BR112016018272B1

BR112016018272B1 - Composições que comprendem um nanocompósito de zno feito por vacância (ve), métodos de fazer uma composição, métodos de utilização de uma composição

Info

Publication number: BR112016018272B1
Application number: BR112016018272-3A
Authority: BR
Inventors: Swadeshmukul Santra; Megan Berroth
Original assignee: University Of Central Florida Research Foundation, Inc
Priority date: 2014-02-05
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2022-09-06
Also published as: WO2015119772A1; US20150216178A1; EP3102540B1; US9215877B2; EP3102540A4; EP3102540A1; CN106414334B; BR112016018272A2; ES2874548T3; CN106414334A

Abstract

As realizações da presente invenção, num aspecto, referem-se às composições que incluem um nanocompósito de ZnO feito por vacância (VE), métodos de fazer uma composição, métodos de utilização de uma composição e similares.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA PARA APLICAÇÃO (ÕES) RELACIONADA(S)

Esta aplicação reivindica prioridade para ao Pedido de Patente co-pendente do número de série 14/173,012, depositada o 05 de Fevereiro, 2014, a qual é incorporada como referência na sua totalidade.

ANTECEDENTES

A globalização dos negócios, viagens e comunicações oferece maior atenção à troca de todo o mundo entre as comunidades e paises, que incluem a globalização potencial do ecossistema de bactérias e patogênicas. Os bactericidas e fungicidas têm sido desenvolvidos para controlar doenças em homens, animais e plantas, e deve evoluir para ficar efetivos como mais e mais bactérias resistentes aos antibióticos, pesticidas e inseticidas aparecem ao redor do globo.

A resistência bacteriana aos agentes antimicrobianos também têm emergido, em todo o mundo, como um dos principais ameaças para o homem e o estilo de vida agraria. A resistência aos agentes antibacterianos e antifúngicos têm emergido como um problema da agricultura que requer atenção e melhorias nos materiais de tratamento atualmente em uso.

Por exemplo, focando em plantas, há redor de 300,000 doenças que afligem às plantas em todo o mundo, resultando em bilhões de dólares em perdas anuais de culturas. As formulações antibacteriana/antifúngico que existem hoje pudessem se melhorar e fazê-os mais efetivos.

RESUMO

Numa realização, uma composição, entre outras, inclui: um nanocompósito de ZnO feito por vacância (VE) que inclui nanoparticulas ZnO-VE interconectados, em que as nanoparticulas ZnO-VE tem defeitos de superfície associados com a vacância de oxigênio, em que a nanoparticula ZnO-VE tem um diâmetro de redor de 3 até 8 nm, em que as nanoparticulas ZnO-VE incluem um revestimento de um agente de proteção da superfície possuindo um ou mais grupos funcionais quelantes de iões de Zn.

Numa realização, um método, entre outras, inclui: dispor uma composição sobre uma superfície, em que a composição tem um nanocompósito de ZnO feito por vacância que inclui nanoparticulas ZnO-VE interconectados, em que as nanoparticulas ZnO-VE tem defeitos de superficie associados com a vacância de oxigênio, em que a nanoparticula ZnO-VE tem um diâmetro de redor de 3 até 8 nm, em que as nanoparticulas ZnO-VE incluem um revestimento de um agente de proteção da superficie possuindo um ou mais grupos funcionais quelantes de iões de Zn; e matar uma porção substancial de um microrganismo ou inibir ou inibir substancialmente o crescimento do microrganismo sobre a superficie de uma estrutura ou que entram em contato com a superficie da estrutura.

Numa realização, um método, entre outros, inclui: misturar uma fonte de zinco solúvel em água, um agente de proteção da superficie, e um agente oxidante, em que o agente de proteção da superficie tem um grupo carbóxilo e um grupo hidroxilo; e formam um nanocompósito de ZnO feito por vacância incluindo as nanoparticulas de ZnO-VE interconectado, em que as nanoparticulas de ZnO-VE tem um diâmetro de redor de 1 até 10 nm, em que as nanoparticulas de ZnO-VE inclui uma proteção formado a partir do agente de proteção da superficie.

Outras composições, métodos, características, e vantagens serão ou tornaram-se, evidente para um especialista na arte após o exame dos seguintes desenhos e descrição detalhada.

Pretende-se que todas essas estruturas adicionais, composições, métodos, características, e vantagens incluem-se dentro desta descrição, estão dentro do âmbito da presente invenção, e estão protegidos pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

Diversos aspectos da presente invenção podem ser melhor compreendidos com referência aos seguintes desenhos. Os componentes nos desenhos não estão necessariamente à escala, ênfase em vez de serem colocados em cima ilustrando claramente os princípios da presente invenção. Além disso, nos desenhos, números de referência iguais designam partes correspondentes ao longo das varias vistas. Figs. IA e B Ilustram as imagens HRTEM da proteção da superfície de ZnO-VE. Figs. 2A e B Ilustram as imagens HRTEM do material não-ZnO- VE. Figs. 3A a fitotoxicidade de ilustração E resulta de vários revestimentos. Fig. 4 Ilustram a inibição do crescimento com o ensaio de azul de Alamar da E. coli contra ZnO-VE, ZnO revestida, Nordox, e Kocide 3000. Fig. 5 Ilustra as curvas de crescimento da E. coli na presença de Zinkicide™ contra ZnO-VE, ZnO revestida, Nordox, e Kocide 3000. Fig. 6 Ilustra a viabilidade de E. coli na presença de materiais de Zinkicide™. Fig. 7 lustra evidência direta da produção de ROS pelo material ZnO-VE revestido. Fig. 8A e B Ilustram o espectro HRTEM-EDX dos ZnO-VE e ZnO da superfície revestida. Figs. 9A e B Ilustram os resultados da espectroscopia de fotoelétrons de raios-x de ZnO-VE e ZnO de superficie revestida. Fig. 10 Ilustra uma representação esquemática da nanoparticula compósito (nanocompósito) de ZnO VE ("Zinkicida").

