Science & Technology Development Journal: NATURAL SCIENCES

An official journal of University of Science, Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Viet Nam

Skip to main content Skip to main navigation menu Skip to site footer

 Original Research

HTML

245

Total

75

Share
Synthesis of copper/silica nanocomposites for application in preventing Ralstonia solanacearum bacteria causing the wilt disease






 Open Access  

Downloads

Download data is not yet available.

Abstract

This paper presented the synthesis at room temperature of copper/silica (Cu/SiO2) nanocomposites by the chemical reduction method with sodium borohydride as a reducing agent and polyvinylpyrrolidone as a stabilizer. The physicochemical properties of Cu/SiO2 were studied through ultraviolet–visible absorption spectrum, X-ray diffraction pattern, Fourier transform infrared spectrum, transmission electron microscope and energy-dispersive X-ray spectrum. Analytical results indicated that Cu/SiO2 contained copper nanoparticles with an average size of 6.78 nm, evenly distributed in the silica structure through chemical bonds. The antibacterial activity of Cu/SiO2 was evaluated by testing its activity against Ralstonia solanacearum bacteria that caused the wilt disease in plants. Cu/SiO2 could completely inhibit the growth of R. solanacearum bacteria at a concentration of 36 ppm, two times more effective than copper nanoparticles. The results showed that Cu/SiO2 nanocomposites would be potential for practical applications to replace traditional chemical pesticides in agriculture.

MỞ ĐẦU

Vi khuẩn Ralstonia solanacearum (R. solanacearum ) gây ra bệnh héo xanh trên các loại cây trồng quan trọng như nhóm cây họ Cà và hơn 450 loài cây trồng họ khác 1 , phổ biến ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và một số vùng ôn đới 2 . R. solanacearum là một trong những vi khuẩn gây thiệt hại lớn trên cây trồng và rất khó kiểm soát. Cụ thể, thiệt hại năng suất có thể lên đến 91% ở cà chua, 33−90% ở khoai tây, 10−30% ở cây thuốc lá, 80 −100% trên cây chuối,và khoảng 20% trên cây lạc 3 . Kiểm soát bệnh héo xanh do vi khuẩn R. solanacearum gây ra bằng phương pháp vật lý, hóa học, sinh học đã được nghiên cứu trong nhiều thập kỷ qua. Trên thực tế, phương pháp sử dụng các thuốc bảo vệ thực vật hóa học là phổ biến nhất. Tuy nhiên, hiệu quả thu được chưa cao; thậm chí chúng còn gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái, sức khỏe cộng đồng 4 . Cụ thể, hoạt chất thiabendazol có thể giảm tỷ lệ bệnh héo xanh xuống 50%. Còn hoạt chất streptomycin kết hợp với oxytetracyline làm giảm tỷ lệ bệnh héo xanh 46−57% với nồng độ 2% w/v trong điều kiện nhà lưới 5 . Bên cạnh đó, sử dụng clopicrin với liều lượng 300 kg/ha xử lý đất trước khi trồng lạc 10 ngày cho hiệu quả tốt trong việc phòng ngừa bệnh héo xanh. Ngoài ra, hoạt chất gốc đồng cũng được sử dụng trong quản lý bệnh héo xanh 6 . Tuy nhiên, việc lạm dụng các thuốc này, không theo liều lượng và liều dùng khuyến cáo của nhà sản xuất có thể gây tồn dư một lượng thuốc khá cao trong các sản phẩm nông nghiệp và gây ra những vụ ngộ độc ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người 3 . Do đó trong thực tế sản xuất, phòng trị bệnh héo xanh do vi khuẩn R. solanacearum là vấn đề rất khó khăn.

