CZ2020287A3 - Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití - Google Patents
Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2020287A3 CZ2020287A3 CZ2020287A CZ2020287A CZ2020287A3 CZ 2020287 A3 CZ2020287 A3 CZ 2020287A3 CZ 2020287 A CZ2020287 A CZ 2020287A CZ 2020287 A CZ2020287 A CZ 2020287A CZ 2020287 A3 CZ2020287 A3 CZ 2020287A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- graphene oxide
- silver nitrate
- copper acetate
- nanocomposite material
- suspension
- Prior art date
Links
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 title claims abstract description 52
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 46
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L copper(ii) acetate Chemical compound [Cu+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O OPQARKPSCNTWTJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 28
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 241000815873 Xanthomonas euvesicatoria Species 0.000 claims abstract description 21
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 claims description 3
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 claims description 3
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 2
- -1 defoamers Substances 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000003906 humectant Substances 0.000 claims description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 55
- 229910017770 Cu—Ag Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 20
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 15
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 15
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 15
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 10
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 10
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 9
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 8
- AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N copper;dihydrate Chemical compound O.O.[Cu] AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 6
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 5
- 241000758706 Piperaceae Species 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 244000000003 plant pathogen Species 0.000 description 4
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L Copper hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000005750 Copper hydroxide Substances 0.000 description 3
- 239000012901 Milli-Q water Substances 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910001956 copper hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 2
- 108010053835 Catalase Proteins 0.000 description 2
- 102000030523 Catechol oxidase Human genes 0.000 description 2
- 108010031396 Catechol oxidase Proteins 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 2
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 2
- 108010033128 Glucan Endo-1,3-beta-D-Glucosidase Proteins 0.000 description 2
- 101150054548 PR1 gene Proteins 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 102000004243 Tubulin Human genes 0.000 description 2
- 108090000704 Tubulin Proteins 0.000 description 2
- 241000589634 Xanthomonas Species 0.000 description 2
- UELITFHSCLAHKR-UHFFFAOYSA-N acibenzolar-S-methyl Chemical group CSC(=O)C1=CC=CC2=C1SN=N2 UELITFHSCLAHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010000496 acne Diseases 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 208000036815 beta tubulin Diseases 0.000 description 2
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- 239000005964 Acibenzolar-S-methyl Substances 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 244000144730 Amygdalus persica Species 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 102100029516 Basic salivary proline-rich protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 101710130006 Beta-glucanase Proteins 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 1
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 1
- 235000011430 Malus pumila Nutrition 0.000 description 1
- 235000015103 Malus silvestris Nutrition 0.000 description 1
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 1
- 101710096342 Pathogenesis-related protein Proteins 0.000 description 1
- 101710175969 Pathogenesis-related protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 244000018633 Prunus armeniaca Species 0.000 description 1
- 235000009827 Prunus armeniaca Nutrition 0.000 description 1
- 235000006040 Prunus persica var persica Nutrition 0.000 description 1
- 235000014443 Pyrus communis Nutrition 0.000 description 1
- 240000001987 Pyrus communis Species 0.000 description 1
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 1
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003042 antagnostic effect Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000004790 biotic stress Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000004665 defense response Effects 0.000 description 1
- 230000035613 defoliation Effects 0.000 description 1
- 239000012470 diluted sample Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000885 phytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001967 plate count agar Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 239000013643 reference control Substances 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/02—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing liquids as carriers, diluents or solvents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/08—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
- A01N25/10—Macromolecular compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
- A01N25/34—Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
- A01N59/20—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
- C08K3/042—Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N2300/00—Combinations or mixtures of active ingredients covered by classes A01N27/00 - A01N65/48 with other active or formulation relevant ingredients, e.g. specific carrier materials or surfactants, covered by classes A01N25/00 - A01N65/48
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
Předkládané řešení se týká způsobu přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, který obsahuje následující kroky: i) připraví se grafen oxid reakcí grafitu s kyselinou sírovou a manganistanem draselným; reakční produkt se následně smísí s vodným roztokem peroxidu vodíku a promyje se za vzniku suspenze grafen oxidu ve vodě; ii) připraví se suspenze grafen oxidu ve vodném roztoku dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, přičemž molární poměr dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého je 1:1, a přičemž hmotnostní poměr grafen oxidu ku dusičnanu stříbrnému ku octanu měďnatému je 1 : 8,5 : 9,1; iii) suspenze z kroku ii) se zredukuje redukčním činidlem za vzniku nanokompozitního materiálu, obsahujícího redukovaný grafen oxid, v jehož struktuře jsou inkorporované nanočástice stříbra a mědi. Předkládané řešení se dále týká nanokompozitního materiálu připravitelného tímto způsobem, přípravku na ochranu rostlin proti Xanthomonaseuvesicatoria a jejich použití.
Description
Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy redukovaného grafenoxidu v nanokompozitu s dusičnanem stříbrným a octanem měďnatým. Tento kompozit může být využit pro snížení exprese genů specifických pro různé patogeny rostlin, čímž je dosaženo inhibice replikace patogenů.
