CN1610500A - 物质释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物质释放装置，该装置可用于提供活性物质例如杀虫剂从浸渍有该活性物质的基片中的长期释放。本发明还提供了制造该装置的方法和该装置在向大气释放一种或一种以上活性物质方面的应用。

Description

物质释放装置

技术领域

本发明涉及用于向大气中释放例如杀虫剂物质或香料等活性物质的改良装置。

背景技术

在世界各地的许多家庭中，电热杀虫剂散发装置使人们免受蚊子和其他昆虫的骚扰，而且这些装置使用时不产生气味、烟尘和灰末，因而优于盘式蚊香。该类电气装置(“电器”)包含电能加热部件和含有杀虫剂的一次性替换物。普通市售的所述替换物有两类——瓶装液体替换物(“电热杀虫液”)和由杀虫剂浸渍的纤维素纤维片(“电热杀虫片”)。该类杀虫片商品化已有约三十年，其可提供一整夜的保护。而所述杀虫液则是近年来的新品，其随产品的不同可提供30～180夜的保护。

所述液体替换物相对于标准片的主要好处是可提供长效保护，但这需要一定代价，因为容纳该类液体替换物的加热部件不同于容纳片的加热器，所以，目前的杀虫片使用者为了获得这种好处，必须购买新的装置，而在许多销售这些产品的地区，这样的费用过高而使消费者难以承受。

一般来说，这些装置是一些化学活性物质释放体系。它们的效率取决于对达到理想的保护水平所需要的活性物质释放速率的了解，以及对以该水平释放活性物质的装置的设计。但是，人们对这些装置的释放速率和所需的释放速率似乎知之甚少。

此处提供的结果表明，目前的杀虫片是效率极低并且浪费严重的释放体系。其活性释放速率随时间而发生指数衰减，并具有较短的半衰期。因此，为了实现一整夜的保护，必须使用大量的活性物质。这些物质中的大多数在杀虫片工作的初期被早早释放，但是为了获得延长到所需的12小时时间的活性，这种浪费又是必需的。

根据估计的最小有效释放速率，一种高效的释放体系应在使用目前活性物质用量的1％量的条件下，仍能有效地发挥作用。

基于同样的原因，目前的杀虫片设计方式不能提供长效的杀虫片。其所需的活性物质量随希望达到的寿命而指数上升。7日型杀虫片所需的活性物质量将使这种产品的价格达到超出人们预想的程度。

因此需要高效的释放体系。

发明内容

我们研究了自各种构造的多个基片(包括市售的杀虫片)释放挥发性活性物质的动力学和机理。

我们已经证实，与现有的物质释放装置所表现的指数释放特性相比，用如下所述的外层来密封含活性物质的基片可使该基片具有基本为线性的释放特性：该外层不能透过活性物质，仅通过该外层表面的小孔来提供有限的释放面积，这些小孔的总表面积小于所述基片的表面积。

本发明的装置具有简单的构造，而且无需额外使用半透膜层或复杂的物理结构即可达到理想的释放特性。

因此，本发明提供了一种物质释放装置，该装置包括(i)基片层，该基片层浸渍了一种或一种以上的活性物质；(ii)外层，该外层包封了所述基片层并且所述的一种或一种以上的活性物质基本上无法透过该外层；以及(iii)位于所述外层上的一个或一个以上的小孔，所述小孔使得所述的一种或一种以上的活性物质可从所述基片层释放到大气中；

其中，所述基片层与大气是直接流体连通的；所述小孔仅存在于在使用时暴露在大气中的所述外层的一部分，该小孔的总表面积的大小与所述外层的总表面积成一定的比例，以使得所述的一种或一种以上的活性物质能以基本上线性的速率释放到大气中。

所述小孔优选小于所述外层表面积的2％或1％。

虽然一些实施方案中可能存在多个小孔，但优选该外层上仅具有一个小孔。这些小孔基本上位于该外层的中心将更为有利。

在一个实施方案中，所述基片具有一个或一个以上的洞，这些洞至少部分地对准所述的一个或一个以上的小孔。这些洞可延伸部分地进入所述基片层。作为选择，所述洞可延伸完全贯穿所述基片层。

在一个优选的实施方案中，所述基片层是基本上扁平的，例如纤维片。

所述的一种或一种以上的活性物质可以是例如杀虫剂物质(如拟除虫菊酯)、香料或其他易挥发物。

该固体基片优选包含一种或一种以上的溶剂。更优选的情况下，所述溶剂中至少有一种溶剂的摩尔汽化焓大于9千卡/摩尔。所述的基片层还可包含指示剂层，所述指示剂层含有透光性随该基片中存在的溶剂的量而变化的材料。

所述固体基片还可包含一种或一种以上的表面活性剂、染料、香料、防腐剂和/或抗氧化剂等。

本发明还提供了用于向大气释放一种或一种以上的活性物质的装置，该装置包含如上所述的装置以及可拆卸的密封元件，在使用前，该密封元件用于密封所述小孔。

本发明还提供了制造本发明的装置的方法，该方法包括如下步骤：将含一种或一种以上活性物质的基片层包封/密封在不透所述一种或一种以上活性物质的外层中；以及在该材料中引入一个或一个以上的小孔。

在一个可供选择的实施方案中，本发明提供了一种制造本发明的装置的方法，该方法包括将含一种或一种以上活性物质的固体基片包封/密封在不透所述一种或一种以上活性物质的外层中的步骤，该外层具有一个或一个以上的小孔。

以上的方法还可包括使用可拆卸的密封元件来密封所述一个或一个以上的小孔的步骤。

特别地，本发明的装置可与加热元件一起使用，例如电加热装置。

因次，本发明还提供了向大气中释放一种或一种以上的活性物质的方法，该方法包括：对本发明的装置的基片层进行加热，以便使所述的一种或一种以上的活性物质经所述外层的小孔释放到大气中。

在一个特定的实施方案中，本发明提供了抑制虫咬的方法，该方法包括：对本发明的装置的基片层进行加热，以便使一种或一种以上的杀虫剂物质经所述装置的材料上的小孔释放到大气中。

附图说明

图1.杀虫片的各种构造

图2.加热预定时间后G0片中剩余的活性物质量。其衰减是时间常数为0.547小时^-1的单调指数形式。大圆为平均数，小符号是单片的结果。

图3.加热预定时间后G1、G2和G3片中剩余的活性物质量。时间单位是8小时“夜”。回归方程中x＝8小时。每个数据点为一个单独的平行试验结果。

图4.加热预定时间后G4片中剩余的活性物质量。时间单位是8小时“夜”。回归方程中x＝8小时。每个数据点为一个单独的平行试验结果。需要注意的是，这里的刻度是线性的，而不是对数的。