DESCRIÇÃO DETALHADA

Antes da presente invenção seja descrita em maior detalhe, deve ser entendido que esta invenção não se limita às formas de realização particulares descritas, enquanto tal pode, certamente variar. Também para ser entendido que a terminologia utilizada neste documento é para o propósito de descrever apenas formas de realização particulares, e não se pretende a ser limitativa, uma vez que o âmbito da presente invenção será limitado apenas pelas reivindicações anexas.

A menos que seja definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos aqui utilizados têm o mesmo significado que o normalmente entendido por um especialista na arte à qual pertence esta divulgação. Embora quaisquer métodos e materiais semelhantes ou equivalentes aos aqui descritos também podem ser utilizados na prática ou no teste da presente invenção, os métodos e materiais preferidos são agora descritos.

Todas as publicações e patentes citados nesta especificação são incorporadas neste documento por referência como se cada publicação individual ou patente fossem especificamente e individualmente indicada para ser incorporada por referência e são incorporadas neste documento por referência para revelar e descrever os métodos e/ou materiais em ligação com os quais as publicações são citadas.

A citação de qualquer publicação é pela sua revelação antes da data de apresentação e não deve ser interpretado como uma admissão de que a presente divulgação não tem autorizado antedatar tal publicação por virtude de divulgação anterior. Além disso, as datas da publicação previstas poderiam ser diferentes das datas de publicação atuais que podem precisar ser confirmadas de forma independente.

Como será evidente para os especialistas na arte após a leitura desta invenção, cada uma das realizações individuais descritas e ilustradas neste documento tem componentes discretos e funcionalidades que podem ser facilmente separados a partir de ou em combinação com as características de qualquer das outras várias realizações sem sair do âmbito ou espirito da presente divulgação. Qualquer método recitado pode ser levado a cabo na ordem dos eventos recitados ou em qualquer outra ordem que é logicamente possível.

As realizações da presente invenção empregarão, a menos que seja de outra maneira indicado, técnicas de química, química de polímeros, biologia, e semelhantes, que estão dentro da competência da arte. Tais técnicas são completamente explicadas na literatura.

Os exemplos seguintes são apresentados de modo que proporcionam aos especialistas na arte com uma divulgação e descrição completas de como efetuar os métodos e utilizar as composições e os compostos revelados e reivindicados neste documento. Têm sido feitos esforços para assegurar exatidão em relação aos números (por exemplo, quantidades, temperatura, etc.), mas alguns erros e desvios devem ser considerados. Salvo indicação em contrário, partes são partes em peso, a temperatura está em °C, e a pressão é em atmosferas. A temperatura e pressão padrão são definidas como 25 °C e 1 atmosfera.

Antes das realizações da presente invenção sejam descritos em detalhe, é para ser entendido que, a menos que indicado de outra forma, a presente invenção não está limitada a materiais específicos, reagentes, materiais de reação, processos de manufatura, ou outros semelhantes, enquanto tal pode, certamente variar. Também deve ser compreendido que a terminologia aqui utilizada é para fins de descrever apenas as realizações especificas, e não se destina a ser limitativa. Também é possível, na presente invenção que os passos podem ser executados em sequência diferente, onde este é logicamente possível. Deve-se notar que, como utilizado na especificação e nas reivindicações anexas, as formas singulares "um," "uma," e "o/a" incluem referentes plurais a menos que o contexto dite claramente o contrário. Assim, por exemplo, a referência a "um suporte" inclui uma pluralidade de suportes. Nesta especificação e nas reivindicações seguintes, a referência será feita a um número de termos que serão definidos para ter os seguintes significados a menos que uma intenção contrária seja aparente.

DEFINIÇÕES:

O termo "característica antimicrobiana" refere-se à capacidade de matar e/ou inibir o crescimento de microrganismos. Uma substância que tem uma característica antimicrobiana pode ser prejudicial para os microrganismos (por exemplo, bactérias, fungos, protozoários, algas, e outros semelhantes). Uma substância que tem uma característica antimicrobiana pode matar o microrganismo e/ou prevenir ou impedir substancialmente o crescimento ou a reprodução do microrganismo.

O termo "característico antibacteriana" refere-se à capacidade de matar e/ou inibir o crescimento de bactérias. Uma substância que tem uma característica antibacteriana pode ser prejudiciais para as bactérias. Uma substância que tem uma característica antibacteriana pode matar as bactérias e/ou prevenir ou impedir substancialmente a replicaçâo ou a reprodução das bactérias. "Matriz gel" ou "Matriz Nanogel" refere-se à substância similar a gel amorfa que é formado pela interligação de nanoparticulas de óxido de zinco cristalino feito por vacância (por exemplo, cerca de 3 a 8 nm) para um outro. Numa realização, a matriz de gel amorfa não tenha estrutura ordenada (por exemplo, definido). Numa realização, as nanoparticulas de óxido de zinco feita por vacância estão interligados de forma covalente (por exemplo, através de ligações -Zn-O-Zn), fisicamente associados por meio de forças de Van der Waal, e/ou através de interações iônicas. "Revestimento de superfície uniforme de planta" refere-se a uma superficie úmida uniforme e completa (por exemplo, cerca de 100%) devido à aplicação por pulverização de realizações da presente invenção. Em outras palavras, a aplicação de pulverização provoca realizações da presente invenção para se espalhar por toda a superficie da planta. "Revestimento Substancial de superficie uniforme de planta" refere-se a cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, ou mais de cobertura da superfície da planta uniforme. "Que cobre substancialmente" refere-se à cobertura de cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, ou mais, as folhas e ramos de uma planta. "Planta" refere-se às árvores, plantas, arbustos, flores, e os semelhantes, bem como partes da planta, tais como galhos, folhas, caules, ramos, frutos, flores e semelhantes. Numa realização particular, o termo inclui planta de uma árvore de frutas tais como uma árvore de citrino (por exemplo: laranjeira, limoeiro, limeira, e semelhantes).

