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蚊子還是打個不停?生活中的捕蚊妙招

科學月刊_96
・2014/09/24 ・3126字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

夏天到來,蚊子也跟著來了。據疾管署統計,目前全臺已累計多起登革熱病例。想消滅蚊蟲,你知道有種「許願盆」可以實現你的願望嗎?繼續看下去,這裡還有更多抗蚊法寶......Credit: James Jordan via Flickr
夏天到來,蚊子也跟著來了。據疾管署統計,目前全臺已累計多起登革熱病例。想消滅蚊蟲,你知道有種「許願盆」可以實現你的願望嗎?繼續看下去,這裡還有更多抗蚊法寶……Credit: James Jordan via Flickr

作者/夏維泰(任職衛生福利部疾病管制署)、林秀品(任職衛生福利部疾病管制署)、簡瑜君(就讀長庚醫學大學生物醫學系)、徐歆亞(就讀師大附中)

蚊子為什麼叮咬人類?哪些人比較容易招惹蚊子?不管白天還是晚上,為何蚊子總是有辦法找到你!蚊子不僅擾人清夢、讓人發癢,還會傳播疾病,例如瘧疾、登革熱等等;因此,坊間流傳著許多捕蚊偏方,但是,真的有效嗎?

目前盛行的捕蚊妙招:糖罐、鹼水盆及許願盆,都是依據蚊子的習性、嗜好,演變出各種誘引或捕捉的方法,但其實已有許多研究顯示,它們雖然有效,但依照使用時機的不同,效果也會大不相同。

這個夏天,如果你還為了身上的「紅豆冰」煩惱不已,不如自己動手做個捕蚊器,還能知道抗蚊的原理。

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糖罐

糖罐是最廣為人知的捕蚊手法,藉著砂糖發酵時所產生的「二氧化碳」,吸引蚊子。

根據科學家的實驗發現,人類呼出二氧化碳的濃度約為4%,比空氣中二氧化碳的濃度高出一百多倍。二氧化碳會活化蚊子觸鬚上突起的化學感受器,經由感受器,蚊子就能找到發出二氧化碳的位置。

在遠距離時,蚊子會依循人類排放的二氧化碳尋找目標位置;等到靠近人體時,則會改由偵測人的體溫或表皮所分泌的化學物質,例如乳酸、尿酸、胺基酸等,來確認吸血的對象。糖罐,就是利用這個原理設計而來的。

蚊蟲研究者曾進行相關的誘引實驗。他在實驗室裡放滿了蚊子,以及兩具相距6呎、充填了二氧化碳的假人。實驗開始,先一次性地釋放全部的二氧化碳,發現並無蚊子靠近假人;接著改以人類呼吸的頻率來釋放二氧化碳,此時反而吸引許多蚊子靠近,並在假人身上找到多處蚊子叮咬的痕跡。由此可知,二氧化碳的確具有誘引蚊子的能力。

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另一位研究人員則比較了不同來源的二氧化碳及人體足部的味道,對蚊子是否有誘引效果。結果發現,對蚊子而言,經由酵母產生的二氧化碳比工業用的二氧化碳更具吸引力,因為前者可以導致揮發性物質的產生;而若能同時具有人體足部的味道,則更能加強誘引。

所以,若將此裝置放於屋外,便可降低蚊子進入屋內的數量及機會。而使用酵母產生二氧化碳的捕蚊罐,不僅能大幅降低防治成本,更能大規模應用於偏遠地區的蚊子採樣研究上。

糖罐補蚊法
補蚊糖罐的製作方法(勘誤:圖中文字描述的小蘇打粉應改為酵母粉,圖四的圖說應改為 20% 的糖水)

鹼水盆

曾有新聞報導,新北市某一社區主委利用廢油、氫氧化鈉和白醋來自製環保捕蚊器材,它的原理就是利用強鹼(氫氧化鈉)催化廢油(酯類)水解,進行皂化反應以製成肥皂;再將肥皂溶於水,藉由其香味吸引蚊子前來。由於蚊子會在水中產卵,肥皂中的化學物質將使得蚊卵無法孵化,因此達到防治蚊蟲的效果。也有實驗曾利用濃度約40%的硫酸鉀、椰子油加水,做成液態肥皂水,再以近似人類汗臭味的白醋作為蚊子誘餌。

民眾也可在院子中放置盆子,加入適量的肥皂絲、洗衣粉及水,製成鹼水盆。由於洗衣粉及肥皂絲都是鹼性物質,所以蚊卵浸泡在此環境下,可抑制其孵化或殺死孑孓,導致蚊蟲無法繁殖下一代,棲群數量自然越來越少,甚至滅絕;戶內也適用,但需小心家中的幼童或寵物誤食。

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另外,也有研究人員比較肥皂與洗衣粉滅蚊效果的差異,利用不同廠牌的清潔劑及抗菌肥皂進行試驗。他們發現,三種濃度皆為0.01%,但不同品牌的清潔劑都無法有效造成蚊子幼蟲的死亡;但反觀其他四種抗菌肥皂,其活性成分——二氯苯氧氯酚(triclosan)的濃度只須達0.0001%,就可導致將近100%的死亡。由此推論,皂類產品所含的二氯苯氧氯酚會造成蚊子幼蟲較高的死亡率。而當肥皂濃度為0.2%或更高時,其滲透壓越高,因而更能消滅蚊子的幼蟲和蛹。