图5.加热预定时间后G5片(洞在边缘处)中剩余的活性物质量。时间单位是12小时“夜”。

图6.加热预定时间后G6片(两个洞)中剩余的活性物质量。时间单位是12小时“夜”。

图7.非受热片的整个x-y平面上的活性物质浓度的等高线图。其活性物质在最初阶段分布均匀。

图8.非密封片(G0)受热2小时后其整个x-y平面上活性物质浓度的等高线图。明显出现了一个方向上的小梯度，但是角或边缘部分没有显著偏高的损失。

图9.密封片(G4)受热24小时后其整个x-y平面上活性物质浓度的等高线图。其分布在洞下面高度集中。

图10.G4片在7×8小时夜这段时期内剩余的活性物质量和两种溶剂的量。

图11.片的整个使用期内，炔丙菊酯相对于IPM的质量比率。

图12.活性物质的负载量对G4片释放速率的影响。

图13.市售的10mg炔丙菊酯片对尖音库蚊(Culex pipiens)的KD50与加热时间的关系图。

图14.10mg G4构造对埃及伊蚊(Aedes aegypti)的KD50与加热时间的关系图。如由图4的释放曲线所预计的一样，其效能在长达6夜内一直恒定，在第七夜才有所下降。

图15.G4片对致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)的生物效能。该图显示了7×8小时夜这段时期内的KD50。

图16.G4片对致倦库蚊的生物效能。该图显示了7×8小时夜这段时期内的24小时死亡率。

图17、18和19显示了本发明的具体实施方案(对应于G4、G5和G6片)的图示。

具体实施方式

基片层和包封材料

包含一种或一种以上的活性物质的基片可以是任何形状。但是，特别方便的是，所用的基片基本上呈扁平状，例如常规电热杀虫剂散发装置中所用的片形。该基片的大小不限。但是，为方便起见，可采用与现有的电热杀虫剂散发装置相匹配的基片尺寸。

所述基片通常是由可以浸渍活性物质如杀虫剂物质的材料制成的固体基片。适用的材料通常是具有吸收性并且所述活性物质可在材料中自由迁移/流动的材料。适用材料的例子包括纤维材料，例如纤维素纤维、硬纸板、纸板、海绵、纸、纤维板、织物、烧结玻璃、玻璃纤维、金属纤维、石棉、烧结金属和烧结塑料。

所述基片可以是单层的或多层的。这些层可由相同的或不同的材料制成。此外，所述基片可包含由基本上不透所述一种或一种以上的活性物质的材料制成的一层或一层以上的不透层。这些不透层存在于所述基片内，换句话说，该基片的最外层可使所述活性物质和溶剂透过。以下将对所述的不透材料以及包封所述固体基片的材料进行描述。

在一个实施方案中，所述基片还可包含指示剂层，该指示剂层包含透光性随基片中存在的溶剂的量而不同的材料，例如当溶剂耗尽时该指示剂层将变得更不透明。所述材料的例子包括相转变膜如聚1，1-二氟乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、例如聚苯醚砜(即聚(氧-1，4-亚苯基磺酰基-1，4-亚苯基))等聚砜。

所述的基片由外层包封，该外层由基本上不透所述一种或一种以上活性物质的材料制成。优选该材料在不具有孔的情况下能完全防止所述的一种或一种以上的物质透过。适用的材料包括例如金属箔等柔性材料、例如可热封的金属化塑料片等聚合物膜以及例如金属、塑料或玻璃等刚性材料。该材料应当与固体基片中包含的所述一种或一种以上的活性材料和溶剂等相容。由于所述的一种或一种以上的活性物质使用时将在加热元件产生的热的作用下挥发，因此该材料需要具有对所述热的耐受性。

除了所述材料上存在的小孔之外，所述材料应当完全包封所述基片，以使得所述的一种或一种以上的活性物质需要时可以释放到大气中。因此，此处所用的术语“包封”指的是在没有任何孔的情况下，所述基片层完全由所述外层密封。此外，所述外层所处的位置与所述基片层的相对关系是：该外层与所述基片层直接接触并基本上覆盖该基片层的整个表面积。由此，在所述外层与基片之间不存在如半透材料层等其他层。

在本发明的装配好的装置中，所述外层将包含一个或一个以上的小孔，所述小孔与所述基片层是流体连通的。由于在所述基片表面和小孔之间并无其他层或屏障，因此可认为该基片与所述小孔和大气是直接流体连通的。这一点与在先公知的装置完全不同，公知的此类装置中所述基片之间放置了可透过或半透材料层。所述小孔仅位于使用时暴露在大气中的装置表面，也即，最上层与大气接触的部分(例如参见图1所示的小孔)。通常，在存在不只一个小孔的情况下，所有的小孔均位于同一表面，该表面即使用时暴露在大气中的表面。我们的结果表明，如果在其他表面例如周边的侧面上设置小孔，则将导致所述一种或一种以上的活性物质以更高的速率释放，这可能会导致达不到延长使用寿命的最佳释放动力学效果，而本发明的装置能够达到延长使用寿命的最佳释放动力学效果。此外，对于具有对置表面的平板基片，我们已经证实，如果在其两个表面均设置小孔，也将导致达不到最佳释放动力学效果。因此，在该基片为平板的情况下，所述小孔应当只存在于一个表面上，所述表面是使用时暴露在大气中的表面。

因此，在极优选的实施方案中，所述的一个或一个以上的小孔仅存在于所述暴露的表面上。

所述小孔的总表面积的大小应使得该装置使用时所述一种或一种以上的活性物质从所述基片层的释放能达到基本上呈线性。因此，相对于所述基片的总表面积，所述小孔的总表面积较小，通常小于该基片总表面积的10％、5％、2％、1％或0.5％。最优选的情况下，所述总表面积小于该基片的总表面积的1％。由于所述小孔形成于所述外层，因此所述小孔的总表面积也可以以所述外层的总表面积为基准算得，该装置的设计决定了所述外层的总表面积与所述基片的总表面积非常相似。因此，所述小孔的总表面积通常小于所述外层的总表面积的10％、5％、2％、1％或0.5％。最优选所述总表面积小于所述外层的总表面积的1％或0.5％。