Tal como utilizado neste documento, "tratar", "tratamento", e semelhantes referem-se agir mediante uma doença ou condição com uma composição da presente invenção para afetar a doença ou condição, melhorando ou alterando o mesmo. Além disso, "tratamento" inclui a prevenção completa ou parcial (por exemplo, cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais) de uma forma de planta adquirir uma doença ou condição. A frase "prevenir" pode ser usado em vez de tratamento para este significado. "Tratamento", como utilizado neste documento, abrange um ou mais tratamentos de uma doença numa planta, e inclui: (a) a redução do risco de ocorrência da doença numa planta predisposto à doença mas ainda não foi diagnosticado como infectados com a doença (b) impedir o desenvolvimento da doença, e/ou (c) aliviar a doença, por exemplo, provocar a regressão da doença e/ou aliviar um ou mais sintomas da doença.

Os termos "bactérias" ou "bactéria" incluem, mas não estão limitados a, bactérias Gram-negativas e Gram-positivas. As bactérias podem incluir, mas não estão limitados a, Abiotrophia, Achromobacter, Acidaminococcus, Acidovorax, Acinetobacter, Actinobacillus, Actinobaculum, Actinomadura, Actinomyces, Aerococcus, Aeromonas, Afipia, Agrobacterium, Alcaligenes, Alloiococcus , Alteromonas, Amycolata, Amycolatopsis, Anaerobospirillum, Anabaena affinis e outras cianobactérias /incluindo gêneros Anabaena, Anabaenopsis,

Aphanizomenon, Camesiphon, Cylindrospermopsis, Gloeobacter Hapalosiphon, Lyngbya, Microcystis, Nodularia, Nostoc, Phormidium, Planktothrix, Pseudoanabaena, Schizothrix, Spirulina, Trichodesmium, e Umezakia) Anaerorhabdus, Arachnia, Arcanobacterium, Arcobacter, Arthrobacter, Atopobium, Aureobacterium, Bacteroides, Balneatrix, Bartonella, Bergeyella, Bifidobacterium, Bilophila Branhamella, Borrelia, Bordetella, Brachyspira, Brevibacillus, Brevibacterium, Brevundimonas, Brucella, Burkholderia, Buttiauxella, Butyrivibrio, Calymmatobacterium, Campylobacter, Capnocytophaga, Cardiobacterium, Catonella, Cedecea, Cellulomonas, Centipeda, Chlamydia, Chlamydophila, Chromobacterium, Chyseobacterium, Chryseomonas, Citrobacter, Clostridium, Collinsella, Comamonas, Corynebacterium, Coxiella, Cryptobacterium, Delflia, Dermabacter, Dermatophilus, Desulfomonas, Desulfovibrio, Dialister, Dichelobacter, Dolosicoccus, Dolosigranulum, Edwardsiella, Eggerthella, Ehrlichia, Eikenella, Empedobacter, Enterobacter, Enterococcus, Erwinia, Erysipelothrix, Escherichia, Eubacterium, Ewingella, Exiguobacterium, Facklamia, Filifactor, Flavimonas, Flavobacterium, Francisella, Fusobacterium, Gardnerella, Gemella, Globicatella, Gordona, Haemophilus, Hafnia, Helicobacter, Helococcus, Holdemania,

Ignavigranum, Johnsonella, Kingella, Klebsiella, Kocuria, Koserella, Kurthia, Kytococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Lautropia, Leclercia, Legionella, Leminorella, Leptospira, Leptotrichia, Leuconostoc, Listeria, Listonella, Megasphaera, Methylobacterium , Microbacterium, Micrococcus, Mitsuokella, Mobiluncus, Moellerella, Moraxella, Morganella, Mycobacterium, Mycoplasma, Myroides, Neisseria, Nocardia, Nocardiopsis, Ochrobactrum, Oeskovia, Oligella, Orientia, Paenibacillus, Pantoea, Parachlamydia, Pasteurella, Pediococcus, Peptococcus, Peptostreptococcus, Photobacterium, Photorhabdus, Phytoplasma, Plesiomonas, Porphyrimonas, Prevotella, Propionibacterium, Proteus, Providencia, Pseudomonas, Pseudonocardia, Pseudoramibacter, Psychrobacter, Rahnella, Ralstonia, Rhodococcus, Rickettsia Rochalimaea Roseomonas, Rothia, Ruminococcus, Salmonella, Selenomonas, Serpulina, Serratia, Shewenella, Shigella, Simkania, Slackia, Sphingobacterium, Sphingomonas, Spirillum, Spiroplasma, Staphylococcus, Stenotrophomonas, Stomatococcus, Streptobacillus, Streptococcus, Streptomyces, Succinivibrio, Sutterella, Suttonella, Tatumella, Tissierella, Trabulsiella, Treponema, Tropheryma, Tsakamurella, Turicella, Ureaplasma, Vagococcus, Veillonella, Vibrio, Weeksella, Wolinella, Xanthomonas, Xenorhabdus, Yersinia, e Yokenella. Outros exemplos de bactérias incluem Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. typhimurium, M. bovis strain BCG, BCG substrains, M. avium, M. intracellulare, M. africanum, M. kansasii, M. marinum, M. ulcerans, M. avium subspecies paratuberculosis,

Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus equi, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae , Listeria monocytogenes, Listeria ivanovii, Bacillus anthracis, B. subtilis, Nocardia asteroides, e outras espécies de Nocardia, grupo Streptococcus viridans, espécies de Peptococcus, espécies de Peptostreptococcus, Actinomyces israelii e outras espécies de Actinomyces, e Propionibacterium acnes, Clostridium tetani, Clostridium botulinum, outras espécies de Clostridium, Pseudomonas aeruginosa, outras espécies de Pseudomonas, Campylobacter, Vibrio cholera, espécies de Ehrlichia , Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella haemolytica, Pasteurella multocida, outras espécies de Pasteurella, Legionella pneumophila, outras espécies de Legionella, Salmonella typhi, outras espécies de Salmonella, espécies de Shigella, Brucella abortus, outras espécies de Brucella, Chlamydi trachomatis, Chlamydia psittaci, Coxiella burnetti, Escherichia coli, Neiserria meningitidis, Neiserria gonorrhea, Haemophilus influenzae, Haemophilus ducreyi,

Hemophilus species, Yersinia pestis, Yersinia enterolitica outras espécies de Yersinia, Escherichia coli, E. hirae y outras espécies de Escherichia, assim como outras espécies de Enterobacteria, Brucella abortus y outras espécies de Brucella,

Burkholderia cepacia, Burkholderia pseudomallei, Francisella tularensis, Bacteroides fragilis, Fudobascterium nucleatum, espécies de Provetella, e Cowdria ruminantium, ou qualquer cepa ou seu variante. As bactérias Gram-positivas podem incluir, mas não estão limitados a, Cocos Gram positivos (por exemplo, Streptococcus, Staphylococcus, e Enterococcus). As bactérias Gram-negativas podem incluir, mas não estão limitados a, bastonetes Gram negativos (por exemplo, Bacteroidaceae, Enterobacteriaceae, Vibrionaceae,

Pasteurellae e Pseudomonadaceae). Numa realização, a bactéria pode incluir Mycoplasma pneumoniae. 0 termo "protozoário" como utilizado neste documento inclui, sem limitações, aos flagelados (por exemplo, Giardia lamblia), amoeboids (por exemplo, Entamoeba histolitica), e esporozoários (por exemplo, Plasmodium knowlesi) assim como ciliados (por exemplo, B. coli). Os protozoários podem incluir, mas não estão limitados a, Entamoeba coli,

Entamoeabe histolitica, lodoamoeba buetschlii, Chilomastix meslini, Trichomonas vaginalis, Pentatrichomonas homini, Plasmodium vivax, Leishmania braziliensis, Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei, e Myxoporidia.

O termo "algas" como utilizado neste documento inclui, sem limitações, às microalgas e algas filamentosas tais como Anacystis nidulans, Scenedesmus sp. , Chlamydomonas sp. , Clorella sp., Dunaliella sp., Euglena so., Prymnesium sp., Porphyridium sp., Synechoccus sp., Botn'ococcus braund, Cgpthecodinium cohnii, Cvlindrotheca sp. , Alicrocystis sp. , Isochn'sis sp.. lionallanthus sauna, AI. minuium, Nannochloris sp. . Nannochioropsis sp., Neochloris oleoabundans. Nitzschia sp,, Phaeodaetyhon tricornutwn, SChizochytriurn sp. , Senedesnuis obliquus, e Tetraseimis sueica assim como algas que pertence qualquer do género Spirogyra, Cladophora, Vaucheria, Pithophora e Enteromorpha.

O termo "fungos" como utilizado neste documento inclui, sem limitações, uma pluralidade de organismos tais como mofos, mofo resistente e ferrugem e inclui espécie no gênero Penicillium, Aspergillus, Acremonium, Cladosporium, Fusarium, Mucor, Nerospora, Rhizopus, Tricophyton, Botryotinia, Phytophthora, Ophiostoma, Magnaporthe, Stachybotrys e Uredinalis. DISCUSSÃO: De acordo com o objetivo(s) da presente invenção, como realizado e amplamente aqui descrito presente invenção, num aspecto, referem-se a composições incluindo um nanocompósito de ZnO-Feita por vacância (VE) , métodos de preparação de uma composição , métodos de utilização de uma composição, e semelhantes.

Numa forma de realização, a composição pode ser usada como um agente antimicrobiano para matar e/ou inibir a formação de microrganismos sobre uma superficie tal como uma árvore, planta e semelhantes. Uma vantagem da presente invenção é que a composição é solúvel em água, possui propriedades antimicrobianas, formadores de pelicula, e é não-fitotóxico. Em particular, a composição é antimicrobiana em relação a E. coli e X. alfalfae e é não fitotóxica para vinca sp. ornamental.

Além disso, as realizações da presente invenção proporcionar uma composição que pode ser usado para várias finalidades. As realizações da presente invenção são vantajosas na medida em que pode substancialmente impedir e/ou tratar ou substancialmente tratar uma doença ou condição numa planta e atuam como um antibacteriano e/ou fungicida, enquanto sendo não-fitotóxico.

Numa realização, a composição pode ter uma característica antimicrobiana. A frase "característica antimicrobiana" pode ter o seguinte significado: mata cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais, dos microrganismos (por exemplo, bactérias) sobre a superficie e/ou reduz a quantidade de microrganismos que formam ou crescem sobre a superficie em cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais, em comparação com uma superficie semelhante, sem a composição colocada na superficie.

