Зелёный синтез наночастиц оксида меди из манго индийского: решение для защиты растений

Исследователи успешно синтезировали зелёные наночастицы оксида меди (CuO.NPs) с использованием экстракта листьев Mangifera indica (манго индийское). Эти наночастицы продемонстрировали мощную активность против грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также фунгицидный эффект против патогенов хурмы. Эта разработка представляет значительную ценность для сельского хозяйства, предлагая биосовместимый и экологичный метод борьбы с фитопатогенными заболеваниями.

Потребность в инновациях

Ожидается, что глобальный спрос на сельхозкультуры удвоится в период с 2005 по 2050 год. Однако распространение патогенов угрожает устойчивости продовольственных систем. Защита растений сегодня сильно зависит от синтетических агрохимикатов, что ведёт к экологическому ущербу и резистентности патогенов, подчёркивая необходимость в новых экологичных методах.

Синтез и характеристика

В исследовании, опубликованном в журнале Fruit Research 3 июня 2024 года, использовали экстракт листьев M. indica для синтеза CuO.NPs, что подтвердилось изменением цвета раствора с жёлтого на медно-красный. Характеристики наночастиц изучали с помощью FTIR, XRD и TEM.

• FTIR-анализ подтвердил наличие функциональных групп (C-N, O-H), способных ингибировать рост патогенов.
• XRD-анализ показал кристаллическую природу и размер наночастиц (рассчитанный по формуле Шеррера).
• TEM-анализ выявил сферическую морфологию и хорошую дисперсность CuO.NPs без агломерации, с размером частиц в диапазоне 40–80 нм.

Биологическая активность

Антибактериальную активность CuO.NPs оценивали in vitro и in vivo при различных концентрациях (30, 60 и 100 мкг·мл⁻¹).

• Наночастицы показали значительную активность против Escherichia coli (E. coli) и Staphylococcus aureus (S. aureus), причём более высокие дозы давали большие зоны ингибирования.
• In vivo тестирование на плодах хурмы (Diospyros kaki) показало, что CuO.NPs существенно снижают заболеваемость.
• Также наночастицы продемонстрировали сильную антиоксидантную активность, сравнимую с аскорбиновой кислотой.

Значение и перспективы

По словам ведущего исследователя Чэн Сона, эта работа открывает новые возможности для изучения металлических наночастиц в фитопатологии и сельском хозяйстве, а их экологичный метод получения может помочь снизить грибковые инфекции плодов и улучшить социально-экономическое положение фермеров.

В будущем исследования должны быть сосредоточены на оптимизации синтеза, расширении областей применения и масштабировании производства для повышения устойчивости защиты урожая.