表达所述小孔的百分率表面积的另一种方式是将其与使用时暴露于大气中的所述外层的表面积相比。但是，为了简便起见，优选基于所述外层/基片层的总表面积来计算所述百分率。

由于所述基片暴露在大气中的表面积较大将使活性物质可在大面积上直接释放，从而导致指数释放动力学，因此，为了获得本发明的装置的线性的释放特性，所述小孔必须具有相对较小的表面积。相反，将暴露区域局限于总表面积小的小孔则导致所述活性物质的可控释放，因为这种情况下，大多数活性物质在蒸发释放前需要从未暴露区域迁移到所述小孔。

虽然所述材料上可存在许多小孔，但优选少于10个小孔，例如1个或2个小孔。此外，在优选的实施方案中，在仅有一个小孔的情况下，该小孔大致位于所述暴露表面的中心位置(例如参见图1所示)。在另一个实施方案中，可在偏离中心的位置设置两个或两个以上的小孔，例如该位置可以是基本上扁平的固体基片的边缘附近，优选呈对称构型。

除了包封所述基片的外层中的小孔，所述基片最好还具有一个或一个以上的洞。一旦装配好装置时，这些洞通常至少部分地对准、优选基本上对准所述材料上相应的小孔。这些洞可经所述基片作部分地延伸或完全地延伸贯穿所述基片，并且可以是任何适用的几何图形。但是，优选至少有一个洞经基片仅作部分的延伸而非完全地延伸贯穿基片，特别是该洞与位于中心的小孔对准的情况下更是如此。当该基片具有多层而且其中至少有一层不透所述一种或一种以上的活性物质时，所述洞可延伸穿过基片直至有一个洞完全贯穿所述不透层，从而使得各层彼此之间为流体接触。

总之，优选所述小孔的构型能使所述的一种或一种以上的活性物质实现基本恒定的释放(零级动力学)。

在一个实施方案中，该基片包含一个或一个以上的洞，或基片上存在一个或一个以上的非连续点，这些洞或非连续点不与相应的小孔对准，换句话说，它们是不暴露于大气中的。这些洞可用以调节溶剂/活性材料向基片上特定区域的流动，所述特定区域是指与不透外层材料上的相应的小孔对准的区域。例如，对于平板状的杀虫片来说，该片的两端可具有从基片上切除的部分，由此，溶剂/活性物质将环绕所得的裂隙流动。

本发明的装置包含由所述不透材料包封的基片，还可包含密封元件以确保所述的活性物质在使用前不会释放到大气中。此类消费品需要具有较长的保存期，因此通常有必要完全密封产品以防止储存时损失活性物质和易挥发溶剂。该密封元件通常是覆盖所述小孔的粘合性聚合物膜，在首次使用前可由用户自行剥离。

本发明的装置的具体实施方案示于图17、18和19。这些装置是基本上平板状的，并具有由单外层(1)完全包封的单基片层(2)，所述的单外层(1)具有一个或两个小孔(3)。

活性物质和溶剂体系

所述的一种或一种以上的活性物质可选自想要用本发明的装置释放到大气中的任何物质。适用的活性物质包括香料、杀螨剂、驱避剂、空间杀菌剂(spatial bactericide)和抗菌药，例如日扁柏醇、芳樟醇、柠檬醛、蒎烯、薄荷醇和萜烯醇等；杀真菌剂和杀虫剂物质，例如杀虫剂拟除虫菊酯类。拟除虫菊酯类的例子包括炔丙菊酯、烯丙菊酯、S-生物烯丙菊酯、炔呋菊酯、呋甲菊酯(tefuramethrin)(5-炔丙基-2-呋喃甲基2，2，3，3-四甲基环丙烷羧酸酯)、环戊烯丙菊酯、烯炔菊酯、5-炔丙基-2-甲基-3-呋喃甲基2，2，3，3-四甲基环丙烷羧酸酯和芬氟司林。以上的物质可单独使用或结合使用。

所述基片中存在的活性物质的量通常在0.5mg至50mg的范围内。例如，标准尺寸的片可包含5至50mg的活性物质。但是，活性物质在所希望的时间内获得理想的效果所需的实际量将随各物质种类而不同。

为了应用于基片，所述活性物质通常要溶于相容的溶剂，如由肉豆蔻酸异丙酯和脱臭煤油组成的混合物，或者与溶剂载体混合以形成悬浮液或乳液。优选至少一种溶剂组分是低挥发性的，以便超出所用装置的使用寿命后基片中仍存在溶剂。更具体地说，优选至少一种溶剂的摩尔汽化焓大于9千卡/摩尔，更优选大于12千卡/摩尔，最优选大于14.5千卡/摩尔。

在一个实施方案中，至少一种溶剂的挥发性与所述一种或一种以上的活性物质相似。

煤油是高挥发性的，并且易于从所述基片中快速消耗。但是，我们已经证实，肉豆蔻酸异丙酯的蒸发速率要慢得多，而且在本发明的优选实施方案中，肉豆蔻酸异丙酯是以基本上线性的速率蒸发的。我们还证实，在所述肉豆蔻酸异丙酯的蒸发速率略快于所述活性物质时，该活性物质在所述小孔处的浓度将随时间上升。

所述活性物质的释放由此可通过所述溶剂的特性和/或用量来调节。例如，可能包括改变溶剂的粘度、改变溶剂的类型(即使用挥发性不同的溶剂)和/或包含例如聚油酸甘油酯等表面活性剂以便平复表面张力梯度。

因此，此处提供的教导可使技术人员通过下述方法设计具有所需的使用寿命和活性物质释放速率的装置，其方法是：制备用不同用量和类型的溶剂及活性物质浸渍的固体基片，并将该固体基片包封/密封在所述活性物质无法透过的材料中，所述的材料具有至少一个小孔。

本发明的装置的一个特别好处是它们可设计成用于在2～30天的时间内具有成本效益地释放活性物质，所述这段时间目前对于现有的杀虫片型装置是不合适的，因为这将需要过多的活性物质，对于液体散发装置也是如此，因为此类装置在所述这段时间内也不够经济。

装置的制造

本发明的装置通常可通过两种主要方式之一制得。在一个实施方案中，可将所述的固体基片密封在所述材料内，然后将该材料刺穿或在该材料上打孔，从而产生一个或一个以上的小孔。同时，如果需要该固体基片上有洞，则用于产生所述一个或一个以上的小孔的手段也可用于产生基片中的洞。这种方式中，所述的洞将基本上对准小孔。