Trong những năm gần đây, vật liệu nano được quan tâm nghiên cứu và phát triển với những ứng dụng tiềm năng trong đời sống nói chung 7 và nông nghiệp nói riêng 8 . Trong đó, nano đồng được xem như một ứng viên tiềm năng cho nền nông nghiệp tương lai vì nguồn nguyên liệu lớn, giá thành rẻ, tổng hợp dễ dàng với nhiều phương pháp khác nhau như: phân huỷ nhiệt, khử hoá học, bức xạ, vi sóng, polyol,... 9 , 10 , 11 , 12 , 13 và hiệu quả kháng khuẩn kháng nấm tuyệt vời. Nhóm tác giả Huong Thu Luong đã tổng hợp các hạt nano đồng (CuNPs) bằng phương pháp điện hoá sinh học, CuNPs cho thấy khả năng ức chế một nửa (IC 50 ) đối với R. solanacearum ở nồng độ 42 ppm 14 . Tuy nhiên, hạt nano đồng rất dễ bị oxi hoá ở điều kiện bảo quản thông thường, hệ quả là hoạt tính kháng khuẩn, nấm bị suy giảm. Để khắc phục nhược điểm đó, một số nhóm nghiên cứu đã khảo sát khả năng cố định các hạt nano đồng lên các chất mang như TiO 2 , SiO 2 , ZnO, graphene,... tạo ra vật liệu nanocomposite 15 , 16 , 17 , 18 . Bên cạnh đó, các vật liệu nanocomposite còn cải thiện các tính chất khác của vật liệu như giảm kích thước hạt nano kim loại, giảm hiện tượng kết tụ và tăng khả năng kháng vi sinh vật. Trong các chất mang đó, silica có thể được xem là một ứng viên tiềm năng phù hợp với ứng dụng trong nông nghiệp nhờ độ bền nhiệt tốt, độ bền hoá học của hệ cao, khả năng cung cấp dinh dưỡng silic và khả năng kháng các loại căng thẳng sinh học và phi sinh học cho cây trồng 19 , 20 , 21 . J. Peszke và cộng sự (2017) đã tổng hợp nanocomposite đồng/silica bằng phương pháp khử hóa học. Nanocomposite được thử nghiệm khả năng và có khả năng kháng vi sinh vật với các chủng nấm và khuẩn khác nhau như: nấm Aspergillus niger (DSM 1957), Aspergillus terreus (DSM 1958), Scopulariopsis brevicaulis (DSM 9122) và khuẩn Escherichia coli (DSM 1103), Pseudomonas putida G7 (DSM 4476), Arthrobacter globiformis (PCM 2134) 22 . Năm 2020, nhóm tác giả Nguyễn Thị Thanh Hải đã tổng hợp nanocomposite đồng/silica (Cu/SiO 2 ) bằng phương pháp hoá học với hợp chất khử là hydrazine hydrtate (N 2 H 4 ). Kết quả nghiên cứu cho thấy Cu/SiO 2 có khả năng kháng nấm tương đối tốt đối với Pyricularia oryzae và Rhizoctonia solani , gây bệnh đạo ôn và khô vằn trên cây lúa với hiệu lực kháng nấm tương ứng 79,05 và 76,71% ở nồng độ 100 ppm 16 . Tuy nhiên, cho đến nay chưa có công bố nghiên cứu đề cập về khả năng ức chế của Cu/SiO 2 đối với vi khuẩn R. solanacearum . Do đó, việc mở rộng khảo sát khả năng kháng vi sinh vật đối với các loại nấm, vi khuẩn khác là rất cần thiết.

Bài báo trình bày việc tổng hợp Cu/SiO 2 bằng phương pháp khử hoá học đơn giản với hợp chất khử sodium borohydride và chất ổn định polyvinylpyrrolidone ở nhiệt độ phòng. Các đặc tính quang cũng như cấu trúc tinh thể, và hình thái học của nanocomposite đồng/silica được phân tích qua các phép đo như phổ hấp thụ tử ngoại−khả kiến, giản đồ nhiễu xạ tia X, hiển vi điện tử truyền qua. Đặc biệt, khả năng kháng khuẩn đối với vi khuẩn R. solanacearum gây bệnh héo xanh trên cây cà chua của vật liệu cũng được thực hiện.

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Hoá chất

Các hoá chất được sử dụng trong nghiên cứu này là: đồng acetate (C 4 H 6 CuO 4 .H 2 O, > 99.99%, Sigma–Aldrich), sodium borohydride (NaBH 4 , > 98%, Sigma-Aldrich), ascorbic acid (C 6 H 8 O 6 , > 99%, Sigma-Aldrich), polyvinylpyrrolidone ((C 6 H 9 NO) n , Mw ~ 40 kDa, Fisher), D-glucose (C 6 H 12 O 6 , > 99.5%, Sigma-Aldrich) và bột silica (SiO 2 > 99%, kích thước 3–8 mm, Công ty Cổ phần Công nghệ Nano BSB, Việt Nam), peptone (> 99,8%, Sigma-Aldrich), sucrose (C 12 H 22 O 11 > 99,5%, Sigma-Aldrich), magnesium sulfate heptahydrate (MgSO 4 ,7H 2 O, > 99,5%, Sigma-Aldrich), potassium dihydrophosphate (K 2 HPO 4 , > 99,5%, Trung Quốc), agar (100%, Việt Nam). Nước cất có độ dẫn < 5 µS/cm được sử dụng trong các thực nghiệm.

