會開始尋找有水的地方產卵。而埃及斑蚊或白線斑蚊產卵場,都偏好小型的水域,就像廢棄輪胎內的積水、盆栽下方的接水盆等等,當雌蚊把卵都產下來後,就完成了一個生殖營養週期,接著她會再繼續尋找下一個吸血的對象,不斷循環下去。在實驗室內條件充足的環境下,最快 3 天就可以完成一個週期,而在野外一般環境中,科學家認為 5 到 7 天可以完成一次週期。

雌蚊吸飽血後,等待卵發育成熟,就會開始尋找有水的地方產卵。圖/Giphy

猜猜看一隻雌蚊一次可以產下多少卵?答案是 50-200 顆卵。也就是說,一隻雌蚊經歷一次生殖營養週期,假設生男生女一樣多,也就可以有 25-100 隻新出生的雌蚊。吸血的蚊子等於放大了 25-100 倍的數量,所以一隻蚊子在適合環境下,經歷三代之後最多就可以有 1,000,000 隻雌蚊產生。

我們透過蚊蟲的生活史反推,這僅僅只需要一個月左右的時間。

所以回到一開始的問題,把積水容器清除可以減少蚊蟲數量嗎?如果把你居家附近的積水容器清除的話,其實會讓蚊子找不到產卵的地方,你家附近的蚊蟲的確就會減少,其中一個特殊的現象就是,如果蚊子一直沒有辦法產卵,就會將體內的卵回收成為自身的營養,等待再進入一次生殖營養週期,因此減少雌蚊下一代,自然整體蚊蟲的數量就會減少。

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ADE 效應是什麼?有沒有疫苗可以防治登革熱?

除了防治病媒蚊以外,有沒有可以預防登革熱感染的疫苗呢?

其實,登革熱疫苗的開發非常困難,主要的原因是在人類中流行的登革熱病毒有四種血清型別,而不同型別之間的前後感染,有時候會造成前一型感染產生的抗體,幫助後面另外一型的登革熱病毒感染細胞,使病毒就更容易感染細胞,而這個現象也就是抗體依賴增強效應,簡稱 ADE 效應。

當 ADE 效應產生,也就容易造成較嚴重的病症,而 ADE 效應也是登革熱出血熱產生原因之一,也正是因為有 ADE 效應,登革熱的疫苗開發的難度相當大,因此這隻疫苗需要同時產生對抗四型登革熱的有效抗體,還要避免 ADE 效應的產生。

雖然有 ADE 這個大魔王擋在前面,那麼究竟能不能做出登革熱疫苗呢?

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登革熱疫苗的難度在於要克服 ADE 效應。圖/pixabay

其實,在 2015 年賽諾菲巴斯德藥廠曾經有世界上第一支可施打的四價登革熱疫苗 Dengvaxia,但這隻疫苗僅能夠使用在「感染過登革熱」的人身上,主要的原因,還是因為這支疫苗打在「未感染過登革熱」的人身上,當他們感染登革熱時,會產生 ADE 效應,反而變得更嚴重。

不過近期有了轉機,日本武田製藥的 TAK-003 已經完成三期試驗,在歐盟、英國、巴西、印尼、泰國、阿根廷獲得上市許可,根據 TAK-003 在新英格蘭醫學雜誌 NEJM 和柳葉刀 Lancet 發表的論文,在施打 2 劑後,12 個月可以達到 80.2% 的不感染保護力,18 個月後即便感染,也有 90.4% 的重症保護力,而在施打後 4 年半的持續追蹤,仍然保有 61.2% 的不感染保護力,而且對重度登革熱保護力也有 84.1%,更重要的是,跟 Dengvaxia 相比,不論是否曾經感染過登革熱,都可以施打這個新疫苗,不用擔心 ADE,除了 TAK-003 外,台灣還參與了默沙東藥廠的 V181 和默克藥廠的 TV003 兩支候選疫苗的臨床試驗,可惜的是,台灣還沒有通過 TAK-003 的上市許可。

但自從 1970 年代開始研發的登革熱疫苗,面對一道又一道難關,過了五十多年後,似乎終於有疫苗可以幫助人類對抗登革熱了!

登革熱正在蔓延中,你有什麼好的防蚊秘方嗎?你或認識的人得過登革熱嗎?當時的感受是什麼呢?歡迎與我們分享。最後也想問問,你會想打最新的登革熱疫苗嗎?

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