在另一实施方案中，先在所述材料中制造小孔，或形成材料以使其预先具有小孔，然后将所述固体基片密封在所述材料内。例如，对于杀虫片基片，可使用两种不同的材料层来密封该基片，一层用来密封该基片的上表面，另一层用来密封底层。在一个优选的实施方案中，仅有顶层具有小孔。该基片置于顶层和低层材料之间，将所述的两层例如通过热封方法或粘合剂密封在一起。

通常，将一般溶于一种或一种以上溶剂的活性物质应用于所述固体基片，然后将浸渍的基片用如上所述的方法密封在所述材料内。在密封前，也可将表面活性剂或其他选择性的成分应用于所述基片。

一旦已经将基片密封在所述材料内，则通常可将可拆卸的密封元件如粘性聚合物膜应用于所述小孔以便将基片完全密封。

装置的用途

本发明的装置设计用于在通常大于7天的一段时间内释放活性物质。其用途包括使封闭空间内的空气变得清新以及作为杀虫装置，特别是用于防止虫咬的杀虫装置。本发明的装置可用于电热蒸发装置/扩散装置，在这些装置中，可将本发明的装置插入具有加热元件的外壳内。当将电气装置与电源接通时，所述的加热元件对所述固体基片进行加热，从而使所述活性物质经小孔释放到大气中。所述的加热元件通常提供70～170℃的加热温度。

当本发明的装置上存在可拆卸的密封元件时，可在插入电气装置的外壳之前将所述的密封元件移去。

本发明的装置可用于现有的、设计成使用片等的电扩散装置。

但是，在下述情况下本发明的装置不需要加热元件：所述活性物质/溶剂具有一定的挥发性，以至于不需要加热即可使该活性物质有效释放进入大气，换句话说，该装置在室温下即可工作。

通过以下仅作解释之用而非限制性的实施例，本发明将得到更详细的解释。这些实施例可参考附图。

实施例

原料和方法

用于制备本研究中实验原型的大多数原料来自雷科特本克斯尔(Reckitt Benckiser)的工厂和实验室，也是商品制造中常用的原料。

杀虫片是采用杀虫剂溶液处理压缩纤维素纤维小片而制得的。这些片经测量为35×22×2mm，重约0.85g，商标为“Shieldtox”。使用Transferpette(微量移液器)使每个片施加表1的120±2mg杀虫剂溶液，从而得到含10.0mg炔丙菊酯的杀虫片。要花费几个小时该溶液才能湿润所述片，但最终该溶液得到了均匀的分布。所得的制品与商品“King Mat”相同。

表1.片用杀虫制剂

成分                   百分率                 描述

炔丙菊酯90％           9.26             工业级；购自住友

Exxsol D80             23.94            脱芳香烃化煤油

肉豆蔻酸异丙酯         61.20            高熔点溶剂

叔丁基羟基甲苯         5.00             抗氧化剂

Oilsol Red             0.60             油溶性红染料

采用许多方法将处理过的片密封，形成具有不同几何形状的物质输送屏障。裸露未密封的片称作“几何形状0”，或G0。将所述处理过的片密封在背面有粘性的金属带内或使用可热封的包装箔，从而制得更多的几何形状。

第一几何形状G1是由顶面和底面均应用了金属带并形成夹心状、边缘敞开的片组成的。G2与G1一样，不同之处在于经打孔形成穿过整个装配组件中心、直径为3mm的洞。G3虽然是由完全密封——包括顶面、底面和所有边缘部分——在金属带内的片组成的，但具有一个直接穿过整个组件的3mm的洞。打这些洞时使用的是手动的皮革打孔工具。

G4的制备使用了塑料层压板，这种塑料层压板通常用于包装消费品。这是一种可热封的金属化塑料薄板，其热封方法是在加热卷边机中将两薄板挤压在一起。将片夹在两张层压板之间并将片的边缘部分紧密卷曲进行热封，由此将该片完全密封，从而制得G4。仅通过在顶层的中心(并不像在G2和G3中那样完全穿透)切出直径3mm的洞，从而将底下的片暴露出来。

图1中概括了所述的各种构造。

还对G4构造的两个变型进行了检验。G5构造与G4构造一致，不同之处在于顶层中所述洞的方位。与在所述片的中央设置洞的G4不同的是，G5的切除方式是使该洞的中心距离短边之一为2.5mm，并且离每一长边的距离相等。G6的构造与G4一致，不同之处在于顶层中所述洞的方位和数目。与在所述片的中央设置一个洞的G4不同的是，G6切了两个洞，而且其切除方式是使每洞的中心距离短边之一为2.5mm，并且离每一长边的距离相等。

所述G0、G1、G2和G3片不属于本发明的范围，但是G4、G5和G6代表了本发明的装置的具体实施方案。

未使用和使用过的片中活性物质量的检测方法是：将该片和任何附属包装剁碎，再置于丙酮中超声处理，然后用气相色谱(惠普6890，雷科特本克斯尔测试方法31385)分析活性物质。

在一些实验中，生物效能的测定方法是在测试室内测定针对给定蚊子种类的KD50(击倒对象总体50％所需的时间)。蚊子种类是埃及伊蚊和致倦库蚊。测试室尺寸是70×70×70cm(0.343m³)。测试前，在通风橱中，将这些片置于加热元件内加热1小时，然后引入测试室放置3.0分钟，然后移去。将约20只蚊子送入该测试室，并以适当的间隔时间记录击倒数。每次处理重复5次实验，通过基于这些结果的概率单元分析来确定KD50。

还通过测量对埃及伊蚊的着陆和叮咬的抑制作用，从而测得生物效能。对叮咬和着陆的抑制作用的测量是在29立方米的通风室内进行的，该通风室由一堵墙一分为二，该墙上具有附带小窗的门，测试过程中将该门的上半部分打开。志愿者人坐在有待测装置的墙的一侧，从另一侧放入几百只蚊子。以装置不工作时的叮咬次数作为对照，测定装置工作时的叮咬次数，得出5次平行试验中下降百分数的平均值，以此来衡量叮咬的抑制作用。以装置不工作时在志愿者身体上着陆的次数作为对照，测定装置工作时的着陆次数，得出5次平行试验中下降百分数的平均值，以此来衡量着陆的抑制作用。

实施例1-释放动力学

a.市售的10mg炔丙菊酯片的释放动力学

使加热元件中的商品片运行最高达12小时的不同时间，然后分析其活性物质，从而测得现有商品的活性物质释放速率。每个时间点测定3个平行试验结果，其结果示于图2和表2。

对于现有商业产品，其活性物质是指数衰减的，衰减常数为0.574小时^-1，或半衰期为1.2小时。该行为在以十进位计的至少三个数量级的浓度区间内得到了保持，并表现出简单的一级损耗过程。

