Trang chủ Kiến thứcNông nghiệp Các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Nano Việt
54 views

Cần tiếp tục phát triển các loại thuốc trừ sâu mới để chống lại một số loài gây hại. Tác nhân dựa trên nano bạc được đề xuất sẽ giúp quản lý dịch hại hiệu quả. Nó sẽ là một vũ khí không độc hại, an toàn và được cải tiến để chống lại dịch hại, và sẽ có tác động đáng kể đến chi phí kinh tế. Các nghiên cứu được đề xuất của chúng tôi có khả năng thực tế để tạo ra những tiến bộ lớn đối với sự phát triển của thuốc trừ sâu dựa trên hạt nano bạc (AgNP) cho các ứng dụng nông nghiệp có khả năng cung cấp một lượng thuốc trừ sâu cao cho cây trồng mong muốn. Các mục tiêu cụ thể của đề xuất của chúng tôi sẽ tập trung vào việc tìm hiểu độc tính của các hạt nano bạc trong các chất nền sinh học khác nhau.

1. Mục tiêu của nghiên cứu

Công nghệ nano trong nông nghiệp - Trung Tâm Nghiên Cứu Và Phát Triển Mắc  Ca Việt Nam

Để tối ưu hóa các giao thức tổng hợp để tổng hợp các hạt nano bạc và tiện ích của chúng đối với việc sản xuất các cấu trúc hạt nano thông qua kết hợp sinh học với protein, baculovirus và eicosanoids để kiểm soát côn trùng gây hại được nhắm mục tiêu cụ thể.

Tiến hành các nghiên cứu trong ống nghiệm về các hạt nano bạc và cấu trúc nano có nguồn gốc từ cacbohydrat và các phân tử sinh học peptit / protein. Các nghiên cứu sẽ bao gồm phân tích trong ống nghiệm các cấu trúc nano bạc mô phỏng để có được những hiểu biết sâu sắc về các chế độ và tốc độ rửa trôi của các hạt nano bạc từ ma trận phân tử sinh học và cấu trúc nano.

Phân tích bề mặt và cơ chế tương tác của AgNP được nhúng ổn định với cacbohydrat trong cấu trúc nanoparticuclate với các thành phần tế bào.

Để điều tra độc tính của các hạt nano bạc đối với côn trùng liên quan đến các ứng dụng thuốc trừ sâu. Nghiên cứu được đề xuất sẽ được thực hiện trong khoảng thời gian ba năm bắt đầu từ tháng 9 năm 2011 và sẽ được quản lý thông qua Đại học Lincoln và với sự hợp tác của Đại học Missouri-Columbia (UMC) và các đại lý USDA tại Phòng thí nghiệm Kiểm soát Sinh học của Cơ quan Nghiên cứu Côn trùng thuộc Dịch vụ Nghiên cứu Nông nghiệp (ARS) gần khuôn viên UMC. Các kết quả sau được mong đợi từ dự án đề xuất:

Một phương pháp tổng hợp các kích thước khác nhau của các hạt nano được gói gọn trong các chất nền sinh học với các đặc tính độc tính chi tiết. Sự phát triển của một tập hợp các hạt nano để xử lý sâu bệnh có hại hoặc vi khuẩn kháng thuốc trừ sâu có trong thực vật.

Mục tiêu chung của đề xuất là tập trung vào việc phát triển một dạng tấm nano bạc được gói gọn trong một nền tảng phân tử sinh học. Đặc biệt, các mục tiêu của dự án sẽ tập trung vào việc sử dụng các hạt nano bạc và phân tích độc tính của chúng. Dự án đề xuất chủ yếu giải quyết Chương trình Lĩnh vực Nông nghiệp Bền vững Ưu tiên. Tuy nhiên, các Lĩnh vực Ưu tiên của An toàn Thực phẩm, Chất lượng Nước và Biến đổi Khí hậu Toàn cầu cũng sẽ được hưởng lợi từ nghiên cứu đề xuất. Nghiên cứu và Thử nghiệm trong Khoa học Nông nghiệp và Thực phẩm là Lĩnh vực Cần thiết của Chương trình NIFA mà nghiên cứu đã trình bày.