Dosavadní stav techniky
Xanthomonas euvesicatoria patří mezi nej významnější patogeny rajčat a paprik. Je to gramnegativní, nesporulující aerobní bakterie ve tvaru krátkých tyčinek o rozměru 0,4-0,6* 1,0-1,8 pm. Škody způsobuje v mírném až tropickém klimatu v celosvětovém měřítku. Zásadní škody se objevují při napadení mladých rostlin, které mohou vést ke kompletní ztrátě výnosu. Na všech částech rostliny se objevují menší skvrnky, zprvu vodnaté a se žlutým okrajem, mají hranatý tvar, postupně se rozrůstající a vedoucí ke stáčení a odumírání listů a tím k defoliaci rostliny. Květy opadávají, na plodech jsou vodnaté puchýřky, které obklopuje světleji zbarvené halo. Následně skvrny hnědnou a propadávají se.
Primární infekce pochází často z osiva. Šíření v půdě je omezené, protože Xanthomonas euvesicatoria dlouhodobě v půdě nevydrží, pokud nepřežívá v rostlinných zbytcích. Do rostliny vniká průduchy nebo poraněním. Optimální teploty pro šíření jsou okolo 24 až 28 °C.
Vzhledem k faktu, že produkce rajčat a paprik je celosvětově velmi významná, je v zájmu pěstitelů nalézt účinnou ochranu vůči tomuto patogenů.
Dosud byla proti Xanthomonas euvesicatoria používána ochrana, založená na použití měďnatých přípravků vytvářejících souvislý povlak mědi, která brání vstupní infekci. Doporučuje se již preventivní ošetření před výskytem patogenů. Dále byly v rámci výzkumu zjištěny aktivátory rezistence rostlin vůči Xanthomonas euvesicatoria, například acibenzolar-S-methyl (přípravek Actigard), nicméně v podmínkách ČR není registrován. Probíhá i výzkum šlechtění na rezistenci.
V rámci ochrany vůči bakteriálním chorobám je na trhu registrován přípravek Kocide 2000 (Spiess-Urania Chemicals, GmbH, SRN) s účinnou látkou hydroxidem měďnatým (53,8 % = 35 % kovové mědi). Jde o postřikový, kontaktně působící fungicid abaktericid ve formě ve vodě dispergovatelných mikrogranulí k ochraně brambor, chmele, révy, rajčat, okurek atykvovité zeleniny, broskvoní, jabloní, hrušní, meruněk, cukrovky a okrasných dřevin proti houbovým a bakteriálním chorobám. Na rostlině vytváří viditelný, jemný, modrozelený, rovnoměrně rozprostřený pokryv, který je odolný smývání deštěm.
K ochraně rajčat je povoleno maximálně 5 aplikací za sezónu v množství 3,5 kg přípravku, přitom celková dávka Cu na 1 ha rok nesmí překročit (společně s jinými přípravky) 4 kg. U jiných plodin jsou obecně povolené dávky nižší. Ochranná lhůta je 7 dnů.
Mimoto jsou v registru jako baktericidy uvedeny Badge WG, Coprantol Duo (Isagro S.p.A.), Cobran, Cuprozin progress, Defender Dry, Funguran progress (Spiess-Urania GmbH). Všechny přípravky mají stejnou účinnou látku jako Kocide 2000 a především u všech končí doba platnosti registrace nebo spotřebování zásob nejpozději 1. 5. 2021. U přípravku Kocide 2000 končí registrace 1.1. 2020.
- 1 CZ 2020 - 287 A3
S účinnou látkou hydroxid mědi jsou registrovány dále přípravky vedené s biologickou účinností pouze jako fungicidy:
• Airone SC, Coprantol Duo, Grifon SC (Isagro S.p.A., platnost do 1. 1. 2020), • Bukanýr (Lovela Terezín s.r.o., platnost do 31. 1. 2020), • Champion 50 WG (Nufarm AG, AgroBio Opava s.r.o., Agro CS a.s., Lovela Terezín s.r.o, platnost do 1. 1. 2023), • Cuprozin progress (UKZUZ, Spiess-Urania Chemicals GmbH, platnost 1.1. 2020) • Kadeřavost STOP (Agro CS a.s., platnost 1.1. 2023)
Cílem předkládaného vynálezu je tedy poskytnout přípravek pro ochranu rostlin, zejména rajčat, ale i paprik a dalších rostlin, proti Xanthomonas euvesicatoria a dalším patogenům.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy redukovaného grafenoxidu v nanokompozitu s dusičnanem stříbrným a octanem měďnatým. Tento kompozit může být využit pro snížení exprese genů specifických pro různé patogeny rostlin. Nanokompozitní materiál je připraven reakcí octanu měďnatého a dusičnanu stříbrného s roztokem grafenoxidu a jejich následnou redukcí tetrahydridoboritanem sodným za tvorby nanočástic.
Aplikací nanokompozitu rGO-Cu-Ag na rostliny není ovlivněna exprese žádného testovaného genu, rostliny nevykazují stres, ale u vybraných proteinů aplikace tohoto nanokompozitu vede k redukci exprese genů u rostlin ošetřených nanočásticemi a poté infikovaných bakteriemi. Nanokompozit rostliny nestresuje, naopak redukuje expresi genů specifických pro různé patogeny rostlin.