表2.10mg G0炔丙菊酯片的活性物质衰减

加热时间        片1        片2        片3        平均/mg

(小时)

0               12.46      10.710     8.705      10.6

2               5.76       2.590      3.909      4.1

4               1.261      1.460      0.565      1.1

6               0.061      0.050      0.402      0.2

8               0.052      0.038      0.230      0.1

10              0.030      0.036      0.043      0.0

12              0.022      0.020      0.000      0.0

b.密封的构造G1、G2和G3的释放动力学

还测定了密封的构造G1、G2和G3的活性物质释放速率。制备了标准10mg炔丙菊酯片的样品，然后将其包于粘性的金属箔中，并在片上冲压打出洞以得到构造物G1、G2和G3。也采用由自动计时器控制的12小时循环程序对这些片进行加热，其中包括8小时加热和4小时的静置，该程序近似于单夜使用。经过必要次数的加热循环后，分析这些片的活性。其结果示于图3和表3。

这些密封的片构造也显示出了活性物质的指数衰减，G1、G2和G3的半衰期分别为6.7小时、6.9小时和11.1小时(忽略来自该加热循环的启动/停止作用的任何贡献)。G1和G2具有相似的性能——冲压出来的洞的开口面积相对于边缘附近的开口面积较小。但是仅有小洞的G3具有显著较慢的释放速率。

表3.密封10mg炔丙菊酯片的活性物质衰减

加热时间/8小时          G1        G2           G3

循环

      0                 10        10           10

      1                 3.8       2.44         7.45

      2                 1.42      0.73         6.67

      3                 1.49      0.83         6.78

      4                 0.16      0.36         1.35

      5                 0.13      0.06         0.59

      6                 0.05      0.18         0.34

      7                 0.07      0.07         0.28

c.G4的释放动力学

测定密封的构造G4在7日内的活性释放速率。该构造与G3相似，但是它的洞仅穿过了顶封闭层而不是穿过整个组件。意外的是，该构造的活性释放是线性的，而不是指数性的。其释放动力学具体如图4和表4所示。

表4.密封的10mg炔丙菊酯片的活性物质衰减

加热时间/8小时循环                      G4

         0                              9.75

         1                              8.63

         2                              8.03

         3                              7.09

         4                              6.89

         5                              2.48

         6                              3.79

         7                              1.75

d.G5的释放动力学

测定密封的构造G5在12个12小时“夜”内的活性物质释放速率。该构造与G4相似，不同之处在于它的洞不位于中心而是偏向该片的边缘。其释放动力学如图5所述。其动力学与G4构造相似，在约7夜内表现为线性，此后的一段时间内仍剩余了少量活性物质，据推测这是因为与其他构造物相比，G5中的活性物质从片中穿越时经历了更长的路程。

e.G6的释放动力学

测定密封构造物G6在7个12小时“夜”内的活性物质释放速率。该构造物与G5相似，不同之处在于它有两个洞，均与该片的短边相邻。其释放动力学如图6所示。其动力学与G4构造物相似，在约7夜内表现为线性。

实施例2-物质输送的讨论

a.片内的初始活性物质分布

存在许多有可能决定片的活性物质释放速率的物质输送机理。其活性物质可从片的本体均匀蒸发，或者先从片的顶部蒸发，或者先从较热的下面蒸发。所述活性物质有可能从角和边缘等部分释放得更快。如果要对所述的活性物质释放速率进行控制的话，就需要了解所述片内外的物质输送机理。这可以从对片加热一段时间后对不同区域的活性物质浓度进行分析而得到。

将未使用的10mg炔丙菊酯片切成15块(以平行于片的边缘的形式，在均匀的间隔位置进行切割，从而形成3×5个约5×5mm  似正方形的块)。分析这些块，从而得到活性物质分布的x，y图(图7)。初始活性物质分布基本上是均匀的。

b.非密封片内的活性物质迁移

在片加热器中将两片10mg的炔丙菊酯片(常规的敞开构型，G0)加热两小时。将其中一片按以上未使用片的分析方法进行分析，其活性物质分布示于图8。将另一片从侧面一分为二，从而将该片的上面和下面分开。分析得到z方向的分布显示。

图8的等高线图显示了近似均匀的活性浓度，同时还有横跨该片的表面的一个小梯度。这可能是底板的不均匀加热引起的人为现象。除此之外，其活性物质损耗速率在该片的整个表面近似均一。

在该片的边缘或角部没有发现任何优先的活性损耗，如果释放是简单地由该片内表面的扩散来控制的话这个结果也是可以预计的。

但是，对所述切开的片的分析发现，该片的上半部分存在96％的剩余活性物质。该片的上半部重0.42g，保持了6.4mg的活性物质，而下半部重0.42g，保持了0.26mg的活性物质。这种情况下，如果该活性物质简单地从下至上进行汽化而不存在活性物质的内部迁移，那么上部分预计可保持4.8mg活性物质，下部分可保持1.9mg。该实验数据表明片内存在明显的活性物质迁移。

据推测，该制剂是通过毛细作用上升而远离加热板，这可能是对导致纤维素纤维去湿的热诱导表面张力梯度的响应。两相之间的表面张力取决于温度以及整个片的温度梯度，油对纤维素的表面张力也是连续变化的。在这些条件下，油可以从表面能量较高的区域去湿，并通过毛细作用向表面能量较低的区域迁移。

c.密封片内的活性物质迁移

在片加热器中将两片密封的10mg炔丙菊酯片(G4构型)加热24小时(标称2个12小时夜)。将其中一片按以上对未使用片的分析方法进行分析，其活性物质分布示于图9。将另一片横向切开，从而将该片的上面和下而分开。分析得到z方向的分布显示。

对所述分离片的分析发现，该片的上部分存在93％的剩余活性物质。该片的上部分重0.60g，保持了6.4mg的活性物质，而下半部重0.48g，保持了0.46mg的活性物质。其分布情况与以上非密封片所见结果相似。

其整个表面的活性物质分布非常不均匀，在片中央的洞下面活性物质浓度最高，而在边缘处活性物质浓度下降近似为0。活性浓度的峰值近似为初始浓度的两倍。

侧面的活性物质损耗可能会使人认为是边缘附近的不完全密封造成了损耗。但是，倘若如此，则中心部分的浓度不应高于初始片的浓度。这里的情况并非如此。

活性物质的总损耗有可能是片内的活性物质向洞扩散的结果。但是，倘若如此，则在所述洞的下面应当存在活性物质耗尽区，而且越靠近边缘浓度应当越高。同样，这里的情况并非如此。