Phương pháp tổng hợp

Nanocomposite Cu/SiO 2 được tổng hợp bằng phương pháp khử hóa học với chất ổn định polyvinylpyrrolidone (PVP), chất khử sodium borohydride (NaBH 4 ) và chất chống oxy hóa ascorbic acid (AA) 23 . Cụ thể, dung dịch đồng acetate (0,015 M) được cho vào hệ phân tán silica (1000 mg/L). Sau đó, hỗn hợp muối đồng/silica được cho vào dung dịch PVP (3% w/v). Tiếp theo, dung dịch NaBH 4 (0,1 M) được nhỏ giọt vào dung dịch. Cuối cùng, dung dịch AA (1,4 M) được thêm vào dung dịch phản ứng. Màu của dung dịch phản ứng chuyển từ xanh lam sang nâu và cuối cùng là nâu đỏ. Nano đồng cũng được tổng hợp theo quy trình này không có sự tham gia phản ứng của SiO 2 để làm mẫu đối chứng trong khảo sát tính chất kháng khuẩn của Cu/SiO 2 .

Phương pháp phân tích

Tính chất quang của vật liệu được xác định qua phổ hấp thụ tử ngoại−khả kiến (UV−Vis, UV-1800/SHIMADZU), tính chất tinh thể và thành phần pha được xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD, D8 Advance-Bruker). Ngoài ra, kích thước tinh thể được tính thông qua công thức Scherrer (1) từ dữ liệu XRD:

trong đó: λ là bước sóng tia X của Cu K α (0,154 nm), β là độ bán rộng của đỉnh nhiễu xạ.

Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR) được ghi nhận trên thiết bị Frontier/PerkinElmer với mục đích xác định các liên kết của mẫu. Hình thái và kích thước hạt nano kim loại được xác nhận thông qua phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM, JEM−2100Plus, JEOL), bên cạnh thành phần hoá học của vật liệu được xác định thông qua phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS, Ultim Max TEM, JEOL).

Đánh giá hoạt tính kháng Ralstonia solanacearum của Cu/SiO2

Khả năng kháng Ralstonia solanacearum của nano đồng và nanocomposite Cu/SiO 2 được đánh giá bằng phương pháp đục lỗ thạch và pha loãng dung dịch.

Môi trường PGA (200 g khoai tây, 20 g glucose, 15 g Agar cho 1 L) được hấp khử trùng ở 121°C trong 20 phút và rót vào đĩa petri để tạo mặt thạch, với thể tích 15 mL. Sau đó, dùng mciropipet hút 100 μL dung dịch vi khuẩn R. solanacearum cho vào đĩa môi trường đã đông cứng, dùng que trải đều vi khuẩn lên trên mặt thạch. Kế tiếp, đục một lỗ thạch ở trung tâm các đĩa petri. Cuối cùng, cho 20 μL nước (đối chứng), dung dịch CuNPs hoặc Cu/SiO 2 cho vào lỗ thạch. Thí nghiệm đơn yếu tố được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại, mỗi lần lặp lại là 3 đĩa petri. Các thao tác phải tiến hành trong điều kiện vô trùng. Ủ các đĩa petri này trong 24 giờ ở nhiệt độ 37 ºC, đo đường kính vòng ức chế.

Để xác định MBC Cu/SiO 2 và CuNPs lần lượt được hòa tan trong môi trường SP (Sucrose–Peptone, 20 g/L sucrose; 5 g/L peptone; 0,25 g/L K 2 HPO 4 và 0,25 g/L of MgSO 4 .7H 2 O) lỏng với các nồng độ khác nhau: 0, 18, 36 và 72 ppm. Sau đó chúng được phân tán bằng sóng siêu âm ở 35 kHz trong 30 phút. Cho 1,5 mL mỗi nồng độ pha loãng ở trên và 1,5 mL R. solanacearum 3×10 6 CFU/mL vào ống nghiệm 5 mL, đặt trên máy lắc ở 30 °C trong 24 giờ, ở ống nghiệm đối chứng âm không bổ sung R. solanacearum. Sau đó 0,1 mL dung dịch từ mỗi ống nghiệm được cấy vào môi trường thạch SPA (20 g/L sucrose; 5 g/L peptone; 0,25 g/L K 2 HPO 4; 0,25 g/L MgSO 4 .7H 2 O và 15 g/L agar) và tiếp tục ủ ở 30°C trong 24 giờ. Mỗi nồng độ được lặp lại 3 lần với 1 lần lặp lại là 1 đĩa petri và MBC là nồng độ thấp nhất của Cu/SiO 2 hoặc CuNPs không quan sát thấy hoặc quan sát thấy ít hơn 3 khuẩn lạc xuất hiện.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tính chất vật liệu

Figure 1 thể hiện phổ hấp thụ tử ngoại–khả kiến của silica và nanocomposite Cu/SiO 2 . Mẫu Cu/SiO 2 cho đỉnh hấp thụ ở khoảng 575 nm ứng với dao động plasmon bề mặt của hạt nano đồng 24 , trong khi đó mẫu đối chứng SiO 2 không thể hiện bất kỳ đỉnh hấp thụ nào trong khoảng bước sóng từ 400– 800 nm. Kết quả UV-Vis cho thấy có sự hình thành các hạt nano đồng trong nanocomposite Cu/SiO 2 .