Předmětem předkládaného vynálezu je způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, který obsahuje následující kroky:
i) připraví se grafen oxid reakcí grafitu s kyselinou sírovou a manganistanem draselným; reakční produkt se následně smísí s vodným roztokem peroxidu vodíku a promyje se za vzniku suspenze grafen oxidu ve vodě;
ii) připraví se suspenze grafen oxidu z kroku i) ve vodném roztoku dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, přičemž molámí poměr dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého je 1:1, a přičemž hmotnostní poměr grafen oxidu ku dusičnanu stříbrnému ku octanu měďnatému je 1 : 8,5 : 9,1;
iii) suspenze z kroku ii) se zredukuje redukčním činidlem za vzniku nanokompozitního materiálu (rGO-Cu-Ag), obsahujícího redukovaný grafen oxid, v jehož struktuře jsou inkorporované nanočástice stříbra a mědi.
Nanočásticemi se rozumí částice o velikosti v rozmezí od 1 do 100 nm.
S výhodou se grafen oxid v kroku i) připraví tak, že se grafitové vločky (s výhodou 5 g) přidají ke koncentrované H2SO4 (s výhodou 670 ml, 96 %) a následně se přidá KMnO4 (s výhodou 30 g). Takto připravená reakční směs se intenzivně míchá po dobu alespoň 10 dnů. Oxidace grafitu se ukončí přidáním vodného roztoku H2O2 (s výhodou 250 ml, 30% hmotn.) za intenzivního míchání
-2 CZ 2020 - 287 A3 a chlazení. Vytvořený oxid grafitu se promyje 1 M HCI a následně vodou do konstantní hodnoty pH(3-4).
S výhodou se suspenze grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého v kroku ii) připraví smícháním vodných roztoků dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého na výslednou koncentraci 5 mM AgNOs a 5 mM Cu(OAc)2 a následné přidání tohoto roztoku po kapkách za intenzivního míchání k vodné suspenzi grafen oxidu z kroku i) o koncentraci 5 g/1.
Ve výhodném provedení je redukčním činidlem tetrahydridoboritan sodný. S výhodou se redukční činidlo v kroku iii) použije v množství alespoň osminásobku hmotnosti grafen oxidu v suspenzi.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále nanokompozitní materiál na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, připravitelný postupem podle předkládaného vynálezu. Tento materiál obsahuje redukovaný grafen oxid (rGO), v jehož struktuře jsou inkorporované nanočástice mědi a stříbra.
Předmětem předkládaného vynálezu je dále přípravek pro ochranu rostlin, zejména rajčat, ale i paprik a dalších rostlin, proti Xanthomonas euvesicatoria. Přípravek obsahuje vodnou suspenzi nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého (rGO-Cu-Ag), připravitelnou postupem podle předkládaného vynálezu. S výhodou je koncentrace rGO-Cu-Ag v přípravku alespoň 0,01 pg/ml, výhodněji alespoň 0,05 pg/ml, ještě výhodněji alespoň 0,1 pg/ml, nejvýhodněji 5 pg/ml. Horní hranice koncentrace rGO-Cu-Ag v přípravku není omezená, přípravek může být ve formě koncentrátu, sloužícím k pozdějšímu naředění uživatelem. Přípravek může dále obsahovat pomocné látky. Pomocnou látkou se rozumí rozpouštědla (zejména voda), povrchově aktivní látky (surfaktanty - neiontové, kationtové nebo aniontové surfaktanty), emulgátory, dispergační látky, zvlhčovadla, smáčedla, stabilizátory (např. rostlinné oleje nebo epoxidované rostlinné oleje), odpěňovače (např. silikonový olej), konzervační přípravky, viskozitní činidla, pojivá, lepidla, a popřípadě hnojivá.
Přípravek podle předkládaného vynálezu se může aplikovat na celé rostliny, na listy, rostlinné orgány nebo rostlinné buňky v tkáňových kulturách.
Předmětem předkládaného vynálezu je rovněž použití nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého v zemědělství. S výhodou lze tento materiál použít pro ošetření rostlin proti Xanthomonas euvesicatoria, zejména pro ochranu rajčat a paprik. Ošetření lze provést postřikem suspenze nanokompozitu na listy a stonky rostlin již v jejich raném stádiu vývoje.
Vhodné je ošetřit porost preventivně, a to zejména na lokalitách, kde již byla bakterie zaznamenána. První ošetření by mělo proběhnout již ve fázi 4 pravých listů, v koncentraci 500 pg/l (50 1/m2 nebo 500 1/ha). Další ošetření by potom mělo být provedeno s ohledem na výskyt patogenu.
Objasnění výkresů
Obr. 1: Schematické znázornění postupu syntézy rGO-Cu-Ag nanokompozitu z GO a SEM obrázky výchozího materiálu GO (A), připraveného nanokompozitu rGO-Cu-Ag (B) a EDS analýzy rGO-Cu-Ag zobrazující elementární složení (C).