Embora não pretendendo estar limitado pela teoria, a única carga de superficie e a superficie quimica das nanoparticulas ZnO-VE do nanocompósito ZnO-VE podem ser responsáveis pela boa manutenção da estabilidade coloidal. A elevada área superficial e a morfologia estrutural semelhante a um gel podem ser responsáveis pelas fortes propriedades de adesão a uma superficie, tal como uma superficie de planta. 0 não- fitotoxicidade pode ser atribuido ao pH neutro do nanocompósito ZnO- VE e à disponibilidade limitada de ions solúveis.

Os detalhes adicionais são descritas nos Exemplos. Numa realização, o nanocompósito ZnO- VE pode incluir nanoparticulas ZnO-VE, tais como peróxido de zinco (ZnO2) ou uma combinação de ZnO e ZnO2. Numa realização, as nanoparticulas ZnO-VE têm defeitos de superficie associados com uma vacância de oxigénio, o que distingue às nanoparticulas ZnO-VE de nanoparticulas de ZnO.

Estudos de UV-Vis mostraram que as nanoparticulas de VE-ZnO e nanoparticulas de ZnO têm características ópticas diferentes, o que é indicativo de mostrar que as nanoparticulas de VE-ZnO têm defeitos de superfície associados com a vacância de oxigénio. Os detalhes adicionais são descritos nos Exemplos. Numa realização, o diâmetro das nanoparticulas de óxido de zinco pode ser adequadamente controlado por ajuste dos parâmetros de sintese, tais como a quantidade de fonte de zinco solúvel em água, o agente de proteção de superfície, e o agente oxidante, a base, pH, tempo de reação, a sequência de adição dos componentes, e similares. Por exemplo, o diâmetro das partículas pode ser controlado ajustando o periodo de tempo da reação. Embora não pretendendo estar limitado pela teoria, a superior eficácia antimicrobiana das formas de realização da presente divulgação pode ser atribuída ao confinamento do quantum (por exemplo, tamanho) e defeitos de superfície relacionada às propriedades da nanoparticulas de VE-ZnO. 0 tamanho das nanoparticulas de VE- ZnO pode permitir que as nanoparticulas de VE-ZnO sejam transportadas sistematicamente na planta, atingir o floema do tecido, e interagir com o agente patogênico, por exemplo. Numa realização, as nanoparticulas de VE-ZnO podem ter um diâmetro de cerca de 1 a 10 nm ou cerca 5 nm, ou o diâmetro médio é de cerca de 5 nm.

Numa realização, as nanoparticulas de ZnO-VE podem ser interligados um ao outro para formar cadeias de nanoparticulas de ZnO-VE inter-conectadas. Numa forma de realização, o nanocompósito ZnO-VE pode incluir uma pluralidade de cadeias de nanoparticulas de ZnO-VE, em que as cadeias podem ser independentes um do outro, ou conectar-se a uma ou mais outras cadeias.

Numa realização, as nanoparticulas de ZnO-VE incluem um revestimento na superficie feitas do agente de proteção da superficie. Numa realização, o agente de proteção da superficie inclui um ou mais de iões de Zn quelantes grupos funcionais, tais como grupos carbóxilo, grupos hidroxilo, aminas, tióis, e/ou uma combinação de dois ou mais. Numa realização, o agente de proteção da superficie inclui um composto que tem um grupo carbóxilo e grupo hidroxilo. Numa realização o agente de proteção da superficie é selecionado a partir de uma pequena molécula de agente de proteção, tais como salicilato de sódio, gluconato de sódio, bem como polimeros, tais como quitosano, silica, ácido poliacrilico, álcool polivinilico, poliacrilamida, polivinilpirrolidina, dextrano, polietilenoglicol, dendrimeros, e uma combinação dos mesmos. Numa realização, o revestimento pode cobrir a totalidade da superficie da nanoparticula ZnO-VE ou uma porção substancial (por exemplo, cerca de 50% ou mais, cerca de 60% ou mais, cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais, da superficie das nanoparticulas ZnO-VE) da superficie das nanoparticulas ZnO-VE. Numa realização, o revestimento pode ter uma espessura de cerca de 0,5 nm a 10 nm.

Numa realização, o nanocompósito ZnO-VE pode incluir nanoparticulas ZnO-VE numa matriz de gel. Numa forma de realização, a matriz de gel pode incluir uma fonte de zinco solúvel em água, um agente de proteção da superficie, e um agente oxidante. Numa realização, o agente de proteção de superficie pode incluir compostos tais como os listados acima (por exemplo, salicilato de sódio). Numa forma de realização, o agente de oxidação pode ser de cerca de 10 a 50 ou cerca de 25 a 35, por cento em peso da matriz de gel do nanocompósito ZnO-VE.

Numa forma de realização, a fonte de zinco solúvel em água pode incluir um sal de zinco solúvel em água, e os complexos de organozinco tais como tartarato de zinco, citrato de zinco, oxalato de zinco, acetato de zinco, e semelhantes. Numa realização, o sal de zinco solúvel em água pode incluir nitrato de zinco, sulfato de zinco e cloreto de zinco. Numa realização, a fonte de zinco solúvel em água pode ser cerca de 40 a 80 ou cerca de 50 a 70, por cento em peso da matriz de gel do nanocompósito ZnO-VE.

Numa realização, o agente oxidante é selecionado a partir do peróxido de hidrogénio, cloro, hipoclorito de sódio, e uma combinação destes. Numa realização, o agente de oxidação pode ser de cerca de 10 a 50 ou cerca de 25 a 35, por cento em peso da matriz de gel do nanocompósito ZnO-VE.

