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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13785| Tipo: | Tese |
| Título: | Nanobioherbicida responsivo a luz: desenvolvimento, caracterização e avaliação da toxicidade |
| Autor(es): | LEANDRO OLIVEIRA ARAUJO |
| Primeiro orientador: | Anderson Rodrigues Lima Caires |
| Resumo: | O objetivo central desta Tese é desenvolver nanobioherbicidas (NBHs) ambientalmente mais seguros e rastreáveis, conciliando desempenho herbicida, controle coloidal e avaliação ecotoxicológica multiescala. Para isso, emprega-se o polímero conjugado CNPPV como matriz fotoativa para encapsular o ácido úsnico (AU), bioativo de reconhecido potencial, mas limitado por baixa solubilidade e toxicidade intrínseca. A abordagem integra rotas de síntese (nanoprecipitação adaptada e microfluídica), caracterizações físico-químicas e ópticas (DLS, potencial zeta, AFM/MEV, FTIR, UV-Vis e fluorescência), ensaios de liberação e fotoresposta, além de avaliações biológicas em plantas aquáticas (Lemna minor) e no modelo embrionário de zebrafish (ZFET). No Capítulo II, estabeleceu-se a prova de conceito por nanoprecipitação, obtendo-se duas formulações — NBH1 e NBH2 (esta com 5× mais CNPPV) , com estabilidade superior a 90 dias, eficiência de encapsulação > 80%, morfologia esférica, PDI < 0,25, potenciais zeta em torno de −6 e −20 mV e diâmetros médios de ~149 e ~163 nm. A cinética de liberação revelou transporte não-Fickiano (caso anômalo) e, para NBH2, liberação fotoresponsiva sob 450 nm compatível com Super Caso II; Nas plantas ( Lemna minor), verificou-se redução da eficiência fotoquímica do PSII e do índice de vitalidade de maneira dependente da concentração e do tempo, confirmando o potencial herbicida. No Capítulo III, comparou-se síntese por microfluídica e nanoprecipitação: foram desenvolvidos microchips com canais ~200 µm; o que possibilitaram sínteses reprodutíveis de NBHs com e sem Tween® 20 em regime estável; com fluxo 320 µL·min⁻¹ para fase aquosa e 30 µL·min⁻¹ para fase orgânica, onde não observou formação de agregados, e obtiveram-se PDI < 0,20 e diâmetros decrescentes com o aumento do fluxo aquoso, sem alterações relevantes nos espectros de absorção/fluorescência entre rotas. Em Lemna minor, efeitos espectrais com surfactante surgiram mais precocemente, porém, após 8 dias, não se observaram diferenças significativas entre formulações, enquanto Fv/Fm, Rfd e NPQ confirmaram inibição do PSII, com redução de ~50% em Rfd frente ao controle. No Capítulo IV, investigou-se a segurança e o papel do surfactante no teste de toxicidade ZFET: a nanoencapsulação (com e sem Tween® 20 (Tw) ) reduziu significativamente a toxicidade do AU livre, com perfis de liberação semelhantes entre os grupos (c/Tw e sem Tw). A segurança foi avaliada por testes de sobrevivência, frequência cardíaca e comportamento locomotor no Modelo ZFET; microscopia confocal evidenciou a internalização das NPs em tecidos embrionários. Em conjunto, os resultados posicionam a microfluídica como rota preferencial para controle coloidal e reprodutibilidade, validam o CNPPV como matriz foto-rastreável e fotorresponsiva e demonstram que NBHs de AU conciliam eficácia herbicida, liberação modulada por luz e perfil de risco reduzido, contribuindo para estratégias de manejo compatíveis com a sustentabilidade agrícola e a proteção ambiental. |
| Abstract: | This thesis aims to develop environmentally safer and traceable nanobioherbicides (NBHs) by reconciling herbicidal performance, rigorous colloidal control, and multiscale ecotoxicological assessment. To this end, the conjugated polymer CNPPV was employed as a photoactive matrix to encapsulate usnic acid (AU), a bioactive compound with recognized potential but limited by low solubility and intrinsic toxicity. The approach integrates synthesis routes (adapted nanoprecipitation and microfluidics), physicochemical and optical characterizations (DLS, zeta potential, AFM/SEM, FTIR, UV–Vis, and fluorescence), release and photoresponse assays, and biological evaluations in the aquatic plant Lemna minor and in the zebrafish embryo model (ZFET). In Chapter II, a proof of concept was established via nanoprecipitation, yielding two formulations—NBH1 and NBH2 (the latter with 5× higher CNPPV)—that showed >90 days of stability, encapsulation efficiency >80%, spherical morphology, PDI |
| Palavras-chave: | Nanobioherbicidas CNPPV ácido úsnico Microfluídica Nanoprecipitação Liberação controlada Fotorresponsividade, ZFET, Lemnas minor. |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/13785 |
| Data do documento: | 2025 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais |
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| Tese final Leandro Oliveira Araujo -04-12-25.pdf | 7,73 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
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