Figure 1 . Phổ hấp thụ UV-Vis của SiO 2 và nanocomposite Cu/SiO 2 .

Figure 1 .

[Download figure]

Kết quả giản đồ nhiễu xạ tia X của SiO 2 và nanocomposite Cu/SiO 2 được biểu hiện trên Figure 2 . Đối với mẫu silica, chỉ có đỉnh nhiễu xạ rộng tập trung ở 15−30° đặc trưng cho silica vô định hình 25 . Đối với mẫu Cu/SiO 2 bên cạnh vùng vô định hình của silica, còn có xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ mới tại các góc nhiễu xạ 2θ lần lượt là 43,24º ; 50,42º và 74,24º tương ứng với các mặt mạng (111), (200) và (220) đặc trưng cho cấu trúc lập phương tâm mặt của kim loại đồng và phù hợp với giản đồ chuẩn của đồng số 04-0836 26 . Kích thước tinh thể trung bình của CuNPs được tính thông qua công thức Scherrer (1) bằng 4,52 nm. Mặc khác, giản đồ XRD không xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ đặc trưng của Cu 2 O, CuO hay Cu(OH) 2 chứng tỏ chỉ có kim loại đồng được hình thành sau quá trình tổng hợp. Kết quả cho thấy rằng có sự hình thành nano đồng ở dạng tinh thể trên bề mặt silica, tạo thành cấu trúc nanocomposite Cu/SiO 2 27 .

Figure 2 . Giản đồ nhiễu xạ tia X của SiO 2 và nanocomposite Cu/SiO 2 .

Figure 2 .

[Download figure]

Để xác định các liên kết trong silica và nanocomposite, phổ FT-IR được xử dụng và kết quả được thể hiện trong Figure 3 và Table 1 . Kết quả FT-IR cho thấy đỉnh phổ rộng ở vị trí số sóng khoảng 3440 cm -1 đặc trưng cho dao động kéo dãn của nhóm hydroxyl (-OH) trong SiO 2 28 . Đỉnh phổ ở vị trí 1636 cm -1 đặc trưng cho dao động biến dạng của OH của nước hấp phụ trên silica 28 . Dao động bất đối xứng và đối xứng của liên kết Si−O−Si được đặc trưng bởi đỉnh phổ 1102; 802 và 470 cm -1 , một đỉnh phổ có cường độ yếu ở số sóng 965 cm -1 đặc trưng cho dao động của nhóm silanol (Si−OH) 29 , 30 , 31 . Trên phổ của nanocomposite Cu/SiO 2 ngoài những đỉnh của SiO 2 còn sự xuất hiện các đỉnh phổ ở các vị trí số sóng 640 và 1425 cm -1 đặc trưng cho dao động của liên kết Cu−O 22 . Ngoài ra, đỉnh phổ ở 447 và 802 cm -1 của nhóm silanol bị suy giảm đáng kể, chứng tỏ có sự thủy phân thành SiO - và liên kết với Cu + để hình thành liên kết Cu−O. Kết quả FT-IR đã chứng minh nano đồng đã có hình thành liên kết hóa học với silica thông qua liên kết giữ Cu và O trong SiO 2 , tạo ra cấu trúc composite bền vững.

Figure 3 . Phổ FT-IR mẫu SiO 2 (đỏ) và Cu/SiO 2 (xanh)

Figure 3 (xanh)

[Download figure]

Table 1 Số sóng và các dao động đặc trưng trên phổ FT-IR trong mẫu SiO 2 và Cu/SiO 2

Kết quả kính hiển vi điện tử truyền qua, được thể hiện trong Figure 4 a, cho thấy các hạt nano đồng phân bố đều trên bề mặt và bên trong cấu trúc chất nền silica. Các hạt nano kim loại có dạng hình cầu hoặc gần cầu với kích thước 4–10 nm (trung bình là 6,78 nm) ( Figure 4 b). Kết quả kích thước hạt ở đây phù hợp với kích thước tinh thể trung bình được tính toán từ XRD. Figure 4 c thể hiện kết quả EDS của mẫu nanocomposite cho thấy trong mẫu tồn tại các nguyên tố O; Si và Cu với tỷ lệ phần trăm nguyên tử tương ứng là 69,8; 26,4 và 3,8%.