Numa realização, o método de fazer uma composição pode incluir misturar uma fonte de zinco solúvel em água, um agente de proteção da superfície, e um agente oxidante. Numa realização, os componentes são misturados numa solução aquosa (por exemplo, água desionizada). Numa realização, os componentes são misturados à temperatura ambiente e depois de misturar durante cerca de 12 a 36 horas, o pH pode ser ajustado para cerca de 7,5 com uma base, tal como NaOH. Numa realização, os componentes podem ser adicionados simultaneamente, em conjunto ou sequencialmente, podem ser adicionados em conjunto. Por exemplo, o agente de proteção de superfície e o agente oxidante podem ser misturados, e, opcionalmente, com uma base. Em seguida, a fonte de zinco solúvel em água pode ser adicionada lentamente, gota a gota ao longo de alguns minutos à uma hora, enquanto se agita.

Numa realização, o agente de oxidação pode ser de cerca de 10 a 50 ou cerca de 25 a 35, por cento em peso do nanocompósito ZnO-VE. Numa forma de realização, a fonte de zinco solúvel em água pode ser cerca de 40 a 80 ou cerca de 50 a 70, por cento em peso do nanocompósito ZnO-VE. Numa realização, o agente de oxidação pode ser de cerca de 10 a 50 ou cerca de 25 a 35, por cento em peso do nanocompósito ZnO-VE.

Uma vez que os componentes são misturados, o nanocompósito ZnO-VE é formado, em que as nanoparticulas ZnO-VE têm um revestimento formado a partir do agente de proteção da superficie. A composição pode ser utilizada como componentes preparadas ou não ligadas (por exemplo, a fonte de zinco solúvel em água, o agente de proteção de superficie, e o agente oxidante, e da base) pode ser lavado de modo que apenas as nanoparticulas ZnO-VE inter-conectadas se mantenham . Este processo pode ser realizado utilizando um único vaso de reação ou pode utilizar múltiplos vasos de reação. Os detalhes adicionais são descritos nos Exemplos.

Numa realização, a composição pode ser disposta sobre uma superficie de uma estrutura. Numa realização, a estrutura pode incluir plantas, tais como árvores, arbustos, ervas, culturas agricolas, e semelhantes, inclui folhas e frutos. Numa realização, a composição proporciona um revestimento uniforme da superficie da planta, o revestimento uniforme substancial da superficie da planta, ou cobertura substancialmente a planta. Numa forma de realização, a composição pode ser utilizada para tratar uma planta que possui uma doença ou para impedir que a planta obtenha de uma doença.

Numa realização, a estrutura pode incluir aqueles que podem ser expostos a microrganismos e/ou que os microrganismos podem crescer sobre, tais como, sem limitação, materiais de tecidos, contadores de cozinha, instalações de processamento de alimentos, utensílios de cozinha, embalagens de alimentos, piscinas, metais, frascos de medicamentos, instrumentos médicos, implantes médicos, fios, fibras, luvas, móveis, dispositivos de plástico, brinquedos, fraldas, couro, azulejos e piso. Numa realização, a estrutura pode incluir artigos têxteis, fibras, filtros ou de unidades de filtração (por exemplo, HEPA para ar e água) , materiais de embalagem (por exemplo, alimentos, carne, aves, e semelhantes materiais de embalagem de alimentos), estruturas de plástico (por exemplo, feita de um polimero ou uma mistura de polimeros), de vidro ou de vidro como estruturas na superficie da estrutura, metais, ligas metálicas, óxidos metálicos ou estrutura, uma estrutura (por exemplo, cerâmica, pedra, cerâmica, mármore, granito ou semelhantes), e uma combinação destes.

Numa realização, após o que a composição é colocada na superficie, a estrutura pode ter uma característica antimicrobiano que é capaz de matar uma porção substancial dos microrganismos (por exemplo, bactérias, tais como E. coli, X alfafa, e S. aureus) na superfície da estrutura e/ou inibe substancialmente ou inibe o crescimento de microrganismos sobre a superfície da estrutura. A frase "matar uma porção substancial" inclui a matar cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais, do microrganismo (por exemplo, bactérias) sobre a superfície da composição que está disposta sobre, em relação à estrutura que não tem a composição nela disposta. A frase "inibe substancialmente o crescimento" inclui reduzir o crescimento do microrganismo (por exemplo, bactérias) por cerca de 70% ou mais, cerca de 80% ou mais, cerca de 90% ou mais, cerca de 95% ou mais, ou cerca de 99% ou mais, dos microrganismos sobre a superfície da composição que está disposta sobre, em relação a uma estrutura que não tem a composição disposta nela.

Como mencionado acima, as realizações da presente invenção são eficazes para o tratamento de doenças que afetam as plantas, tais como plantas de citrinos e árvores. Numa realização, a composição pode funcionar como um agente antibacteriano e/ou fungicida, especificamente, o tratar, tratar substancialmente, prevenir ou prevenir substancialmente, doenças de plantas tais como esverdeamento de citrino (HLB) e doenças de cancro citrico. Os radicais hidroxilo livres, iões de zinco, e uma sua combinação pode funcionar como um agente antibacteriano e/ou antifúngicos, por um periodo de tempo (por exemplo, da aplicação de dias a meses). 0 desenho da composição facilita um revestimento uniforme de superficie da planta ou o um revestimento substancialmente uniforme de superficie da planta. Numa realização, a composição que é aplicada a plantas pode ter uma propriedade de aderência superior em vários tipos de exposição a condições atmosféricas, tais como chuva, vento, neve, e a luz solar, de modo que não é substancialmente removida ao longo do periodo de tempo de utilização da composição. Numa realização, a composição tem um efeito fitotóxico reduzido ou não-é fitotóxico para as plantas.

