اسانس نانوكپسوله پونه: توليد و بررسي خصوصيات فيزيكوشيميايي آن

Mentha longifolia nanoencapsulated essential oil: Its synthesis and physico-chemical properties

استفاده از اسانس‌هاي گياهي در برنامه‌هاي مديريتي آفات به عنوان جايگزين يا مكمل حشره‌كش‌هاي شيميايي، ايمن و نويدبخش به نظر مي‌رسد. چنين امكاني منوط به رفع نواقصي همچون ناپايداري شيميايي، تبخيرپذيري و حلاليت كم اسانس‌هاي گياهي در آب است. استفاده از نانوفرمولاسيون‌ها با امكان رهايش كنترل شده يك راه‌كار مؤثر در جهت رفع نواقص فوق به شمار مي‌آيد. پژوهش پيش‌رو با هدف شناسايي تركيبات مؤثر اسانس آزاد پونهMentha longifolia و نانوفرمولاسيون آن با استفاده از روش كروماتوگرافي گازي- طيف‌سنجي جرمي و تهيه نانو سيليكاي حاوي اسانس پونه به روش سل- ژل و بررسي خصوصيات فيزيكوشيميايي آن در جهت امكان‌‌سنجي كاربرد در برنامه‌هاي مديريت تلفيقي آفات انجام شده است. نتايج نشان دهنده بيشترين فراواني كتون‌ها (پيپريتنون 32% و پولگون 17/44%) و منوترپن‌هاي اكسيژن‌دار (24/01%) در بين اجزاء سازنده اسانس بود. بهترين تركيب اجزاء و شرايط انجام واكنش نيز از نظر اندازه ذرات نانوفرمولاسيون تهيه شده و كارايي كپسوله شدن عبارت بود از تترا اتيل ارتو سيليكات (TEOS) (0/5 ميلي‌ليتر)، ستيل تري متيل آمونيوم برمايد (CTAB) (08/0 گرم)، اسانس (1 ملي‌ليتر)، اتانول (13 ميلي‌ليتر)، آمونياك 25% (0/5 ميلي‌ليتر)، استفاده از همزن التراسونيك به مدت 2 ساعت در دماي اتاق و در نهايت سانتريفيوژ به مدت 5 دقيقه (rpm 15000). از ويژگي‌هاي نانو‌سيليكاي حاوي اسانس پونه، تهيه شده با استفاده از روش سل- ژل، قطر متوسط ذرات 80-66 نانومتر، پتانسيل زتاي37-، شاخص پراكندگي 0/2 و راندمان ريزپوشاني 79/64 درصد بوده است.

Essential oils application in integrated pest management as alternative or complementary to chemical insecticides appears quite safe and promising. However, the chemical instability, volatility and poor water solubility remain the main disadvantages of essential oils and must be resolved before being incorporated into pest management systems. Incorporation of essential oils into a controlled-release nanoformulation is an efficient approach to overcome these limitations. So the present study aimed to analyze chemical constituents of Mentha longifolia free and nanoencapsulated essential oils by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) and describe a practical approach to synthesize nano hollow silica spheres by sol-gel method as a Mentha longifolia essential oil carrier. GC–MS analysis resulted in the detection of the 43 components, piperitenone (%32), piperitenone oxide (%24.01) and pulegone (%17.44) were the three most representative constituents. The success of M. longifolia essential oil encapsulated was characterized based on some parameters including particle size, zeta potential, polydispersity index (PDI) and encapsulation efficiency (EE). The optimised reaction mixture consisting of TEOS (0.5 ml), CTAB (0.08 g), essential oil (1 ml), ethanol (13 ml), 25% ammonia (0.5 ml), 2 hours of ultrasonication at room temperature and emulsification at 15000 rpm for 5 min, resulted in particle size between 66 to 80 nm, a polydispersity index of 0.2, zeta pontencial of −37 mV and an EE of 79.64%.