Figure 4 . Ảnh TEM mẫu Cu/SiO 2 (a), đồ thị phân bố kích thước hạt nano đồng (b), phổ EDS mẫu Cu/SiO 2 (c)

Figure 4 (c)

[Download figure]

Hoạt tính kháng R. solanacearum

Hiệu quả kháng khuẩn đối với vi khuẩn R. Solanacearum gây bệnh héo xanh của nanocomposite Cu/SiO 2 được đánh giá thông qua phương pháp đục lỗ thạch và pha loãng dung dịch để tìm ra nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC). Mẫu CuNPs được tổng hợp với cùng quy trình để sử dụng làm đối chứng dương. Tác dụng kháng khuẩn ở dạng vùng ức chế được đánh giá bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch của CuNPs và nanocompozit Cu/SiO 2 được thể hiện trên Figure 5 .

Figure 5 . Hoạt tính kháng R. Solanacearum của CuNPs, Cu/SiO 2 bằng phương pháp đục lỗ thạch.

Figure 5 <sub></sub>

[Download figure]

Đường kính vùng ức chế R. Solanacearum của nanocompoosite Cu/SiO 2 là 19,8 ± 0,1 mm, lớn hơn so với CuNPs 14,4 ± 0,2 mm. Đối với phương pháp pha loãng dung dịch, khi tăng nồng độ CuNPs và Cu/SiO 2 mật độ khuẩn giảm dần ( Figure 6 ). Sự phát triển R. solanacearum hoàn toàn bị ức chế khi nồng độ của Cu/SiO 2 là 36 ppm, trong khi dung dịch CuNPs chỉ thể hiện tác dụng ức chế ở nồng độ 72 ppm. Kết quả thử nghiệm cho thấy hoạt tính kháng kháng khuẩn R. solanacearum của Cu/SiO 2 cao gấp 2 lần so với mẫu đối chứng CuNPs. Khả năng kháng khuẩn R. solanacearum của Cu/SiO 2 so sánh với các hoạt chất khác được trình bày trong Table 2 . Đánh giá kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy: So với các hoạt chất thuốc bệnh hóa học thông thường và các loại nano khác, Cu/SiO 2 thể hiện khả năng ức chế tương đối tốt đối với vi khuẩn R. solanacearum. Như vậy, Cu/SiO 2 có tiềm năng để tiến hành tiếp các thử nghiệm khả năng kháng khuẩn R. solanacearum ở quy mô lớn hơn như trong nhà lưới hoặc ngoài đồng ruộng.

Figure 6 . Hoạt tính kháng R. solanacearum của CuNPs (a) và Cu/SiO 2 (b) ở các nồng độ khác nhau.

Figure 6 (b) ở các nồng độ khác nhau.

[Download figure]

Table 2 Một số hoạt chất và nồng độ hiệu quả cho phòng trừ R. solanacearum

Khả năng kháng khuẩn của các hạt nano kim loại nói chung và nano đồng nói riêng có thể biểu thị qua bốn cơ chế chính gồm: cơ chế giải phóng ion, hình thành oxy hoạt hoá (ROS), tiếp xúc trực tiếp và sự kết hợp các cơ chế trên 37 . Do đó, kích thước hạt và độ ổn định ảnh hưởng rất lớn đến khả năng kháng khuẩn của vật liệu 38 . Từ đó có thể giải thích hiệu quả kháng khuẩn của nanocomposite cao hơn hạt nano đồng đơn thuần vì khi CuNPs được cố định lên trên silica làm tăng tính ổn định dẫn đến kéo dài hiệu quả sử dụng 39 . Bên cạnh đó, khi các hạt nano đồng được cố định lên SiO 2 dẫn đến kích thước hạt nhỏ, giảm hiện tượng kết tụ 40 .

KẾT LUẬN

Nanocomposite đồng/silica được tổng hợp thành công bằng phương pháp khử hoá học. Các hạt nano đồng được phân bố đều trên bề mặt và trong cấu trúc silica với kích thước < 10 nm và kích thước hạt trung bình là 6,78 nm. Đồng thời các hạt nano đồng không những hấp phụ lên silica mà còn hình thành liên kết hoá học bền, giúp hệ vật liệu trở nên ổn định hơn. Bên cạnh đó, Cu/SiO 2 có khả năng ức chế hoàn toàn sự phát triển của khuẩn R. solanacearum gây bệnh héo xanh ở nồng độ 36 ppm, hiệu quả hơn gấp 2 lần so với nano đồng được tổng hợp theo quy trình tương tự là 72 ppm, và tương đối tốt so với các hoạt chất thuốc bệnh hóa học thông thường và các loại nano khác. Từ các kết quả trên cho thấy nanocomposite Cu/SiO 2 có tiềm năng ứng dụng thực tế thay thế các loại thuốc hoá học truyền thống trong nông nghiệp.