这个实验的最好解释是：洞下面的活性物质浓度上升到高于初始浓度是该片内发生大规模液体迁移的信号，因为液体迁移可起到升高预定点浓度的作用，而扩散只能降低任何点的活性浓度。

因此，据信该密封片里的物质输送是按如下方式推进的：作为对加热的响应，开始时该片内保持的液体发生迁移以远离热源，然后缓慢地向洞下面的区域内迁移，该区域内溶剂和活性物质通过蒸发向大气中释放。

d.溶剂的释放动力学

将活性物质溶于两种溶剂——肉豆蔻酸异丙酯(“IPM”)和脱臭煤油。该溶剂的作用在调节活性物质释放方面是关键性的，因此了解溶剂的同时释放是很重要的。

这两种溶剂与活性物质一起损耗的情况示于图10(含10mg炔丙菊酯的G4构型)。

更易挥发的煤油快速损耗，在约1日后没有起作用。但是肉豆蔻酸异丙酯在与活性物质相同的时间范围内是线性衰减的。所述的IPM和活性物质在近似相同的时间点耗尽。这可能不是偶然的——如果该片内的物质输送是由液流支配的话，那么所述的活性物质应当与IPM一起迁移。

可对该数据进行分析，以便了解是否活性物质和IPM的释放速率与它们在该制剂中所占的份额成比例。图11表示了在该片的使用期内炔丙菊酯与IPM的比率。这张图显示事实上该比率随时间有显著偏移，这表明溶剂以快于活性物质的固有速率蒸发。

预计该片内剩余液体的组成变化影响了释放速率。这是因为释放速率取决于由受热片产生的汽化液体的组成，而该组成又是该片内液体混合物的组成的函数。因此，据信活性释放速率可通过使用具有不同挥发性的溶剂来进行调节，使用低挥发性溶剂将得到较慢的释放速率。

e.洞尺寸对释放动力学的影响

为了测定洞尺寸对释放动力学的影响，制备三组G4片。这些片的物理构造与上述相同，不同之处在于洞的尺寸，其中第一组直径为1mm，第二组直径为通常的3mm，第三组直径为6mm。对于1mm和3mm的洞，其释放动力学基本上是线性的，但是对于6mm的洞则回复到指数动力学。所述1mm与3mm的洞的释放动力学之间几乎没有区别。看来，在一定的限度内，洞的尺寸对于释放速率的影响极小。但是一旦所述洞的尺寸增大超过某一尺寸，则其释放动力学将从线性转变为指数性。

f.活性浓度对释放速率的影响

为了测定活性浓度对释放速率的影响，制备三组G4片。这些片的物理构造与上述相同。其中一组加有5mg的炔丙菊酯，第二组加有10mg的炔丙菊酯，第三组加有30mg的炔丙菊酯。在所有情况下，都用120mg的制剂来供应该活性物质。所述制剂基于表1所示内容，但是对非活性成分的量进行调节以便彼此间比例相同，按照需要供应或多或少的炔丙菊酯。

结果发现每种情况下释放动力学都是线性的。其释放速率与活性物质负载的相对关系描绘于图12。据发现，所述释放速率与存在的活性物质量成比例。因此，以恒定的制剂负载提高制剂中的活性浓度不会改变所述片的作用持续期，而会改变由该片析出的杀虫剂汽化液体的效力。

实施例3-实验结果——生物效能

采用多种不同的实验规程和不同的害虫种群进行以下的生物效能研究，所以必须注意解释部分，因为在所有情况下都不能直接比较生物效能的测定结果。

a.市售的10mg炔丙菊酯片的生物效能

测定常规G0 10mg炔丙菊酯片样品的生物效能。在测试前，将这些片预先加热0.5、2、4、8、10和12小时。以下述规程测定KD50：将一组笼养蚊子(尖音库蚊)放入体积为0.343m³的封闭玻璃室内，在该玻璃室内开动装置。需要注意的是，蚊子分类学已经有所改变，尖音库蚊(C.pipiens)是目前称作致倦库蚊(C. quinquefasciatus)的旧名。

这些片的KD50不随时间而变化(图13)，保持在约4.0分钟的时间。由于已经测得该片的剩余活性物质在12小时下降约10mg(图2)，因此表明该片在活性物质水平极低的条件下仍能保持效力。

还在单一时间点对该片进行了测试(未使用的片)。对埃及伊蚊的KD50为38秒。埃及伊蚊属比库蚊属对杀虫剂要易感得多。虽然以上测试规程不尽相同，但这些数据提供了这两种蚊子间的某些比较概念。

b.原型G4由击倒时间表示的生物效能

采用小室KD50测试规程，测定含10mg炔丙菊酯的密封的片构造物G4对埃及伊蚊的生物效能。使片受热0～7个8小时夜。每一时间点的KD50示于图14，6天内，其KD50一直恒定为1分钟，在第七天效能开始下降。

还以相同的规程，测定了相对致倦库蚊的生物效能。将伊蚊属所用的相同片再用于库蚊测试，因此时间点约延续额外的两小时。库蚊的KD50约为4分钟，该时间长于伊蚊的击倒时间，因为库蚊体型较大所以这一点是可以预计的，但是该时间与G0片所得结果一致，甚至在使用多个小时后其效能还略有改善。

c.原型G4由叮咬抑制表示的生物效能

测定含20mg炔丙菊酯的G4原型在7日(12小时加热循环)内的叮咬抑制和着陆抑制。活性物质是由120mg基于表1的制剂供应的，但是由于含有20mg活性物质，因此其他成分相应地有所降低。还检测了标准片(含10mg活性物质，由120mg的表1制剂供应)的叮咬抑制和着陆抑制。其结果列于表5。

表5.标准片和G4原型的叮咬抑制

处理          加热时间          着陆抑制        叮咬抑制

标准片        0小时               99.6           100％

              3小时               99.6           100％

              6小时               98.0           99.9％

              9小时               97.5           99.9％

              12小时              70.2           91.9％

G4原型        0小时               93.2           98.9％

              1×12小时           93.1           98.9％

              3×12小时           95.5           99.8％

              5×12小时           95.5           100％

              7×12小时           91.4           99％

这两种片提供了近似完全的叮咬抑制，但是标准片在12小时失去了效能，而G4原型在延长的至少7天内表现出连续的效能。

讨论

a.常规片内外的物质输送

未密封的片构造物(即现有商品和相关原型)均显示了指数衰减的活性物质释放速率。图2举例说明了这一事实，也可在供应商的文献中找到相似的例子。该指数衰减是非常精确的，而且持续了至少四个以十进位计的浓度数量级。