Obr. 2: Aparatura syntézy kompozitu rGO-Cu-Ag.
Obr. 3: In vitro testy důkazu synergního účinku rGO-Cu-Ag dle Příkladu 4.
-3CZ 2020 - 287 A3
Obr. 4: Srovnání účinnosti kompozitu rGO-Cu-Ag s přípravkem Kocide 2000 (účinná látka hydroxid měďnatý 53,8 % = 35 % hmt. kovové mědi) na skvrnitost rajčat. Četnost symptomů černé tečkovitosti na rajčatech 7. a 14. den po inokulaci, sloupce se statisticky významným rozdílem (hodnoty p < 0.05, Duncanův test) jsou mezi sebou rozlišeny písmeny.
Obr. 5: Neošetřená a neinokulovaná kontrola (31 dní po výsevu)
Obr. 6: Negativní kontrola - rostliny ošetřené nanokompozitem (31 dní po výsevu)
Obr. 7: Rostliny ošetřené nanokompozitem a následně inokulovány bakterií Xanthomonas euvesicatoria (31 dní po výsevu)
Obr. 8: Pozitivní kontrola - rostliny inokulovány bakterií Xanthomonas euvesicatoria (31 dní po výsevu)
Obr. 9: Výsledky relativní exprese vybraných genů v Příkladu 7: btub = referenční kontrola referenčního genu pro betatubulin, PR1 = pathogenesis-related protein kódující gen pro glukan endo-l,3-beta-D-glucosidásu, pop = sekvence kódující prekurzor pro polyfenol oxidázu, cat = sekvence kódující gen pro katalázu, prq = sekvence kódující gen pro tvorbu zásadité formy b-1,3glukanázy III. třídy, tomq = sekvence kódující gen pro kyselou formu b-l,3-glukanázu III. třídy.
Příklady uskutečnění vynálezu
Vynález je dále blíže popsán pomocí příkladů provedení, které však žádným způsobem neomezují jiná možná provedení v rozsahu patentových nároků.
Příklad 1: Příprava grafenoxidu (GO) g grafitových vloček (Sigma-Aldrich a 100 mesh, >75% min) bylo přidáno ke koncentrované H2SO4 (670 ml) a následně byl přidáno 30 g KMnO4. Takto připravená reakční směs byla intenzivně míchána. Po 10 dnech byla oxidace grafitu ukončena přidáním roztoku H2O2 (250 ml, 30% hmota. V H2O, Penta, Chrudim, Česká republika). Roztok H2O2 byl přikapáván pomalu a celá směs byla intenzivně chlazena a míchána. Vytvořený oxid grafitu byl promyt 6 1 1 M HCI a následně vodou Milli-Q (celkový použitý objem 10 1), dokud nebylo dosaženo konstantní hodnoty pH(3-4).
Příklad 2: Příprava kompozitu rGO-Cu-Ag
Vodné roztoky dusičnanu stříbrného (25 ml, 10 mM) a octanu měďnatého (25 ml, 10 mM) byly po kapkách přidány k vodnému roztoku GO (1 ml, 5 g/1) za intenzivního míchání. Poté bylo do reakční směsi pomalu přidáno redukční činidlo Na[BH4] (40 mg) a výsledná směs byla intenzivně míchána po dobu 24 hodin při laboratorní teplotě. Připravený nanokompozit byl třikrát promyt vodou MilliQ. Konečný objem byl upraven na 10 ml. Koncentrace kompozitu byla stanovena na 5 g/1. Připravený kompozit byl charakterizovaný pomocí SEM (rastrovací elektronové mikroskopie) a EDS (energy dispersive X-ray spectroscopy) - viz Obr. 1.
Dispergované vzorky byly zředěny v poměru 1:20 Milli-Q vodou a následně ponechány uschnout na silikonové destičce při laboratorní teplotě (20 až 25 °C). Destička byla poté analyzována pomocí ΜΑΙΑ 3 SEM (TESCAN Ltd, Brno, Czech Republic), detektor In-Beam SE, 5 keV, vzdálenost 3 mm.
Elementální složení kompozitu podle předkládaného vynálezu bylo studováno pomocí EDS metody, detektorem EDX na MÍRA 2 SEM (TESCAN Ltd, Brno, Czech Republic), In-Beam SE 15 keV, vzdálenost 15 mm.
-4CZ 2020 - 287 A3
FTIR analýza GO obsahovala pásy odpovídající vibracím C-0 (1050 cm C=C (1631 cm C=O (1737 cm C-H (2925 cm ' ). Široký pás 3322 cm odpovídal O-H vibracím. Analýza rGO-Cu-Ag obsahovala pásy, odpovídající C-0 (1105 cm a 1339 cm ') a O-H (2998 cm 1 a 3549 cm ý Poredukci Na[BH4] byly zachovány pásy O-H skupin a dále jsou přítomné další alkoholy, které jsou výsledkem hydrolýzy esterů boru.