Danh mục viết tắt

CuNPs: các hạt nano đồng

MBC: Minimum Bactericidal Concentration

MIC: Minimal inhibitory concentration

UV-Vis: Ultraviolet-visible spectroscopy

XRD: X-ray diffraction

FT-IR: Fourier Transform Infrared Spectroscopy

TEM: Transmission electron microscopy

EDS: Energy-dispersive X-ray spectroscopy

ROS: Reactive oxygen species

IC 50 : Half maximum inhibitory concentration

EC50: Half maximal effective concentration

Xung đột lợi ích

Các tác giả tuyên bố rằng không có xung đột lợi ích.

Đóng góp của tác giả

Nghiên cứu này được thiết kế bởi Trần Quốc Vinh và Trần Công Khánh. Trần Quốc Vinh, Bùi Thị Thu Thảo và Võ Thị Ngọc Hà thực nghiệm, thu thập số liệu và xử lý kết quả. Bản thảo được viết bởi Trần Quốc Vinh, Đặng Vinh Quang và Trần Công Khánh.

Lời cảm ơn

Nghiên cứu được tài trợ bởi Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) trong khuôn khổ Đề tài mã số B2023-18-16.

References

  1. Salgon S, Jourda C, Sauvage C, Daunay M-C, Reynaud B, Wicker E et al. Eggplant Resistance to the Ralstonia solanacearum Species Complex Involves Both Broad-Spectrum and Strain-Specific Quantitative Trait Loci. Frontiers in Plant Science 2017; 8. (accessed 16 Nov2023). . ;:. PubMed Google Scholar
  2. Kelman A. One Hundred and One Years of Research on Bacterial Wilt. In: Prior P, Allen C, Elphinstone J (eds). Bacterial Wilt Disease: Molecular and Ecological Aspects. Springer: Berlin, Heidelberg, 1998, pp 1-5. . ;:. Google Scholar
  3. Tadesse Demissie Y. Integrated Potato (Solanum Tuberosum L.) Late Blight (Phytophthora Infestans) Disease Management in Ethiopia. AJBIO 2019; 7: 123. . ;:. Google Scholar
  4. Kumar N, Kulsoom M, Shukla V, Kumar D, Priyanka, Kumar S et al. Profiling of heavy metal and pesticide residues in medicinal plants. Environ Sci Pollut Res 2018; 25: 29505-29510. . ;:. PubMed Google Scholar
  5. Tâm HN, Phương TL, Thanh* LU. Hiệu quả phòng trị của một số nhóm hoạt chất kháng sinh và hóa học đối với vi khuẩn Ralstonia solanacearum gây bệnh héo xanh trên cây hoa Vạn thọ (Tagetes papula L.). 1 2022; 11: 80-87. . ;:. Google Scholar
  6. Trí H. Biện pháp quản lý bệnh héo xanh trên cây trồng họ cà và họ bầu bí dưa. (accessed 16 Nov2023). . ;:. Google Scholar
  7. Abdullaeva Z. Nanomaterials in Daily Life: Compounds, Synthesis, Processing and Commercialization. Springer International Publishing: Cham, 2017. . ;:. Google Scholar
  8. Hạng ND, Mân NT, Hiệp NM, Phong NTH. Ứng dụng công nghệ nano trong nông nghiệp. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2018. . ;:. Google Scholar
  9. Allahverdi Ç. Synthesis of copper nano/microparticles via thermal decomposition and their conversion to copper oxide film. Turk J Chem; 47: 616-632. . ;:. Google Scholar
  10. Aguilar MS, Esparza R, Rosas G. Synthesis of Cu nanoparticles by chemical reduction method. Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2019; 29: 1510-1515. . ;:. Google Scholar
  11. Ahmad SIB, Ahmad MdSBHj, Radiman SB. A Study on Gamma Irradiation Synthesis of Copper Nanoparticles. AIP Conference Proceedings 2009; 1136: 186-190. . ;:. Google Scholar
  12. Sreeju. N, Rufus A, Philip D. Microwave-assisted rapid synthesis of copper nanoparticles with exceptional stability and their multifaceted applications. Journal of Molecular Liquids 2016; 221: 1008-1021. . ;:. Google Scholar
  13. Gande VV, Pushpavanam S. Continuous synthesis of copper nanoparticles using a polyol process in a milli-channel reactor. J Flow Chem 2021; 11: 661-674. . ;:. Google Scholar
  14. Luong HT, Nguyen CX, Lam TT, Nguyen T-H, Dang Q-L, Lee J-H et al. Antibacterial effect of copper nanoparticles produced in a Shewanella-supported non-external circuit bioelectrical system on bacterial plant pathogens. RSC Adv 2022; 12: 4428-4436. . ;:. Google Scholar
  15. Rosenbaum J, Versace DL, Abbad-Andallousi S, Pires R, Azevedo C, Cénédese P et al. Antibacterial properties of nanostructured Cu-TiO2 surfaces for dental implants. Biomater Sci 2017; 5: 455-462. . ;:. Google Scholar
  16. Thanh Hai NT, My Phuong TN, Luong NV, Toan DK, Hoa TT, Thu Thuy NT. Synthesis and in vitro antifungal efficacy of copper-silica nanocomposites against pathogenic fungi of rice. NST 2020; 36. . ;:. Google Scholar
  17. Medina-Ramírez IE, Arzate-Cardenas MA, Mojarro-Olmos A, Romo-López MA. Synthesis, characterization, toxicological and antibacterial activity evaluation of Cu@ZnO nanocomposites. Ceramics International 2019; 45: 17476-17488. . ;:. Google Scholar
  18. Li Y, Yang D, Cui J. Graphene oxide loaded with copper oxide nanoparticles as an antibacterial agent against Pseudomonas syringae pv. tomato. RSC Adv 2017; 7: 38853-38860. . ;:. Google Scholar
