Công thức và đặc trưng của viên polysaccharide cho việc kiểm soát giải phóng các tác nhân điều hòa sinh trưởng thực vật

Journal of Materials Science - Tập 51 - Trang 4609-4617 - 2016
Mei Li1, Mandla A. Tshabalala1, Gisela Buschle-Diller2
1Department of Polymer and Fiber Engineering, Auburn University, Auburn, USA
2USDA Forest Service, Madison, USA

Tóm tắt

Do các đặc tính hóa học, vật lý và chức năng của chúng, polysaccharide được coi là các polymer tự nhiên đa năng nhất. Do đó, các tính chất của chúng đã được khai thác trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu như y sinh, dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm và nông nghiệp. Một đặc tính đặc biệt được quan tâm là khả năng hình thành các hệ thống hoặc vật liệu có các đặc điểm lý - hóa độc đáo, chẳng hạn như hydrogel và vi hạt, nano hạt cho việc giải phóng có kiểm soát các hợp chất hoạt tính. Trong nghiên cứu này, các viên polysaccharide được hình thành từ alginate, bột cellulose, tinh thể nano cellulose, tinh bột và xylan đã được gia cố bằng kaolin và được biến đổi bề mặt bằng polyethyleneimine (PEI), một polyelectrolyte mang điện tích dương. Việc bổ sung kaolin đã cải thiện độ bền cơ học của các viên. Việc biến đổi bề mặt của các viên bằng PEI đã tạo thuận lợi cho việc kiểm soát tốt hơn tốc độ giải phóng của chất điều hòa sinh trưởng thực vật, axit phenylaxetic (PAA). Các đặc tính vật lý của các viên đã được xác định bằng kính hiển vi quang học và kính hiển vi điện tử quét, và độ bền cơ học của chúng được xác định bằng Máy thử kéo Instron 5565. Sự giải phóng tích lũy của PAA được đo bằng phổ UV-Vis.

Từ khóa

#polysaccharide #viên polysaccharide #kiểm soát giải phóng #chất điều hòa sinh trưởng thực vật #axit phenylaxetic

Tài liệu tham khảo

McCrink-Goode M (2014) Pollution: a global threat. Environ Int 68:162–170 Bajpai AK, Giri A (2003) Water sorption behavior of highly swelling (carboxymethylcellulose-g-polyacrylamide) hydrogels and release of potassium nitrate as agrochemical. Carbohydr Polym 53:271–279 Abhilash PC, Singh N (2009) Pesticide use and application: an Indian scenario. J Hazard Mater 165:1–12 van der Werf HMG (1996) Assessing the impact of pesticides on the environment. Agric Ecosyst Environ 60(2–3):81–96 Arias-Estévez M, López-Periago E, Martínez-Carballo E, Simal-Gándara J, Mejuto JC, Garcia-Rio L (2008) The mobility and degradation of pesticides in soils and the pollution of groundwater resources. Agric Ecosyst Environ 123(4):247–260 Bai C, Zhang S, Huang L, Wang H, Wang W, Ye Q (2015) Starch-based hydrogel loading with carbendazim for controlled-release and water absorption. Carbohydr Polym 125:376–383 Roy A, Singh SK, Bajpai J, Bajpai AK (2014) Controlled pesticides release from biodegradable polymers. Cent Eur J Chem 12:453–469 Kumar S, Chauhan N, Gopal M, Kumar R, Dilbaghi N (2015) Development and evaluation of alginate–chitosan nanocapsules for controlled release of acetamiprid. Int J Biol Macromol 81:631–637 Campos EVR, de Oliveira JZ, Fraceto LF, Singh B (2015) Polysaccharides as safer release systems for agrochemicals. Agron Sustain Dev 35:47–66 Kashyap PL, Xiang X, Heiden P (2015) Chitosan nanoparticle based delivery systems for sustainable agriculture. Int J Biol Macromol 77:36–51 Aouada FA, de Moura MR, Orts WJ, Mattoso LHC (2010) Polyacrylamide and methylcellulose hydrogel as delivery vehicle for the controlled release of paraquat pesticide. J Mater Sci 45:4977–4985. doi:10.1007/s10853-009-4180-6 Bortolin A, Aouada FA, de Moura MR, Ribeiro C, Longo E, Mattoso LHC (2012) Application of polysaccharide hydrogels in adsorption and controlled-extended release of fertilizers processes. J Appl Polym Sci 123:2291–2298 Jamnongkan T, Kaewpirom S (2010) Potassium release kinetics and water retention of controlled-release fertilizers based on chitosan hydrogels. J Polym Environ 18:413–421 Ferreira Almeida P, Almeida AJ (2004) Cross-linked alginate-gelatine beads: a new matrix for controlled release of pindolol. J Control Release 97:431–439 Zhong K, Lin ZT, Zheng XL, Jiang GB, Fang YS (2013) Starch derivative-based superabsorbent with integration of water-retaining and controlled release fertilizers. Carbohydr Polym 92:1367–1376 Quinones JP, García YC, Curiel H, Covas CP (2010) Microspheres of chitosan for controlled delivery of brassinosteroids with biological activity as agrochemicals. Carbohydr Polym 80:915–921 Sopena F, Cabrera A, Maqueda C, Morillo E (2005) Controlled release of the herbicide norflurazon into water from ethylcellulose formulations. J Agric Food Chem 53:3540–3547 Isiklan N (2007) Controlled release study of carbaryl insecticide from calcium alginate and nickel alginate hydrogel beads. J Appl Polym Sci 105:718–725 Kenawy NR, Sakran MA (1996) Controlled release formulations of agrochemicals from calcium alginate. Ind Eng Chem Res 35:3726–3729 Kulkarni AR, Soppimath KS, Aminabhavi TM, Dave AM, Mehta MH (2000) Glutaraldehyde crosslinked sodium alginate beads containing liquid pesticide for soil application. J Control Release 63:97–105 Singh B, Sharma DK, Kumar R, Gupta A (2010) Controlled release of thiram from neem-alginate-clay based delivery systems to manage environmental and health hazards. Appl Clay Sci 47:384–391 Pepperman AB, Kuan JCW (1995) Controlled release formulations of alachlor based on calcium alginate. J Control Release 34:17–23 Cho AR, Chun YG, Kim BK, Park DJ (2014) Preparation of alginate-CaCl2 microspheres as resveratrol carriers. J Mater Sci 49:4612–4619. doi:10.1007/s10853-014-8163-x Peretz S, Anghel DF, Vasilescu E, Florea-Spiroiu M, Stoian C, Zgherea G (2015) Synthesis, characterization and adsorption properties of alginate porous beads. Polym Bull 72:3169–3182 Guilherme MR, Aouada FA, Fajardo AR, Martins AF, Paulino AT, Davi MFT, Rubira AF, Muniz EC (2015) Superabsorbent hydrogels based on polysaccharides for application in agriculture as soil conditioner and nutrient carrier: a review. Eur Polym J 72:365–385 Paques JP, van der Linden E, van Rijn CJM, Sagis LMC (2014) Preparation methods of alginate nanoparticles. Adv Colloid Interfac 209:163–171