Příklad 3: Příprava kompozitů rGO-Ag a rGO-Cu pro potvrzení synergního účinku iontů Ag a Cu
Vodný roztok dusičnanu stříbrného (50 ml, 10 mM) pro syntézu rGO-Ag nebo octanu měďnatého (50 ml, 10 mM) pro syntézu rGO-Cu byl přidán k vodnému roztoku GO (1 ml, 5 g/1) za intenzivního míchání. Poté bylo do reakční směsi pomalu přidáno redukční činidlo Na[BH4] (40 mg) a výsledná směs byla intenzivně míchána po dobu 24 hodin při laboratorní teplotě. Připravený nanokompozit byl třikrát promyt vodou Milli-Q. Konečný objem byl upraven na 10 ml.
Příklad 4: Antibakteriální aktivita kompozitu rGO-Cu-Ag vs. rGO-Ag a rGO-Cu
Byly zkoumány antibakteriální vlastnosti kompozitu rGO-Cu-Ag vůči bakteriálnímu kmeni X. euvesicatoria a porovnány s antibakteriálními vlastnostmi rGO-Ag a rGO-Cu.
Antibakteriální aktivita byla posuzována metodou stanovení počtu žijících bakterií dle colonyforming units (CFU). Bakteriální kmen X euvesicatoria č. 2968 byl poskytnut sbírkou mikroorganismů National Collection of Plant Pathogenic Bacteria (NCPPB, London, UK) a byl kultivován v Luria-Bertani (LB) médiu (Sigma-Aldrich) při 28 °C přes noc. Následně byly bakterie upraveny na optickou hustotu 600 nm (ODeoo) a následně sériově naředěny LB médiem. Výsledné suspenze byly smíchány v poměru 1:1 se suspenzemi rGO-Cu-Ag, rGO-Cu a rGO-Ag, připravenými v Příkladech 2 a 3 na výsledné koncentrace 5, 0,1 a 0,01 pg-mL1. Suspenze byly inkubovány 24 hodin při 28 °C a třepány 110 rpm. Pro přípravu neošetřené kontroly byla použita sterilní destilovaná voda místo suspenze nanokompozitu.
Pro stanovení počtu žijících bakterií byla použita metoda “pour plate method” (metoda pro výpočet bakterií tvořících kolonie přítomných v kapalném vzorku). 100 pL vzorky z každé směsi byly naředěny v desetinásobných sériích. 100 pL z každého naředěného vzorku bylo napipetováno do středu sterilní Petriho misky (průměr 90 mm) a ke vzorku bylo přidán sterilní plate count agar (Himedia, Mumbai, India) (44 až 46 °C), který byl promíchán se vzorkem. Vzorky byly následně ochlazeny na pokojovou teplotu a inkubovány při 28 °C po dobu 40 hodin. Vytvořené kolonie bakterií byly poté spočítány a vyjádřeny jako procento CFU z neošetřené kontroly.
Jak ukazuje Tabulka 1 a Obr. 3, bakteriální růst byl inhibován všemi třemi zkoumanými kompozity při použití koncentrace nanokompozitů 5 pg mL-1. Při nižších koncentracích byly pozorovány rozdíly v antibakteriálních vlastnostech kompozitů, přičemž kompozit rGO-Cu-Ag dle předkládaného vynálezu vykazoval největší antibakteriální účinky.
Tabulka 1: Antibakteriální účinky kompozitů na růst bakterií kmene X. euvesicatoria. Výsledky jsou vyjádřeny jako procento rostoucích bakterií v porovnání s neošetřenou kontrolou.
| Koncentrace kompozitu (pg/mL) | Bakteriální růst (%) | ||
| rGO-Ag | rGO-Cu | rGO-Cu-Ag | |
| 5 | 0 | 0 | 0 |
| 0,1 | 16,28 | 93,8 | 30,12 |
| 0,01 | 96,28 | 97,57 | 33,57 |
Z Tabulky 1 a Obr. 3 je zřejmé, že rGO-Cu a rGO-Ag vykazovaly antibakteriální aktivitu pouze v koncentraci 5 pg/mL (rGO-Cu), popř. ještě 0,1 pg/mL (rGO-Ag), kompozit rGO-Cu-Ag dle
-5CZ 2020 - 287 A3 předkládaného vynálezu vykazoval synergický účinek a potlačoval efektivně bakteriální růst i při koncentraci 0,01 pg/mL.
Výsledky antibakteriálních in vitro testů byly základem pro následné testy na rostlinách.