  19. Vandevenne F, Struyf E, Clymans W, Meire P. Agricultural silica harvest: have humans created a new loop in the global silica cycle? Frontiers in Ecology and the Environment 2012; 10: 243-248. . ;:. Google Scholar
  20. Silica - The Overlooked Element That Is Essential For Soil And Plant Health. AgSolutions. 2022. . ;:. Google Scholar
  21. Currie HA, Perry CC. Silica in Plants: Biological, biochemical and chemical studies. Annals of Botany 2007; 100: 1383-1389. . ;:. Google Scholar
  22. Peszke J, Dulski M, Nowak A, Balin K, Zubko M, Sułowicz S et al. Unique properties of silver and copper silica-based nanocomposites as antimicrobial agents. RSC Adv 2017; 7: 28092-28104. . ;:. Google Scholar
  23. Rajesh KM, Ajitha B, Ashok Kumar Reddy Y, Suneetha Y, Sreedhara Reddy P. Synthesis of copper nanoparticles and role of pH on particle size control. Materials Today: Proceedings 2016; 3: 1985-1991. . ;:. Google Scholar
  24. Pham N-D, Duong M-M, Le M-V, Hoang HA, Pham L-K-O. Preparation and characterization of antifungal colloidal copper nanoparticles and their antifungal activity against Fusarium oxysporum and Phytophthora capsici. Comptes Rendus Chimie 2019; 22: 786-793. . ;:. Google Scholar
  25. Li J, Li X, Zheng Y, Zhan L, Tian Q, Liu X. New underfill material based on copper nanoparticles coated with silica for high thermally conductive and electrically insulating epoxy composites. Journal of Materials Science 2019; 54. . ;:. Google Scholar
  26. Kobayashi Y, Sakuraba T. Silica-coating of metallic copper nanoparticles in aqueous solution. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 2008; 317: 756-759. . ;:. Google Scholar
  27. Zhang N, Gao Y, Zhang H, Feng X, Cai H, Liu Y. Preparation and characterization of core-shell structure of SiO2@Cu antibacterial agent. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2010; 81: 537-543. . ;:. PubMed Google Scholar
  28. Sahoo DP, Patnaik S, Rath D, Nanda B, Parida K. Cu@CuO promoted g-C3N4/MCM-41: an efficient photocatalyst with tunable valence transition for visible light induced hydrogen generation. RSC Adv 2016; 6: 112602-112613. . ;:. Google Scholar
  29. Araghi M, Ghahari M, Shafiee Afarani M. Synthesis and investigation of antimicrobial properties of SiO2@Cu rods with core-shell structure. Journal of Environmental Chemical Engineering 2017; 5: 1780-1790. . ;:. Google Scholar
  30. Tran TN, Pham TVA, Le MLP, Nguyen TPT, Tran VM. Synthesis of amorphous silica and sulfonic acid functionalized silica used as reinforced phase for polymer electrolyte membrane. Adv Nat Sci: Nanosci Nanotechnol 2013; 4: 045007. . ;:. Google Scholar
  31. Musić S, Filipović-Vinceković N, Sekovanić L. Precipitation of amorphous SiO2 particles and their properties. Braz J Chem Eng 2011; 28: 89-94. . ;:. Google Scholar
  32. Wattana-Amorn P, Charoenwongsa W, Williams C, Crump MP, Apichaisataienchote B. Antibacterial activity of cyclo(L-Pro-L-Tyr) and cyclo(D-Pro-L-Tyr) from Streptomyces sp. strain 22-4 against phytopathogenic bacteria. Natural Product Research 2016; 30: 1980-1983. . ;:. PubMed Google Scholar
  33. Lee Y-H, Choi C-W, Kim S-H, Yun J-G, Chang S-W, Kim Y-S et al. Chemical pesticides and plant essential oils for disease control of tomato bacterial wilt. The Plant Pathology Journal 2012; 28: 32-39. . ;:. Google Scholar
  34. Cai L, Chen J, Liu Z, Wang H, Yang H, Ding W. Magnesium oxide nanoparticles: effective agricultural antibacterial agent against Ralstonia solanacearum. Front Microbiol 2018; 9: 790. . ;:. Google Scholar
  35. Kumar LS, Prasad KS, Revanasiddappa HD. Synthesis, characterization, antioxidant, antimicrobial, DNA binding and cleavage studies of mononuclear Cu(II) and Co(II) complexes of 3-hydroxy-N'-(2-hydroxybenzylidene)-2-naphthohydrazide. European Journal of Chemistry 2011; 2: 394-403. . ;:. Google Scholar
  36. Li P, Shi L, Gao M-N, Yang X, Xue W, Jin L-H et al. Antibacterial activities against rice bacterial leaf blight and tomato bacterial wilt of 2-mercapto-5-substituted-1,3,4-oxadiazole/thiadiazole derivatives. Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 2015; 25: 481-484. . ;:. Google Scholar
  37. Fan X, Yahia L, Sacher E. Antimicrobial properties of the Ag, Cu nanoparticle system. Biology 2021; 10: 137. . ;:. PubMed Google Scholar
  38. Ma X, Zhou S, Xu X, Du Q. Copper-containing nanoparticles: Mechanism of antimicrobial effect and application in dentistry-a narrative review. Front Surg 2022; 9: 905892. . ;:. PubMed Google Scholar
  39. Ermini ML, Voliani V. Antimicrobial nano-agents: The copper age. ACS Nano 2021; 15: 6008-6029. . ;:. PubMed Google Scholar
  40. Xiong L, Yu H, Nie C, Xiao Y, Zeng Q, Wang G et al. Size-controlled synthesis of Cu2O nanoparticles: size effect on antibacterial activity and application as a photocatalyst for highly efficient H2O2 evolution. RSC Adv 2017; 7: 51822-51830. . ;:. Google Scholar