这种指数衰减揭示其遵循例如与牛顿冷却定律类似的一级损耗机理。也即，活性释放速率与片内剩余的活性物质量成比例，

$\frac{\mathrm{dM}}{\mathrm{dt}}=-\mathrm{kM}$

从而得到

                        M＝M_oexp(-kt)

其中M为片中的活性物质质量，k是衰减常数。半衰期是

                        t_1/2＝ln(2)/k

一级动力学发生在许多场合下。一种相关的场合是搅拌良好的开口容器中易挥发溶质从该溶质与非挥发性溶剂形成的理想混合物中蒸发。因此合理的概念化结果是，从所述片汽化释放的过程类似于从本体溶剂中蒸发出来的过程，其中该溶剂可以是所述制剂中的溶剂，或者可能是所述片的纤维素纤维。其基本过程是由以下单步骤组成的：

             炔丙菊酯_片→炔丙菊酯蒸气

该过程将一直持续贯穿所述标准片构造物的全部微小和明显变化过程，例如片的活性物质总量上的变化。仍然将产生基本上为指数性的释放，因此这些简单的变化不可能得到具有所需的长期使用寿命的高效释放体系。为了达到这一目的，必须在以上过程中引入额外的步骤。所述的G4构造物引入了在片的x-y平面内的活性物质向洞迁移这一额外的步骤。该活性物质必须首先从片中离洞较远的位置迁移到该片中处于洞下面的位置，然后以汽化的方式从该片中逸出：

         炔丙菊酯_片→炔丙菊酯_洞→炔丙菊酯_蒸气

这就破坏了释放速率的指数时间依赖性。所述更复杂的机理的总体释放动力学在时间上是基本线性的。

b.杀虫作用的持续期

为了尝试在上述的释放过程中插入其他步骤、确定是否可以将所述释放速率线性化或者至少延缓该速率，设计了各种方法来密封所述片的表面。据图2、3和4显示，限制越多对应的是释放越慢，这一点是毫无疑问的。

这些结果中的大多数是指数衰减型的，最好的表征方式是它们的半衰期——表6中报道了这些数据。但是，G4遵循的是活性物质水平的完全线性的下降，因此其半衰期无法定义。对于这种构造物来说，此处引用的“半衰期”是指M_o从10mg降到5mg所需的时间。

表6中显示的还有片的敞口面积——纤维素纤维片暴露于空气的表面积。这包括侧面或内部的洞，但不包括与加热板接触的那一面的面积。

市售杀虫片的半衰期是非常短的。因为此类片的衰减是指数性的，所以即使采用极大剂量也得不到较长的作用持续期。半衰期可解释为将初始剂量增加一倍所获得的额外的使用寿命。因此将市售杀虫片的剂量增大到20mg将只能获得额外的1小时的活性。

相似的是，即使构造物G1和G2的半衰期较长，其衰减过程仍然是指数性的。由于边缘附近的开口面积较大，约占标准片暴露面积的25％，因此这些构造物没有提供多少针对向片外进行物质输送的抵抗力。

最有趣的构造物是G4，该构造物没有呈现出指数性的活性物质衰减，而是表现出线性的活性物质衰减，因而具有恒定的活性释放速率。因此该构造物具有达到极长使用寿命的可能性。例如，如果将该片的剂量增加一倍至20mg，理论上将得到额外的一个星期，而不仅仅是G0的额外一小时。

因此，G4构造物在性质上偏离了现有的市售杀虫片释放体系以及已知原型，因为它破坏了指数性的衰减释放曲线，使得可通过适度增加活性物质负载的方式制得长效制品。

所述线性的活性物质释放过程是几何形状带来的结果。利用这一点可以实现香料和其他易挥发物以及杀虫剂的线性释放。

表6.半衰期

编号            产品          开口         半衰期/小

                              面积         时

G0          市售10mg炔丙菊    1004m        1.2小时

            酯                m²

G1          10mg炔丙菊酯原    228          6.7小时

            型                mm²

G2          10mg炔丙菊酯原    242          6.9小时

            型                mm²

G3          10mg炔丙菊酯原    14           11.1小时

            型                mm²

G4          10mg炔丙菊酯原    7mm²        35小时^a

            型

^a降到5mg所需时间

高效的活性物质释放速率

a.炔丙菊酯和四氟苯菊酯的最小有效释放速率

对于那些我们已获得片的时间依赖性生物效能数据和时间依赖性活性物质分析的实验，我们可础定对杀虫作用的最小有效释放速率。我们目前已完成以下的两组实验——使用市售炔丙菊酯片的实验(图2和10)以及使用G4构造物的实验(图4和11)。

已得到在任何时刻标准片(G0)中剩余的活性物质量为

                m(t)＝M_oexp(-0.574t)

其中t以小时为单位，这种情况下的M_o是10mg的炔丙菊酯。任何时刻的释放速率为

该片显示了延长到至少12小时的恒定(和有效的)生物效能。在12小时这一刻，该释放速率为

对于炔丙菊酯这是最低的经检验有效的释放速率。达到这一释放速率的任何装置应当在上述的击倒规程中提供约4分钟的针对尖音库蚊的KD50。

b.来自G4片构造物的释放速率

也可针对G4构造物计算得到炔丙菊酯的释放速率。如图4所示，该释放速率直到活性物质耗尽一直是常数

深入分析此数据可以看出，G4片的释放速率与已工作6.5小时的标准片的释放速率相同，即G4片的效果大致与已使用一半的标准片相同。但是，所述的释放速率可保持许多天。

总结和结论

这项研究提供了对杀虫片是如何工作的新认识，并指出了它们现有的局限性以及绕过这些局限性的设计方法。简单总结如下：

现有的杀虫片是效率极低并且浪费严重的释放体系。其活性释放速率随时间而发生指数衰减，并具有较短的半衰期。因此，为了实现一整夜的保护，必须使用大量的活性物质。这些物质中的大多数在杀虫片工作的初期被早早释放，但是为了获得延长到所需的12小时时间的活性，这种浪费又是必需的。

根据已知的最小有效释放速率，高效释放体系在使用1％目前用量的条件下，仍能提供有效的产品。

基于同样的原因，目前的杀虫片设计方式不能提供长效的杀虫片。其所需的活性物质量随希望达到的寿命而指数上升。7日型杀虫片所需的活性物质量将使这种产品的价格达到超出人们预想的程度。