Příklad 5: Skleníkový experiment účinku kompozitu rGO-Cu-Ag na rostliny rajčat
Pro experiment byl použit kultivar rajčete odrůdy Mandat. Rostliny byly pěstovány v 280 ml nádobách obsahujících standardní substrát TS 4 (Klasmann-Deilmann GmbH, Geeste, Germany) a udržovány při 22 až 26 °C a > 70 % relativní vlhkosti vzduchu. Pro experiment byly použity rostliny ve stádiu čtyř listů, na které byl sprejem aplikován nanokompozit podle předkládaného vynálezu, připravený v Příkladu 2 a naředěný na koncentrace 50 a 500 pg-mL1. Po 24 hodinách byla na rostliny sprejem aplikována bakteriální suspenze X. euvesicatoria (1 χ 108 CFU). Po inokulaci byly rostliny zakryty polyethylenovými pytli na dobu 48 hodin, aby se zvýšila vlhkost. Pro pozitivní kontrolu byl místo nanokompozitu použit sterilní vodný solný roztok. Negativní kontrola byla ošetřena pouze nanokompozitem v koncentraci 500 pg-m L1 a místo roztoku bakterií byl použit sterilní vodný solný roztok. Jako další způsob ošetření byl zvolen 0,35% hmt. standardní komerční přípravek Kocide® 2000 (DuPont, Wilmington, DE, USA), který obsahuje jako účinnou látku hydroxid měďnatý 53,8 hmota. % = 35 hmota. % kovové mědi. Každému z výše popsaných ošetření bylo podrobeno 10 rostlin a celý experiment byl dvakrát opakován. Analýza symptomů byla provedena sedmý a čtrnáctý den po inokulaci. Bakteriální symptomy byly vyhodnoceny na základě čtyřstupňové stupnice: 0 - zdravé listy bez symptomů, 1 - nízké zastoupení symptomů (1 až 3 skvrny na listu), 2 - třetina povrchu listu infikována, 3 - vysoký výskyt symptomů (více než třetina povrchu listu infikována). Na základě vyhodnocení symptomů byl stanoven stupeň závažnosti infekce v procentech (DS, disease severity) pomocí následujícího vzorce:
stupeň závažnosti infekce suma (počet rostlin v určitém stupni onemocněni x určitý stupeň onemocnění xlOO ceikový počet rostiin x maximšiní stupeň omenocněni
Výsledky získané na rostlinách rajčat sedm a čtrnáct dní po inokulaci jsou vyobrazené na Obr. 4. Stupeň závažnosti infekce je podstatně nižší u rostlin ošetřených rGO-Cu-Ag než u rostlin ošetřených přípravkem Kocide® 2000 a než u pozitivní kontroly.
Příklad 6: Ošetření rostlin pomocí kompozitu rGO-Cu-Ag
Pro sledování účinku aplikace nanokompozitu byly využity 4 varianty:
• neošetřená kontrola, • rostliny ošetřené nanokompozitem připraveným v Příkladu 2, • rostliny ošetřené nanokompozitem připraveným v Příkladu 2 a následně inokulované bakterií
Xanthomonas euvesicatoria, • rostliny neošetřené nanokompozitem a inokulované bakterií Xanthomonas euvesicatoria
Nanokompozitní materiál připravený dle Příkladu 2 o objemu 10 ml a koncentraci 5 g/1 byl naředěn vodou na koncentraci kompozitu 500 pg/l a následně byl aplikován postřikem v koncentraci (50 ml/m2) na každou rostlinu rajčete ve fázi 4 pravých listů. Pro inokulaci byl využit bakteriální kmen Xanthomonas euvesicatoria v suspenzi 1.108 KTJ (kolonii tvořících jednotek). Rostliny byly analyzovány 31 dní po výsevu: neošetřená a neinokulovaná kontrola (Obr. 5), negativní kontrola - rostliny ošetřené nanokompozitem (Obr. 6), rostliny ošetřené nanokompozitem a následně inokulovány bakterií Xanthomonas euvesicatoria (Obr. 7) a pozitivní kontrola - rostliny
-6CZ 2020 - 287 A3 inokulovány bakterií Xanthomonas euvesícatoría (Obr. 8). Z obrázků je patrné, že nanokompozit rGO-Cu-Ag účinně inhibuje rozvoj onemocnění způsobeného kmenem Xanthomonas euvesícatoría a navíc nebyl pozorován žádný fytotoxický efekt nanokompozitu na studované rostliny.
Příklad 7: Vliv rGO-Cu-Ag na relativní expresí genů v rostlinách rajčat
Pro sledování účinku aplikace nanokompozitu rGO-Cu-Ag byly využity 4 varianty rostlin, stejně jako v Příkladu 6 (varianta 1 = neošetřená kontrola, varianta 2 = rostliny ošetřené nanokompozitem připraveným v Příkladu 2, varianta 3 = rostliny ošetřené nanokompozitem připraveným v Příkladu 2 a následně inokulovány bakterií Xanthomonas euvesícatoría, varianta 4 = rostliny neošetřené nanokompozitem ainokulované bakterií Xanthomonas euvesicatoria).
Pro sledování účinku rGO-Cu-Ag byla izolována celková RNA. Pro extrakci celkové RNA byly použity rostliny rajčat odrůdy 'Mandať, RNA byla extrahována s využitím kitu Spectrum Plant Total RNA Kit (Sigma-Aldrich, USA). Extrakce RNA byla provedena neprodleně po prvním výskytu symptomů černé tečkovitosti, a to z 6 týdnů starých rostlinných pletiv, přičemž odběr vzorků proběhl současně ze všech 4 variant (pro varianty viz Obr. 9). Byly odebrány symptomatické části rostlin, a to listy a části stonků. Rostlinné pletivo bylo homogenizováno s využitím tekutého dusíku, přičemž pro extrakci RNA z jednoho vzorku bylo použito vždy 100 mg homogenizovaného rostlinného pletiva. Pro test genové exprese byly optimalizovány protokoly pro celkem 11 genů, z toho 2 pro geny referenční, následně bylo vybráno 6 genů z důvodu jejich exprimace v důsledku různých typů stresů u rostlin.