As realizações da presente invenção pode aplicar sobre os periodos de tempo consistente com a eficácia da composição, e esses periodos de tempo podem incluir desde o primeiro dia de aplicação de cerca de uma semana, cerca de um mês, cerca de dois meses, cerca de três meses, cerca de quatro meses, cerca de cinco meses, cerca de seis meses, cerca de sete meses, ou cerca de oito meses. Exemplos MATERIAIS E MÉTODOS Abreviaturas da formulação: Z-SG-1 ZPER-SG-1 ZPER-SG-2 ZSAL-SG-2 ZPSAL-SG-3 ZPSAL-SG-4 ZPSAL-SG-5 ZPSAL-SG-6 ZPSAL-SG-7

Procedimento detalhado de síntese da nanoformulação Procedimento de síntese de Z-SG-1, ZPER-SG-1, ZSAL-SG-2, ZPSAL-SG-3 e ZPSAL-SG-4: Em um copo de vidro, tomar 50 ml de água deionizada, 5 ml de solução concentrada de nitrato de Zn (59% peso), adicionar NaOH 1 M gota a gota sob agitação magnética até o pH seja 7,5. Em seguida, dividir em 5 partes iguais: Z-SG-1: sem tratamento ZPER-SG-1: adicionar 2 ml de peróxido de hidrogénio (30%) ZSAL-SG-2: adicionar 1 ml de uma solução de salicilato de sódio (32,8% em peso) ZPSAL-SG-3: adicionar 1 ml de uma solução de salicilato de sódio (32,8% em peso), lavar para remover a solução de salicilato de sódio não ligado, adiciona-se 2 ml de peróxido de hidrogénio (30%) ZPSAL-SG-4: adiciona-se 2 ml de peróxido de hidrogénio (30%), agita-se durante 2 horas, lavar para remover o peróxido de hidrogénio não ligado, adicionar 1 ml de uma solução de salicilato de sódio (32,8% em peso), lavar.

Procedimento de síntese de ZPER-SG-2 e ZPSAL-SG-5: Em um copo de vidro, tomar 40 ml de água deionizada, lOml de peróxido de hidrogénio (30%) e 5 ml de solução concentrada de nitrato de Zn (59% de peso). Ajustar o pH a 7,5 com NaOH IN. Em seguida, dividem-se em 2 partes iguais ZPER-SG-2: nenhum tratamento ZPSAL-SG-5: adicione a solução de salicilato de sódio 2,5 ml (32,8% em peso), verificar o pH - ajustar a 7, deixou-se agitar durante a noite. Procedimento de síntese ZPSAL-SG-6 (revestido ZnO-VE)**:

Em um copo de vidro, tomar 40 ml de água desionizada, 10 ml de peróxido de hidrogénio (30%), 2,5 ml de solução de salicilato de sódio (32,8% em peso) e 5 ml de solução concentrada de nitrato de Zn (59% de peso). Magneticamente agitar durante a noite, em seguida ajustar o pH a 7,5 com NaOH 1 N (cerca 25 mL) ** Material de ZnO revestido é idêntico ao ZnO-VE revestido, exceto que não contém peróxido de hidrogénio. Procedimento de síntese de ZPSAL-SG-7:

Em um copo de vidro, tomar 40 ml de água deionizada, 10 ml de peróxido de hidrogénio (30%), 2,5 ml de solução de salicilato de sódio (32,8% em peso) e adicionar cerca de 20 ml IN NaOH. Em seguida, adicione gota a gota (com muito cuidado e lentamente, algumas gotas por minuto) solução de Nitrato de Zn (59% de peso) sobre agitação magnética vigorosa até pH é atingido a 7.5. Figs. IA e B ilustram imagens HRTEM da superfície revestida do material ZnO-VE. Em particular, a Fig. 1 (a) ilustra uma baixa ampliação da imagem HRTEM representante da superfície revestida de materiais ZnO-VE que mostra uma rede semelhante a um gel que interconecta os grupos de partículas sol ZnO-VE cristalina de tamanho quantum (<5 nm) . Fig. 1 (b) ilustra uma imagem de grande ampliação de material ZnO-VE. A inserção mostra a estrutura de franja cristalina de um das partículas sol de ZnO-VE. Figs. 2A e B ilustram imagens HRTEM de material não-VE-ZnO. Em particular, a Fig. 2A ilustra uma imagem representativa de HRTEM de superficie revestida do material de ZnO mostrando a estrutura facetado em forma de placa na gama de tamanho sub- micron. FIG. 2B ilustra uma imagem de grande ampliação de material ZnO revestido mostra a aparência das regiões tanto policristalinos e amorfos dentro de uma estrutura de placa. Figs. 3A a fitotoxicidade de ilustração E resulta de vários revestimentos. Em particular, a Fig. 3 ilustra uma avaliação fitotoxicidade de: (a) não revestida (b) da superficie revestido ZnO, (c) superficie revestida VE-ZnO, (d) Nordox, e (e) Kocide 3000 materiais. As formulações foram aplicadas na taxa de pulverização de 790 ppm de Zn metálico. As fotografias digitais que mostram nenhum dano de tecidos vegetais (-) aconteceram mesmo após 72 horas. FIG. 4 ilustra a inibição do crescimento com o Ensaio de azul de Alamar de E. coli contra a ZnO-VE, ZnO revestido, Nordox, e Kocide 3000. FIG. 5 ilustra as curvas de crescimento de E. coli na presença de Zinkicide™ de E. coli contra a ZnO-VE, ZnO revestido, Nordox, e Kocide 3000. FIG. 6 ilustra a viabilidade de E. coli na presença de materiais ZinkicideTM. Em particular, a Fig. 6 ilustra a viabilidade de E. coli contra a ZnO-VE, ZnO revestido, Nordox e Kocide 3000. FIG. 7 ilustra evidência direta da geração de ROS pelo material ZnO-VE revestido. FIG. 7 ilustra os espectros de transmissão de cério de valência mista e céria tratada com superfície revestida de material ZnO-VE. Ceria e ZnO-VE são esbranquiçadas na cor. No entanto, quando combinados juntos uma cor vermelha intensa desenvolve. Observou-se uma clara mudança de comprimento de onda de transmissão ceria no sentido de maiores comprimentos de onda, confirmando a conversão do estado Ce3+ para Ce4+ após reacção com ROS (produzido pela superfície revestida de material ZnO- VE) .

