Poly-epsilon caprolactone nanoparticles containing the herbicide atrazine : from the preparation and characterization until herbicide activity evaluation

Orientador: : Leonardo Fernandes FracetoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A "Revolução Verde" ocorreu na década de 60 e previa o aumento da produção agrícola devido ao crescimento populacional, onde foi intensificado o estudo de novas tecnologias para o aumento da produção de alimentos e rentabilidade dos agricultores. Entre as várias tecnologias, destacou-se a utilização de defensivos agrícolas no controle, prevenção e na eliminação de doenças que interferem na produtividade agrícola. O uso de nanopartículas (NPs) para o carreamento de compostos bioativos para liberação sustentada aumenta o tempo de ação e estabilidade química do ativo no meio, bem como a disponibilidade para ação junto ao organismo alvo. Na agricultura, o uso de NPs visa reduzir a concentração efetiva do ativo a ser utilizado, reduzir de aplicações, reduzir a toxicidade, diminuir a periculosidade e os riscos de contaminação ambiental. O presente trabalho propôs o desenvolvimento de NPs poliméricas de poli-épsilon caprolactona (PCL) como sis-temas carreadores para o herbicida atrazina (ATZ) bem como a avaliação das características físico-químicas destes sistemas, a atividade herbicida e a genotoxicidade das formulações preparadas. As nanocápsulas (NCs/ATZ) e as nanoesferas (NEs/ATZ) contendo ATZ apresentaram diâmetro médio de 483,1 ± 10,4 nm e 408,5 ± 2,5 nm, respectivamente. A ATZ apresentou uma eficiência de encapsulação acima de 90% para as formulações de NE e NC e foram observadas alterações no perfil de liberação da ATZ em comparação com o herbicida ATZ. A estabilidade coloidal e físico-química das formulações foi mantida por um período de 90 dias. O uso de NPs aumentou a retenção da ATZ em ensaios com coluna de solo, sendo que a atividade herbicida se mostrou mais eficaz quando comparada ao ativo ATZ apenas e ao de uma formulação comercial (Gesaprin). A investigação da genotoxicidade das formulações, utilizando o ensaio de aberração cromossômica Allium cepa, mostrou que a encapsulação da ATZ reduziu os efeitos sobre o número de aberrações cromossômicas quando comparadas ao ativo ATZ e à formulação comercial. As formulações de NPs contendo ATZ preparadas neste trabalho apresentam grande potencial para aplicação na agricultura, uma vez que estas podem ter ação herbicida utilizando menor concentração de ativo, reduzem a mobilidade da ATZ no solo e diminuem os efeitos genotóxicos, tornando-se mais seguras ao meio ambiente e reduzindo os riscos de contaminaçãoAbstract: The "Green Revolution" occurred during the decade of 60 and it aimed towards the rapid increase on agriculture production due to population growth, when was intensified the research and development to increase agriculture production and profitability. Among several technologies, herbicides and pesticides have emerged to control, prevent and destroy diseases that interfere in the agricultural productivity. The use of nanoparticles (NPs), as drug delivery system loads to modified drug release profile, increase time of action and increased chemical stability is wells is increase in bioavailability. In agriculture the use of NPs can reduces the amount of chemical used and the number of applications with decrease in toxicity, minimizing the risks of an environmental contamination. This study aims to develop NPs pre-pared with poly-épsilon-caprolactone (PCL) as a carrier system for the herbicide atrazine (ATZ). The formulations were characterized and the herbicide activity and genotoxicity were investigated. The nanocapsules (NCs/ATZ) and nanospheres (NE/ATZ) containing ATZ showed a size average diameter of 483.1±10.4 nm and 408.5±2.5 nm respectively. The ATZ presented encapsulation efficiency over 90% on formulations of NC and NE. The release profiles of the ATZ encapsulated in NPs were changed in relation to the ATZ herbicide only. The colloidal stability over 90 days showed that the formulations were stable. The use of NPs increased the retention of ATZ on soil column and showing that the herbicide was more active when compared to ATZ or a commercial formulation (Gesaprin). The genotoxicity evaluation showed that the encapsulation of ATZ reduced the toxic effects on the number of chromosomal aberration when compared to active ATZ and commercial formulation. NPs formulation containing ATZ prepared in this study presented a great potential for application in agriculture, since these formulations have the same herbicide activity (using lower concentration of active compound), reduce the ATZ soil mobility and also decrease the genotoxicity effects of ATZ, and in this way, reducing the risks of environmental contaminationMestradoBioquimicaMestre em Biologia Funcional e Molecula