Preparo e caracterização de nanocarreadores lipídicos híbridos visando a liberação controlada do herbicida atrazina
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Data
2020-03-26
Autores
Orientador
Grillo, Renato 
Coorientador
Pós-graduação
Ciência dos Materiais - FEIS
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Inúmeros sistemas nanoestruturados vêm sendo desenvolvidos para o transporte e liberação modificada de defensivos agrícolas nos últimos anos. Tais sistemas vêm se mostrando uma potencial ferramenta para reduzir a toxicidade destes ingredientes ativos no ambiente, bem como vêm melhorando a eficiência de pesticidas no campo. Entretanto pouco se conhece sobre o destino, toxicidade e mecanismos de ação destes nanocarreadores no ambiente. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi desenvolver potenciais sistemas de liberação modificada, encapsulando o herbicida atrazina (ATZ) em carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs) sem e contendo nanopartículas inorgânicas (magnéticas (Fe3O4@AO) e plasmônicas (Au@CTAB)), a fim de construir um sistema de liberação marcado que possa ser rastreado, auxiliando assim em futuras análises destes nanocarreadores no ambiente. Para o desenvolvimento das nanoformulações a técnica de emulsificação/evaporação solvente foi aplicada e diversos métodos físico-químicos foram empregados para a sua caracterização. As nanoformulações permaneceram estáveis por mais de 60 dias à temperatura ambiente. Além disso, os CLNs demostraram ter índice de polidispersão (PDI) < 0,2, potencial zeta entre -5,38 ± 0,27 a -23,5 ± 1,25 mV e uma eficiência de encapsulação maior que 90 % para a ATZ. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram ausência de agregados e morfologia esférica ao sistema. Além disso, as técnicas de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e Raio-X (DRX) confirmaram a encapsulação da ATZ na matriz lipídica. Análises de NTA e DLS mostraram que os CLNs apresentaram tamanho médio compreendido entre 215 e 427 nm, variando conforme se associavam as nanopartículas inorgânicas. As análises térmicas de DSC demonstraram pequenas mudanças, com o encapsulamento da ATZ e com as nanopartículas inorgânicas. Os ensaios de cinética de liberação in vitro se comparado aos diferentes sistemas estudados (CLN:ATZ, CLN:ATZ_Au@CTAB e CLN:ATZ_Fe3O4@OA) houve modificação na cinética de liberação da ATZ, porém todos apresentaram liberação modificada através do mecanismo de transporte super caso-II, que consiste em fenômenos de inchamento/relaxamento da matriz lipídica. Avaliou-se também o efeito herbicida dos diferentes CLNs contendo ATZ em planta aquática (Lemna valdiviana), e observou-se que as formulações foram mais efetivas que a ATZ pura. Assim, esses sistemas permitem a redução da dose de herbicida, e abrem novas perspectivas para a compreensão do destino e comportamento destes nanocarreadores no ambiente, uma vez que podem ser rastreados devido a presença de nanopartículas inorgânicas.
Resumo (inglês)
Numerous nanostructured systems have been developed for the transportation and modified release of crop protection products in recent years. Such systems have been shown to be a potential tool to reduce the toxicity of these active ingredients in the environment, as well as improving the efficiency of pesticides in the field. However, little is known about the fate, toxicity and mechanisms of action of these nanocarriers in the environment. In this sense, the objective of the present work was to develop potential modified release systems, encapsulating the herbicide atrazine (ATZ) in nanostructured lipid carriers (CLNs) without and containing inorganic (magnetic (Fe3O4 @ AO) and plasma (Au @ CTAB)) nanoparticles) , in order to build a marked release system that can be tracked, thus assisting in future analyzes of these nanocarriers in the environment. For the development of nanoformulations, the solvent emulsification / evaporation technique was applied and several physical-chemical methods were used for its characterization. The nanoformulations remained stable for more than 60 days at room temperature. In addition, CLNs have been shown to have a polydispersity index (PDI) <0.2, zeta potential between -5.38 ± 0.27 to -23.5 ± 1.25 mV and an encapsulation efficiency greater than 90% for the ATZ. Scanning electron microscopy (SEM) analyzes revealed the absence of aggregates and spherical morphology to the system. In addition, Infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray (DRX) techniques confirmed the encapsulation of ATZ in the lipid matrix. Analyzes of NTA and DLS showed that the CLNs presented an average size between 215 and 427 nm, varying according to the inorganic nanoparticles. The thermal analyzes of DSC showed small changes, with the encapsulation of ATZ and with the inorganic nanoparticles. The in vitro release kinetics assays compared to the different systems studied (CLN: ATZ, CLN: ATZ_Au @ CTAB and CLN: ATZ_Fe3O4 @ OA) there was a change in the release kinetics of ATZ, but all of them showed modified release through the transport mechanism. super case-II, which consists of phenomena of swelling / relaxation of the lipid matrix. The herbicidal effect of the different CLNs containing ATZ in aquatic plants (Lemna valdiviana) was also evaluated, and it was observed that the formulations were more effective than pure ATZ. Thus, these systems allow the reduction of the herbicide dose, and open new perspectives for understanding the fate and behavior of these nanocarriers in the environment, since they can be traced due to the presence of inorganic nanoparticles
Descrição
Idioma
Português