因此需要高效的释放体系。这种情况下，“高效”指的是该装置可以以稍高于所述最小有效速率的速率长期散发活性物质。换句话说，必须获得恒定的释放速率，即需要线性的释放动力学。

一种延缓活性物质释放的方法是将所述杀虫片部分地密封在不透的屏障内。因此制备了四种具有不同形状的屏障的杀虫片(G1-G4)。所有这些片显示了延缓的释放速率，但是G1-G3仍然表现出指数性的释放速率。基于上述原因，所述的G1-G3片不是具有较长的使用寿命的高效的构造物。

但是，具有限制性最大的屏障的构造物G4显示了线性的释放速率。该屏障设计改变了基本释放机理，该构造物能在较长的使用期内提供高效的活性物质释放。据证实，在活性物质耗尽前第一原型可以在约8天内以相同的速率释放活性物质。

尽管不希望受到理论约束，但对于在释放动力学上的变化的可能解释是该屏障设计的几何形状而不是它的总面积起到了关键作用。以放射型几何形状驱动物质输送的梯度数学不同于以直线型几何形状驱动质量输送的梯度数学。一个简单的定标几何标度理论引出了释放的线性形式。

测试了G4构造物对两种蚊子——埃及伊蚊和致倦库蚊的效能。每种情况下，都观察到在约7天内的恒定而有效的生物效能。这是最值得注意之处，因为其所用的活性物质量与现有的单夜型杀虫片的活性物质量相同。因此，该装置适用于开发作为商品。

再回到所述的生物效能实验，在我们同时得到成对的动力学和生物效能数据的许多实验中，我们可以估计维持效能所需的最小释放速率。这个速率看似比普通保持的速率低得多。例如，盘式蚊香释放的炔丙菊酯约等于1mg/小时的数量级。S.C.Johnson主张四氟苯菊酯(与炔丙菊酯的活性相似)的有效释放速率为0.2mg/小时。

但是，通过对有效标准片在其使用寿命末期的释放速率的测定，我们发现0.006mg/小时的释放速率仍然是有效的。因此通过减少活性物质使用量，可以利用这种速率差异显著提高经济效益。如果对释放动力学有所了解，那么对最低有效速率的认识也可用于设计长效产品。

该动力学分析也表明G4片近似等同于经过6小时加热的标准片，即处于标准片使用寿命的中点。

由以上可知，对于优化现有的且非常过时的杀虫片设计品，以及对于更经济地使用活性物质并同时持续更长时间的效力而言，存在明显的改进余地。

在不偏离本发明的范围和不违背本发明的要旨的前提下，针对本发明的上述方法和装置的各种变型和变体对本领域的技术人员来说是显而易见的。虽然已经联系具体优选实施方案对本发明进行了描述，但是应当理解的是，本发明所要求保护的范围不应当受到这些具体实施方案的限制。实际上，用于实施本发明的上述方式的、对于本领域的相关人员显而易见的各种变型也应当属于所附权利要求的范围。

Claims (21)

1.一种物质释放装置，该装置包括(i)基片层，该基片层浸渍了一种或一种以上的活性物质；(ii)外层，该外层包封了所述基片层并且所述的一种或一种以上的活性物质基本上无法透过该外层；以及(iii)位于所述外层上的一个或一个以上的小孔，所述小孔使得所述的一种或一种以上的活性物质可从所述基片层释放到大气中；

其中，所述基片层与大气是直接流体连通的；所述小孔仅存在于使用时暴露于大气中的所述外层的部分，所述小孔的总表面积与所述外层的总表面积存在一定的关系，这种关系使得所述的一种或一种以上的活性物质能以基本上线性的速率释放到大气中。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述小孔的面积为小于所述外层总表面积的1％。

3.如权利要求1或2所述的装置，其中所述的基片层还包含一种或一种以上的溶剂。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述溶剂中至少有一种是摩尔汽化焓大于9千卡/摩尔的溶剂。

5.如权利要求1～4任一项所述的装置，其中，对所述的基片层进行加热，从而将所述的一种或一种以上的活性物质释放到大气中。

6.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，所述小孔中至少有一个基本上存在于使用时暴露于大气中的部分的中心。

7.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，在所述外层上仅具有一个小孔。

8.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，所述的基片层包含一个或一个以上的洞，所述的洞至少部分地对准所述的一个或一个以上的小孔。

9.如权利要求8所述的装置，其中，所述的洞延伸部分地进入所述基片层。

10.如权利要求9所述的装置，其中，所述的洞延伸并完全贯穿所述基片层。

11.如前述权利要求任一项所述的装置，该装置基本上是扁平的。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述的基片层是纤维片。

13.如前述权利要求任一项所述的装置，其中，所述的一种或一种以上的活性物质中至少有一种是杀虫剂物质。

14.如权利要求13所述的装置，其中，所述的杀虫剂物质是拟除虫菊酯。

15.如权利要求13或14所述的装置，其中，所述的基片层包含指示剂层，所述指示剂层含有透光性随该基片中存在的溶剂的量而变化的材料。

16.用于向大气释放一种或一种以上的活性物质的装置，该装置包含如权利要求1～15任一项所述的装置以及可拆卸的密封元件，在使用前，该密封元件用于密封所述小孔。

17.制造如权利要求1～16任一项所述的装置的方法，该方法包括如下步骤：将含一种或一种以上活性物质的基片层密封在不透所述一种或一种以上物质的外层中；以及在该外层中引入一个或一个以上的小孔。

18.制造如权利要求1～16任一项所述的装置的方法，该方法包括将含一种或一种以上活性物质的固体基片密封在不透所述一种或一种以上物质的外层中的步骤，该外层具有一个或一个以上的小孔。

19.如权利要求17或18所述的方法，该方法还包括使用可拆卸的密封元件来密封所述一个或一个以上的小孔的步骤。

20.向大气中释放一种或一种以上的活性物质的方法，该方法包括：对如权利要求1～15所述的装置进行加热，以便使所述的一种或一种以上的活性物质经所述外层的小孔释放到大气中。

21.抑制虫咬的方法，该方法包括对如权利要求1～15所述的装置进行加热的步骤，其中，所述装置内的一种或一种以上的活性物质中至少有一种是杀虫剂物质，所述的加热步骤使所述的一种或一种以上的杀虫剂物质经所述外层的小孔释放到大气中。

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