Exprese kontrolního genu btub (betatubulín) byla u všech čtyř variant 1-4 stejná, relative quantity (RQ) v hodnotě 1,5. Kvantifikace exprese genu PR1 (pathogenesis-related protein 1 kódující gen pro glukan endo-l,3-beta-D-glucosidásu) poskytla hodnoty RQ var. 1 (0), var. 2 (0), var. 3 (3,2) a var. 4 (13,8) (viz. Obr. 9). Ošetření nanokompozitem snížilo exprimaci genu PR1 4,3 krát. Velmi podobné výsledky exprimace byly zaznamenány u dalších genů pop (sekvence kódující prekurzor pro polyfenol oxidázu), cat (sekvence kódující gen pro katalázu) a prq (sekvence kódující gen pro tvorbu zásadité formy b-l,3-glukanázy ΙΠ. třídy) spojených s obrannou reakcí rostlin. Snížení exprimace genů spojených s biotickým stresem rostlin potvrzuje antagonistický účinek rGO-CuAg.
Průmyslová využitelnost
Připravený a použitý nanokompozitní materiál popsaný dle vynálezu je využitelný pro snížení exprese genů specifických pro různé patogeny rostlin. Pro jeho výhodné vlastnosti lze očekávat jednodušší aplikaci v zemědělské praxi. Tento nanokompozitní materiál je možné použít v oblasti ochrany rostlin a rostlinných materiálů.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, vyznačený tím, že obsahuje následující kroky:i) připraví se grafen oxid reakcí grafitu s kyselinou sírovou a manganistanem draselným; reakční produkt se následně smísí s vodným roztokem peroxidu vodíku a promyje se za vzniku suspenze grafen oxidu ve vodě;ii) připraví se suspenze grafen oxidu ve vodném roztoku dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, přičemž molámí poměr dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého je 1:1, a přičemž hmotnostní poměr grafen oxidu ku dusičnanu stříbrnému ku octanu měďnatému je 1 : 8,5 : 9,1;iii) suspenze z kroku ii) se zredukuje redukčním činidlem za vzniku nanokompozitního materiálu, obsahujícího redukovaný grafen oxid, v jehož struktuře jsou inkorporované nanočástice stříbra a mědi.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že redukční činidlo je tetrahydridoboritan sodný.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že redukční činidlo v kroku iii) se použije v množství alespoň osminásobku hmotnosti grafen oxidu v suspenzi.
- 4. Nanokompozitní materiál na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, připravitelný postupem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3.
- 5. Přípravek pro ochranu rostlin proti Xanthomonas euvesicatoria, vyznačený tím, že obsahuje vodnou suspenzi nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého podle nároku 4, a alespoň jednu pomocnou látku, vybranou ze skupiny zahrnující rozpouštědla, povrchově aktivní látky, emulgátory, dispergační látky, zvlhčovadla, smáčedla, stabilizátory, odpěňovače, konzervační přípravky, viskozitní činidla, pojivá, lepidla, hnojivá.
- 6. Přípravek podle nároku 5, vyznačený tím, že koncentrace nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého podle nároku 4 v přípravku je alespoň 0,01 pg/ml.