2. Thảo luận

Công nghệ nano trong nông nghiệp - Trung Tâm Nghiên Cứu Và Phát Triển Mắc  Ca Việt Nam

Các hạt nano bạc đã nhận được sự quan tâm đáng kể như một loại thuốc trừ sâu cho các ứng dụng nông nghiệp trong vài năm qua. Điều này khá phù hợp vì số lượng sâu bệnh biểu hiện khả năng kháng thuốc trừ sâu hóa học hiện có ngày càng gia tăng. Công dụng của các hạt nano bạc như một loại thuốc trừ sâu hiệu quả sẽ trở thành hiện thực nếu cộng đồng nano sở hữu các công cụ và tác nhân để hiểu được độc tính của các hạt nano này.

Nghiên cứu được đề xuất trong cơ chế giải thưởng sẽ giải quyết nhu cầu hấp dẫn này. Các mục tiêu cụ thể trong đề xuất của chúng tôi bao gồm việc phát triển các tác nhân mới để hiểu được độc tính liên quan đến việc sử dụng nông nghiệp, sử dụng các nguyên tắc công nghệ nano liên quan trực tiếp đến các kết quả tổng thể được tìm kiếm trong cơ chế giải thưởng hiện tại.

Một trong những thách thức lớn là phát triển mô phỏng chính xác các hạt nano trong ma trận phân tử sinh học mà không phá hủy đặc tính sinh học của ma trận. Điều quan trọng là phải nhận ra rằng AgNPs để sử dụng trong nông nghiệp sẽ gặp phải các phân tử sinh học và hóa chất thực vật có trong thực vật. Các phương pháp tổng hợp hiện có không thể tổng hợp được AgNP với kích thước mong muốn trong bất kỳ chất nền sinh học mong muốn nào. Do đó, sự hiểu biết về độc tính của AgNPs phần lớn vẫn chưa được theo đuổi.

Các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Các tài liệu có sẵn về dữ liệu độc tính chủ yếu bắt nguồn từ AgNPs ổn định hữu cơ hoặc AgNPs không phân tử sinh học được bao bọc. Các AgNP được sử dụng rộng rãi bao gồm chất hoạt động bề mặt hoặc các hạt nano ổn định phối tử hữu cơ. Những hạn chế trong dữ liệu này đã được các nhà khoa học cũng như các cơ quan EPA và FDA nhấn mạnh. Có một nhu cầu về môi trường bắt buộc để phát triển một phương pháp tổng hợp để phát triển AgNP được đóng gói trong các phân tử sinh học dựa trên thực vật.

Hiện tại không có gì rõ ràng hiểu biết về số phận của các loài gây hại không phải mục tiêu khi tương tác với AgNPs. Nếu AgNPs được chứng minh là có hại cho các loài gây hại không phải mục tiêu, thì bề mặt cần được sửa đổi để chúng không độc hại. Có sự đồng thuận chung trong cộng đồng công nghệ nano rằng hiểu được độc tính của AgNPs có trong biomatrix góp phần quyết định vào việc sử dụng AgNPs cho các ứng dụng nông nghiệp. Dựa trên những thách thức trên, cấp thiết phải phát triển các công cụ sau đây để tạo cơ hội cho công nghệ nano phục vụ trong lĩnh vực nông nghiệp: (i) một phương pháp tổng hợp để đóng gói các kích thước khác nhau của AgNPs trong các nền sinh học phù hợp; (ii) phương pháp phân tích độ ổn định của AgNPs; và (iii) độc tính của AgNP tạo thành trong các dòng tế bào. Một giải pháp cho các yếu tố quan trọng trên sẽ là lý tưởng để vượt qua những thách thức hiện tại mà cộng đồng công nghệ nano phải đối mặt.

Các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Để đạt được các mục tiêu của đề xuất này 1-Chúng tôi sẽ tổng hợp một thư viện các AgNP với các kích thước khác nhau (2, 3, 5, 7, 8 và 10 nm) và sử dụng chúng để xây dựng các cấu trúc phân tử nano và vật liệu nano mô phỏng thông qua liên hợp với các phân tử sinh học. Các nghiên cứu sẽ bao gồm việc tạo trực tiếp các AgNP trong các phân tử sinh học và mô tả hoàn chỉnh các đặc tính của cấu trúc nano bằng cách sử dụng các kỹ thuật phân tích, chẳng hạn như AFM, TEM và SEM. 2- Các nghiên cứu in vitro về các phân tử nano bạc bao gồm những nghiên cứu có nguồn gốc từ các phân tử sinh học khác nhau như carbohydrate và chất nền protein Gum Arabic sẽ được kiểm tra bằng cách tương tác trực tiếp của các cấu trúc nanoparticulate với protein huyết thanh, albumin huyết thanh bò (BSA), albumin huyết thanh người (HSA), và mẫu máu động vật có vú.