Author's Affiliation

  • Tran Quoc Vinh

    Faculty of Materials Science and Technology, University of Science, Ho Chi Minh City, Vietnam; Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Ho Chi Minh City, Vietnam
    Google Scholar Pubmed

  • Bui Thi Thu Thao

    Faculty of Materials Science and Technology, University of Science, Ho Chi Minh City, Vietnam; Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Ho Chi Minh City, Vietnam
    Google Scholar Pubmed

  • Vo Thi Ngoc Ha

    Faculty of Agronomy, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, Vietnam
    Google Scholar Pubmed

  • Dang Vinh Quang

    Faculty of Materials Science and Technology, University of Science, Ho Chi Minh City, Vietnam; Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Ho Chi Minh City, Vietnam
    Google Scholar Pubmed

  • Tran Cong Khanh

    Faculty of Materials Science and Technology, University of Science, Ho Chi Minh City, Vietnam; Viet Nam National University Ho Chi Minh City, Ho Chi Minh City, Vietnam
    Email I'd for correspondance: tckhanh@hcmus.edu.vn
    Google Scholar Pubmed
Article Details

Issue: Vol 8 No 2 (2024)
Page No.: 2947-2955
Published: Jun 30, 2024
Section: Original Research
DOI: https://doi.org/10.32508/stdjns.v8i2.1328

 Copyright Info

Creative Commons License

Copyright: The Authors. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License CC-BY 4.0., which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

 How to Cite
Vinh, T., Thao, B., Ha, V., Quang, D., & Khanh, T. (2024). Synthesis of copper/silica nanocomposites for application in preventing Ralstonia solanacearum bacteria causing the wilt disease. Science & Technology Development Journal: Natural Sciences, 8(2), 2947-2955. https://doi.org/https://doi.org/10.32508/stdjns.v8i2.1328


 Download Citation
 Cited by

Article level Metrics by Paperbuzz/Impactstory
Article level Metrics by Altmetrics

 Article Statistics
HTML = 245 times
PDF   = 75 times
XML   = 0 times
Total   = 75 times