Polymeric nanoparticles as delivery system for herbicides: preparation, characterization, interaction with humic substances and assessment of biological activity

• Grant number: 11/01872-6
• Support Opportunities: Scholarships in Brazil - Doctorate
• Start date: August 01, 2011
• End date: July 31, 2014
• Field of knowledge: Biological Sciences - Biochemistry - Chemistry of Macromolecules
• Principal Investigator: Leonardo Fernandes Fraceto
• Grantee: Renato Grillo
• Host Institution: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental de Sorocaba. Sorocaba , SP, Brazil
• Associated research grant: 09/00294-9 - Micro/nanostructured release systems for triazinic herbicides for agricultural application, AP.JP

Abstract

Os sistemas de produção agrícola empregam grandes quantidades de agrotóxicos, visando aumentar a quantidade e a qualidade dos produtos agrícolas. O Brasil tornou-se um dos maiores consumidores desses defensivos no mundo e, embora possuam uma função importante na produtividade agrícola, os agroquímicos estão presentes em quantidades alarmantes em corpos hídricos superficiais e subterrâneos. Embora possuam uma importante função na produtividade agrícola através de minimização da atuação de pragas, alguns agroquímicos podem gerar sérios impactos ambientais. Neste contexto, diversos mecanismos estão sendo estudados a fim de minimizar estes danos, como exemplo, o desenvolvimento de sistemas de liberação modificado, utilizando polímeros biodegradáveis, no qual permite um aumento no desempenho/eficiência do produto. Porém estudos indicam que as substâncias húmicas presentes no solo podem interagir com herbicidas e conseguem mudar o destino destas substâncias no ambiente. Portanto, o presente projeto visa o desenvolvimento de novos sistemas de liberação modificada para dois herbicidas mundialmente utilizados, a atrazina e o paraquat visando a minimização de impactos causados por estes no ambiente, aumentando da eficiência herbicida e levando a diminuição de processos de degradação físico-químicos. No presente projeto, além do desenvolvimento de novas formulações para liberação de herbicidas, pretende-se estudar também a interação destes compostos com a matéria orgânica (MO) presente no solo (na forma de substâncias húmicas), a fim de verificar a influência da MO no mecanismo de liberação dos herbicidas e atividade herbicida. A importância deste projeto reside na dimensão que o mercado de herbicidas representa na economia Brasileira e no mundo. O mercado brasileiro é um dos maiores do mundo, representando 16% do consumo mundial com mais de 100 empresas aptas a registrar produtos na área de agroquímicos. Desta forma, a área de agroquímicos apresenta um grande campo de pesquisas e desenvolvimento de novas tecnologias que possam ser menos impactantes ao ambiente e por consequência à sociedade.

Scientific publications

(9)

(References retrieved automatically from Web of Science and SciELO through information on FAPESP grants and their corresponding numbers as mentioned in the publications by the authors)

OLIVEIRA, HALLEY C.; STOLF-MOREIRA, RENATA; MARTINEZ, CLAUDIA B. R.; SOUSA, GUSTAVO F. M.; GRILLO, RENATO; DE JESUS, MARCELO B.; FRACETO, LEONARDO F.. Evaluation of the side effects of poly(epsilon-caprolactone) nanocapsules containing atrazine toward maize plants. FRONTIERS IN CHEMISTRY, v. 3, OCT 21 2015. (13/12322-2, 11/01872-6)

PONTES, MONTCHARLES S.; ANTUNES, DEBORA R.; OLIVEIRA, IVAN P.; FORINI, MARIANA M. L.; SANTOS, JAQUELINE S.; ARRUDA, GILBERTO J.; CAIRES, ANDERSON R. L.; SANTIAGO, ETENALDO F.; GRILLO, RENATO. Chitosan/tripolyphosphate nanoformulation carrying paraquat: insights on its enhanced herbicidal activity. ENVIRONMENTAL SCIENCE-NANO, v. 8, n. 5, p. 1336-1351, MAY 1 2021. (17/02201-4, 20/12769-0, 17/21004-5, 11/01872-6)

MORENO, ADRIAN; JORDANA, AXEL; GRILLO, RENATO; FRACETO, LEONARDO F.; JAIME, CARLOS. A study on the molecular existing interactions in nanoherbicides: A chitooligosaccharide/tripolyphosphate loaded with paraquat case. COLLOIDS AND SURFACES A-PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, v. 562, p. 220-228, FEB 5 2019. (13/12322-2, 11/01872-6)

OLIVEIRA, HALLEY C.; STOLF-MOREIRA, RENATA; MARTINEZ, CLAUDIA B. R.; SOUSA, GUSTAVO F. M.; GRILLO, RENATO; DE JESUS, MARCELO B.; FRACETO, LEONARDO F.. Evaluation of the side effects of poly(epsilon-caprolactone) nanocapsules containing atrazine toward maize plants. RONTIERS IN CHEMISTR, v. 3, p. 9-pg., 2015-10-21. (13/12322-2, 11/01872-6)

GRILLO, RENATO; ROSA, ANDRE H.; FRACETO, LEONARDO F.. Engineered nanoparticles and organic matter: A review of the state-of-the-art. Chemosphere, v. 119, p. 608-619, JAN 2015. (13/12322-2, 11/01872-6)

OLIVEIRA, HALLEY CAIXETA; STOLF-MOREIRA, RENATA; REIS MARTINEZ, CLAUDIA BUENO; GRILLO, RENATO; DE JESUS, MARCELO BISPO; FRACETO, LEONARDO FERNANDES. Nanoencapsulation Enhances the Post-Emergence Herbicidal Activity of Atrazine against Mustard Plants. PLoS One, v. 10, n. 7, JUL 17 2015. (13/12322-2, 11/01872-6)

GRILLO, RENATO; CLEMENTE, ZAIRA; DE OLIVEIRA, JHONES LUIS; RAMOS CAMPOS, ESTEFANIA VANGELIE; CHALUPE, VICTOR C.; JONSSON, CLAUDIO M.; DE LIMA, RENATA; SANCHES, GABRIELA; NISHISAKA, CAROLINE S.; ROSA, ANDRE H.; et al. Chitosan nanoparticles loaded the herbicide paraquat: The influence of the aquatic humic substances on the colloidal stability and toxicity. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 286, p. 562-572, APR 9 2015. (13/12322-2, 11/01872-6)

FRACETO, LEONARDO FERNANDES; GRILLO, RENATO; SOBARZO-SANCHEZ, EDUARDO. Cyclodextrin Inclusion Complexes Loaded in Particles as Drug Carrier Systems. CURRENT TOPICS IN MEDICINAL CHEMISTRY, v. 14, n. 4, p. 518-525, FEB 2014. (09/00294-9, 11/01872-6)

GRILLO, RENATO; PEREIRA, ANDERSON E. S.; NISHISAKA, CAROLINE S.; DE LIMA, RENATA; OEHLKE, KATHLEEN; GREINER, RALF; FRACETO, LEONARDO F.. Chitosan/tripolyphosphate nanoparticles loaded with paraquat herbicide: An environmentally safer alternative for weed control. JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS, v. 278, p. 163-171, AUG 15 2014. (13/12322-2, 11/01872-6)

Academic Publications

(References retrieved automatically from State of São Paulo Research Institutions)

GRILLO, Renato. Nanopartículas de quitosana/tripolifosfato como sistema de liberação para o herbicida Paraquat: preparo, caracterização, interação com substâncias húmicas e avaliação da atividade biológica. 2014. Doctoral Thesis - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Biologia Campinas, SP.