As Figs. 8A e B ilustram espectros HRTEM - EDX de superfície revestida de ZnO-VE e ZnO. FIG. 8 ilustra um espectro HRTEM- EDX da superfície A revestida de ZnO-VE de A y la superfície B de materiais revestidos de ZnO. Picos característicos elementares de Zn e oxigénio foram encontrados nos espectros. 0 pico de Au é originado a partir do substrato grade HRTEM de Au.

As Figs. 9A e B ilustram os resultados de raio-x de espectroscopia de fotoelétrons (XPS) de superficie revestida de ZnO-VE e ZnO. Em particular, a Fig. 9 ilustra os resultados de XPS superficie revestida: (a) ZnO-VE e (b) materiais de ZnO superficie revestida. Observara-se o pico característico do estado de oxidação de Zn (II). A Figura 10 ilustra uma representação esquemática de ZnO VE ( "Zinkicida") composta de nanoparticulas (nanocompósito).

A Tabela 1 ilustra a concentração minima inibitória contra E. coli por vários agentes.

Tabela 1: MIC de superficie revestida de ZnO-VE, revestido ZnO, agente de proteção de superficie, Kocide 3000, e Nordox contra E. Coli

Deve notar-se que a razão, concentrações, quantidades, e outros dados numéricos podem ser aqui expressos num formato de gama. Deve ser entendido que tal formato de gama é utilizado por conveniência e brevidade, e, portanto, deve ser interpretado de uma forma flexivel para incluir não só os valores numéricos citados explicitamente como os limites da gama, mas também a todos os valores numéricos individuais ou sub-gamas englobadas dentro desse intervalo como se cada valor numérico e sub-gama é explicitamente recitado. Para ilustrar, um intervalo de concentração de "cerca de 0,1% a cerca de 5%" deve ser interpretado para incluir não só a concentração expressamente recitado de cerca de 0, 1% em peso a cerca de 5% em peso, mas também incluem as concentrações individuais (por exemplo, 1%, 2%, 3% e 4%) e os sub- intervalos (por exemplo, 0,5%, 1,1%, 2,2%, 3,3% e 4,4%) dentro da gama indicada. Numa realização, o termo "cerca de" pode incluir arredondamento tradicional de acordo com técnicas de medição e o valor numérico. Além disso, a frase "cerca 'x' a 'y'" inclui "cerca de 'x' a cerca de 'y'". Muitas variações e modificações podem ser feitas às formas de realização acima descritas. Todas estas modificações e variações destinam-se a ser aqui incluídos dentro do âmbito desta invenção e protegidas pelas seguintes reivindicações.

Claims

1. Composição de matriz de gel, caracterizada pelo fato de que compreende: um nanocomposito de uma matriz de gel de nanopartículas interconectadas modificadas por vacância de óxido de zinco (ZnO), peróxido de zinco (ZnO2) ou uma combinação dos mesmos, em que as nanopartículas modificadas por vacância têm defeitos de superfície associados a vacância de oxigênio, em que as nanopartículas têm um diâmetro de 3 a 8 nm, em que as nanopartículas modificadas por vacância incluem um revestimento de um agente de proteção de superfície com um grupo carboxila e um grupo hidroxila, e em que a composição da matriz de gel é preparada à temperatura ambiente.

2. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o agente de proteção de superfície é selecionado de entre o grupo que consiste em: salicilato de sódio, gluconato de sódio e uma combinação dos mesmos.

3. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as nanopartículas modificadas por vacância têm um diâmetro médio de 5 nm.

4. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o revestimento cobre a superfície de cada um das nanopartículas modificadas por vacância.

5. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o revestimento tem uma espessura de 0,5 nm a 10 nm.

6. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda peróxido de hidrogênio.

7. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o peróxido de hidrogênio é de 10 a 50 por cento em peso da composição de matriz de gel.

8. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende ainda hidróxido de sódio.

9. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o peróxido de hidrogênio é de 10 a 50 por cento em peso da composição de matriz de gel e em que o hidróxido de sódio é de 10 a 50 por cento em peso da composição de matriz de gel.

10. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser para tratar plantas para matar E. coli e X. alfalfae.

11. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser aplicada para vinca sp. Ornamental como uma composição não-fitotóxica.

12. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição de matriz de gel é formada pela mistura de uma fonte de zinco solúvel em água, um agente de proteção da superfície e um agente oxidante em uma solução aquosa à temperatura ambiente.

13. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o agente oxidante é selecionado do grupo que consiste em: peróxido de hidrogênio, cloro, hipoclorito de sódio e combinações dos mesmos, e em que o agente de proteção da superfície é selecionado do grupo que consiste em salicilato de sódio, sódio gluconato e uma combinação dos mesmos.

14. Composição de matriz de gel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ser aplicada a uma planta como uma composição antimicrobiana e não-fitotóxica.