Hình ảnh TEM và hấp thụ tia UV nhìn thấy được sẽ được ghi lại để xác định mức độ tương tác của AgNPs với chất lỏng và protein sinh học. 3-Chúng tôi sẽ điều tra sự tương tác của AgNPs với các tế bào khỏe mạnh bằng cách phân tích chi tiết sử dụng TEM, SEM và AFM. 4-Mặc dù việc sử dụng AgNP ngày càng gia tăng trong những năm gần đây, nhưng vẫn còn rất ít thông tin về tác động môi trường của chúng. Không biết liệu chúng có độc đối với động vật không xương sống sau khi tiếp xúc cấp tính hay lâu dài hay không. Để giải quyết sự thiếu hụt này, tác động cơ bản của việc ăn phải hạt nano bạc đối với cả côn trùng gây hại và côn trùng không mục tiêu sẽ được kiểm tra qua nhiều thế hệ. Dự án sẽ được đánh giá thông qua ba yếu tố quan trọng: a) giáo dục, b) trí tuệ, và c) nâng cao năng lực tại Đại học Lincoln. Trong quá trình thực hiện dự án, các kết quả kiểm tra sẽ được thu thập, phân tích và phổ biến thông qua các bài thuyết trình tại các hội nghị, các ấn phẩm tạp chí và các bản tin mở rộng.

TIẾN ĐỘ: 2012/09 ĐẾN 2013/08 <br/> Đối tượng mục tiêu: Cộng đồng khoa học Ngành thuốc bảo vệ thực vật Nông dân trồng các sản phẩm nông nghiệp khác nhau Sinh viên Thay đổi / Vấn đề: Không có gì được báo cáo Dự án đã mang lại cơ hội đào tạo và phát triển chuyên môn nào? PI và Co-PI đã cố vấn hai sinh viên sau đại học và 3 sinh viên đại học trong dự án này. Các sinh viên đang được đào tạo chuyên nghiệp về tổng hợp và xác định đặc tính của các hạt nano khác nhau và xác định đặc tính. Học sinh đã được đào tạo về trạng thái vận hành của các nhạc cụ nghệ thuật. PI và Co-PI liên tục tham gia vào việc thiết kế và phát triển các phương pháp tổng hợp mới cũng như các giao thức thử nghiệm, điều này thực sự dẫn đến sự phát triển chuyên nghiệp trong lĩnh vực này.

Nghiên cứu được thực hiện qua nhiều thế hệ côn trùng và trong khoảng thời gian báo cáo này, dữ liệu đã được thu thập và các bản thảo đang được chuẩn bị. Kết quả đã được phổ biến đến các cộng đồng quan tâm như thế nào? Không có gì được báo cáo Bạn dự định làm gì trong kỳ báo cáo tiếp theo để hoàn thành các mục tiêu? Lập kế hoạch về các giao thức tổng hợp để tổng hợp các hạt nano bạc và công dụng của chúng đối với việc sản xuất các cấu trúc phân tử nano thông qua sự kết hợp sinh học với protein, baculovirus và eicosanoids để kiểm soát côn trùng dịch hại được nhắm mục tiêu cụ thể.

TIẾN ĐỘ: 2011/09/01 ĐẾN 2012/08/31 <br/> ĐẦU RA: Mục tiêu chung của dự án là tập trung vào việc phát triển một tác nhân dựa trên hạt nano được đóng gói trong một nền tảng tương thích với môi trường cho các ứng dụng thuốc trừ sâu. Mục tiêu chính là hướng tới việc sử dụng các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu, hoặc như một tác nhân vận chuyển thuốc trừ sâu sinh học và để phân tích độc tính của chúng. Chúng tôi sẽ tổng hợp và sử dụng các cấu trúc phân tử nano đặc trưng của bạc để đánh giá tác động của thuốc trừ sâu và độc tính. Các cuộc điều tra chi tiết trong ống nghiệm trên tế bào thực vật được lên kế hoạch để hiểu các khía cạnh cơ học của các tác động của thuốc trừ sâu.