至於鹼水盆為何還需要使用白醋呢?那是因為人類體表的成分經細菌分解後,會產生含有乙酸的物質而吸引蚊子。目前已有研究證實0.1 mg/L 的乙酸溶液最具有吸引力。

從上述的材料看來,只要少許的花費(約30 元)就可以鹼水盆誘引蚊子而達到防治的效果,實在非常划算。

鹼水盆製作方法
鹼水盆製作方法

許願盆

單憑幾枚壹圓硬幣作為材料的許願盆,真的可以防治蚊蟲,有那麼靈驗嗎?其實是因為壹圓硬幣裡含有「銅」這個化學物質。

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在西元2000年,科學家進行「不同銅離子濃度對於白線斑蚊羽化情形的影響」研究時發現,當銅離子在水中的濃度超過500 ppb 時,銅水的濃度越高,抑制蚊蟲羽化的效果就越好。當水中的銅離子濃度在500 ppb 以下時,對於蚊子幼蟲的發育只有輕微的影響(甚至幾乎沒有);但當銅離子的濃度升高至500~1000 ppb 時,則開始使得白線斑蚊的幼蟲發育延遲並造成高死亡率;銅離子濃度高達1000 ppb時,甚至可以完全抑制幼蟲的發育,同時殺死幼蟲。

其實,並非是銅離子直接造成蚊蟲死亡,而是藉由它與水中的有機物質結合沉澱,導致幼蟲因缺乏養分攝取而餓死。銅離子若再加上石灰,則更能抑制蚊子幼蟲的發育。

從以上實驗可知, 在300 ml 的水中放入至少4 個壹圓或伍拾圓的銅製硬幣,就可以有效阻斷孑孓的生長。因此,利用日常生活中隨手可得、含銅比率較高的壹圓硬幣,就可以達到防止病媒蚊孳生的目的。

當然,除了銅、鋁、鎳等成分外,也有人用常見的鉛以及非金屬的碳進行實驗。結果發現,銅片對於埃及斑蚊與白線斑蚊的存亡影響最大,鋁片、鎳片、鉛片對斑蚊的影響較小;其中,孑孓在放置鎳片的環境中,生長最為快速;碳棒在初期雖然可以抑制孑孓的生長,但蚊子最後仍化蛹而羽化成蟲。而在含銅、鋅及鉛的不同溶液中,銅溶液抑制孑孓生長、羽化的能力最佳,其次為鋅溶液,鉛溶液則效果不彰。

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許願盆補蚊法
許願盆防蚊法

捕蚊法寶,如何選擇?

捕蚊的方法甚多,各有利弊。大多數人所熟知的糖罐,是利用砂糖發酵所產生的二氧化碳來吸引蚊子。因為二氧化碳是目前所發現最能吸引蚊子的物質,所以防治效果良好;但缺點是,糖罐中所使用的糖水易招來螞蟻,並且發酵作用結束後會立即失去誘引效果,故需要定期更換及注意防蟻的問題。而鹼水盆和許願盆雖然誘引蚊子的效果較弱,但可製造出蚊卵和孑孓無法生存的環境,因此只要有蚊子在此產卵,便能降低蚊蟲繁衍的數量。

另一方面,也由於糖罐是「主動」誘捕成蚊,所以短時間內就能看出顯著的效果;鹼水盆及許願盆則是「被動」等待蚊子產卵後,殺死孑孓,就短期而言效果不彰,但卻能從根本去除蚊蟲,達到防止病媒孳生、降低民眾感染蟲媒傳染病的機率,因此長期效果較佳。

夏季為蚊蟲出沒頻繁的季節,如果只是被動的等待蚊子來產卵,防治效果較弱,因此適合使用具有主動誘捕效果的「糖罐」。相反地,冬天時蚊蟲活動並不旺盛,便可以「鹼水盆」和「許願盆」來防止卵的孵化,以及孑孓的生長,以持續壓制蚊蟲的棲群數量。

社區防治宣導時,宜以「糖罐」為首選,除了方便製作外,也可大量誘殺蚊蟲。曾有實驗將糖罐置於停車場中,數日內就可捕捉到數千隻蚊子。居家戶內,則可以糖罐和其他方法並用,除了主動誘捕蚊子外,也可預防蚊子繁衍孳生,達到長期防治蚊蟲傳染病的效果。
延伸閱讀

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  1. Xue, R.D. and Qualls, W.A., Larvicidal Activity of Synthetic Disinfectants and Antibacterial Soaps Against Mosquito, Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae), Journal of Medical Entomology, Vol. 50(1): 137-139, 2013.
  2. Li, J. et al., Effects of Water Color and Chemical Compounds on the Oviposition Behavior of Gravid Culex pipiens pallens Females under Laboratory Conditions, Journal of Agricultural and Urban Entomology, Vol. 26(1): 23-30, 2009.
  3. Romi, R. et al., Laboratory and Field Evaluation of Metallic Copper on Aedes albopictus (Diptera : Culicidae) Larval Development, Journal of Medical Entomology, Vol. 37(2): 281-285, 2000.
  4. 郭家安、陳穎涵與沈奕均,<環保滅蚊殺手>,2005年。

本文轉載自科學月刊

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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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!

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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 ・2680字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「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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