- 7. Použití nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého podle nároku 4 nebo přípravku podle nároku 5 nebo 6 v zemědělství, zejména pro ošetření rostlin proti Xanthomonas euvesicatoria.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020287A CZ2020287A3 (cs) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití |
| PCT/EP2021/063087 WO2021233881A1 (en) | 2020-05-20 | 2021-05-18 | Composite material |
| US17/926,902 US20230189796A1 (en) | 2020-05-20 | 2021-05-18 | Composite material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2020287A CZ2020287A3 (cs) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020287A3 true CZ2020287A3 (cs) | 2021-12-01 |
Family
ID=76098935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020287A CZ2020287A3 (cs) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230189796A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ2020287A3 (cs) |
| WO (1) | WO2021233881A1 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ310614B6 (cs) * | 2021-08-24 | 2026-01-28 | Mendelova Univerzita V Brně | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu a nanočástic oxidů mědi a zinku, přípravek jej obsahující a jeho použití |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240043997A (ko) * | 2022-09-28 | 2024-04-04 | 엘지전자 주식회사 | 항균성이 개선된 환원된 산화 그래핀 및 그의 제조방법 |
| CN116809052B (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-28 | 北京大学 | 一种锕系离子-石墨炔复合材料及其制备方法和应用 |
| CN118834520B (zh) * | 2024-08-06 | 2025-02-11 | 东莞市万塑成塑料有限公司 | 一种高弹性抗菌petg材料、制备方法及医用包装材料 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936277B2 (en) | 1995-01-09 | 2005-08-30 | J. Rettenmaier & Soehne Gmbh & Co. Kg | Pharmaceutical excipient having improved compressibility |
| TW200403994A (en) | 2002-04-04 | 2004-03-16 | Bristol Myers Squibb Co | Oral administration of EPOTHILONES |
| US9334386B2 (en) * | 2013-09-04 | 2016-05-10 | Alfaisal University | Antimicrobial polymer-graphene-silver nanocomposite |
| CN108117437A (zh) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 沙特基础工业全球技术公司 | 控释的肥料组合物及其用途 |
-
2020
- 2020-05-20 CZ CZ2020287A patent/CZ2020287A3/cs unknown
-
2021
- 2021-05-18 WO PCT/EP2021/063087 patent/WO2021233881A1/en not_active Ceased
- 2021-05-18 US US17/926,902 patent/US20230189796A1/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ310614B6 (cs) * | 2021-08-24 | 2026-01-28 | Mendelova Univerzita V Brně | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu a nanočástic oxidů mědi a zinku, přípravek jej obsahující a jeho použití |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021233881A1 (en) | 2021-11-25 |
| US20230189796A1 (en) | 2023-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2020287A3 (cs) | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu, dusičnanu stříbrného a octanu měďnatého, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití | |
| Utkhede et al. | Biological treatments to control bacterial canker of greenhouse tomatoes | |
| KR101891950B1 (ko) | 식물 질병에 대한 내성 유도 방법 | |
| Papkina et al. | Complex effects of selenium-arabinogalactan nanocomposite on both phytopathogen Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus and potato plants | |
| Abdul-Karim | The efficiency of magnesium oxide, nano magnesium oxide and cinnamon alcoholic extract in controlling Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici which causes Fusarium wilt on tomato | |
| Mohamed et al. | Charcoal rot and root-knot nematode control on faba bean by photosynthesized colloidal silver nanoparticles using bioactive compounds from Moringa oleifera leaf extract | |
| John McIver et al. | Foliar application of lipo-chitooligosaccharides (Nod factors) to tomato (Lycopersicon esculentum) enhances flowering and fruit production | |
| Yaqub et al. | Effect of seed pelleting with Trichoderma spp., and Gliocladium virens on growth and colonization of roots of sunflower and mung bean by Sclerotium rolfsii | |
| Azeddine et al. | Efficacy of the Combined Application of Based Trichoderma Asperellum Products and Tolclofos-Methyl to Control Rhizoctonia Solani Black Crown Rot in Strawberry | |
| JP7233690B2 (ja) | 植物病害の抑制剤及び植物病害の抑制方法 | |
| US20240065266A1 (en) | A method of obtaining a preparation based on oligogalacturonides and the use thereof in agriculture | |
| Al-Abedy et al. | Evaluation of the potential of some Trichoderma spp. isolates, nanoparticles (MgO NPS), and the fungicide Butanol in controlling seedling damping-off and seeds decay caused by Fusarium brachygibbosum in tomatoes | |
| CZ2021392A3 (cs) | Způsob přípravy nanokompozitního materiálu na bázi redukovaného grafen oxidu a nanočástic oxidů mědi a zinku, nanokompozitní materiál, přípravek jej obsahující a jeho použití | |
| Salih et al. | A study of the effect of Bioagent Trichoderma harzianum Rifai, the fungicide topsin-m and their interaction on root rot disease of Okra Abelmoschus esculentus in the field | |
| Soesanto et al. | Ability test of several antagonists to control potato bacterial wilt in the field | |
| Kumar et al. | Green Synthesis of Nanoparticles from Leaves of Cannabis sativa L. and its effect on Seed Germination, Seedling Mortality and wilt incidence of Tomato caused by Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyder & Hansen | |
| EL-Wafai et al. | Biogenic silver nanoparticles biosynthesized from Aspergillus fumigatus enhance the expression of defense genes and antioxidant activity against Fusarium wilt in tomato (Solanum lycopersicum L.) plants | |
| Anjum et al. | Mycogenic fabrication of zinc nanoparticles for their antifungal activity against alternaria mali | |
| Raghu et al. | Effect of chemicals, bio control agents and soil amendments integrated in different management modules on plant growth, yield and incidence of Fusarium wilt of chilli in Karnataka | |
| DE69527598T2 (de) | Land- und gartenbauwirtschaftliche bakterizide | |
| Gözel | Effects of 24-epibrassinolide on root-knot nematode, Meloidogyne incognita (Kofoid & White, 1919) Chitwood, 1949 (Tylenchida: Meloidogynidae) in tomatoes | |
| Rani et al. | Biointensive management of white grubs with botanical extracts in indigenous cow (Hariana) urine | |
| Hamed et al. | Assessment of nematicidal efficacy of some biomaterials against Meloidogyne incognita on eggplant (Solanum melongena L.) | |
| Seenivasan | Bioefficacy of anti-nemic plants against root-knot nematode in medicinal coleus | |
| Timofeev et al. | Effect of fungicidal agents on the initial growth of spring wheat plants |