Ảnh hưởng của các hạt nano đối với động vật ăn thịt đại diện và côn trùng có ích cũng sẽ được so sánh để hiểu được tác dụng trừ sâu và độc tính chi tiết của ba cấu trúc nano bạc. Kiến thức toàn diện về tác động của chất độc  của các cấu trúc nano bạc hướng tới an toàn thực phẩm, nước và môi trường cũng sẽ được nghiên cứu. Bước đầu tiên của chúng tôi là tổng hợp các hạt nano có kích thước tương tự với các lớp phủ bề mặt khác nhau. Bất kỳ sự khác biệt nào về độc tính là do sự thay đổi của lớp phủ bề mặt chứ không phải do kích thước. Chúng tôi tổng hợp các hạt nano bạc được phủ polysaccharide (NP-1 kích thước 5-8 nm) và chuỗi oligosaccharide (NP-2 kích thước 5-8 nm). Đặc điểm chi tiết sử dụng kính hiển vi quang phổ thông thường và kính hiển vi điện tử xác nhận kích thước nằm trong khoảng từ 5-8 nm. Các thông số thể tích thủy động lực và tiềm năng Zeta cũng đã được đo và ghi lại.

Các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Tính ổn định của NPs 1-2 trong các điều kiện canh tác (pH cao hoặc thấp, sự thay đổi hàm lượng muối và trong điều kiện pha loãng cao) đã được nghiên cứu. NPs 1-2 được cho ăn côn trùng gây hại và động vật ăn thịt và ảnh hưởng đến các giai đoạn phát triển được theo dõi Chúng tôi đã theo dõi ảnh hưởng trong số hai hạt nano bạc được tổng hợp trên sâu bệnh và côn trùng có ích (động vật ăn thịt) trước khi làm sáng tỏ các ứng dụng của chúng như thuốc trừ sâu.

Chúng tôi đã chọn hai loài côn trùng đại diện: Sâu hại nông nghiệp, Heliothis virescens (sâu nụ thuốc lá) và một loài ăn thịt chung chung hemipteran không mục tiêu, một loài côn trùng có ích, Podisus maculiventris (bọ lính có gai). Chúng tôi có kiến ​​thức cơ bản về sinh học cơ bản và các thông số lịch sử cuộc sống của những loài côn trùng này, giúp cho các nghiên cứu về phản ứng của những loài côn trùng này với các hạt nano có thể thực hiện được. Sự phát triển và tỷ lệ tử vong của các loài gây hại và động vật ăn thịt được theo dõi trong các giai đoạn sống khác nhau bằng cách cho côn trùng ăn các hạt nano. Trong nghiên cứu này, các loài côn trùng được cho ăn với các nồng độ khác nhau của cả hai hạt nano trong chế độ ăn nhân tạo của chúng. Vào tháng 9 năm 2012, nghiên cứu này đã được trình bày tại hội nghị USDA-NIFA PD tại Alabama. THAM GIA: Tiến sĩ Zahra Afrasiabi (PI) và Tiến sĩ Frieda Eivazi (Co-PI) đang làm việc với Đại học Missouri Columbia về các giai đoạn Differenet của dự án này.

Marang Mathiba (sinh viên đại học) và Kristin Finley (sinh viên sau đại học) đã hỗ trợ PI về tiến độ của dự án. Tiến sĩ Raghuraman Kannan (Đại học Missouri-Columbia) và Tiến sĩ Holly Popham (USDA-ARS-Columbia) là cộng tác viên của dự án này. ĐỐI TƯỢNG MỤC TIÊU: 1-cộng đồng khoa học: Các nghiên cứu độc tính của thuốc trừ sâu dạng hạt nano bạc sẽ được trình bày trong các hội nghị quốc gia và quốc tế có liên quan và được công bố trên các bài báo khoa học. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi sẽ có giá trị và mang lại lợi ích cho cộng đồng khoa học. 2-nông dân: người hưởng lợi cuối cùng của dự án này là những người nông dân sẽ có ý tưởng rõ ràng về hiệu quả của các hạt nano bạc làm thuốc trừ sâu. SỬA ĐỔI DỰ ÁN: Không có gì đáng kể để báo cáo trong kỳ báo cáo này.

Nguồn: National Agricultural Library

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NANO VIỆT

Địa chỉ: Số A12/85 Đường 1A, Ấp 1, Xã Vĩnh Lộc B, Huyện Bình Chánh, TP. HCM

Hotline: 0907 771 622 – 0796 155 955 – 0789 377 177 – 0931 791 133 – 0932 884 877

Email: [email protected]

Fanpage: Nanovnn – Nano bạc nguyên liệu

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622